ANALISIS TEKNIS DAN EKONOMIS DESAIN SELF-PROPELLED CAR BARGE
IV.4 Proses Model Optimisasi
IV.4.1 Penentuan Variabel Model Optimisasi
Variabel adalah nilai yang dicari dalam proses optimisasi. Nilai variabel digunakan sebagai input untuk dilakukannya perhitungan terhadap batasan-batasan yang ada. Adapun variabel yang digunakan untuk melakukan proses optimisasi ukuran utama Self-Propelled Car
Barge antara lain adalah ukuran panjang kapal, lebar kapal, sarat kapal, dan tinggi kapal. Untuk
ukuran utama awal ini digunakan sebagai pertimbangan dalam menentukan formula yang akan digunakan dalam perhitungan teknis. Ukuran utama awal digunakan dari salah satu kapal pembanding yang telah dilakukan penyesuaian ukuran dengan metode Geosim. Kapal pembanding yang digunakan adalah kapal Self-Propelled Car Barge Tossa, dengan ukuran utama:
L = 52.602 m B = 14.472 m T = 2.894 m H = 4.124 m
52 IV.4.2 Penentuan Batasan Model Optimisasi
Batasan atau constrain dalam proses optimisasi adalah suatu nilai yang menjadi tolak ukur minimum atau maksimum dari persyaratan teknis yang sudah ditentukan dengan tujuan perhitungan teknis yang dihasilkan dari penentuan variabel tidak keluar dari batasan yang sudah ditentukan dalam peraturan rules dan klasifikasi. Adapun batasan yang digunakan dalam proses optimisasi ukuran utama Self-Propelled Car Barge pada Program Tol Sungai, sebagai berikut:
1. Batasan Variabel Ukuran Utama
Variabel ukuran utama diberikan batasan maksimum dan minimum dengan tujuan agar data ukuran utama optimal yang akan diperoleh tidak keluar dari referensi kapal pembanding. Nilai batasan minimum dan maksimum kapal diperoleh dari hasil perhitungan geometris dari kapal pembanding dengan menunakan metode Geosim. Bertikut ini merupakan batasan minimum dan maksimum dari variabel ukuran utama kapal:
Tabel 4. 5. Batasan Variabel Optimisasi
Ukuran Utama Kapal Nilai Minimum (m) Nilai Maksimum (m) Panjan Kapal (L) 52.602 79.568
Lebar Kapal (B) 10.594 17.485 Sarat Kapal (T) 2.894 3.608 Tinggi Kapal (H) 3.932 4.663
2. Batasan Kondisi Perairan Sungai
Untuk kapal yang beroperasi di perairan sungai tentunya memiliki batasan lebih yang perlu untuk diperhatikan, yaitu batasan yang dipengaruhi oleh keadaan dimensi suatu sungai yang dapat mempengaruhi ukuran utama kapal, terutama untuk lebar dan sarat kapal. Dari persyaratan menurut (Rijkswaterstaat, 2011) mengenai batasan maksimum ukuran utama untuk kapal yang melewati perairan sungai, didapatkan batasan maksimum ukuran kapal yang melewati Sungai CBL adalah:
Lebar maksimum kapal adalah 15.782 m. Sarat maksimum kapal adalah 3.333 m.
3. Batasan Froude Number (Fn)
Merupakan batasan yang dipengaruhi oleh fungsi kecepatan dan panjang kapal. Batasan minimum Fn ditentukan berdasarkan fungsi panjang maksimum kapal pembanding, dan harga Fn maksimum ditentukan berdasarkan fungsi panjang minimum kapal pembanding. Berikut merupakan batasan froude number (Fn) yang digunakan:
𝐹𝑛 = V √g 𝑥 𝐿 Dimana: V = Kecepatan kapal = 8.00 knot Lmin = 52.602 m
53 Lmax = 79.568 m
Maka:
Fnmin = 0.147 Fnmax = 0.181
4. Batasan Rasio Ukuran Utama
Rasio ukuran utama merupakan perbadingan antar setiap komponen ukuran utama guna mengetahui kriteria dari kapal tersebut, baik itu perbandingan antara panjang dan lebar kapal (L/B) yang dapat mempengaruhi hambatan dan olah gerak kapal, perbandingan antara lebar dan sarat kapal yang mempengaruhi stabilitas utuh kapal, serta perbandingan panjang dan sarat yang berpengaruh pada kekuatan memanjang kapal. Rasio ukuran utama untuk setiap kapal memiliki batasan yang berbeda-beda sesuai dengan karakteristik setiap kapal. Untuk batasan rasio ukuran utama Self-Propelled Car Barge ditentukan dengan besaran harga seperti berikut:
3.5 < L/B < 10 1.8 < B/T < 5 10 < L/T < 30
5. Batasan Berat dan Titik Berat
Mengingat kapal merupakan benda yang terapung bebas di atas air maka keadaan dari keseimbangan kapal menjadi penting untuk diperhatikan. Keseimbangan kapal dapat dibagi menjadi dua, searah memanjang dan melintang kapal. Hal ini sangat dipengaruhi oleh nilai berat dan titik berat kapal. Oleh karena itu perlu adanya batasan terhadap nilai berat dan titik berat agar kapal dapat beroperasi dalam kondisi even keel. Di bawah ini merupakan batas maksimum dan minimum dari koreksi berat dan titik berat kapal:
Untuk koreksi berat ditentukan batasan nilai maksimum dari selisih antara gaya apung (∆) dan gaya berat (LWT+DWT) terhadap dispasemen adalah 5%.
Sedangkan untuk koreksi titik berat, nilai maksimum dari selisih antara jarak titik gaya apung (LCB) dan jarak titik gaya berat (LCG) terhadap panjang garis air (LWL) adalah 1%.
6. Batasan Freeboard
Batasan freeboard merupakan batasan terhadap jarak minimum dari lambung timbul kapal yang diukur secara vertikal menurun dari bagian tepi geladak utama kapal di area midship hingga ketinggian garis air. Batasan freeboard diperlukan dengan tujuan keselamatan crew, muatan, dan kapal. Untuk besaran nilai dari batasan minimum freeboard dapat disesuaikan dengan peraturan (International Convention on Load Lines, 1966). Batasan terdiri dari batas jarak minimum freeboard yang sudah diatur dalam tabel freeboard serta penambahan dan pengurangan ukuran freeboard dikarenakan adanya koreksi pada beberapa aspek.
7. Batasan Stabilitas
Stabilitas kapal merupakan salah satu aspek yang dipengaruhi oleh keseimbangan kapal pada arah melintang kapal. Stabilitas kapal penting untuk diperhatikan karena berhubungan dengan motion kapal yang berdampak pada aspek keselamatan, oleh karena itu ditentukanlah
54 batasan-batasan stabilitas yang terangkum dalam (Intact Stability Code, 1974). Berikut ini merupakan kriteria stabilitas untuk seluruh jenis kapal di atas 24 m, yaitu:
Luasan minimum di bawah kurva lengan statis GZ sampai dengan sudut oleng 30° adalah 0.055 m.rad.
Luasan minimum di bawah kurva lengan statis GZ sampai dengan sudut oleng 40° adalah 0.09 m.rad.
Luasan minimum di bawah kurva lengan statis GZ antara sudut oleng 30°-40° adalah 0.03 m.rad.
Lengan statis GZ pada sudut oleng ≥ 30° tidak boleh kurang dari 0.20 m. Jarak GM pada sudut oleng 0° tidak boleh kurang dari 0.15 m.
Lengan statis (GZ) maksimum terjadi tidak boleh kurang dari 25°. IV.4.3 Penentuan Objective Fuction Model Optimisasi
Objective function atau fungsi objektif adalah hubungan dari semua atau beberapa
variabel serta parameter yang nilainya akan dioptimalkan. Fungsi objektif juga disesuaikan dengan tujuan dari proses optimisasi, apakah nilai yang diharapkan merupakan nilai minimum atau maksimum. Pada proses optimisasi penentuan ukuran utama Self-Propelled Car Barge ini memiliki tujuan untuk mendapatkan ukuran utama kapal optimal yang mampu meningkatkan efisiensi dari biaya pembangunan, dengan mempertimbangkan aspek teknis untuk memenuhi persyaratan teknis yang ada. Pada model optimisasi ini digunakan objective function dengan nilai paling minimum dari biaya pembangunan.