1
KAJIAN AWAL DESAIN BUCKET WHEEL DREDGER Nurasikin1, Wasis Dwi Aryawan2
1
Mahasiswa Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, ITS-Surabaya. Email: arsi_si_ikin@yahoo.com
2
Staff Pengajar Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, ITS-Surabaya.
ABSTRAK
Keterbatasan kemampuan kapal keruk untuk mencapai kedalaman 50 m di bawah permukaan laut menjadi masalah yang sedang dihadapai oleh PT Timah dalam meningkatkan produksi pertambangan timah, selain itu kapal keruk ini juga sudah tidak layak untuk dioperasikan lagi dikarenakan umur kapal yang sudah tua. Menyikapi hal tersebut tugas akhir ini mencoba melakukan kajian terhadap desain bucket wheel dredger. Proses desain dimulai dengan menentukan ukuran utama kapal, metode yang digunakan adalah metode desain layout (tata letak). Dari ukuran utama ini akan dilakukan perhitungan teknis seperti berat lambung kapal, stabilitas kapal, freeboard kapal, trim kapal serta displacement kapal yang kemudian dianalisa. Setelah ukuran utama dan perhitungan teknis dilakukan maka didapatkan ukuran utama kapal yang sesuai owner requirement yaitu L=114 m, B=32.5 m, T=2.872 m, H=4.9 m. Dengan ukuran utama kapal ini maka akan dibuat desain rencana umum (general arrangement).
Kata kunci:Kapal Keruk Bucket Wheel, Desain, Tata Letak
1.
PENDAHULUAN
PT Timah (Persero) Tbk adalah
perusahaan milik negara (BUMN) yang
bergerak dibidang pertambangan timah. Sekitar
35% dari kepemilikannya dimiliki oleh publik
yang menjadikan perseroan ini
go public. Hal
ini sejalan dengan tujuan pemerintah untuk
membuat perusahaan ini mandiri dan
transparan dalam pengoperasiannya. Sebagai
perusahaan penambangan timah terbesar di
Indonesia dan juga sekaligus eksportir timah
terbesar kedua di dunia, PT Timah (Persero)
Tbk menguasai hak penambangan timah seluas
522.460 hektar dengan 114 kuasa
pertambangan (KP) baik di darat (
Onshore)
maupun di laut (
Offshore).
Gambar 1.1 Fluktasi Persediaan dan Harga Logam Timah
Kebutuhan dunia terhadap timah
semakin tahun semakin meningkat. Tingginya
permintaan timah tidak diimbangi dengan
peningkatan produksi timah, hal ini dapat
dilihat pada Gambar 1.1. Akan tetapi selam
tahun 2010 harga timah mengalami fluktasi
yang sangat besar.
Menyikapi hal tersebut tentunya perlu
ada solusi dalam meningkatkan proses produksi
agar mampu bersaing. Selam ini PT Timah
melakukan operasi penambangan timah di
daerah Kepulaun Bangka Belitung dan
sebagian Kepulauan Riau, baik di darat maupun
di laut. Produksi penambangan darat dilakukan
di wilayah Kuasa Pertambangan (KP) yang
berlokasi di sebagian besar Pulau Bangka dan
Belitung. Proses penambangan timah darat
(alluvial) ditunjang peralatan yang memadai
seperti pompa semprot dan tambang spiral,
dimana pengoperasiannya sesuai dengan
pedoman atau prosedur penambangan yang
baik (Good Mining Practices). Sedangkan
untuk penambangan laut, PT Timah
mengoperasikan kapal keruk dengan jenis
Bucket Line Dredger dengan ukuran mulai dari
7 cuft sampai dengan 24 cuft dan dapat
beroperasi mulai dari 15 sampai 50 meter di
bawah permukaan laut dengan kemampuan gali
mencapai lebih dari 3,5 juta meter kubik
material setiap bulannya.
Akibat dari proses pengerukan yang
dilakukan secara terus menerus maka
kedalaman laut yang disebabkan oleh proses
pengerukan tersebut semakin lama akan
semakin bertambah kedalamanya. Hal ini akan
mempengaruhi pada proses dan hasil
pengerukan. Kapal keruk yang sebelumnya
dimilkioleh PT. Timah sudah tidak dapat
menjangkau kedalaman lebih dari 50 meter di
bawah permukaan laut, sehingga hasil dari
pengerukan juga tidak dapat maksimal.
Selain itu kapal keruk yang dimilki oleh
PT. Timah juga mempunyai umur yang sudah
tidak layak dioperasikan lagi. Jika kapal
tersebut terus dioperasikan dikhawatirkan akan
terjadi kecelakaan atau hal-hal yang tidak
diinginkan.
Sehubungan dengan masalah-masalah
tersebut maka PT. Timah akan melakukan
pengadaan kapal baru yang optimum, yang
dapat menjangkau ke dalaman laut yang lebih
dalam dari sebelumnya.
Kapal keruk baru ini merupakan
pengembangan dari bucket dredge ryaitu
bucket wheel dredger (BWD), pengadadaan
kapal baru ini dilakukan untuk meningkatkan
kapasitas produksi dan hasil pertambangan
timah di laut yang cadangannya masih cukup
banyak.
Dari masalah-masalah yang ada maka
dirasakan perlu adanya solusi yaitu membuat
sebuah konsep desain yang bisa mengatasi
permasalahan tersebut. Oleh karena itu dalam
tugas akhir ini mengambil judul “kajian awal
desain Bucket Weel Dredger”.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Gambaran Umum Bucket Wheel
Dredger
Jenis bucket wheel dredger inihampir
sama dengankapal cutter suction dredger,
hanya berbeda pada kepala pemotongnya.
Sumbu putar dari bucket wheel tegak lurus
dengan sumbu kapal. Roda pengeruk terdiri
dari 10-14 bucket terbuka atau tertutup.
Dredger ini digunakan pada area yang sama
dengan cutter dredger, kecuali untuk batuan
yang keras, dredger ini sering digunakan pada
area dengan kondisi konstan, seperti
pertambangan laut (Vlasblom, 2003)
Adapun karakteristik bucket wheel
dredger adalah
• Mengkombinasikan keunggulan bucket
dredger dengan cutter head
• Material yang terbuang dari proses
pengerukan relatife lebih sedikit
• Hargakapal, perawatan dan kebutuhan
tenaga murah
Untuk keunggulan lainnya sama dengan
cutter head.
2.2 Metode Perencanaan Kapal
Dalam perencanaan kapal banyak sekali
metode yang digunakan antara lain adalah
Method of Comparison Ship (metode
Perbandingan) (Santosa, 1999). Metode ini
sering digunakan pada galangan kapal dalam
merencanakan kapal baru. Dasar pemikirannya
adalah merencanakan kapal agar lebih baik dari
kapal yang telah ada (kapal pembanding).
Keuntungan dari metode ini adalah:
1.
Cepat dan sederhana.
2.
Resiko sedikit dan bersifat memperbaiki
dari kapal yang sudah ada (baik teknis
maupun ekonomis).
Namun, metode ini juga mempunyai
kekurangan sepert:
1.
Sangat tergantung dari kapal
pembanding.
2.
Tidak dapat dijamin bahwa kapal
pembanding mempunyai sifat teknis dan
ekonomis yang optimal.
3.
Kreatifitas dari perencanaan tidak ada.
Dalam tugas akhir ini menggunakan
metode desain layout. Desain Layout adalah
tata letak elemen-elemen desain terhadap suatu
bidang dalam media tertentu untuk mendukung
konsep/ pesan yang dibawanya (Surianto,
2008).
2.3 Persyaratan Stabilitas
Kriteria stabilitas menurut IMO untuk kapal
khusus Mobile Offshore Drilling Units
(MODU)
3
•
Luasan di bawah kurva GZ dari sudut
intercept pertama hingga intercept kedua atau
downflooding (diambil yang terkecil) tidak
boleh kurang 40% dari luasan di bawah kurva
momen angin dengan sudut yang sama, atau
dengan kata lain perbandingan Luasan di
bawah kurva GZ dari sudut intercept pertama
hingga intercept kedua atau downflooding
(diambil yang terkecil) (A1) dengan luasan di
bawah kurva momen angin (A2) tidak boleh
kurang dari 1.4.
MODU
MODU adalah unit pengeboran lepas
pantai yang bergerak atau kapal yang dapat
melakukan operasi pengeboran untuk
eksplorasi atau eksploitasi sumber daya yang
ada di bawah dasar laut seperti hidrokarbon cair
atau gas, belerang atau garam dan lain-lain
(Intact Stability Code). Ada persyaratan yang
harus terpenuhi dalam criteria MODU, yaitu
perhitungan kurva moment angin, yang
nantinya akan dibandingkan dengan kurva
lengan GZ.
2.4 Kajian Pemilihan BWD
Pemilihan jenis kapal keruk ini
berdasarkan permasalahan yang ada di PT
Timah, sehinga ketika kapal keruk ini
beroperasi dapat mencapai hasil yang
maksimal. Berikut adalah permasalahan yang
sedang dihadapi oleh PT timah:
1.
Kapal yang dimiliki PT Timah tidak
mampu mencapai kedalaman 50 meter
di bawah permukaan laut
2.
Kondisi kapal yang sudah tua
Berdasarkan permasalahan di atas maka
kapal keruk yang dipilih adalah berjenis Bucket
Wheel Dredger dengan bucket sebagai alat
keruk.
Masing-masing jenis alat keruk
memiliki kinerja berbeda untuk berbagai
keadaan cuaca dan material tanah dasarnya.
Secara umum, alat keruk dengan penggerak
sendiri dapat beroperasi di laut dengan baik dan
dapat digunakan di perairan laut terbuka.
Sedangkan alat keruk tanpa penggerak sendiri
terutama jenis dengan jangkar tiang mudah
dipengaruhi oleh angin dan gelombang
(Direktoral Pelabuhan dan Pengerukan, 2006).
Dalam memilih kapal keruk ada
beberapa hal yang harus diperhatikan, antara
lain:
• jenis dan karakteristik kapal keruk itu
sendiri
• karakteristik tanah/batuan dasar laut
yang akan dikeruk
• areal lokasi pengerukan
• jumlah tanah/batuan yang akan dikeruk
• kondisi perairan laut/sungai
(kedalaman, gelombang, arus, pasang
surut)
• lalu lintas kapal di lokasi pengerukan
• keadaan cuaca
• lokasi pembuangan material keruk
• produksi kapal keruk
Berdasarkan pertimbangan dalam
memilih kapal keruk, maka ada beberapa hal
yang perlu dilakukan kajian terhadapa
pemilihan bucket wheel dredger, yaitu:
a.
Jenis dan Karakteristik Kapal Keruk
1. Bucket Wheel Dredger
Adapun karateristik yang dimiliki oleh
bucket wheel dredger ini adalah sebagai
berikut:
• sering digunakan pada area dengan kondisi
konstan, seperti pertambangan laut.
• Mengkombinasikan keunggulan bucket
dredger dengan cutter head.
• Material yang terbuang dari proses
pengerukan relatife lebih sedikit.
• Harga kapal, perawatan dan kebutuhan
tenaga murah.
• Untuk keunggulan lainnya sama dengan
cutter head.
• Kapasitas pengerukan besar, cocok untuk
pengerukan dengan skala besar .
• Tahan terhadap angin, gelombang dan arus
pasang surut.
2. Bucket Ladder
• Mampu mengeruk berbagai jenis tanah,
mulai dari lumpur sampai batu lunak
• Barge dapat diisi tanpa menggunakan
overflow.
4
Bucket Grab Backhoe Suction Bucket
Wheel Cutter Trailer Hopper Dredger Dredger Dredger Dredger Dredger Dredger Dredger Dredger
Dredging sandy
material Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ya Dredging Clayey
Material Ya Ya Ya No Ya Ya Ya No Dredging rocky
materials Ya No Ya No No Ya No No Anchor wires Ya Ya No Ya Ya Ya No Ya
Maximum dredging depth (m) 30 >100 20 70 70 25 100 50 Working under offshore conditions possible
No Ya No Ya Ya No Ya Ya
Transport via
pipeline No No No Ya Ya Ya No No
• Initial General Arrangement
• Desain ukuran utama kapal keruk
dengan desain layout(L,B,T)
• Menentukan H dengan Parent Ship
Displacement= LWT+DWT+Margin Mulai Pemodelan Kapal dengan menggunakan Software MaxsurfPro Perhitungan stabilitas dan Trim dengan menggunakan Software HydromaxPro Menentukan Kapal Pembanding Displacement dan Freeboard?
Y
T
Study literature • jenis kapal keruk • referensi perhitungan Pengumpulan Data • Requirement • Geografis Perhitungan Freeboard AA
Cek Stabilitas dan TrimA
Tidak YaUkuran Utama sesuai Owner Requirement
• Mengganggu lalu lintas kapal.
• Tidak cocok digunakan pada daerah
bergelombang besar.
• Semakin dalam pengerukan semakin tidak
efisien, karena material semakin berkurang.
• Boros bahan bakar dan produktifitas rendah.
b.
Lokasi Pengerukan
Pengerukan dilakukan di lokasi
penambangan timah, yaitu pesisir laut Pulau
Kundur, dengan karakteristik gelombang yang
tidak tinggi yaitu 0.32 m/d.
c. Karakteristik Tanah atau Batuan Dasar
yang akan Dikeruk
Pemilihan alat keruk harus disesuaikan dengan
kondisi di lapangan dan jenis material yang
akan dikeruk. Karateristik dasar laut Pulau
Kundur umumnya lumpur berpasir dan pasir
berlumpur.
Tabel 4.1 Kemampuan Gali Kapal Keruk
Berdasarkan permasalahan yang dihadapi
oleh PT Timah maka untuk jenis kapal yang
dipilih adalah bucket wheel dredger dengan
beberapa pertimbangan sebagai berikut:
1.
Bucket wheel dredger mampu
dioperasikan untuk pertambangan laut.
2.
Jika kapasitas produksi yang menjadi
tujuan utama, maka bucket wheel dredger
ini cocok digunakan untuk pengerukan
skala besar dan material yang terbuang dari
proses pengerukan relatif lebih sedikit.
3.
Berdasarkan karakteristik dasar laut di
pulau kundur adalah lumpur berpasir dan
pasir berlumpur. Dengan mengacu pada
tabel 4.1, maka bucket wheel dredger
mampu mengeruk pada kondisi dasar laut
yang berpasir.
4.
Kedalaman gali bisa mencapai 70 m di
bawah permukaan laut.
5
3. METODOLOGI PENELITIAN
4. ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Kapal Pembanding
Untuk dapat membuat general arrangement
dan outfitting kapal maka harus mengambil
contoh kapal yang sudah jadi sebagai kapal
pembanding. Dalam desain ini
hanya
menggunakan satu kapal pembanding.
Pendekatan ini dilakukan agar perancangan
kapal sesuai dengan owner requirements.,
Berikut adalah data dari kapal pembanding:
Tipe Kapal
: Bucket Ladder
Nama Kapal
: Kapal Keruk Kundur I
Loa
:
114.6
m
B
:
32.5
m
H :
4.9
m
T
:
3.026
m
4.2 Ukuran Utama Kapal
Setelah spesifikasi data dan kapal
pembanding sudah didapatkan maka
langkah selanjutnya adalah menentukan
ukuran utama kapal. Proses penentuan
ukuran utama kapal dilakukan dengan
membuat desain layout berdasarkan
dimensi masing-masing peralatan dan kapal
pembanding. Peralatan diletakan atau
disusun berdasarkan contoh kapal yang ada.
Setiap peralatan mempunyai dimensi yang
menjadi acuan dalam pembuatan layout.
Pembuatan layout harus memperhatikan
keterkaitan peralatan satu dengan yang
lainnya, sehingga hasil yang diperoleh
menjadi maksimal. Berikut ini adalah jenis
peralatan dan dimensinya:
Jig Sekunder = 4m x 2.4m Stone Chutes & suspensions = 1.4m
Screen = 3.6m
Overburden Chutes = 2.8m Hanger Bar, shaft, etc =4.8m x 3.8m
Buckets
Dewatering Screen Chutes = 0.5m Bandar Tailing = 2m x 1m Jig Tertier =3.6m x 2.4m
Jig Circular = 8m
L/H winch c/w Ropes = 9.4m x 6m Mooring Winch c/w Ropes = 10m x 5.3m
Auxiliary Winch =2.25mx1.82m
Wheel Ladder = m
5 Unit Mesin Utama+Assessories =6.8m x 2.2m Headline Swivel & Sheaves =1.4m x 1.2m Stripping Pump & Pipe =
Concentrates In Storage Bins = 8m Drop Chutes Slab & Door =3.6m x 2.4m Well Way Crane =6.1m x 1.2m
Berdasarkan data peralatan dan permesinan
serta kapal pembanding maka ukuran
utama awal kapal baru didapatkan.
untuk tinggi kapal (H) awal menggunakan
tinggi kapal (H) pembanding dan
Untuk
mendapatkan sarat kapal (T), kapal harus
dimodelkan terlebih dahulu serta harus
menghitung perhitungan berat totak kapal
(LWT+DWT).
Tabel 4.2 Ukuran Utama Kapal
Item Ukuran
Utama
L 114
B 32.5
H 4.9
T 2.872
4.3 Pemodelan Kapal Keruk
Berdasarkan data ukuran utama kapal
maka dapat dilakukan pemodelan kapal.
Pemodelan dilakukan dengan
menggunakan software maxsurfPro
4.4 Perhitungan Berat Dan Titik Berat
Kapal
Tabel 4.3 Perhitungan Berat dan Titik Berat
Kapal
No Komponen Berat Berat LCG KG
Light Weight Ton (LWT)
1 Konstruksi Ponton 1114 56.13 2.08 2 Konstruksi Bangunan Atas 3020.8 53.21 15.73 3 Peralatan 2701.2 56.27 14.49 4 Permesin 130 84.8 5.42
Dead Weight Ton (DWT)
1 Crew and Provision 10.8 81.51 13.12
2 Water in system 170 32.78 15.66
3
Spoil and Concentrates in
Plant 921 30.01 13.15 4 Spoil in tailing 45 -5.71 8.18 5 Ballast 120.5 105.5 0.735 6 Air Tawar 55.86 49 2.328 7 Bahan Bakar 369.2 42.6 2.328 8 Minyak Pelumas 12.67 38.5 3.378 8745 51.7 12.47
