Rolling Motion of a Round Bottom Ship (Scale Model) in Different Free Surfaces of a Liquid Cargo

(1)

YANG BERBEDA

ARIESTIO DWI RAMADHAN

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN PERIKANAN TANGKAP DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Keragaan Oleng Kapal Round

Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda”

adalah karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya ilmiah yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Oktober 2012

Ariestio Dwi Ramadhan

(3)

ARIESTIO DWI RAMADHAN, C44080066. Keragaan Oleng Kapal Round

Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda.

Dibimbing oleh YOPI NOVITA dan MOHAMMAD IMRON.

Kapal pengangkut ikan hidup adalah kapal yang khusus digunakan untuk mengangkut ikan dalam kondisi hidup dengan muatan utamanya adalah air dan ikan. Jenis muatan kapal ini dikategorikan sebagai jenis muatan cair. Sifat muatan cair berubah bentuk sesuai wadahnya, sehingga titik beratnya selalu bergeser. Kondisi ini dikarenakan muatan cair memiliki free surface. Free

surface berdampak terhadap kestabilan kapal. Pergeseran titik berat muatan

menyebabkan kapal bermuatan cair menjadi berkurang kestabilannya dibandingkan kapal bermuatan padat. Tujuan penelitian ini adalah : 1) menentukan parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi luasan free

surface, dan 2) menentukan pengaruh luas free surface terhadap keragaan oleng

model kapal. Metode penelitian dilakukan dengan mengamati gerakan rolling model kapal sebagai efek dari keberadaan palka dengan beberapa perlakuan berbeda dan pergerakan free surface-nya. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa luas free surface memberikan pengaruh terhadap keragaan oleng kapal, dimana semakin luas free surface maka nilai sudut kemiringan, nilai

rolling period, dan nilai waktu redam semakin besar, sedangkan untuk nilai

frekuensinya semakin mengecil.

(4)

ARIESTIO DWI RAMADHAN, C44080066. Rolling Motion of a Round Bottom Ship (Scale Model) in Different Free Surfaces of a Liquid Cargo. Supervised by

YOPI NOVITA and MOHAMMAD IMRON.

Live fish carrier is a common termininology in a carrier or ship which is used to transport live fish from one place to another. The cargoes which mostly consists of water is classified as a liquid cargo. Based on its characteristic, a liquid cargo will always follow the shape of its containers and maintain its flat surface. As a result, position of the centre of gravity in the containers will change easily depending on their movements. Furthermore, it is known that a liquid cargo has free surface which may influences ship stability. Therefore, comparing to solid cargo, a liquid cargo has more negative effects on ship stability. The objectives of this research were, 1) to determine rolling performance parameter influenced by free surface, and 2) to determine the influence of free surface on rolling performance of a ship model. Experimental method was applied in this research by using a ship model. Observation was carried out in order to record the rolling performance of the model as an effect of some variations of fish hold condition and free surface. Based on the result, it can be concluded that the wide of free surface gives impact on ship motions, where the extending of free surface will be followed by the increasing of inclination angle, rolling period, and attenuation time. However, at the same time the frequency of rolling is getting smaller.

(5)

© Hak Cipta Milik IPB tahun 2012 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau

menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

yang wajar IPB.

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini

(6)

ARIESTIO DWI RAMADHAN

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada

Departemen Pemanfatan Sumberdaya Perikanan

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN PERIKANAN TANGKAP DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(7)

Nama : Ariestio Dwi Ramadhan

NIM : C44080066

Program Studi : Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap

Disetujui : Komisi Pembimbing,

Ketua, Anggota,

Dr. Yopi Novita, S.Pi, M.Si Dr. Ir. Mohammad Imron, M. Si

NIP 19710916 200003 2 001 NIP 19601213 198703 1 004

Diketahui : Ketua Departemen,

Dr.Ir. Budy Wiryawan, M.Sc. NIP 19621223 198703 1 001

(8)

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga dapat menyelesaikan skripsi dengan baik dan sesuai rencana.

Skripsi yang berjudul “Keragaan Oleng Kapal Round Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda” sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar sarjana pada Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :

1) Dr. Yopi Novita, S.Pi, M.Si dan Dr. Ir. Mohammad Imron, M. Si selaku komisi pembimbing;

2) Vita Rumanti K, S.Pi, M T selaku komisi pendidikan Departemen PSP; 3) Fis Purwangka, SPi, MSi selaku penguji tamu;

4) Keluarga tercinta, Salmah (Nenek), Agus Budiono (Bapak), Sri Prijatmi (Ibu), Rininta dan Denny (Kakak), Saraswati (Adik), serta Rama dan Vj atas dukungan dan perhatian dalam bentuk moril material serta doanya selama ini; 5) Keluarga Lab. TLI (Pak Wazir, Eko Sulkhani), dan Keluarga Lab. TOBA (Pak

Fis, Pak Deni, Pak Budi, Kak Kucing, Bang Bob, Kang Maman, dan Golo) yang selalu mendukung dan bantuan dalam menyediakan lapaknya sehingga penulis nyaman dalam menyelesaikan skripsinya;

6) Asmoro Crew (Uwox, Alfin, dan Bayu) serta penghuni gelapnya yang telah memberikan dukungan dan kenyamanan penulis dalam menyelesaikan skripsinya;

7) Semua civitas PSP, terutama PSP 45, PSP 46, dan PSP 47 yang selalu memberikan motivasi;

8) Serta pihak terkait yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca

(9)

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 18 April 1990 dari Bapak Agus Budiono dan Ibu Sri Prijatmi. Penulis adalah anak kedua dari tiga bersaudara.

Penulis lulus dari SMA Negeri 46 Jakarta pada tahun

2008 dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur (SNMPTN). Penulis memilih Program Studi Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Institut Pertanian Bogor.

(10)

Halaman

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

1 PENDAHULUAN

3.4 Pengumpulan dan Pengolahan Data ... 11

3.5 Analisis Data ... 15

4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Umum ... 18

4.2 Sudut Kemiringan ... 18

4.2.1 Sudut kemiringan free surface ... 18

4.2.2 Sudut kemiringan model kapal ... 20

4.3 Rolling Period ... 24

4.4 Frekuensi Rolling ... 27

4.5 Waktu Redam ... 28

(11)

5.2 Saran ... 31

DAFTAR PUSTAKA ... 32

LAMPIRAN ... 33

(12)

Halaman 1 Perlakuan dalam penelitian ... 11 2 Data hasil uji coba rolling period ... 17 3 Nilai rata-rata rolling period ... 26

(13)

Halaman

1 Posisi keseimbangan ... 4

2 Pergerakan air dalam tangki di permukaan air ... 5

3 Efek free surface terhadap stabilitas kapal ... 7

4 Model kapal ... 8

5 Model palka ... 9

6 Air untuk muatan di dalam palka ... 9

7 Pewarna merah air ... 9

8 Lines plan kapal round bottom ... 10

9 Penempatan model palka di dalam model kapal ... 12

10 Penekanan sheer disalah satu sisi kapal ... 12

11 Tahapan penelitian ... 14

12 Langkah pembuatan profile permukaan air ... 15

13 Penentuan sudut free surface ... 16

14 Sudut kemiringan free surface ... 18

15 Ilustrasi sudut kemiringan permukaan air terhadap dinding model palka ... 19

16 Sudut kemiringan model kapal ... 21

17 Sudut kemiringan model kapal dan model palka ... 23

18 Rolling period model kapal pada perlakuan berbeda ... 24

19 Frekuensi rolling model kapal ... 27

20 Waktu redam gerak model kapal ... 29

(14)

(15)

1.1 Latar Belakang

Kapal pengangkut ikan adalah kapal yang secara khusus dipergunakan untuk mengangkut ikan termasuk memuat, menampung, menyimpan, mendinginkan atau mengawetkan (Peraturan Pemerintah No.54 Tahun 2002/ Pasal 1). Kapal pengangkut ikan hidup merupakan salah satu dari kapal perikanan yang jenis muatan utamanya berupa cairan. Sesuai dengan sifat anomali air, yaitu zat cair akan selalu mengikuti wadahnya, sehingga titik berat benda akan bergeser. Hal itu dikarenakan muatan cair memiliki permukaan bebas (free surface). Menurut Lewis (1988), free surface adalah permukaan bebas yang biasanya terdapat pada benda berbentuk cair yang menyebabkan benda cair tersebut mudah berubah bentuk sesuai dengan media yang ditempatinya.

Efek free surface sangat berpengaruh pada stabilitas kapal, khususnya kapal yang bermuatan utama cair. Pergeseran titik berat benda yang berubah-ubah itu menyebabkan kapal yang bermuatan cair kurang stabil dibandingkan kapal yang bermuatan padat. Pernyataan ini diperkuat dari hasil kajian yang dilakukan oleh Novita (2011) yang menunjukkan bahwa kualitas stabilitas kapal yang bermuatan cair mengalami penurunan nilai parameter stabilitas jika dibandingkan dengan kapal bermuatan padat. Salah satu nilai parameter yang mudah diamati untuk uji stabilitas kapal adalah rolling period kapal. Kapal yang memiliki free surface mempunyai nilai rolling period lebih lama dibadingkan kapal yang tidak memiliki

free surface. Hal ini diperkuat dengan hasil penelitian Liliana (2012) yang

(16)

Kerugian dari efek free surface ini yang perlu dikurangi untuk meningkatkan stabilitas kapal bermuatan cair. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengkaji cara mengatasi efek free surface. Penelitian tersebut diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Novita et al. (2010). Dalam kajian tersebut diperoleh kesimpulan bahwa palka berbentuk kotak memiliki kemampuan yang lebih baik untuk mengurangi efek free surface jika dibandingkan dengan palka berbentuk silinder. Selain itu, Lee et al. (2005) mengatakan bahwa efek free

surface dapat diminimalisir dengan memberi baffle pada tangki. Oleh karena itu,

dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh penyekatan palka bermuatan cair terhadap rolling period model kapal. Penyekatan akan berdampak pada pengurangan luas free surface pada palka.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi oleh luasan free surface; dan

2. Menentukan pengaruh luas free surface terhadap keragaan oleng model kapal.

1.3 Manfaat

(17)

2.1 Stabilitas

Nomura dan Yamazaki (1977) menjelaskan bahwa stabilitas merupakan kemampuan kapal untuk kembali ke posisi semula setelah miring akibat pengaruh gaya dari dalam maupun dari luar kapal. Selanjutnya, Fyson (1985) mendefinisikan stabilitas sebagai kemampuan kapal untuk kembali ke posisi semula setelah mengalami pergerakan sementara yang disebabkan oleh angin, gelombang, muatan di kapal, dan sebagainya. Stabilitas dipengaruhi oleh letak titik-titik utama dari gaya yang bekerja pada sebuah kapal. Titik-titik tersebut adalah (Taylor 1977) :

1) Titik B (center of buoyancy) merupakan titik khayal yang menjadi pusat seluruh gaya apung yang bekerja ke atas.

2) Titik G (center of gravity) merupakan titik khayal yang menjadi pusat seluruh gaya berat yang bekerja dengan arah vertikal.

3) Titik M (metacenter) merupakan titik khayal yang menjadi perpotongan dari garis khayal yang melalui titik B dan G saat kapal mengalami kemiringan akibat pengaruh gaya-gaya pada kapal.

Keadaan yang stabil pada suatu kapal dapat dicapai dengan beberapa syarat. Hind (1982) menyebutkan bahwa syarat kondisi keseimbangan dapat dicapai apabila :

(18)

(1) Posisi keseimbangan (2) Keseimbangan stabil

(3) Keseimbangan tidak stabil (4) Keseimbangan netral Keterangan :

B : titik pusat apung GZ : lengan pengembali

G : titik pusat gravitasi K : lunas

M : titik metacenter WL : garis air

w : gaya yang bekerja

Sumber : Derret (1991)

Gambar 1 Posisi keseimbangan

(19)

2.2 Free Surface

Lewis (1988) menjelaskan bahwa free surface merupakan permukaan bebas yang biasanya terdapat pada benda berbentuk cair yang mengakibatkan benda cair tersebut mudah berubah bentuk sesuai dengan media yang ditempatinya. Efek

free surface akan dirasakan terutama pada saat kapal melakukan gerakan rolling.

Semakin kecil efek free surface yang timbul saat kapal melakukan gerakan rolling maka peluang kapal untuk menjadi terbalik semakin kecil. Adapun faktor-faktor yang dapat mempengaruhi besar kecilnya efek permukaan bebas antara lain adalah ketinggian muatan cair dalam tangki, sudut oleng dan periode rolling kapal. Selain itu, Lewis (1988) menyebutkan bahwa dua cairan yang berbeda juga dapat mempengaruhi efek free surface yang terjadi.

Praktik yang biasa dilakukan dalam mengevaluasi efek permukaan bebas dalam tangki kapal adalah dengan mengasumsikan penempatan yang paling buruk dari suatu benda cair yang mungkin terjadi. Apabila tangki dalam keadaan kosong atau penuh maka tidak ada efek yang terjadi. Efek maksimum akan terjadi apabila tangki dalam keadaan setengah penuh (Lewis 1988).

Selanjutnya, Hind (1982) menambahkan bahwa tidak ada perpindahan cairan yang terjadi apabila tangki dalam keadaan penuh sehingga hal tersebut dapat dianggap memiliki pengaruh yang sama seperti pada muatan padat dimana pusat gravitasi juga merupakan pusat volume benda. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya oleng, salah satunya dapat dilakukan dengan cara sebisa mugkin mengurangi permukaan cairan bebas yang ada.

Sumber : Hind (1982)

(a) Tangki pada umumnya

(b) Tangki yag disekat pada bagian tengah dan muatan berbeda ketinggian

(20)

Ketika sebuah kapal memiliki tangki yang penuh didalamnya, maka isi tangki tidak akan bergeser. Pusat gravitasi tangki tidak berubah, sehingga tidak mempengaruhi stabilitas kapal. Ketika sebuah kapal memiliki tangki yang terisi sebagian, isi akan bergeser mengikuti gerakan kapal. Efek free surface ini yang menjadikan kapal mudah terbalik. Pusat gravitasi akan bergerak ke samping, membuat kapal kurang stabil. Dengan demikian, untuk menghindari efek free

surface ini perlu adanya pengurangan jumlah tangki yang hanya terisi sebagian

atau memaksimalkan muatan dalam tangki. Selain itu, membagi tangki menjadi dua bagian yang sama dengan menggunakan pembatas dapat sangat mengurangi efek free surface tersebut.

(1) kapal bermuatan tangki penuh (2) Kapal bermuatan tangki terisi sebagian

(3) Kapal bermuatan tangki bersekat yang terisi sebagian (4) kapal yang menggunakan tangki bersekat Sumber : http://www.tc.gc.ca/eng/marinesafety/tp-tp10038-27-stab-free-surface-effect-323.htm

(21)

2.3 Rolling Period

Pergerakan kapal erat hubungannya dengan kenyamanan. Hind (1982) menyebutkan bahwa gerakan kapal yang terjadi di permukaan gelombang adalah

rolling, pitching, yawing, heaving, surging dan swaying. Selanjutnya, Novita

(2011) menambahkan bahwa keenam gerakan tersebut dapat terjadi dalam waktu yang bersamaan, namun gerakan rolling dan pitching merupakan gerakan yang mendominasi.

Rolling merupakan gerakan anguler kapal yang memutar ke kiri dan ke kanan

terhadap sumber longitudinal kapal sepanjang sumbu x (Bhattacharyya, 1978). Dalam pergerakannya, kapal memerlukan waktu untuk kembali ke posisi semula yang disebut dengan periode. Marjoni (2009) menjelaskan bahwa periode oleng

(rolling period) adalah sejumlah waktu yang dibutuhkan kapal untuk kembali

tegak setelah kapal menjadi miring. Nilai periode oleng sangat tergantung dari tinggi metacenter (GM) dan radius girasi dari kapal tersebut. Hind (1982) menyatakan bahwa nilai GM berbanding terbalik dengan nilai periode oleng pada lebar kapal yang tetap.

(22)

3 METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2012 di Laboratorium Desain dan Dinamika Kapal, Bagian Kapal dan Transportasi Perikanan, Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan dan Teaching Farm Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1) Model kapal round bottom berdimensi 60 cm x 14 cm x 9,5 cm. Model kapal dibuat dengan mengacu pada lines plan kapal round

bottom yang diteliti oleh Saputra (2007). Lines plan tersebut

disajikan pada Gambar 8;

Gambar 4 Model kapal

2) Digital camera;

3) Alat tulis; 4) Busur derajat; 5) Timbangan; 6) Pendulum;

7) Stopwatch; dan

(23)

9) Model palka;

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1) Air (Gambar 6); dan

2) Pewarna berwarna merah (Gambar 7).

Gambar 6 Air untuk muatan di dalam palka

(24)

Sumber : Defa Saputra, 2007 Skala 1 : 1

(25)

Tabel 1 Perlakuan dalam penelitian

3.3 Jenis Data

Data yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data primer. Data primer yang dimaksud adalah data yang dikumpulkan langsung selama eksperimen dilakukan. Data tersebut terdiri dari :

1. Data nilai kemiringan sudut permukaan air di dalam model palka; 2. Nilai rolling period model kapal;

3. Nilai frekuensi model kapal; dan 4. Nilai waktu redam model kapal.

Keempat data tersebut dikumpulkan dengan cara eksperimental dengan perlakuan sebagaimana disajikan pada Tabel 1.

Perlakuan ke-

Kode perlakuan

Kondisi model palka

Kondisi muatan cair di dalam sub-palka

longitudinal dengan menggunakan 1 unit baffle (Gambar 3b)

191,8 1.284,7

3 A3 Model palka utuh dibagi empat secara

longitudinal dengan 1 unit baffle dan melintang dengan 1 unit baffle

(Gambar 3c)

95,9 642,4

4 A4 Model palka utuh dibagi enam secara

longitudinal dengan 1 unit baffle dan melintang dengan 2 unit baffle

(Gambar 3d)

63,9 428,2

3.4 Pengumpulan dan Pengolahan Data

(26)

selanjutnya disebut sub palka. Khusus untuk perlakuan A1, volume model palka

sama dengan volume sub palka. Hal ini dikarenakan model palka di bagian dalamnya tidak dibagi dengan baffle.

Selama pengambilan data, model palka ditempatkan ke dalam model kapal. Selanjutnya, ke dalam model palka dimasukkan air yang telah diberi warna merah hingga ketinggian 6,7 cm dari dasar terendah model palka (Gambar 9).

Gambar 9 Penempatan model palka di dalam model kapal

Ketinggian air di setiap sub palka untuk setiap perlakuan adalah sama. Ketinggian air di dalam model palka yang diimplementasikan dalam eksperimen ini adalah mengacu pada kebiasaan yang umum dilakukan para transportir ikan hidup yang mengisi tangki air hingga ketinggian kurang lebih 80 % dari tinggi tangki. Selanjutnya, model kapal diberi perlakuan berupa penekanan di salah satu sisi sheer modelkapal hingga model kapal miring (Gambar 10).

(27)

Kemudian tekanan pada salah satu sheer model kapal dilepaskan, dan model kapal akan melakukan gerakan rolling. Selama model kapal melakukan gerakan

rolling, dilakukan pengambilan gambar dalam bentuk video dengan menggunakan

alat bantu berupa digital camera. Tahapan eksperimen disajikan pada Gambar 11. Tiap perlakuan diulang sebanyak 10 kali ulangan.

Pengolahan data dilakukan dengan mengubah file dalam format video menjadi

format gambar dengan menggunakan software video movie maker 2.6.

Pengalihan ke format gambar dimaksudkan untuk mendapatkan data profil permukaan air pada saat model kapal melakukan gerakan rolling. Adapun data

rolling period diperoleh dengan menghitung lamanya waktu oleng model kapal

(28)

Pemuatan muatan cair ke dalam palka di model kapal

Volume muatan cair 80% dari

volume model kapal dantelah diberi zat pewarna (berwarna merah)

Uji rolling period model dengan cara

menekan salah satu sisi pada sheer model kapal (dibagian tengah model kapal) hingga sheer kapal hampir menyentuh

permukaan air (Gambar 10)

Setiap pengujian digunakan camera

digital untuk merekam olah gerak

yang terjadi pada model kapal dan model palka

Ulangan dilakukan sebanyak 10 kali untuk setiap model palka

Mulai

Analisis dan Pengolahan (profile permukaan air) data

Selesai

Mempersiapkan kolam untuk pelaksanaan penelitian dengan

dimensi luas kolam : 3x3 cm

Mempersiapkan papan acuan yang telah diberikan garis saling tegak

lurus dan meletakannya di salah satu sisi kolam (Lampiran 1)

Keterangan :

Tahapan penelitian Informasi tambahan

Gambar 11 Tahapan penelitian Membuat model kapal dan model

palka

Meletakkan model kapal tepat di depan garis silang tegak lurus yang terdapat pada papan acuan dan posisi peletakan

(29)

3.5 Analisis Data

Data yang diperoleh dalam bentuk video diolah dengan menggunakan

software windows movie maker 2.6 untuk memperoleh waktu dan banyaknya

jumlah rolling. Selanjutnya, video pengamatan free surface diolah menjadi grafik untuk dapat diukur sudut kemiringannya. Adapun video pengamatan permukaan muatan diubah menjadi gambar grafik untuk mendapatkan profile permukaan muatan. Langkah kerja untuk mendapatkan profile permukaan muatan disajikan pada Gambar 12

Gambar 12 Langkah pembuatan profile permukaan air Keterangan :

Langkah pembuatan Profile permukaan air Selesai

Mulai

Klik Windows Movie Maker 2.6

Pindahkan video ke show storyboard

Pilih “video effects”

Klik “pause” untuk memotong video

sesuai olengkapal

Klik “tools”

Pilih “take picture from preview”

Klik “tools”

(30)

Pengolahan data untuk mendapatkan profil rolling dilakukan dengan cara menghitung lamanya rolling period yang terjadi pada setiap gerakan rolling model kapal. Hasilnya kemudian dimasukkan ke dalam grafik dengan urutan gerakan oleng model kapal sebagai sumbu x dan lamanya rolling period sebagai sumbu y.

Pengolahan data untuk mendapatkan profil permukaan air dilakukan dengan cara mengukur sudut yang dibentuk oleh permukaan air terhadap garis horizontal pada whiteboard. Pengukuran sudut tersebut dilakukan untuk setiap gambar perlakuan. Selanjutnya, sudut yang didapat dimasukkan ke dalam grafik di mana sumbu x merupakan oleng model kapal dan sumbu y sebagai besarnya sudut kemiringan yang terbentuk. Contoh pengukuran sudut kemiringan free surface pada gambar disajikan dalam Gambar 13.

Gambar 13 Penentuan sudut free surface

Hasil percobaan untuk selanjutnya ditabulasi dalam bentuk tabel sebagaimana tertera pada Tabel 2. Kemudian analisis data dilakukan dengan cara

numerical-comparative dan rancangan acak lengkap (RAL), karena hanya menggunakan satu

(31)

Tabel 2 Data hasil uji coba rolling period

Ulangan ke-

Perlakuan

A1 A2 A3 A4

1

2

...

10

Rataan

Data hasil percobaan dapat dimodelkan dalam rumus berikut.

Yij = μ + Pi + εij

Keterangan :

Yij : nilai pengamatan total rolling pada free surface-i dengan ulangan ke-j; μ : nilai rataan rolling pada model kapal;

Pi : pengaruh luas free surface pada taraf ke-i; dan

εij : pengaruh galat percobaan dari luas free surface ke-i dengan ulangan ke-j.

Hipotesis yang digunakan dalam analisis data adala : 1. H0

a. H0 = μA = μB = μC = μD, maka luas free surface yang berbeda tidak

berpengaruh terhadap gerakan rolling pada model kapal. 2. H1

a. H0 ≠ μA≠ μB ≠ μC ≠μD, maka luas free surface yang berbeda berpengaruh

(32)

Keterangan :

A1 :Model kapal dengan model palka tanpa sekat A2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam

Gambar 14 Sudut kemiringan free surface

4.1 Kondisi Umum

Di awal eksperimen dilakukan penimbangan berat model kapal berikut model palka dan muatannya. Penimbangan berat ini dilakukan terhadap setiap perlakuan. Berdasarkan hasil penimbangan berat diketahui bahwa berat model kapal berikut model palka dan muatannya untuk keempat perlakuan A1, A2, A3,

dan A4, memiliki berat yang sama yaitu sebesar 3.410 gram. Selanjutnya pada

saat ditempatkan di atas permukaan air, ketinggian draft model kapal untuk keempat perlakuan pun juga memiliki kesamaan, yaitu 5,5 cm. Selanjutnya pembahasan hasil penelitian akan dilakukan terhadap permukaan muatan cair saat model kapal tegak, profil rolling kapal, frekuensi, dan waktu redam.

4.2 Sudut Kemiringan

4.2.1 Sudut kemiringan free surface (Өfs)

Sudut kemiringan adalah sudut yang terbentuk dari dua garis yang saling berpotongan, sedangkan sudut kemiringan free surface adalah sudut yang terbentuk dari kemiringan permukaan muatan cair saat terjadi rolling terhadap permukaan muatan cair saat model kapal masih dalam posisi tegak. Pada Gambar 14 disajikan perubahan sudut kemiringan permukaan air yang terjadi selama terjadi gerakan rolling pada masing-masing perlakuan.

(33)

Gambar 14 menunjukan bahwa selama model kapal melakukan gerakan

rolling sampai kembali ke posisi tegak, sudut kemiringan free surface pada

model palkasemakin kecil. Fenomena ini terjadi baik pada perlakuan A1, A2, A3,

dan A4. Perubahan besarnya sudut kemiringan yang terjadi pada masing-masing

perlakuan tersebut dipengaruhi oleh gerakan rolling yang semakin kecil.

Gambar 14 juga menunjukan bahwa selama terjadi gerakan rolling model kapal, perlakuan A1 memiliki nilai sudut kemiringan permukaan air yang lebih

besar jika dibandingkan dengan perlakuan A2, A3, dan A4. Pada perlakuan A4,

terjadi sebaliknya dimana sudut kemiringan permukaan airnya (θ) lebih kecil jika dibandingkan dengan sudut θ pada ketiga perlakuan lainnya, yaitu A1, A2, dan

A3.

Besarnya sudut kemiringan permukaan air yang terjadi saat model kapal

rolling mengindikasikan besarnya volume muatan cair yang dipindahkan ke sisi

model kapal yang oleng. Semakin besar sudut permukaan air yang dibentuk saat model kapal oleng, maka luas dinding model palka yang akan terkena hempasan volume air yang dipindahkan akan semakin besar. Ilustrasi luas dinding model palka yang terkena hempasan volume air yang dpindahkan disajikan pada Gambar 15.

Keterangan:

volume air yang menumbuk dinding model palka M moment tumbukan terhadap dinding model palka

Gambar 15 Ilustrasi sudut kemiringan permukaan air terhadap dinding model palka

Gambar 15, garis �� adalah dinding model palka, garis �� adalah permukaan air saat model kapal dalam posisi tegak, garis �� adalah permukaan air saat model kapal oleng, dan garis �� adalah tinggi dinding palka yang terkena hempasan volume air yang bergeser ke dinding model palka yang miring. Pada ilustrasi tersebut terlihat bahwa semakin besar sudut θ yang dibentuk oleh garis _�� dan ��,

(34)

adalah sejumlah volume air, maka dinding model palka yang terhempas pun adalah berupa luasan.

Perbedaan besarnya sudut θ yang terjadi pada perlakuan A1, A2, A3 dan A4

disebabkan karena volume air yang tumpah atau menumbuk dinding model sub palka. Volume berbanding lurus dengan tinggi dan luas bidang. Dalam kasus pergerakan free surface di dalam sub model palka yang dikaji, ketinggian muatan cairnya adalah sama untuk di setiap perlakuan. Perbedaan terjadi pada luas free

surface pada keempat perlakuan sebagaimana terlihat pada Tabel 1. Luas free

surface pada model sub palka A1, A2, A3, dan A4 masing-masing adalah

sebanyak 383,5; 191,8; 91,0; dan 63,7 cm3. Disini terlihat bahwa free surface di dalam sub model palka pada perlakuan A1 memiliki luas yang lebih besar.

Adapun luas free surface untuk perlakuan A2, A3, dan A4 masing-masing adalah

setengah (1/2), seperempat (1/4) dan seperenam (1/6) dari luas free surface pada perlakuan A1. Semakin besar luas free surface dari muatan cair, maka pada saat

model kapal oleng, volume air yang bergeserpun lebih banyak. Berdasarkan hasil uji statistik terhadap sudut kemiringan free surface antar perlakuan A1 vs A2 nilai

P-value sebesar 0,001 (Lampiran 2); A1 vs A3 nilai P-value sebesar 0,001

(Lampiran 3); A1 vs A4 nilai P-value sebesar 0,0005 (Lampiran 4); A2 vs A3 nilai

P-value sebesar 0,01 (Lampiran 5); A2 vs A4 nilai P-value sebesar 0,04 (Lampiran

6); dan A3 vs A4 nilai P-value sebesar 0,04 (Lampiran 7); diketahui bahwa nilai

P-value semua pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai

sudut kemiringan free surface antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free surface mempengaruhi besar-kecilnya nilai sudut kemiringan free surface.

4.2.2 Sudut kemiringan model kapal (Өm)

(35)

Keterangan :

A1 : Model kapal dengan model palka tanpa sekat A2 : Model kapal dengan model palka sekat setengah A3 : Model kapal dengan model palka sekat seperempat A4 : Model kapal dengan model palka sekat seperenam

Gambar 16 Sudut kemiringan model kapal

Gambar 16 menunjukan bahwa selama model kapal melakukan gerakan

rolling sampai kembali ke posisi tegak, sudut kemiringan yang terjadi pada model

kapalsemakin kecil. Fenomena ini terjadi baik pada model kapal A1, A2, A3, dan

A4. Perubahan besarnya sudut kemiringan model kapal berbanding lurus dengan

perubahan besarnya sudut kemiringan permukaan air, dimana faktor yang mempengaruhinya adalah gerakan rolling yang semakin kecil.

Gambar 16 juga menunjukan bahwa selama terjadi gerakan rolling model kapal, perlakuan A1 memiliki nilai sudut kemiringan model kapal yang lebih

besar jika dibandingkan dengan perlakuan A2, A3, dan A4. Pada perlakuan A1,

memiliki luas free surface yang lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A2, A3, dan A4. Demikian pula perlakuan A2 lebih besar jika dibandingkan

dengan perlakuan A3 dan perlakuan A3 lebih besar jika dibandingkan dengan

perlakuan A4. Pada saat kapal mulai oleng, maka free surface yaitu permukaan

atas yang berada dilapisan atas akan bergerak terlebih dahulu ke arah olengnya kapal. Barulah kemudian diikuti dengan lapisan air dibawahnya dan seterusnya. Semakin besar free surface, maka semakin besar pula volume air yang

(36)

dipindahkan sesaat kapal mulai oleng. Volume air yang menimpa ke satu dinding model palka akan berbanding lurus dengan tekanan yang diberikan pada dinding model palka yang ditimpakannya. Untuk selanjutnya, tekanan yang besar pada dinding model palka pada akhirnya dapat menahan gerakan oleng balik kapal. Bahkan apabila tekanan yang disebabkan oleh volume air yang menimpa dinding model palka sangat besar, maka keolengan kapal akan semakin bertambah besar. Fenomena inilah yang diperkirakan sebagai penyebab perlakuan A1

menghasilkan sudut oleng kapal yang lebih besar jika dibandingkan dengan perlakuan A2, A3, dan A4. Tekanan pada dinding model palka, menurut Lee

(2005), merupakan dampak dari sloshing.

Perbandingan antara sudut kemiringan permukaan air dengan kemiringan model kapal, walaupun tidak berbeda secara signifikan akan tetapi menunjukan perbedaan diantaranya. Perbandingan antara kedua sudut tersebut disajikan pada Gambar 17. Pada Gambar 17 terlihat bahwa sudut kemiringan permukaan air lebih besar jika dibandingkan dengan sudut kemiringan model kapal. Perbedaan besarnya sudut pada kedua sudut tersebut (Өfs dan Өm), semakin mengecil mulai

(37)

Keterangan :

(38)

Keterangan :

Gambar 18 Rolling period model kapal pada perlakuan berbeda

4.3 Rolling Period

Bhattacharyya (1978) mendefinisikan rolling sebagai gerakan anguler kapal ke kiri dan ke kanan sepanjang sumbu x. Adapun dalam pergerakan rolling tersebut, kapal memerlukan waktu untuk kembali ke posisi kemiringan awal yang disebut dengan periode rolling (rolling period). Pada Gambar 18 disajikan grafik profil rolling dari keempat perlakuan. Adapun nilai rolling period dari setiap perlakuan disajikan pada Tabel 3.

Gambar 18, sumbu x menunjukkan jumlah gerakan oleng kapal mulai dari saat model kapal diolengkan hingga model kapal kembali relatif tegak. Adapun sumbu y menunjukkan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh model kapal dari posisi oleng yang satu ke posisi oleng lainnya. Di dalam gambar tersebut dapat dilihat pola gerakan rolling dari model kapal pada keempat perlakuan. Terlihat bahwa rolling period model kapal semakin mengecil seiiring dengan berjalannya waktu. Kondisi ini disebabkan karena moment pengembali kapal semakin bertambah besar jika dibandingkan dengan moment pembalik kapal. Pengurangan nilai rolling period model kapal untuk keempat perlakuan dapat pula

(39)

dilihat pada Tabel 3. Jika dibandingkan antar besar rolling period pada keempat perlakuan, terlihat bahwa model kapal dengan perlakuan A1 memiliki nilai rolling

period yang lebih besar daripada perlakuan A2, A3, dan A4. Rolling period

terkecil terjadi pada perlakuan A4. Jika dikaitkan dengan sudut oleng yang

terbentuk, sebagaimana telah dipaparkan sebelumnya, diketahui bahwa sudut oleng terbesar terjadi pada perlakuan A1, dan semakin mengecil berturut-turut

pada perlakuan A2, A3, dan A4. Dijelaskan sebelumnya bahwa semakin besar

sudut oleng, maka akan semakin luas dinding model palka yang akan terkena hempasan volume air yang bergeser akibat gerakan rolling kapal. Kondisi ini mengakibatkan moment tumbukan antara volume air dengan dinding model palka akan semakin besar. Fenomena inilah yang diduga sebagai penyebab besar-kecilnya rolling period yang terjadi pada keempat perlakuan. Fenomena ini dapat disebut sebagai efek sloshing. Novita (2010) menjelaskan bahwa kapal yang memiliki free surface akan mempunyai nilai rolling period lebih lama dibadingkan kapal yang tidak memiliki free surface. Kondisi ini terjadi karena kapal yang memiliki free surface, pada saat free surface membentur sebuah benda, maka akan timbulah sloshing. Lee et al. (2005) mendefinisikan sloshing sebagai fenomena saat free surface membentur dinding palka ketika kapal oleng. Semakin besar volume air yang menumbuk dinding model kapal, maka akan semakin besar sloshing yang terjadi. Kondisi inilah yang mengakibatkan model kapal dengan luas free surface lebih kecil, yaitu A4, menghasilkan efek free

(40)

Tabel 3 Nilai rata-rata rolling period

Terlihat pada Tabel 3, bahwa mulai saat model kapal diolengkan hingga model kapal kembali tegak ke posisi semula, mengalami pengurangan besaran

rolling period. Ditinjau dari nilai rata-rata pengurangan rolling period dari

keempat perlakuan, terlihat bahwa perlakuan A4, yaitu model palka dibagi

menjadi 6 sub model palka oleh 3 unit baffle, mengalami pengurang nilai rolling

period yang lebih besar jika dibandingkan dengan ketiga perlakuan lainnya.

Terlihat pula bahwa nilai rolling period antar perlakuan pada setiap gerakan oleng memiliki perbedaan. Diurutkan dari penghasil nilai rolling period terbesar hingga terkecil, diperoleh urutan perlakuan sebagai berikut: A1 < A2 < A3 < A4.

Berdasarkan hasil uji statistik terhadap nilai rolling period antar perlakuan A1 vs

A2 nilai P-value sebesar 0,0002 (Lampiran 8); A1 vs A3 nilai P-value sebesar

0,0002 (Lampiran 9); A1 vs A4 nilai P-value sebesar 0,0002 (Lampiran 10); A2 vs

A3 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 11); A2 vs A4 nilai P-value sebesar 0,008

(Lampiran 12); dan A3 vs A4 nilai P-value sebesar 0,04 (Lampiran 13); diketahui

bahwa nilai P-value semua pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai rolling period antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free surface mempengaruhi besar-kecilnya nilai

rolling period. Dimana dalam kajian ini, besar-kecilnya luas free surface

(41)

Keterangan :

Gambar 19 Frekuensi rolling model kapal

menyatakan bahwa kecilnya nilai rolling period sebuah kapal menunjukkan

performance kapal terhadap gelombang yang lebih baik.

4.4 Frekuensi Rolling

Frekuensi rolling menurut Bhattacharyya (1978) adalah banyaknya gerakan oleng kapal dalam satu satuan waktu. Gambar 19 disajikan perbandingan frekuensi rolling yang terjadi pada setiap model kapal pada keempat perlakuan.

Gambar 19 menunjukan bahwa frekuensi rolling yang terjadi pada perlakuan A1 sampai dengan A4 semakin besar. Fenomena ini terjadi karena perlakuan A1

memiliki nilai rolling period yang paling besar jika dibandingkan dengan perlakuan A2, A3, dan A4 sesuai dengan pernyataan pada pembahasan

(42)

Sebagaimana dijelaskan sebelumnya, rolling period menurut Bhattacharyya (1978) adalah waktu yang dibutuhkan kapal untuk kembali ke posisi kemiringan awal. Semakin besar nilai rolling period, maka akan semakin lama waktu yang dibutuhkan oleh kapal kembali ke kemiringan awal. Oleh karena itu, pada perlakuan A1 yang memiliki rolling period yang lebih besar memiliki waktu

rolling yang lebih lama. Sehingga model kapal pada perlakuan A4 akan

menghasilkan jumlah rolling yang lebih sedikit hingga model kapal tersebut kembali relatif diam dan kembali tegak setelah diolengkan. Berdasarkan data yang diperoleh, rata-rata nilai frekuensi rolling model kapal pada perlakuan A1,

A2, A3, dan A4 masing-masing sebesar 2,10; 2,43; 2,67; dan 2,87. Perbedaan

antara frekuensi rolling pada perlakuan A1, A2, A3, dan A4 adalah sebesar 0,33

antara A1-A2, 0,24 antara A2-A3, 0,2 antara A3-A4, 0,57 antara A1-A3, 0,77

antara A1-A4, 0,44 antara A2-A4. Berdasarkan hasil uji statistik terhadap nilai

frekuensi antar perlakuan A1 vs A2 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 14); A1

vs A3 nilai P-value sebesar 0,001 (Lampiran 15); A1 vs A4 nilai P-value sebesar

0,04 (Lampiran 16); A2 vs A3 nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 17); A2 vs A4

nilai P-value sebesar 0,01 (Lampiran 18); dan A3 vs A4 nilai P-value sebesar

0,001 (Lampiran 19); diketahui bahwa nilai P-value dari masing-masing pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai frekuensi antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free

surface mempengaruhi besar-kecilnya frekuensi yang dihasilkan.

4.5 Waktu Redam

(43)

Keterangan :

Gambar 20 Waktu redam gerak model kapal

Gambar 20 menunjukan bahwa model kapal dengan perlakuan A1 memiliki

waktu redam yang paling besar yaitu rata-rata 4,101 detik. Adapun untuk model kapal dengan perlakuan A2, nilai waktu redam rata-rata mencapai 2,86 detik,

model kapal dengan perlakuan A3 memiliki waktu redam sebesar 2,46 detik, dan

untuk model kapal A4 memiliki waktu redam yang terkecil yaitu sebesar 2,14

detik. Terlihat bahwa model kapal dengan perlakuan A1 memiliki nilai waktu

redam yang lebih besar. Jika mengacu pada definisi waktu redam, maka dapat dikatakan bahwa model kapal dengan perlakuan A4 memiliki waktu redam

rata-rata yang lebih kecil. Hal ini menunjukkan bahwa stabilitas model kapal lebih baik pada perlakuan A4 jika dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Kondisi ini

ditunjukkan dari lebih cepatnya model kapal dengan perlakuan A4 kembali tegak

ke posisi semula setelah diolengkan. Dapat dikatakan pula bahwa efek free

surface pada model kapal dengan perlakuan A4 sangat kecil terhadap waktu

redam yang ditimbulkannya. Berdasarkan hasil uji statistik terhadap nilai waktu redam antar perlakuan A1 vs A2 nilai P-value sebesar 0,0006 (Lampiran 20); A1

(44)

0,0002 (Lampiran 22); A2 vs A3 nilai P-value sebesar 0,03 (Lampiran 23); A2 vs

A4 nilai P-value sebesar 0,05 (Lampiran 24); dan A3 vs A4 nilai P-value sebesar

0,0008 (Lampiran 25); diketahui bahwa nilai P-value dari semua pengujian lebih kecil dari 0,05 (P-value < 0,05). Artinya adalah nilai waktu redam antar perlakuan berbeda nyata. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa luas free surface mempengaruhi besar-kecilnya waktu redam yang dihasilkan.

Berdasarkan hasil kajian secara keseluruhan, menunjukkan bahwa efek free

surface yang ditimbulkan oleh free surface yang terdapat pada muatan cair, dapat

(45)

(46)

5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian, maka kesimpulan yang diperoleh adalah:

1. Parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi oleh luasan free surface adalah

sudut kemiringan, rolling period, waktu redam, dan frekuensi rolling.

2. Luas free surface memberikan pengaruh terhadap keragaan oleng kapal, dimana semakin luas free surface maka nilai sudut kemiringan, nilai rolling period, dan nilai waktu redam semakin besar, sedangkan untuk nilai frekuensinya semakin mengecil

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat diajukan diantaranya adalah:

1. Hindari pengaruh faktor eksternal pada saat melakukan pengujian terhadap olah gerak kapal statis.

(47)

DAFTAR PUSTAKA

Bhattacharyya R. 1978. Dynamics of Marine Vehicles. John Wiley & Sons, Inc. New York.

Fyson J. 1985. Design of Small Fishing Vessel. England: Fishing News Book Ltd.

Hind J A. 1982. Stability and Trim of Fishing Vessels. Second edition. Fishing News Books Ltd. Farnham, England.

Lee S K, Surenndran S and Lee G. 2005. Roll Performance of Small Fishing Vessel with Live Fish Tank. Ocean Engineering 32 (2005): 1873-1885. Lewis E V. 1988. Principles of Naval Architecture. Second Revision, Volume I

Stability and Strength. Jersey City, New York: The Society of Naval Architects and Marine Engineers.

Liliana N, Novita Y dan Purwangka F. 2012. Jenis Muatan dan Pengaruhnya terhadap Rolling Period Model Kapal. Buletin Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan Vol. XX No. 3 hal. 249-260.

Marjoni. 2009. Stabilitas Statis dan Dinamis Kapal Purse Seine di Pelabuhan Perikanan Pantai Lampulo Kota Banda Aceh Naggroe Aceh Darussalam [Tesis]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Nomura M. and Yamazaki T. 1977. Fishing Techniques I. Tokyo: Japan International Cooperation Agency.

Novita Y, Iskandar BH, Murdiyanto B, Wiryawan B dan Hariyanto. 2010. Keragaan Free Surface pada Model Palka Berbentuk Kotak dan Silinder. Jurnal Marine Fisheries: Jurnal Teknologi dan Manajemen Perikanan Laut. Vol. I No. 2 Edisi November 2010.

Novita Y. 2011. Desain Palka Kapal Pegangkut Ikan Ditinjau dari Aspek Ketahanan Hidup dan Mitigasi Risiko [Disertasi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Instutut Pertanian Bogor.

Novita Y. 2011. Pengaruh Free Surface terhadap Stabilitas Statis Kapal Pengangkut Ikan Hidup. Buletin Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan. Vol. XIX No. 2 Edisi Juli 2011.

Saputra D. 2007. Kajian Ukuran dan Posisi Pemasangan Bilge Keel Pada Kasko Model Kapal Bentuk Round Bottom Terhadap Tahanan Gerak [Skripsi]. Bogor: Program Studi Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

(48)

(49)

Lampiran 1 Dokumentasi penelitian

Kolam percobaan Pemasangan whiteboard di kolam

Penempatan muatan ke dalam model Penempatan model kapal

(50)

Lampiran 2 Uji statistik sudut kemiringan free surface A1 vs A2

SUMMARY OUTPUT

Regression Statistics

Multiple R 0.9714668

R Square 0.9437478

Adjusted R

Regression 1 660.62343 660.62343 201.32482 7.326E-09

Residual 12 39.376571 3.2813809

Total 13 700

Intercept 3.5363254 0.8241621 4.2908127 0.0010488 1.7406304 5.3320205 1.7406304 5.3320205

(51)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.9314689

Adjusted R

Regression 1 652.02824 652.02824 163.10303 2.409E-08

Residual 12 47.971757 3.9976464

Total 13 700

Intercept 2.8020213 0.9608186 2.9162854 0.0129292 0.7085774 4.8954652 0.7085774 4.8954652

(52)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.9644918

Adjusted R

Regression 1 675.14429 675.14429 325.95045 4.592E-10

Residual 12 24.855715 2.0713096

Total 13 700

Intercept 3.1399533 0.6679959 4.7005581 0.0005138 1.6845154 4.5953913 1.6845154 4.5953913

(53)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.9396756

Adjusted R

Regression 1 900.49453 900.49453 186.92464 1.116E-08

Residual 12 57.809042 4.8174201

Total 13 958.30357

Intercept -3.0335968 1.1082222

-2.7373543 0.0180194 -5.4482057

(54)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.8812777

Adjusted R

Regression 1 1007.0643 1007.0643 89.076186 6.666E-07

Residual 12 135.66782 11.305652

Total 13 1142.7321

Intercept -3.5065811 1.5606268

-2.2469056 0.0442432 -6.9068949

(55)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.94468

Regression 1 654.95004 654.95004 204.91988 6.625E-09

Residual 12 38.353528 3.1961273

Total 13 693.30357

Intercept -1.8900367 0.8297807

-2.2777546 0.0418477 -3.6979734

(56)

Lampiran 8 Uji statistik rolling period A1 vs A2 SUMMARY

OUTPUT

R Square 0.9810459

Adjusted R

Regression 1 0.3487509 0.348751 362.314 2.749E-07

Residual 7 0.006738 0.000963

Intercept 0.1374271 0.0203536 6.751992 0.00026 0.0892986 0.18555568 0.08929859 0.18555568

(57)

Lampiran 9 Uji statistik rolling period A1 vs A3

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.940978

Regression 1 0.3345072 0.334507 111.6 1.488E-05

Residual 7 0.0209817 0.002997

Total 8 0.3554889

Intercept 0.2066072 0.030983 6.668408 0.00029 0.1333441 0.27987039 0.13334411 0.27987039

(58)

SUMMARY OUTPUT

Multiple R 0.938595

R Square 0.8809606

Adjusted R

Regression 1 0.3131717 0.313172 51.8041 0.0001778

Residual 7 0.0423172 0.006045

Total 8 0.3554889

Intercept 0.2644681 0.038678 6.83769 0.00024 0.1730092 0.355927 0.17300918 0.355927

(59)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.9746536

Adjusted R

Regression 1 0.4005393 0.4005393 269.17323 7.62E-07

Residual 7 0.0104162 0.001488

Total 8 0.4109556

Intercept 0.0727867 0.0218303 3.3342105 0.0125186 0.0211663 0.1244071 0.0211663 0.1244071

(60)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.8998353

Adjusted R

Regression 1 0.3697923 0.3697923 62.884876 9.641E-05

Residual 7 0.0411633 0.0058805

Total 8 0.4109556

Intercept 0.1376746 0.038147 3.6090553 0.008635 0.0474713 0.2278779 0.0474713 0.2278779

(61)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.958706

Regression 1 0.3944117 0.3944117 162.51628 4.233E-06

Residual 7 0.0169883 0.0024269

Total 8 0.4114

Intercept 0.0614314 0.0245065 2.5067411 0.0405899 0.0034828 0.11938 0.0034828 0.11938

(62)

Lampiran 14 Uji statistik frekuensi rolling model kapal A1 vs A2

SUMMARY OUTPUT

Multiple R 0.440407

R Square 0.193959

Adjusted R

Square 0.093203

Standard Error 0.223425

Observations 10

Intercept 3.644997 1.113935 3.2722 0.0113 1.0763 6.21374 1.07626 6.2137

X Variable 1 -0.63431 0.457174

(63)

SUMMARY OUTPUT

Multiple R 0.127719

R Square 0.016312

Adjusted R

Square -0.10665

Observations 10

Intercept 1.999801 0.292746 6.8312 0.0001 1.3247 2.67487 1.32473 2.6749

(64)

SUMMARY OUTPUT

Multiple R 0.213725

R Square 0.045678

Adjusted R

Square -0.07361

(65)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.1597913

Adjusted R

Regression 1 0.0381639 0.0381639 1.5214442 0.2524104

Residual 8 0.2006722 0.025084

Total 9 0.2388361

Intercept 1.718202 0.5805791 2.9594622 0.0181611 0.3793841 3.0570198 0.3793841 3.0570198

(66)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.0021395

Adjusted R

Regression 1 0.000511 0.000511 0.0171524 0.8990349

Residual 8 0.2383251 0.0297906

Total 9 0.2388361

Intercept 2.5388235 0.8200782 3.095831 0.0147586 0.6477198 4.4299272 0.6477198 4.4299272

X Variable 1 -0.0373102 0.2848825

-0.1309671 0.8990349 -0.6942506 0.6196301

(67)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.0191675

Adjusted R

Regression 1 0.0027015 0.0027015 0.1563363 0.7028865

Residual 8 0.13824 0.01728

Intercept 2.915071 0.6245789 4.6672584 0.0016082 1.4747895 4.3553524 1.4747895 4.3553524

X Variable 1 -0.0857882 0.2169691

-0.3953938 0.7028865 -0.5861198 0.4145434

(68)

Lampiran 20 Uji statistik waktu redam model kapal A1 vs A2

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.1856791

Adjusted R

Regression 1 0.2296274 0.2296274 1.8241365 0.2137807

Residual 8 1.0070626 0.1258828

Total 9 1.23669

Intercept 5.4657134 1.0166552 5.376172 0.0006647 3.1213022 7.8101246 3.1213022 7.8101246

X Variable 1 -0.4766725 0.3529323 -1.350606 0.2137807 -1.2905359 0.3371909

(69)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.1375956

Adjusted R

Regression 1 0.1701631 0.1701631 1.2763904 0.2913049

Residual 8 1.0665269 0.1333159

Total 9 1.23669

Intercept 5.4173711 1.1708697 4.6267926 0.0016951 2.7173408 8.1174014 2.7173408 8.1174014

X Variable 1 -0.5362001 0.474608

-1.1297745 0.2913049 -1.6306482 0.558248

(70)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.1550529

Adjusted R

Regression 1 0.1917524 0.1917524 1.4680484 0.2602244

Residual 8 1.0449376 0.1306172

Total 9 1.23669

Intercept 5.108586 0.8394118 6.0859117 0.000294 3.1728989 7.044273 3.1728989 7.044273

X Variable 1 -0.471275 0.3889594

-1.2116305 0.2602244 -1.3682169 0.4256669

(71)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.0002079

Adjusted R

Regression 1 0.0002101 0.0002101 0.0016632 0.9684692

Residual 8 1.0103999 0.1263

Intercept 2.8167497 1.1396442 2.4716043 0.0386137 0.1887253 5.444774 0.1887253 5.444774

X Variable 1 0.0188392 0.4619509 0.0407819 0.9684692 -1.0464215 1.0841

(72)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.4353658

Adjusted R

Regression 1 0.4399851 0.4399851 6.1684662 0.037896

Residual 8 0.5706249 0.0713281

Total 9 1.01061

Intercept 1.3822476 0.6021547 2.2955023 0.0508264 -0.0063237 2.7708189

-0.0063237 2.7708189

(73)

SUMMARY OUTPUT

R Square 0.1268566

Adjusted R

Regression 1 0.0750801 0.0750801 1.1622984 0.3124204

Residual 8 0.5167699 0.0645962

Total 9 0.59185

Intercept 3.0854842 0.5903077 5.2269078 0.0007959 1.724232 4.4467363 1.724232 4.4467363

X Variable 1 -0.2948944 0.2735317

-1.0780995 0.3124204 -0.9256596 0.3358708

(74)

ARIESTIO DWI RAMADHAN, C44080066. Keragaan Oleng Kapal Round

Bottom (Skala Model) dengan Luas Free Surface Muatan Cair yang Berbeda.

Dibimbing oleh YOPI NOVITA dan MOHAMMAD IMRON.

Kapal pengangkut ikan hidup adalah kapal yang khusus digunakan untuk mengangkut ikan dalam kondisi hidup dengan muatan utamanya adalah air dan ikan. Jenis muatan kapal ini dikategorikan sebagai jenis muatan cair. Sifat muatan cair berubah bentuk sesuai wadahnya, sehingga titik beratnya selalu bergeser. Kondisi ini dikarenakan muatan cair memiliki free surface. Free

surface berdampak terhadap kestabilan kapal. Pergeseran titik berat muatan

menyebabkan kapal bermuatan cair menjadi berkurang kestabilannya dibandingkan kapal bermuatan padat. Tujuan penelitian ini adalah : 1) menentukan parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi luasan free

surface, dan 2) menentukan pengaruh luas free surface terhadap keragaan oleng

model kapal. Metode penelitian dilakukan dengan mengamati gerakan rolling model kapal sebagai efek dari keberadaan palka dengan beberapa perlakuan berbeda dan pergerakan free surface-nya. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa luas free surface memberikan pengaruh terhadap keragaan oleng kapal, dimana semakin luas free surface maka nilai sudut kemiringan, nilai

rolling period, dan nilai waktu redam semakin besar, sedangkan untuk nilai

frekuensinya semakin mengecil.

(75)

ARIESTIO DWI RAMADHAN, C44080066. Rolling Motion of a Round Bottom Ship (Scale Model) in Different Free Surfaces of a Liquid Cargo. Supervised by

YOPI NOVITA and MOHAMMAD IMRON.

Live fish carrier is a common termininology in a carrier or ship which is used to transport live fish from one place to another. The cargoes which mostly consists of water is classified as a liquid cargo. Based on its characteristic, a liquid cargo will always follow the shape of its containers and maintain its flat surface. As a result, position of the centre of gravity in the containers will change easily depending on their movements. Furthermore, it is known that a liquid cargo has free surface which may influences ship stability. Therefore, comparing to solid cargo, a liquid cargo has more negative effects on ship stability. The objectives of this research were, 1) to determine rolling performance parameter influenced by free surface, and 2) to determine the influence of free surface on rolling performance of a ship model. Experimental method was applied in this research by using a ship model. Observation was carried out in order to record the rolling performance of the model as an effect of some variations of fish hold condition and free surface. Based on the result, it can be concluded that the wide of free surface gives impact on ship motions, where the extending of free surface will be followed by the increasing of inclination angle, rolling period, and attenuation time. However, at the same time the frequency of rolling is getting smaller.

(76)

1.1 Latar Belakang

Kapal pengangkut ikan adalah kapal yang secara khusus dipergunakan untuk mengangkut ikan termasuk memuat, menampung, menyimpan, mendinginkan atau mengawetkan (Peraturan Pemerintah No.54 Tahun 2002/ Pasal 1). Kapal pengangkut ikan hidup merupakan salah satu dari kapal perikanan yang jenis muatan utamanya berupa cairan. Sesuai dengan sifat anomali air, yaitu zat cair akan selalu mengikuti wadahnya, sehingga titik berat benda akan bergeser. Hal itu dikarenakan muatan cair memiliki permukaan bebas (free surface). Menurut Lewis (1988), free surface adalah permukaan bebas yang biasanya terdapat pada benda berbentuk cair yang menyebabkan benda cair tersebut mudah berubah bentuk sesuai dengan media yang ditempatinya.

Efek free surface sangat berpengaruh pada stabilitas kapal, khususnya kapal yang bermuatan utama cair. Pergeseran titik berat benda yang berubah-ubah itu menyebabkan kapal yang bermuatan cair kurang stabil dibandingkan kapal yang bermuatan padat. Pernyataan ini diperkuat dari hasil kajian yang dilakukan oleh Novita (2011) yang menunjukkan bahwa kualitas stabilitas kapal yang bermuatan cair mengalami penurunan nilai parameter stabilitas jika dibandingkan dengan kapal bermuatan padat. Salah satu nilai parameter yang mudah diamati untuk uji stabilitas kapal adalah rolling period kapal. Kapal yang memiliki free surface mempunyai nilai rolling period lebih lama dibadingkan kapal yang tidak memiliki

free surface. Hal ini diperkuat dengan hasil penelitian Liliana (2012) yang

(77)

Kerugian dari efek free surface ini yang perlu dikurangi untuk meningkatkan stabilitas kapal bermuatan cair. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengkaji cara mengatasi efek free surface. Penelitian tersebut diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Novita et al. (2010). Dalam kajian tersebut diperoleh kesimpulan bahwa palka berbentuk kotak memiliki kemampuan yang lebih baik untuk mengurangi efek free surface jika dibandingkan dengan palka berbentuk silinder. Selain itu, Lee et al. (2005) mengatakan bahwa efek free

surface dapat diminimalisir dengan memberi baffle pada tangki. Oleh karena itu,

dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh penyekatan palka bermuatan cair terhadap rolling period model kapal. Penyekatan akan berdampak pada pengurangan luas free surface pada palka.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan parameter keragaan oleng model kapal yang dipengaruhi oleh luasan free surface; dan

2. Menentukan pengaruh luas free surface terhadap keragaan oleng model kapal.

1.3 Manfaat

(78)

2.1 Stabilitas

Nomura dan Yamazaki (1977) menjelaskan bahwa stabilitas merupakan kemampuan kapal untuk kembali ke posisi semula setelah miring akibat pengaruh gaya dari dalam maupun dari luar kapal. Selanjutnya, Fyson (1985) mendefinisikan stabilitas sebagai kemampuan kapal untuk kembali ke posisi semula setelah mengalami pergerakan sementara yang disebabkan oleh angin, gelombang, muatan di kapal, dan sebagainya. Stabilitas dipengaruhi oleh letak titik-titik utama dari gaya yang bekerja pada sebuah kapal. Titik-titik tersebut adalah (Taylor 1977) :

1) Titik B (center of buoyancy) merupakan titik khayal yang menjadi pusat seluruh gaya apung yang bekerja ke atas.

2) Titik G (center of gravity) merupakan titik khayal yang menjadi pusat seluruh gaya berat yang bekerja dengan arah vertikal.

3) Titik M (metacenter) merupakan titik khayal yang menjadi perpotongan dari garis khayal yang melalui titik B dan G saat kapal mengalami kemiringan akibat pengaruh gaya-gaya pada kapal.

Keadaan yang stabil pada suatu kapal dapat dicapai dengan beberapa syarat. Hind (1982) menyebutkan bahwa syarat kondisi keseimbangan dapat dicapai apabila :

(79)

(1) Posisi keseimbangan (2) Keseimbangan stabil

(3) Keseimbangan tidak stabil (4) Keseimbangan netral Keterangan :

B : titik pusat apung GZ : lengan pengembali

G : titik pusat gravitasi K : lunas

M : titik metacenter WL : garis air

w : gaya yang bekerja

Sumber : Derret (1991)

Gambar 1 Posisi keseimbangan

(80)

2.2 Free Surface

Lewis (1988) menjelaskan bahwa free surface merupakan permukaan bebas yang biasanya terdapat pada benda berbentuk cair yang mengakibatkan benda cair tersebut mudah berubah bentuk sesuai dengan media yang ditempatinya. Efek

free surface akan dirasakan terutama pada saat kapal melakukan gerakan rolling.

Semakin kecil efek free surface yang timbul saat kapal melakukan gerakan rolling maka peluang kapal untuk menjadi terbalik semakin kecil. Adapun faktor-faktor yang dapat mempengaruhi besar kecilnya efek permukaan bebas antara lain adalah ketinggian muatan cair dalam tangki, sudut oleng dan periode rolling kapal. Selain itu, Lewis (1988) menyebutkan bahwa dua cairan yang berbeda juga dapat mempengaruhi efek free surface yang terjadi.

Praktik yang biasa dilakukan dalam mengevaluasi efek permukaan bebas dalam tangki kapal adalah dengan mengasumsikan penempatan yang paling buruk dari suatu benda cair yang mungkin terjadi. Apabila tangki dalam keadaan kosong atau penuh maka tidak ada efek yang terjadi. Efek maksimum akan terjadi apabila tangki dalam keadaan setengah penuh (Lewis 1988).

Selanjutnya, Hind (1982) menambahkan bahwa tidak ada perpindahan cairan yang terjadi apabila tangki dalam keadaan penuh sehingga hal tersebut dapat dianggap memiliki pengaruh yang sama seperti pada muatan padat dimana pusat gravitasi juga merupakan pusat volume benda. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya oleng, salah satunya dapat dilakukan dengan cara sebisa mugkin mengurangi permukaan cairan bebas yang ada.

Sumber : Hind (1982)

(a) Tangki pada umumnya

(b) Tangki yag disekat pada bagian tengah dan muatan berbeda ketinggian

(81)

Ketika sebuah kapal memiliki tangki yang penuh didalamnya, maka isi tangki tidak akan bergeser. Pusat gravitasi tangki tidak berubah, sehingga tidak mempengaruhi stabilitas kapal. Ketika sebuah kapal memiliki tangki yang terisi sebagian, isi akan bergeser mengikuti gerakan kapal. Efek free surface ini yang menjadikan kapal mudah terbalik. Pusat gravitasi akan bergerak ke samping, membuat kapal kurang stabil. Dengan demikian, untuk menghindari efek free

surface ini perlu adanya pengurangan jumlah tangki yang hanya terisi sebagian

atau memaksimalkan muatan dalam tangki. Selain itu, membagi tangki menjadi dua bagian yang sama dengan menggunakan pembatas dapat sangat mengurangi efek free surface tersebut.

(1) kapal bermuatan tangki penuh (2) Kapal bermuatan tangki terisi sebagian

(3) Kapal bermuatan tangki bersekat yang terisi sebagian (4) kapal yang menggunakan tangki bersekat Sumber : http://www.tc.gc.ca/eng/marinesafety/tp-tp10038-27-stab-free-surface-effect-323.htm