4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Stabilitas Statis Kapal Kayu Laminasi Tuna Longline 40 GT
4.3.1 Stabilitas statis pada berbagai kondisi
Parameter utama yang dilihat dalam menentukan kualitas stabilitas statis kapal adalah besarnya gaya yang bekerja mengembalikan kapal (lengan pembalik GZ) pada beberapa sudut kemiringan yang diketahui dari luas area di bawah kurva GZ. Luas area di bawah kurva GZ dihitung dengan menggunakan rumus trapezoidal. Hasil dari penjumlahan luas area di bawah kurva GZ dapat digunakan untuk mengetahui stabilitas dinamis kapal. Kurva GZ dan kurva stabilitas dinamis pada tujuh kondisi muatan kapal dapat dilihat pada (Gambar 9-15).
0,0000 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000 0,3500
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sudut kemiringan (derajat) (a) Lengan GZ (m) (b) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
Kurva GZ Kurva Stabilitas Dinamis
Gambar 9 Kurva GZ dan dinamis kapal pada draft 1,60 m dan KG 2,25 m
0,0000 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000 0,3500 0,4000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sudut Kemiringan (derajat) (a) Nilai lengan GZ (m) (b) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
Kurva GZ Kurva Stabilitas Dinamis
Gambar 10 Kurva GZ dan dinamis kapal pada draft 1,70 m dan KG 2,15 m
0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000 0,5000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Sudut kemirigan (derajat) (a) Lengan GZ (m) (b) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
Kurva GZ Kurva Stabilitas Dinamis
Gambar 11 Kurva GZ dan dinamis kapal pada draft 1,80 m dan KG 2,05 m
0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000 0,5000 0,6000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Sudut kemiringan (derajat) (a) Lengan GZ (m) (b) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
Kurva GZ Kurva Stabilitas Dinamis
Gambar 12 Kurva GZ dan dinamis kapal pada draft 1,90 m dan KG 1,95 m
0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000 0,5000 0,6000 0,7000 0,8000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Sudut kemiringan (derajat) (a) Lengan GZ (m) (b) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
Kurva GZ Kurva Stabilitas Dinamis
Gambar 13 Kurva GZ dan dinamis kapal pada draft 2,00 m dan KG 1,85 m
0,0000 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Sudut kemiringan (derajat) (a) Lengan GZ (m) (b) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
Kurva GZ Kurva Stabilitas Dinamis
Gambar 14 Kurva GZ dan dinamis kapal pada draft 1,60 m dan KG 2,31 m
0,0000 0,0500 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Sudut kemiringan (derajat) (a) Lengan GZ (m) (b) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
Kurva GZ Kurva Stabilitas Dinamis
Gambar 15 Kurva GZ dan dinamis kapal pada draft 2,35 m dan KG 2,25 m Informasi yang diperoleh berdasarkan kurva GZ dan kur va stabilitas dinamis di atas dapat dilihat pada (Tabel 6).
Tabel 6 Beberapa informasi mengenai kapal kayu laminasi tuna longline 40 GT pada berbagai kondisi muatan kapal
Kapal kayu laminasi Tuna Longline 40 GT
Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7 d = 2,35
m d = 1,60 m d = 1,60 m d = 1,70 m d = 1,80 m d = 1,90 m d = 2,00 m
Nomor Informasi
KG = 2,25 m
KG = 2,31 m
KG = 2,25 m
KG = 2,15
m KG = 2,05 m KG = 1,95 m KG = 1,85 m 1 Selang stabilitas 0° - 71,5604° 0° - 81,6721° 0° - 86,6250° 0° - 93,7500°
0° -
102,1941° 0° - 111,9052° 0° - 122,1000°
2
The angle of vanishing
stability 71,5604° 81,6721° 86,6250° 93,7500° 102,1941° 111,9052° 122,1000°
3 Sudut maksimum GZ 38° 48° 49° 49° 49° 49° 50°
4 Nilai maksimum GZ 0,2073 m 0,2409 m 0,2858 m 0,3457 m 0,4203 m 0,4830 m 0,5434 m
5 Sudut list (I) 56° 63° 65° 66° 67° 68° 69°
Keterangan:
Kondisi 1: Kapal pada kondisi draft yang ekstrim dan tinggi KG desain;
Kondisi 2 : Kapal pada kondisi draft desain dan tinggi KG yang ekstrim;
Kondisi 3: Kapal pada kondisi desain;
Kondisi 4: Kapal pada kondisi kosong pulang;
Kondisi 5: Kapal pada kondisi setengah penuh pulang;
Kondisi 6: Kapal pada kondisi penuh pulang;
Kondisi 7: Kapal pada kondisi berangkat ke daerah penangkapan ikan.
Pada (Tabel 6) dapat dilihat selang stabilitas. Nilainya semakin besar pada setiap penambahan tinggi draft kapal dengan nilai KG yang semakin berkurang.
Ini disebabkan oleh muatan kapal yang diletakkan di bawah dek kapal. Kondisi stabilitas statis yang paling baik pada kapal yaitu saat kapal memiliki selang stabilitas
yang paling besar pada draft 2,00 m dan KG 1,85 m dengan selang stabilitas 0°-122,1000°. Sedangkan untuk kondisi stabilitas statis kapal yang kurang baik yaitu
saat kapal kapal memiliki selang stabilitas yang paling kecil yaitu pada draft 2,35 m dan KG 2,25 m dengan selang stabilitas 0°-71,5604°. Kenaikan nilai pada vanishing angle disebabkankarena semakin tinggi garis air yang meliputi badan kapal dengan nilai KG yang semakin berkurang maka sudut ketenggelaman kapal akan semakin besar dengan kata lain kapal akan memiliki stabilitas yang baik dan sukar untuk tenggelam. Nilai vanishing angle yang paling tinggi terdapatpada draft 2,00 m dan KG 1,85 m yaitu 122,1000°. Sedangkan untuk vanishing angle yang paling rendah terdapatpada draft 2,35 m dan KG 2,25 m yaitu 71,5604°. Pada draft 2,35 m dan KG 2,25 m serta draft 1,60 m dan KG 2,31 m merupakan tinggi draft yang ekstrim dengan KG desain serta kondisi tinggi draft desain dengan KG yang ekstrim.
Sehingga pada kondisi tersebut menyebabkan kapal memiliki stabilitas yang kurang baik.
Sudut dan nilai maksimum GZ yang diperoleh juga semakin besar yang nilainya
juga sesuai dengan pertambahan selang stabilitas dan vanishing angle.
Sudut maksimum GZ dan nilai maksimum GZ yang tertinggi diperoleh pada draft 2,00 m dan KG 1,85 m dengan sudut 50° dan nilai 0,5434 m. Sedangkan untuk Sudut maksimum GZ dan nilai maksimum GZ yang terendah diperoleh pada draft 2,35 m dan KG 2,25 m dengan sudut 38° dan nilai 0,2073 m.
Selain pergerakan nilai GZ pada variasi sudut kemiringan (Gambar 9-15), juga dapat dilihat pergerakan perubahan energi yang di perlukan untuk memiringkan kapal ke sudut tertentu (stabilitas dina mis). Kurva GZ (stabilitas statis) menunjukkan energi pembalikkan setelah kapal miring pada sudut tertentu. Kedua kurva tersebut berpotongan pada satu titik yang memungkinkan terjadinya list, karena pada titik ini
besar energi pembalik (stabilitas statis) sama dengan energi yang dibutuhkan untuk memiringkan kapal (stabilitas dinamis).
Pemenuhan nilai stabilitas statis dan dinamis kapal terhadap kriteria FVR sangat berpengaruh terhadap kualitas stabilitas kapal itu sendiri. Keadaan kualitas stabilitas statis pada kapal kayu laminasi tuna longline 40 GT dapat dilihat pada (Tabel 7) dan (Gambar 16-21).
Tabel 7 Luas area di bawah kurva GZ pada berbagai kondisi untuk kriteria FVR, 1975
Kapal kayu laminasi Tuna Longline 40 GT
Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
d = 2,35 m d = 1,60 m d = 1,60 m d = 1,70 m d = 1,80 m d = 1,90 m d = 2,00 m Kriteria Keterangan FVR Code
KG = 2,25 m KG = 2,31 m KG = 2,25 m KG = 2,15 m KG = 2,05 m KG = 1,95 m KG = 1,85 m
A 0° - 30° 0,055 m.rad 0,0449 m.rad 0,0499 m.rad 0,0579 m.rad 0,0676 m.rad 0,0780 m.rad 0,0890 m.rad 0,1006 m.rad
B 0° - 40° 0,09 m.rad 0,0801 m.rad 0,0854 m.rad 0,0994 m.rad 0,1197 m.rad 0,1404 m.rad 0,1613 m.rad 0,1824 m.rad
C 30° - 40° 0,03 m.rad 0,0384 m.rad 0,0386 m.rad 0,0452 m.rad 0,0566 m.rad 0,0678 m.rad 0,0786 m.rad 0,0889 m.rad
D Maksimum GZ 0,2 m 0,2073 m 0,2409 m 0,2858 m 0,2720 m 0,4203 m 0,4830 m 0,5434 m
E
Sudut GZ
maksimum > 25° 38 48 49 49 49 49 50
F Tinggi metacentre 0,35 m 0,27 m 0,34 m 0,40 m 0,45 m 0,51 m 0,58 m 0,66 m
39
Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 0°- 30°
0,055 0,0579 Luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 0° - 30°(m.rad)
Kondisi FVR Code Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
Gambar 16 Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 0°- 30°
Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 0°- 40°
0,09 0,0801 0,0994 Luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 0° - 40°(m.rad)
Kondisi FVR Code Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
Gambar 17 Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 0°- 40°
Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 30°- 40°
0,03 0,0384 0,0452 Luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 30°- 40°(m.rad)
Kondisi FVR Code Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
Gambar 18 Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan luas area di bawah kurva GZ dengan sudut 30°- 40°
Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan nilai
Kondisi FVR Code Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
Gambar 19 Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan nilai maksimum GZ
25
Kondisi FVR Code Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
Gambar 20 Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan sudut GZ maksimum
Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan tinggi metasenter
Kondisi FVR Code Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
Gambar 21 Grafik hubungan variasi kondisi kapal dengan tinggi metacentre
Pada ketujuh kondisi kapal kayu laminasi tuna longline 40 GT dapat dilihat hanya 2 kondisi yang tidak memenuhi kriteria FVR yaitu pada kondisi kapal dengan draft 2,35 m dan KG 2,25 m serta pada kondisi kapal dengan draft 1,60 m dan KG 2,31 m. Sebenarnya kedua kondisi kapal di atas adalah kondisi ekstrim dimana kapal akan memiliki stabilitas yang kurang baik dan resiko terjadinya kecelakaan pada saat operasi penangkapan juga besar. Sedangkan lima kondisi kapal lainnya
yaitu (1) draft 1,60 m dan KG 2,25 m, (2) draft 1,70 m dan KG 2,15 m, (3) draft 1,80 m dan KG 2,05 m, (4) draft 1,90 m dan KG 1,95 m, (5) draft 2,00 m
dan KG 1,85 m telah memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dari nilai yang telah direkomendasikan oleh FVR sehingga dapat dikatakan kapal telah memiliki kualitas stabilitas statis yang baik dan memenuhi standar kelaiklautan dari sebuah kapal.
Lima kondisi kapal yang memiliki kualitas srabilitas statis yang baik dapat dilihat dengan seiring bertambahnya tinggi draft kapal dan berkurangnya nilai KG dimana muatan yang diletakkan di bawah dek kapal menyebabkan kemampuan kapal untuk kembali ke posisi semula setelah miring pada sudut tertentu akan semakin meningkat atau dengan kata lain kapal memiliki stabilits statis yang semakin meningkat. Dari ketujuh kondisi kapal dapat dilihat kualitas stabilitas statis kapal yang paling baik terdapat pada draft 2,00 m dan KG 1,85 m. Sedangkan untuk kualitas stabilitas statis kapal yang kurang baik terdapat pada draft 2,35 m dan KG 2,25 m.
Persentase nilai margin untuk perubahan luas area di bawah kurva GZ pada tujuh kondisi kapal terhadap kriteria FVR (1975) dapat dilihat pada (Tabel 8).
Tabel 8 Nilai margin (%) untuk Luas area di bawah kurva GZ pada berbagai kondisi untuk kriteria FVR, 1975
Nilai margin (%) untuk Kapal kayu laminasi Tuna Longline 40 GT pada berbagai kondisi
Kondisi 1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Kondisi 5 Kondisi 6 Kondisi 7
d = 2,35 m d = 1,60 m d = 1,60 m d = 1,70 m d = 1,80 m d = 1,90 m d = 2,00 m Kriteria Keterangan FVR Code
KG = 2,25 m KG = 2,31 m KG = 2,25 m KG = 2,15 m KG = 2,05 m KG = 1,95 m KG = 1,85 m
A 0° - 30° 0,055 m.rad 81,6364 90,7273 105,2727 122,9091 141,8182 161,8182 182,9091
B 0° - 40° 0,09 m.rad 89 94,8889 110,4444 133 156 179,2222 202,6667
C 30° - 40° 0,03 m.rad 128 128,6667 150,6667 188,6667 226 262 296,3333
D Maksimum GZ 0,2 m 103,6500 120,4500 142,9000 136 210,15 241,5000 271,7000
E
Sudut GZ
maksimum 25 152 192 196 196 196 196 200
F Tinggi metacentre 0,35 m 72,1429 97,1429 114,2857 128,5714 145,7143 165,7143 188,5714
43
Pada (Tabel 8) dapat dilihat besarnya persentase nilai margin untuk perubahan luas area di bawah kurva GZ terus mengalami peningkatan. Ada dua kondisi yang tidak memenuhi kriteria yang telah ditetapkan oleh FVR dengan persentase kurang dari 100%. Kedua kondisi tersebut adalah kondisi kapal dengan draft 2,35 m dan KG 2,25 m serta pada kondisi kapal dengan draft 1,60 m dan KG 2,31 m.
Sebenarnya kedua kondisi kapal di atas adalah kondisi ekstrim dimana kapal akan memiliki stabilitas yang kurang baik dan tidak menunjang suksesnya dalam kegiatan operasi penangkapan ikan di laut. Sedangkan untuk kelima kondisi lainnya yaitu (1) draft 1,60 m dan KG 2,25 m, (2) draft 1,70 m dan KG 2,15 m, (3) draft 1,80 m dan KG 2,05 m, (4) draft 1,90 m dan KG 1,95 m, (5) draft 2,00 m dan KG 1,85 m telah memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan nilai yang telah direkomendasikan oleh FVR dengan nilai persentasenya lebih dari 100% sehingga dapat dikatakan kapal telah memiliki kualitas stabilitas statis yang baik dan telah memenuhi standar kelaiklautan dari sebuah kapal.
Persentase nilai margin yang tertinggi terdapat pada kondisi kapal dengan draft 2,00 m dan KG 1,85 m. Sedangkan untuk persentase nilai margin yang terendah terdapat pada kondisi kapal dengan draft 2,35 m dan KG 2,25 m.
Perubahan draft kapal pada setiap nilai KG yang berbeda-beda akan berpengaruh terhadap tinggi metacentre (GM). Sedangkan tinggi metacentre akan memberikan pengaruh dalam perhitungan periode oleng kapal (TØ). Hubungan antara nilai GM terhadap periode oleng kapal (TØ) dan variasi tinggi draft kapal dapat dilihat pada (Gambar 22).
5,85
0,40 0,45 0,51 0,58 0,66
Nilai GM (m)
Periode oleng (detik) Draft kapal (m)
Gambar 22 Grafik hubungan nilai GM terhadap periode oleng kapal (TØ) dan
Pada (Gambar 22) dapat dilihat bahwa semakin besar tinggi metacentre (GM) suatu kapal maka akan menyebabkan periode olengnya semakin cepat dan tinggi draft kapal yang terus bertambah dengan nilai KG yang berbeda beda. Dua kondisi kapal yang tidak diperlihatkan pada (Gambar 22) yaitu kondisi ekstrim kapal dengan tinggi metacentre 0,27 m dan periode oleng 9,15 detik pada draft 2,35 m dan KG 2,25 m serta kapal dengan tinggi metacentre 0,34 m dan periode oleng 8,15 detik pada draft 1,60 m dan KG 2,31 m, yang akan menyebabkan kondisi kualitas stabilitas statis yang kurang baik.
Nilai dari tinggi metacentre (GM) semuanya bernilai positif dimana titik G berada di bawah titik M. Hal ini menunjukkan bahwa kapal kayu laminasi tuna longline 40 GT berada pada kondisi stabil. Sehingga kapal akan menghasilkan nilai GZ yang positif pula untuk mengembalikan dirinya ke posisi semula setelah miring pada sudut tertentu.
Penambahan tinggi draft juga akan mempengaruhi perubahan luas area di bawah kurva GZ serta juga mempengaruhi perubahan tinggi freeboard kapal.
Freeboard adalah jarak vertikal pada sisi samping kapal dari draft kapal sampai dengan dek terendah kapal. Hubungan antara variasi tinggi draft kapal terhadap luas area di bawah kurva GZ dan tinggi freeboard kapal dapat dilihat pada (Gambar 23).
0,6681
0,2633 0,3453
0,4388
0,5462 0,90
0,50 0,60
0,70 0,80
0 0,2 0,4 0,6 0,8
1,60 1,70 1,80 1,90 2,00
Draft kapal (m) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
Freeboard kapal (m)
Luas area di bawah kurva GZ (m.rad) Freeboard kapal (m)
Gambar 23 Grafik hubungan antara variasi tinggi draft kapal terhadap luas area di ba wah kurva GZ dan tinggi freeboard kapal
Semakin besar penambahan tinggi draft kapal dengan nilai KG yang berbeda-beda maka luas area di bawah kurva GZ juga akan semakin bertambah dan
tinggi freeboard kapal akan semakin berkurang yang menyebabkan kualitas stabilitas statis kapal akan semakin bertambah. Dua kondisi kapal lagi yang tidak diperlihatkan pada (Gambar 23) yaitu kondisi ekstrim kapal dengan tinggi draft kapal 1,60 m dan luas area di bawah kurva GZ 0,2095 m.rad dengan tinggi freeboard kapal 0,90 m serta pada draft 2,35 m dan luas area di bawah kurva GZ 0,1473 m.rad dengan tinggi freeboard kapal 0,15 m, yang menyebabkan kapal mengalami kondisi kualitas stabilitas statis yang kurang baik. Kondisi kualitas stabilitas statis kapal yang baik yaitu pada tinggi draft 2,00 m dengan luas area di bawah kurva GZ 0,6681 m.rad dan tinggi freeboard kapal 0,50 m. Sedangkan untuk kondisi kualitas stabilitas stabilitas statis kapal yang kurang baik terdapat pada tinggi draft 2,35 m dan luas area di bawah kurva GZ 0,1473 m.rad dengan tinggi freeboard kapal 0,15 m.
Penambahan nilai KG juga akan mempengaruhi perubahan luas area di bawah kurva GZ serta perubahan tinggi freeboard kapal. Hubungan antara variasi nilai KG kapal terhadap luas area di bawah kurva GZ dan tinggi freeboard kapal dapat dilihat pada (Gambar 24).
0,6681
0,2633 0,3453
0,4388 0,5462
0,60
0,70 0,80 0,90
0,50
0 0,2 0,4 0,6 0,8
1,85 1,95 2,05 2,15 2,25
Nilai KG (m) Luas area di bawah kurva GZ (m.rad)
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00
Freeboard kapal (m)
Luas area di bawah kurva GZ (m.rad) Freeboard kapal (m)
Gambar 24 Grafik hubungan antara variasi nilai KG kapal terhadap luas area di bawah kurva GZ dan tinggi freeboard kapal
Semakin besar penambahan nilai KG kapal dengan tinggi draft kapal yang berbeda beda maka luas area di bawah kurva GZ juga akan semakin berkurang dan tinggi freeboard kapal akan semakin bertambah yang menyebabkan kualitas stabilitas statis kapal akan semakin berkurang. Dua kondisi kapal yang tidak diperlihatkan pada (Gambar 24) yaitu kondisi ekstrim kapal dengan tinggi nilai KG kapal 2,25 m dan luas area di bawah kurva GZ 0,1473 m.rad dengan tinggi freeboard kapal 0,15 m serta pada nilai KG kapal 2,31 m dan luas area di bawah kurva GZ 0,2095 m.rad dengan tinggi freeboard kapal 0,90 m. Pada dua kondisi tersebut kapal mengalami kondisi kualitas stabilitas statis yang kurang baik. Kondisi kualitas stabilitas statis kapal yang baik yaitu pada nilai KG 1,85 m dengan luas area di bawah kurva GZ 0,6681 m.rad dan tinggi freeboard kapal 0,50 m. Sedangkan untuk kondisi kualitas stabilitas statis kapal yang kurang baik terdapat pada nilai KG 2,25 m dan luas area di bawah kurva GZ 0,1473 m.rad dengan tinggi freeboard kapal 0,15 m.