analisa ukuran utama kapal general cargo yang …

167Analisa Ukuran Utama Kapal General Cargo Yang Sesuai dan Aman Untuk Gelombang Tinggi di Perairan Indonesia,Soegeng Hardjono

ANALISA UKURAN UTAMA KAPAL GENERAL CARGO YANG SESUAIDAN AMAN UNTUK GELOMBANG TINGGI DI PERAIRAN INDONESIAMAIN DIMENSION ANALYSIS OF GENERAL CARGO SHIP SUITABLEAND SAVE FOR HIGH WAVES CONDITION IN INDONESIAN WATERS

Soegeng HardjonoPusat Teknologi Industri dan Sistem Transportasi, BPPT

Gedung Teknologi 2, Lt. 3 PUSPIPTEK, Serpong Tangerang Selatan 15314email: [email protected]

Diterima: 1 April 2015, Revisi 1: 22 April 2015, Revisi 2: 7 Mei 2015, Disetujui: 19 Mei 2015

ABSTRAKIndonesia sebagai negara kepulauan mempunyai kondisi gelombang tinggi pada musim-musimtertentu sebagai akibat dari pengaruh angin musiman yaitu angin musim monsun Asia dan monsunAustralia. Kedua musim ini mampu menciptakan gelombang laut dengan tinggi antara 3.0 hingga6.0 meter. Kondisi ini menjadikan ancaman bagi keselamatan armada pelayaran domestik,khususnya armada kapal tipe general cargo yang menduduki urutan kedua kecelakaan di lautmenurut data dari KNKT. Untuk mengatasi gelombang tinggi tersebut, maka telah dilakukanpenelitian untuk menentukan ukuran utama kapal yang sesuai dan aman untuk gelombang tinggimelalui metode Parametric Ratio Design Approach dari teori Naval Architec dengan suatu asumsidasar bahwa kapal mempunyai lambung timbul minimum 3 meter seperti direkomendasikanoleh Mahkamah Pelayaran. Hasil penelitian ini mengidentifikasikan bahwa ukuran utama kapaltipe general cargo yang sesuai dan aman untuk kondisi gelombang laut tinggi hingga diatas 6 meteradalah kapal dengan displacement 30.529 tons, panjang (Lbp)185 meter, dengan kecepatan operasional(Vs) 17 knots.Kata kunci: tinggi gelombang, kapal general cargo, lambung timbul, ukuran utama.

ABSTRACTIndonesia as an archipelago country has a high wave conditions at certain seasons as a result of the influence ofseasonal winds so called Asian monsoon and Australian monsoonseason winds. Both seasonsare able to createhigh sea wave conditions between 3.0 to 6.0 meters. This condition has resulted in the threat to the safety ofdomestic shipping fleet particularlyto the type of general cargo fleet which ranks in second position in the numberof accidents at sea according to the data from KNKT. To overcome those high wave conditions, it has been donea research on determinesing the appropriate size of ship dimension and secure to high waves through the methodof Parametric Ratio Design Approach of theory Naval Architect with a basic assumption that thevessel has aminimum freeboard of 3 metersas recomended by Mahkamah Pelayaran. The result of this study have alreadyidentified that the principal dimension of general cargo ship types suitable and safe for the conditions of the seawaves as high as 6 meters above is a ship with a displacement of 30.529 tons, length (LBP) of 185 meters, and aservice speed (Vs) of 17 knots.Keywords: wave height, general cargo ship, freeboard, main dimension.

Warta Penelitian Perhubungan, Volume 27, Nomor 3, Mei-Juni 2015168

PENDAHULUANArmada angkutan laut domestik mempunyaiperanan penting dan menjadi tulang punggungdistribusi angkutan barang penumpangkeseluruh wilayah kepulauan Indonesia yangterbentang dari ujung kawasan barat (Sabang)hingga ujung kawasan timur Indonesia(Merauke).Untuk mewujudkan terciptanya armadaangkutan laut yang kuat diperlukan adanya ar-mada yang berkualitas baik dari segi teknismaupun operasional dan mampu melayanisecara efektif, efisien dan aman keseluruhwilayah perairan Indonesia.Saat ini armada angkutan laut Indonesiamelibatkan berbagai tipe sesuai dengan fungsidanperuntukannya,diantaranya adalah tipekapal general cargo, tanker, container, passengership,bulk carrier, ferries,pelayaran rakyat, dan kapalkhusus lainnya diantaranya tongkang/barge,kapal pandu, dan kapal ikan/fishing vessel.Untuk mewujudkan kualitas armada angkutanlaut yang baik diperlukan adanya spesifikasiukuran utama kapal yang sesuai dan mampuberoperasi diatas kondisi gelombang perairanIndonesia dengan ketinggian yang selaluberbeda setiap musimnya, baik di musimmonsun Asia (musim angin barat) maupun dimusim monsun Australia,maupun di musimperalihan yaitu suatu musim yang beradadiantara monsun Asia dan Australia.Kondisi gelombang merupakan salah satu faktorpenting yang berpengaruh terhadapkeselamatan kapal di laut. Informasi dari BMKGbahwa puncak rata-rata gelombang tertinggidiperairan Indonesia terjadi pada Bulan Januaridan Juli. Ketinggian gelombang bisa mencapai2,5 hingga 6 meter dimana pihak Syahbandar diDirjen Perhubungan Laut senantiasamengeluarkan maklumat pelayaran tentanglarangan berlayar saat kondisi cuaca tidakkondusif seperti tersebut di atas.Jumlah kecelakaan kapal menurut data yangdikeluarkan oleh KNKT dalam kajian tentangAnalysis Trend Kecelakaan Tansportasi LautTahun 2003-2008, telah tercatat 691 kecelakaanlaut yang disebabkan oleh berbagai faktor antara

lain 38% oleh faktor alam, 37% faktor manusia,23% faktor teknis, dan 2% faktor lain. Sedangkanmenurut data KNKT selama periode tahun 2007hingga 2012 telah terjadi 298 kecelakaan laut,dimana faktor penyebabnya adalah 41% karenafaktor alam dan 59% karena faktor teknis.Sedangkan kecelakaan laut menurut jenis kapalterdiri dari 56% tipe kapal tradisional (pelayaranrakyat), 17% kapal general cargo, 8% ferry roro, 5%tanker, 2% kapal ikan, 1% kapal container, dan 1%lain-lain.Dari data KNKT selama dua periode tersebutdapat disimpulkan bahwa faktor penyebab alammenduduki posisi dua terbesar diantara faktorpenyebab lainnya.Untuk mengantisipasi dan mengurangiterjadinya kecelakaan dilaut akibat faktor alamkhususnya akibat gelombang tinggi seperti yangdialami oleh sebagian besar kapal tipe generalcargo, maka diperlukan adanya suatu penelitianatau kajian teknis sebagai salah satu alternatifsolusi yang bertujuan untuk melakukan studianalisis ukuran panjang kapal minimum (mini-mum ship’s length) beserta dimensi utama lainnya(principal ship dimensions) yang sesuai dan mampudengan kondisi tinggi gelombang perairan In-donesia. Lebih dari itu, hasil dari penelitian inidiharapkan dapat bermanfaat bagi pihak stake-holder terkait diantaranya ship designers, ship own-ers, maupun pihak kalangan shipyard.

TINJAUAN PUSTAKAA. Kondisi Kapal Niaga Nasional

1. Potensi Kapal Niaga Nasional Pra AsasCabotageTahun 2003Pada tahun 2003 sebelum adanyapenerapan peraturan pemerintah tentangasas Cabotage pada tahun 2005, potensiarmada kapal niaga nasional menurutkajian yang telah dilakukan oleh SoegengH (2005) dalam “Kajian Korelasi TingkatKepadatan Jalur Pelayaran TerhadapKecelakaan Kapal Barang DomestikAntar Pulau di Indonesia”, menunjukkanbahwa kekuatan armada nasionalmenurut data dari Register of Ship, BiroKlasifikasi Indonesia (BKI) tahun 2003


mencapai jumlah total sekitar 3530 unitdari berbagai tipe kapal. Dari jumlahtersebut, 1590 unit merupakan kelompokdari armada kapal tipe general gargo,tanker, carrier, dan ferry, dimana populasikapal tipe general cargo dalam kelompokini menduduki posisi terbesar yaknisekitar 887 unit (56%) dari total 1590 unitdisusul oleh kapal tipe tanker diperingkatkedua dengan jumlah sekitar 300 unit(19%).Kemudian selebihnya adalah 1940 daritotal 3530 unit armada merupakan kapaltipe services dan kapal tipe khusus lainnya,diantaranya adalah tug boat , workboat,pusher boat, crew boat, fishing vessel,ponton/barge,dredger,drilling,mooring, fastpatrol boat, salvage,landing craft, floating dock,research vessl, supply vessel, kapal rumahsakit dan lain sebagainya.Sehingga keberadaan armada kapal gen-eral cargo terlihat sangat signifikankedudukannya sebagai tulang punggungdalam mobilisasi dan distribusi arusbarang antar pulau sekaligus sebagai uratnadi perekonomian nasional Indonesia.

2. Pertumbuhan Armada Kapal NiagaNasional Pasca Asas Cabotage Tahun 2005-2014.Sejak penerapan asas cabotage tahun 2005melalui Inpres 5/2005 dalam buku“Tinjauan Sewindu Cabotage di Indonesia,2005-2013”, jumlah total armada kapalnasional berbendera Indonesia meningkatdari 6.041 menjadi 12.047 unit kapal per31 Maret 2013 atau meningkat 99,42% dari31 Maret 2005. Peta prosentase populasiarmada nasional per 31 Maret 2013tersebut adalah 3984 unit (33,07%) tipetongkang/barge, 3739 unit (31,04%) tipetug boat, 2254 unit (18,71%) tipe kapal gen-eral cargo dan 2069 unit (17,18%) tipe kapallainnya (gambar 1.)Menurut data dari KementerianPerhubungan yang disampaikan olehDirektur Jenderal Perhubungan LautKemenhub Bobby R. Mamahit (Supply

Chain Indonesia, 2014) bahwa jumlahkapal angkutan logistik berbendera Indo-nesia meningkat 11,81% yaitu menjadi4.355 unit selama kurun waktu 16 bulanterakhir. Jumlah tersebut terdiri dari kapaljenis bulk sebanyak 97 unit, kapal generalcargo 2.651 unit, kapal container 318 unit,kapal fishing vessel 58 unit, kapal landingcraft 456 unit dan kapal tanker 685 unit dan90 unit kapal tipe lainnya.Menurutnya, jumlah kapal angkutanlogistik saat ini mendominasi perairanIndonesia dan kondisi ini sangat wajarmengingat pengiriman logistikantarpulau di tanah air bertumpu padatransportasi laut.

Sumber: INFACO, 2013Gambar 1. Armada Niaga Nasional 2013 (%)

Sumber: Supply Chain, 2013Gambar 2. Kapal Angkutan Logistik 2014

Sementara itu, Ketua Umum DPP Indone-sian National Shipowners’ Association (INSA)Carmelita Hartoto menyatakanpeningkatan jumlah kapal logistik dalamnegeri tersebut berbanding lurus denganpeningkatan arus barang di Indonesia


selama 9 tahun terakhir.Pertumbuhanarus barang di Indonesia selama 9 tahunterakhir rata-rata mencapai 6%-10% pertahun (Supply Chain Indonesia, 2014).

B. Kedalaman Pelabuhan di IndonesiaMeskipun telah terjadi peningkatan arusbarang dan jumlah armada niaga nasionalsetelah penerapan asas cabotage, namunkondisi kedalaman pelabuhan khususnyapelabuhan utama dibawah PT. Pelindomasih belum mampu untuk menampungkapal-kapal besar dalam rangkamewujudkan visi baru pemerintah bernamaPendulum Nusantara. Enam pelabuhanutama ditargekan masuk dalam koridor pen-dulum nusantara, yakni Belawan, Batam,Jakarta, Surabaya, Makassar, dan Sorong.Kondisi kedalaman enam pelabuhan utamadi di Indonesia tersebut dapat ditampilkanpada tabel 1.

penyebab utama diantaranya adalahkecepatan angin, lamanya anginberhembus (duration), dan jarak daritiupan angin pada perairan terbuka(fetch). Sedangkan panjang Fetch adalahjarak tempuh perjalanan gelombang dariawal pembangkitannya. Fetch ini dibatasioleh bentuk daratan yang mengelilingilaut. Menurut Tom Ainsworth, dari NOAA/National Weather Service Forecast Office(WFO)(2006) menyebutkan bahwasemakin panjang jarak fetchnya semakinbesar gelombang yang terjadi.

No. Nama Pelabuhan Draft Kolam(m) LWS

1 Belawan 92 Batam-Batu Ampar 9

Batam-Sekupang 9Batam-Kabil 12

3 Tj.Priok-Terminal II 9Tj.Priok-Terminal III 8-12

4 Tj.Perak-Jamrud 10Tj.Perak-Nilam 8Tj.Perak-Mirah 7Tj.Perak-Kalimas 10

5 Makasar 86 Sorong 11

Tabel 1. Draft Kolam Pelabuhan Utama

Sumber: Kemenhub 2013

C. Kondisi Gelombang Perairan Indonesia1. Tinggi Gelombang Perairan Indonesia

Perairan Indonesia mempunyaikarakteristik gelombang denganketinggian yang bervariasi sepanjangtahun, tergantung dari kekuatan anginpermukaan yang terjadi sesuai polaangin musiman yang sedangberlangsung. Kondisi tinggi gelombangini sangat dipengaruhi oleh tiga faktor

Sumber: NOAA/WFO 2006Gambar 3. Fetch

Di Indonesia, terdapat dua pola angin musiman(monsun/muson) yaitu musim angin barat(monsun Asia) dan musim angin timur (monsunAustralia) yang terjadi secara periodik (kuranglebih 3 bulan). Pada monsun Asia, anginpermukaan berhembus dari belahan utara equa-tor menuju belahan selatan equator pada BulanDesember, Januari, dan Pebruari. Sedangkanmonsun Australia angin permukaan berhembusdari arah sebaliknya yaitu dari belahan selatanequator menuju belahan utara equator pada BulanJuni, Juli dan Agustus. Periode lainnya adalahduaperiode yang disebut sebagai periode peralihanyang terjadi diantara periode monsun Asia danmonsun Australia yaitu Maret, April, Mei danSeptember, Oktober, Nopember. Menurut kajianyang dilakukan oleh Roni Kurniawan dkk (2011)dalam makalah penelitiannya yang berjudul“Variasi Bulanan Gelombang LautIndonesia”mengidentifikasikan bahwagelombang tinggi sering terjadi pada periodemonsun Asia sekitar Bulan Januari dan munsonAustralia sekitar Bulan Juli. Walaupun demikian,ketinggian gelombang di wilayah perairanterbuka lebih tinggi bila dibandingkan denganperairan antar pulau. Hal ini dikarenakan adanya


bahwa ketika kapal berada diatasgelombang akan mengalami beban hog-ging moment terburuk apabila posisitengah badan kapal berada di atas puncakgelombang (wave crest), sedangkanhaluan dan buritan berada di lembahgelombang (wave trough), seperti terlihatpada gambar 4.

perbedaan panjang fetch yang terbentuk diwilayah perairan tersebut.

2. Hubungan Tinggi Gelombang terhadapPanjang KapalDidalam tahapan proses desain kapal,khususnya pada tahap awal penentuandesign requirement, kondisi tinggigelombang perairan untuk ruteoperasional yang akan dilalui menjadipertimbangan penting dalam menentukankekuatan struktur konstruksi kapal,khususnya kekuatan struktur konstruksimemanjang kapal. Prinsip dasarpendekatan dalam perhitungan desainkekuatan struktur konstruksi kapal adalahmelalui pertimbangan bahwa badan kapalsebagai sebuah balok memanjang yangberada diatas tumpuan media fluidadalam hal ini gelombang laut yangmempunyai tekanan (fluid pressure) dangaya dinamis (dynamic forces). Sehinggakekuatan struktur konstruksi kapalberdasarkan peraturan standar yang adadan berlaku mampu menahan beban re-sultant berupa beban lengkung (bendingmoment), beban geser (shear forces), danbeban puntir (torsion) yang ditimbulkanoleh distribusi tekanan fluida dari tinggigelombang sepanjang kapal dan distribusimuatan dan berat kapal. Saat ini, Interna-tional Association of Classification Societies(IACS) telah mengeluarkan rekomendasitentang data standar tinggi gelombangdalam menentukan desain kriteria kapalkhususnya untuk kapal tipe general cargomelalui IACSRecommendation 34, StandardWave Data, p.2. tahun 2001. Data IACStentang tinggi gelombang yangdirekomendasi menunjukkan bahwasebagian besar gelombang laut (88%)berada pada ketinggian gelombang signifi-cant antara 1 m sampai dengan 17 m danhanya 0,2% berada pada ketinggian antara11 m sampai dengan 17 m.Menurut Claude Daley dalam bukunyayang berjudul “Wave Bending Moments &Longitudinal Strength”(2013) menerangkan

Sumber: Claude Daley, 2013Gambar 4. Hogging Moment

Disisi lain, kapal akan mengalami bebansagging momet terburuk apabila posisitengah badan kapal berada di bawahlembah gelombang (wave trough)sedangkan haluan dan buritan berada diatas puncak gelombang (wave crest),seperti terlihat pada gambar 5.

Sumber: Claude Daley, 2013Gambar 5. Sagging Moment

Lebih dari itu, baik beban saggingmaupun hogging akan terjadi lebih besardan lebih berbahaya apabila panjanggelombang/wave length (Lw) setaradengan panjang kapal (Lbp) atauLw=Lbp.Walaupun demikian, apabilapanjang gelombang lebih pendek ataulebih panjang dari panjang kapal, makanilai bending moment akan lebih kecildibandingkan bila panjang gelombang(Lw) sama dengan panjang kapal (Lbp).Lebih dari itu, Sifat gelombang lautcenderung berbentuk trochoidal dari padasinosidal dimana puncak gelombangcenderung curam dengan bentuk lembahyang relatif landai.Menurut Craig B.Smith dalam bukunyayang berjudul “Extreme Waves and Ship


Design” (2007), menyebutkan bahwadalam proses mendesain kapal sangatpenting mempertimbangkan kondisiperairan khususnya tinggi gelombangyang akan dilalui. Dengan asumsi bahwapanjang gelombang (Lw) sama denganp a n j a n g k a p a l ( L bp) maka penentuantinggi gelombang (Hw) berdasarkanpanjang kapal (Lbp) pada gelombangtrocoidal memberikan formula Hw 0,61‘ (Lbp) dimana Hw dan Lbp dalam meter.

METODOLOGI PENELITIANMetodologi yang digunakan pada penelitianini meliputi metode pengumpulan data danmetode pengolahan data. Pengumpulan danperolehan data dilakukan melalui kunjunganke instansi terkait, tinjauan pustaka, tinjauanhasil studi dan penelitian bidang–bidangterkait yang sudah pernah dilakukan, sertaperolehan informasi dari berbagai sumberterkait lainnya.Data tersebut meliputi data perkembangan ar-mada pelayaran dalam negeri sebelum dansesudah diterapkannya asas cabotage khususnyaarmada kapal tipe general cargo, data kecelakaanlaut, data kondisi gelombang perairan dalamnegeri, serta pengumpulan teori atau formulasebagai alat/tools untuk pengolahan data.Metode pengolahan data yang digunakanadalah metode statistical analysis khususnyauntuk menganalisa data tinggi gelombang sertamenggunakan formula pendekatan dari teoriNaval Architect dalam penentuan ukuran utamakapal atau principal ship dimensions kapal yangdikehendaki, seperti panjang kapal (L), lebar(B), tinggi (D), sarat kapal (T), kecepatan(V), dis-placement atau berat kapal ( ), serta beratmuatan kapal atau deadweight (Dwt).Dalam penelitian ini digunakan metode Paramet-ric Ratio Design Approach untuk penentuanukuran utama kapal tersebut. Metode inimenggunakan data-data kapal tipe sejenis yangtelah dibangun dan terbukti sukses dalamoperasionalnya dalam bentuk formulasihubungan ratio antara ukuran utamanya sepertimisal L/B, B/H, Dwt/Displ, dan ratio lainnya.

Instrumentasi yang digunakan dalam prosespengolahan dan analisa data parametric ratiotersebut adalah teori statistik yang lazim dikenaldengan metode control chart (X-R Chart) yangdilengkapi dengan kedua batas Upper dan LowerControl Limitnya (UL dan LL) melalui bantuansoftware excel.Disamping itu, ada beberapa formula lainnyayang dapat pula digunakan bersama denganmetode Parametric Ratio Design Approachdiantaranya adalah hubungan parameter ratiodari C.B. Barras (2004) dalam bukunya yangberjudul Ship Design and Performance For Mastersand Mates dalam bentuk CubeRootFormat:L=[(dwt.(L/B)2.(B/H)/(ñ.CB.CD)]1/3(m)serta for-mula Barras yang diturunkan dari prosedursistem perpotongan grafik (Graphical intersectionprocedure) hubungan antar parameter utama hasilstudi sejumlah kapal berbagai tipe dalam mod-ern ship design.Khusus untuk kapal tipe general cargomempunyai formula: B=(L/10)+(5to7,5) m. Dataawal sebagai data input adalah data tinggigelombang laut hasil analisis yang akandigunakan untuk menentukan panjang kapalminimal yang aman.

HASIL DAN PEMBAHASANA. Penentuan Tinggi Gelombang

Untuk menentukan tinggi gelombangperairan Indonesia sebagai dasar penentuanmain ship dimensions kapal tipe general cargoyang direncanakan, maka terlebih dahuludilakukan pengolahan data dan analisistinggi gelombang berdasarkan data tinggigelombang bulanan yang diperoleh dariBMKG.Menurut data BMKG, kondisi gelombang diberbagai wilayah perairan Indonesiamempunyai ketinggian yang berbedatergantung dari angin musiman yang sedangterjadi.Pada gambar 6 memperlihatkan grafikkondisi tinggi significant di 2 (dua) wilayahperairan Indonesia yaitu eilaya perairan utaraequator dan wilayah selatan equator.


Sedangkan gambar 7 memperlihatkan grafikkondisi tinggi gelombang maksimum(Hmaks,) di 3 (tiga) wilayah perairan Indo-nesia diantaranya wilayah perairan utaraequator, perairan selatan equator danperairan antar pulau.

Pasifik bagian barat. Berdasarkan grafiktinggi gelombang maksimum yangtertera pada gambar 5. menunjukkanbahwa tinggi gelombang diperairanutara equator bervariasi antara 2,4sampai dengan 5,75 m.

2. Wilayah Perairan Antar PulauWilayah perairan antar pulau meliputiperairan di Selat Karimata, SelatMakasar, Laut Jawa, Laut Seram, LautBanda, Laut Flores, dan Laut Sawu.Tinggi gelombang maksimum yangtertera pada gambar 5 sebelumnya,menunjukkan bahwa tinggi gelombangdiperairan antar pulau bervariasi antara2,75 sampai dengan 4,4 m.

3. Wilayah Perairan Selatan EquatorWilayah perairan utara equator meliputiperairan sebelah barat Sumatera dan SelatKarimata bagian utara, laut China selatan,laut Natuna, laut Sulawesi, laut Maluku,dan perairan sekitar Papua yangberbatasan dengan Samudera Pasifikbagian barat.Berdasarkan grafik tinggi gelombangmaksimum yang tertera pada gambar 5sebelumnya, menunjukkan bahwa tinggigelombang diperairan utara equatorbervariasi antara 1,8 sampai dengan 3,6 m.Dari kondisi gelombang maksimumtertinggi di tiga wilayah tersebut di atas,maka dapat disimpulkan bahwa tinggigelombang maksimum rata-ratadiseluruh wilayah perairan Indonesiaberada diantara 3,6 hingga 5,75 m.Untuk menghadapi cuaca ekstrim yangmengakibatkan terjadinya gelombangtinggi dihampir seluruh perairan Indone-sia, Kementrian Perhubungan melaluiDirektorat Jenderal Perhubungan Lautsenantiasa mengeluarkan MaklumatPelayaran (Mapel) yang berisi instruksikepada para Syahbandar agar menundapemberian Surat Persetujuan Berlayar(SPB) bagi kapal-kapal yang hendakmelakukan pelayaran. Didalam Mapel

Sumber: Data Olahan 2012-2014, BMKGGambar 6. Tinggi Gelombang Significant

Sumber: Data Olahan 2012-2014, BMKGGambar 7. Tinggi Gelombang Maksimum

Sebagai dasar penentuan ukuran utamakapal khususnya dimensi panjang kapaldigunakan input tinggi gelombangmaksimum (Hmaks.) dengan alasan sebagaiasumsi dasar bahwa kapal berkemungkinanakan menghadapi kendala terburuk padakondisi tinggi gelombang tersebut di 3 (tiga)wilayah perairan Indonesia.1. Wilayah Perairan Utara Equator

Wilayah perairan utara equator meliputiperairan sebelah barat Sumatera danSelat Karimatabagian utara,laut Chinaselatan, laut Natuna, laut Sulawesi, lautMaluku, dan perairan sekitar Papuayang berbatasan dengan Samudera


tersebut senantiasa memuat butir-butirinstruksi sebagaiberikut di bawah ini:a. Perahu Nelayan, Kapal Tongkang,

Kapal Roro, Kapal Landing caft,Kapal Ferry dan Kapal Penumpangberkecepatan tinggi untuk berlayarpada semua perairan tersebut dengantinggi gelombang laut 2 s.d 3 meter.

b. Kapal-kapal yang tinggi lambungtimbulnya kurang dari 3 meter untukberlayar pada perairan tersebut dengantinggi gelombang laut 3 s.d 6 meter.

c. Semua ukuran dan jenis kapal untukberlayar pada perairan tersebut dengantinggi gelombang laut 4 s.d. 6 meter.

4. Analisis Tinggi GelombangUntuk menentukan berapa nilai tinggigelombang yang akan digunakan untukanalisa ukuran utama kapal yangdirencanakan, maka diperlukan beberapapertimbanganantara lain :a. Tinggi gelombang maksimum yang

terjadi berada pada ketinggian antara3,6 hingga 5,75 m.

b. Tinggi gelombang yang akandigunakan harus sesuai dan amanuntuk kapal yang mempunyailambung timbul 3 m sesuai denganyang disyaratkan dalam MaklumatPelayaran (Mapel) ketika kapal dalamkondisi cuaca ekstrim yang seringterjadi pada periode monsun Asia(Desember, Januari, dan Februari) sertaperiode monsun Australia (Juni, Juli,dan Agustus) seperti yang dirilis olehHumas Direktorat Perhubungan Laut

(sebagai contoh) melalui MaklumatPelayaran No,52/I/DN-14 tertanggal27 Januari 2014 yang diberikan kepadajajaran Syahbandar.

c. Tinggi gelombang laut (Hw)mempunyai korelasi dengan nilaipanjang gelombang (Lw) yang terjadimenurut data Beafort Wind Force Scale.

d. Nilai panjang kapal/ Length betweenperpendicular (Lbp) harus sama dengannilai panjang gelombang/wave length(Lw) untuk merencanakan kekuatankonstruksi memanjang kapal akibatbeban terbesar dari sagging maupunhogging disaat panjang kapal(Lbp)sama dengan panjang gelombang(Hw).

Dengan asumsi lambung timbul mini-mum kapal ditentukan sebesar 3 meteragar kapal bisa survive dan aman di ataskondisi gelombang tinggi 3 hingga 6meter seperti yang tercantum dalamMaklumat Pelayaran (Mapel) yangdikeluarkan oleh KementrianPerhubungan untuk armada pelayaranketika terjadi cuaca ekstrim dangelombang tinggi, maka panjang kapalyang aman menurut peaturaninternasional ICLL (International Conven-tion on Load Line) tentang garis muat kapalyang tertera pada tabel Freeboard kapaltipe B (tipe generalcargo) (tabel 2) dapatditentukan melalui interpolasi linier.Dengan asumsi nilai tinggi lambungtimbul (freeboard) minimum 3 meter, makadiperoleh nilai panjang kapal Lbpmelaluiinterpolasi linear sebesar 184,63 meteratau kurang lebih 185 meter.

Length ofShip

(metres)

Freeboard(millimeteres)

Length of Ship(meters)

Freeboard(millimetres)

Length ofShip

(metres)

Freeboard(millimetres)

24 200 65 644 106 140125 208 66 659 107 142126 217 67 674 108 144027 225 68 689 109 145928 233 69 705 110 1479

Tabel 2. Freeboard for Type “B” Ships (Kapal Tipe General Cargo)


Menurut data dari Beafort Wind Force Scaledalam Tabel of Sea State (Tabel3)menunjukkan bahwa kapal denganpanjang 185 meter mampu berlayar padakondisi tinggi gelombang (Hw) diatas 6meter dan maximum 14,8 meter atau6<Hw 14,8 meter. Sehingga berdasarkan

analysis dari ketentuan ICLL dan dataBeafort Wind Force Scale kapal denganlambung timbul minimum 3 meterseperti yang disyaratkan oleh MaklumatPelayaran (Mapel), mempunyai panjang185 meter dan mampu berlayar padakondisi tinggi gelombang diatas 6 meter.

29 242 70 721 111 1500- - - - - -184 2988 229 3720 274 4327185 3007 230 3735 275 4339- - - - - -307 4704 335 5005 363 5285308 4714 336 5015 364 5294309 4725 337 5025 365 5303

Sumber: International Convention on Load Lines - IMO, London

ForceSea

StateSignificant

Wave High (ft) / (m)

SignificantRange of

Periods (Sec)

AveragePeriod(Sec)

AverageLength ofWaves (ft)

1 0 < 0.5 / (0.15) 0.5 - 1.0 1 22 1 0.5 / (0.15) 1.0 - 2.5 1.5 9.53 2 2.0 / (0.61) 1.5 - 5 3 264 3 3.5 / (1.06) 2.0 - 6.5 4 505 4 6.0 / (1.83) 2.5 - 8.5 5 806 5 8.0 / (2.44) 3.0 - 10 6 - 7 1307 6 18 / (5.49) 4.0 - 13 8 - 9 2208 7 32 / (9.75) 5.5 - 17 10 - 12 4009 8 52 / (15.85) 7.5 - 23 13 - 15 65010 - - - - -11 9 60-100/(18.29-30.49) 9.0 - 28.5 16 - 19 800 - 1200

Tabel 3. Table of Sea State Conditions

Sumber: National Oceanic and Atmospheric Administration (N.O.A.A), USA

B. Penetuan Dimensi Utama kapal.Untuk menentukan spesifikasi teknis kapalatau ship requirement yang diusulkan sepertimisal Diplacement kapal ( ), Deadweight(Dwt), Kecepatan (V), Kekuatan mesin,serta dimensi utama dari panjang (L), lebar(B), tinggi (H) serta sarat kapal (T), makaperlu dilakukan melalui beberapa metodeantara lain dengan metode Parametric RatioDesign Approach dan Graphical IntersectionProcedure.1. Lebar Kapal (B)

Studi yang dilakukan oleh Barras (2004)berhasil menentukan formulasi

hubungan antara parameter B (lebarkapal) dengan L (panjang kapal) darisejumlah besar data dari berbagai tipekapal yang dapat ditampilkan dalamtabel 4.Berdasarkan formulasi tersebut diatasuntuk kapal tipe general gargo dengannilai parameter panjang kapal (L) =185 m dapat diprediksi nilai param-eter lebar kapal (B) antara 23,5 hingga26,0 m.Dalam hal ini penentuan nilai (B) diambilmendekati nilai tengahnya yaitu sekitar25,00 m.


2. Kecepatan Kapal (Vs)Untuk menentukan nilai kecepatanoperasional kapal/service speed (Vs), dapatditentukan melalui nilai Froud Number(V/L0,5) atau Fr=V/ L. Sedangkan besarnilai Froude number sangat tergantung daritipe kapal seperti tertera dalam tabel 5.Untuk Froude number kapal tipe GeneralCargo Ship sebesar 1,282, maka untukkapal dengan panjang L=185 m makakecepatan kapal (Vs) adalah 17,4 knots.

Tipe Kapal Vs(Knots) Fr = V/L0 ,5

VLCCs 15,50 0,962

Oil Tankers 15,50 1,026Gen.Cargo Ships 14,75 1,282Passenger Liners 22,00 1,474

Container Ships 22,00 1,063

Tabel 5. NilaiV/L0,5Kapal Niaga

Sumber: Barras 2004.

3. Koefisien Block (CB)Tabel 5 merupakan tabel nilai Froudenumber (V/L0,5) dari berbagai tipe kapalpada muatan penuh (full loaded) dankecepatan tertentu.Hull coefficient khususnya Block Coefficient(CB)merupakan salah satu koefisien yangmenggambarkan besar kecilnya bentukpenampang melintang badan kapal.Koefisien ini merupakan fungsi yangberbanding lurus dengan volume badankapal dan berbanding terbalik dengandimensi panjang kapal (LBP), lebar kapal(B) dan sarat kapal (T) atau dalam bentukformula sebagai berikut:

Sumber: Barras, 2004Gambar 8. CBVS (V/L0,5)

CB= Vol.Displacement/LBPx B x T. CBdapatberbentuk formula yang berhubungandengan panjang kapal (L) dan kecepatankapal (Vs) seperti yang terlihat dalamAlexander’s formula: CB=1 – m (V/L0,5)dimana m merupakan slope yangkemiringannya bervariasi tergantung daritipe kapal dan service speed yang berbeda.Hubungan antara CB dan (V/L0,5) dapatditampilkan dalam Grafik CB versus (V/L0,5) seperti terlihat pada gambar 8.

Tipe Kapal Formula Korelasi B terhadap L (m)

Gen. Cargo ships B=(L/10)+(5to 7.5)Container vessels B=(L/10)+(7.5to 10)Supertankers (C.B. Barrass 1975) B=(L/5) -12.5mSupertankers (1975–1990) L/B =6.00 – 6.25Supertankers (1990–2004) L/B = 5.00 – 5.75

Tabel 4. Formula Korelasi B Terhadap L

Sumber: Barras, 2004

Global formula CB=1,2 – 0,39(V/L0,5) padagambar 8 merupakan sebuah kurvahasilpengembangan kurva Alexander’s formulaoleh Barras (2004) yang dapat mewakilike lima kurva dari lima tipe kapaltersebut.Berdasarkan formula Globaltersebut diatas dan nilai Froude number1.282, maka nilai CB dapat ditentukansebesar 0,7.

4. Sarat Kapal (T)Parameter terpenting ketiga adalahbreadth-draught ratio (B/T). Parameter ini


berpengaruh terhadap tahanan danstabilitas kapal. Pada umumnya nilai iniberada antara 2.25 B/T 3.75.Nilai B/T yang besar akan berpengaruhkuat terhadap besarnya tahanan kapalyang timbul , khususnya tahanan sisa (re-siduary resistance).Nilai B/T yang idealtidak lebih besar dari B/T max= 3,75.Sehingga untuk B =25,00 m diperoleh nilai6,67 T 11,10. Hal ini berarti T min =6,67 dan T maks = 11,10 m. Dalam haliniditentukan nilai T = 9,20 m.

5. Tinggi kapal (H)Dengan telah ditentukannya besar nilaifreeboard atau lambung timbul kapalsebagai sarat dalam penelitian ini yaitu3 m, maka dengan formula pendekatanumum yang digunakan untukmenentukan tinggi kapal (H) antara lainadalah tinggi freeboard:20% H utk kapal Oil Tankers.25% H utk kapal General Cargo.Dengan demikian nilai tinggi kapaladalah H = 12 m.

6. Displacement ( )Displacement atau berat total kapal dapatditentukan dengan berbagai pendekatan.Rumus pasti yang selalu digunakanmenurut teori Naval Architect adalah ‘=L.B.T.CB. , dimana adalah berat jenisair laut (1,025). Sehingga Displacementkapal dapat ditentukan sebesar 30.529tons.

7. Dead weight(DWT)Nilai Dead weight dapat ditentukanmelalui Dead weight coefficient (CD) yaitukoefisien perbandingan antara nilai Deadweight dan nilai Displacement (Dwt/Displ).Nilai CD besarnya sangat bervariasitergantung dari tipe kapal seperti terteradalam tabel 6 Barras (2004) dalambukunya yang sama berjudul Ship Designand Performance For Masters and Mates jugamenampilkan koefisien Deadweight (CD)=Dwt/Displ. atau Dwt/ dalam tabel 6.

Tipe Kapal CD= Dwt/Oil Tanker 0.800-0.860Container ship 0.600Ore Carrier 0.820Passenger Liners 0.35-0.40General Cargo ship 0.700-0.72RO-RO vessel 0.300LNG or LPG ships 0.620

Tabel 6. CD Beberapa Tipe Kapal

Sumber: Barras 2004.

Sumber: Papanikolaou, 2014Gambar 9. Dwt vs V (knots)

CD untuk kapal tipe General Cargo beradaantara 0,70 hingga 0,72. Bila CDdiasumsikan 0,71 yaitu titik tengah antara0,70 dan 0,72, maka nilai Dwt kapal dapatditentukan sebesar 21.675 tons. MenurutPapanikolaou (2014) dalam bukunyayang berjudul Selection of Main Dimensionsand Calculationof Basic Ship DesignValues,menggambarkan hubungan antara Dwt/Displ versus V (knots) melalui bantuanperpotongan nilai kecepatan (V) dengangaris miring Dwt tertentu dari < 1000 dwthingga > 10.000 dwt. seperti tertera padagambar 9.

8. Tenaga Mesin Kapal (BHP)Penentuan besar tenaga mesin kapaldilakukan melalui statistical analysis data


beberapa kapal tipe general cargo denganukuran utama panjang kapal (L)bervariasi antara 100 hingga 200 m(Tabel 7).Data tersebut diplot dalam suatu kurvayang menggambarkan hubungan antaraformula rasio Tenaga mesin displacement,dan kecepatan kapal yaitu HP/((L.B.T) (̂2/

3)xV^3) yang terletak pada y axis denganpanjang kapal (L)yang terletak pada x axisseperti terlihat dalam gambar 10. Padakurva tersebut, Upper dan Lower Limit (UL& LL) mempunyai nilai berturut-turut2,167 dan 3,49. Ini berarti bahwa nilai

rasioHP/((L.B.T)^(2/3)xV^3) berada pada2,167 HP/((L.B.T)^(2/3)xV^3) 3,49, danbesar nilai tenaga mesin kapal (HP)berada pada batasan 8850 HP 14254.Berdasarkan trendline dari sebuah garisregresi linier berbentuk formulaY=0,0114X+1,1134, dimana Y adalah HP/((L.B.T)^(2/3)xV^, dan x adalah L (m), makauntuk x = 185 atau panjang kapal L=185m diperoleh nilai ratio HP/((L.B.T)^(2/

3)xV^3= 3,222. Dengan demikian nilaitenaga mesin kapal dapat ditentukansebesar 13.159 HP.

L B H T HP V

178,00 27,6 13,90 9,5 8683 13,5110,67 19,2 13,50 8,47 3900 12155,84 22,6 12,60 11 6002 12,45140,27 22,8 12,20 9,28 7671 14149,93 21,6 11,65 8,73 4039 12129,00 18,9 11,65 8,63 6635 13123,01 19,7 8,90 6,9 6900 15113,35 15,2 8,45 7,032 5147 14,7119,90 18,00 10,70 6,48 3805 16,20157,50 25,01 12,7 9,11 6240 13,5170,80 27,6 13,9 10,15 8686 13,5155,91 22,6 12,6 9 5909 12,4

Tabel 7. Data Ukuran Utama Kapal General Cargo (L=100 s/d 200 m)

Sumber: Maritimesales.com

Sumber: Hasil Data Olahan, Maritimesales.comGambar 9. ((L.B.T)^(2/3)xV^3) vs L (m)


9. Parameter Rasio KapalDari ukuran utama kapal hasil analisa,maka selanjutnya dapat ditentukan nilaiparameter rasio kapal besertakarakteristiknya sebagai berikut :L/B= 7,4: L/D= 15,1: B/D= 2,05 danB/T= 2,71- Nilai L/B mempunyai pengaruh

terhadap tahanan dan kemampuanolah gerak kapal (hull resistance danma-neuverability). Menurut Watson danGilfillan, nilai L/B umumnyaberadaantara 6.5 s/d 8. Walaupun demikianuntuk ukuran kapal relatif besarseperti ULCC (Ultra Large Crude Car-rier) nilai L/B mencapai 4,5 s/d 5,5yang berarti kapal cenderung lebihlebar dan gemuk (bulkier). Nilai L/Bhasil analisa adalah 7,4, dimana kapaldiharapkan lebih baik dalamkecepatan dan lebih hemat dalampemakaian bahan bakar (low fuel con-sumption). Dengan kata lain kapaldapat mempunyai tenaga mesin yanglebih kecil dan lebih ringan untukmemperoleh kecepatan sama.

- Nilai L/D berpengaruh padakekuatan memanjang kapal (longitudi-nal strength of ship). Direkomendasikanoleh Regulations Classification Sofcietiesdari Germanischer Lloyd bahwa nilai L/D harus berada diantara 10 s/d 16.Nilai L/D hasil analisa adalah 15,1.Hal ini berarti kapal berada didalamrange aman khususnya terhadapbeban dari vertical wave bending momentdimana besar vertical wave bendingmomentberbanding lurus dengan besarship length (panjang kapal). Walaupundemikian direkomendasikan nilai L/D tidak boleh lebih besar dari L/10olehClassification Societies karena alasanakan terjadinya buckling / deformasilengkung akibat beban hoggingmaupun sagging. Kecuali untuk kapal-kapal kecil yang beroperasi diperairan dangkal /shallow draft area

seperti misal coastal ship dan bargeAmerican Bureau of Shipping (ABS)memberikan toleransi untuk L/Dhingga 20.

- Nilai B/D berkaitan erat denganstabilitas kapal khususnya initial intacttransverse stability dimana radius transver-sal metacenter (BMT) tergantung darilebar kapal B dan center of vertical grav-ity (KG) tergantung dari D. Berdasarkanpenelitian Watson and Gilfillan untukstabilitas kapal yang baik umumnyanilai B/D terletak antara 1,9 s/d 2,1,namun khusus untuk Ultra Large CrudeCarrier (ULCC) nilai B/D sekitar 2,5.Untuk B/D kapal hasil analisa adalah2,05. Hal ini berarti kapal berada dalamrange stabilitas baik dan aman.

- B/T mempunyai pengaruh yangberarti pada stabilitas dan tahanankapal. Khususnya transverse stabilitydan tahanan sisa (residuary resistance).Nilai B/T yang ideal adalah 2,25 B/T 3,75. Semakin besar Nilai B/Tsemakin tinggi nilai residuary resistance.Semakin rendah nilai B/T maka trans-verse stabilitynya semakin buruk. NilaiB/Thasil analisa adalah 2,71 yangberarti kapal dalam range aman baikdari segi tahanan maupun stabilitas.

KESIMPULANDari hasil analisa dan pembahasan ukuranutama kapal yang direncanakan, khususnyakapal tipe general cargo yang amandan mampuberlayar di atas gelombang hingga 6 meter keatasserta secara kekuatan memanjang mampubertumpu diatas beban sagging dan hoggingdiatas panjang gelombang 185 meter,makaukuran utama kapal tersebut adalah kapaldengan displacement 30.529 tons, dead weight21.675 tons, panjang (LBP)185 m, lebar (B) 25 m,Tinggi (H) 12,2 m, Sarat air (T) 9,2 m, Freeboard =3 m, CB = 0,70, Kecepatan operasional (Vs) 17knots, serta Tenaga Mesin (BHP) 13.160hp.Walaupun demikian, kapal dengan draft/sarat air (T) 9,2 m akan dapat diaplikasikan bila


kedalaman kolam pelabuhan saat ini yangmayoritas masih relatif dangkal sekitar 7 hingga10 m dilakukan pendalaman terlebih dahuludemikian pula alur pelabuhannya minimal 1,5m untuk Under Keel Clearance (UKC) seiringdengan program dan visi baru pemerintahmewujudkan Indonesia sebagai PendulumNusantara.

SARANHasil identifikasi ukuran utama kapal tipe gen-eral cargo yang sesuai dengan kondisi gelombangtinggi perairan Indonesia disarankan untukdilakukan pengujian pada scala model dilaboratorium hidrodinamikauntuk mengetahuiseakeeping performance kapal pada tinggigelombang 3 hingga 6 meter serta uji probabilityof deck wetness untuk mengukur tinggi minimumbowhigh(tinggi haluan) dan freeboard(lambungtimbul) kapal.

UCAPAN TERIMA KASIHKami ucapkan puji syukur kehadirat Tuhan YangMaha Esa atas rahmat dan hidayahNya sehinggapenelitian ini dapat terselesaikan dengan baik.Demikian pula kami ucapkan terima kasih kepadasegenap jajaran Dewan Redaksi dan RedakturWarta Penelitian Perhubungan atas segala perhatiandan bantuannya dalam menyempurnakan hasilpenelitian ini. Semoga karya tulis ilmiah ini dapatberguna dan bermanfaat bagi semua pihakyangmembutuhkannya.

DAFTAR PUSTAKABarras, C.B, 2004, Ship Design and Performance For

Masters and Mates, Oxford, UK.Bambang Susantono, 2014,Reformasi Angkutan Laut

Untuk Meningkatkan Daya Saing Logistik Nasional,Forum Bisnis dan Logistik, Jakarta, Hal.6.

Bobby R Mamahit, 2014, Angkutan Laut: JumlahKapal Logistik Tumbuh 11,81%, Supply ChainIndonesia, http://supply chainindonesia.com/

Claude Daley, 2013, Longitudinal Strength & WaveBending Moments, Ship Structures, Faculty ofEngineering and Applied Science, MemorialUniversity, Canada, p.60-65.

Craig B. Smith, 2007, Extreme Waves and Ship De-sign, 10th International Symposium on Prac-tical Design of Ships and Other FloatingStructures, Texas,USA.

Carmelita Hartoto, 2014, Pertumbuhan arus barangdi Indonesia selama 9 tahun terakhir (2005-2014),Indonesian National ShipownersA s s o c i a t i o n ( I N S A )www.SupplyChainIndonesia.com

International Association of Classification Soci-eties (IACS), 2001,Standard Wave Data, IACSRecomendation 34, p.2.

Indonesia Maritime Advocation Forum-INFACO, 2013, Ikatan Alumni FakultasTeknikUniversitas Indonesia, “Kedaulatan danNegara maritim–Tinjauan Sewindu KesuksesanPenerapan Cabotage di Indonesia 2005 –2013”,http://alumni.ui.ac.id/system/files /MajalahAlumniEdisi6.pdf.

Komite Nasional Keselamatan Transportasi(KNKT), 2014, Kajian Analisis Trend KecelakaanTransportasi Laut Tahun 2003-2008, ForumGroup Discussion Untuk Revitalisasi IndustriPerkapalan Nasional, Gedung BPPT, Jakarta.

Manuel Ventura, 2005, Internternational Load LinesConvention (1966/2005), Instituto SuperiorTecnico, Portugal.

Papanikolaou, 2014, Selection of Main Dimensionsand Calculationof Basic Ship DesignValues,National Technical University of Ath-ens, Athens, Greece.

Roni Kurniawan, et.al., 2011, Variasi BulananGelombang Laut di Indonesia,PuslitbangBMKG, Kemayoran, Jakarta.

Soegeng Hardjono,2005, Kajian Korelasi TingkatKepadatan Jalur Pelayaran terhadap KecelakaanKapal Barang Domestik Antar Pulau diIndonesia,Warta Penelitian Perhubungan,No.10, Hal.10-21.

The International Association of ClassificationSocieties (IACS), 2001, Recommendation No. 34,Standard Wave Data, IACS, www.iacs.org.uk.

Watson, D.C.M &Gilfillan, A.W, 1998, Some ShipDesign Methods,The Royal Institution of Na-val Architects, UK.

analisa ukuran utama kapal general cargo yang …

Documents