3 METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian

Alokasi waktu penelitian mulai dari kegiatan survei, proses konversi, modifikasi dan rekondisi hingga pengujian di lapangan berlangsung selama tujuh bulan yakni dari awal Bulan Februari sampai dengan akhir Agustus 2008. Lokasi yang ditetapkan sebagai tempat penelitian ini terdiri dari tempat-tempat pembuatan kapal pancing tonda, galangan kapal fiberglass, dan sentra-sentra kegiatan nelayan pancing tonda di Kabupaten Buton. Analisis data hasil penelitian dilakukan di Balai Besar Pengembangan Penangkapan Ikan (BBPPI) Semarang.

3. 2 Bahan dan Alat

Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah berupa bahan dan alat untuk pembuatan kapal dan untuk pengambilan data. Bahan dasar untuk pembuatan kapal fiberglass terdiri dari resin, serat penguat, bahan pendukung dan lapisan inti. Resin yang dipakai adalah tipe orthophthalic poliester resin. Serat penguat (fiberglass reinforcement) yang dipakai adalah jenis electrical glass yaitu chopped strand mat, dan woven roving. Bahan pendukung terdiri dari: catalyst, accelerator, sterin, gel coat, piqmen, parafin, mold release, dan talk. Lapisan inti yang digunakan selain besi adalah pelat fiberglass antara lain, firet coremat, dan foamed plastic.

Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan kapal fiberglass mula dari persiapan pembuatan cetakan (mould) hingga finishing adalah mesin grinda, gunting, cutter, jerigen, gelas ukur, kwas rool, kwas biasa, dan stick glue, sedangkan peralatan untuk pengambilan data penelitian adalah GPS, kompas, peta laut, stop watch, timbangan, meteran, siku-siku, kamera digital, teropong, pancing tonda dan alat bantu penangkapan.

3. 3 Metode Pengambilan Data

Data yang dikumpulkan dalam penelitian ini terdiri dari data primer dan data

sekunder. Data primer diperoleh melalui metode eksperimen yang dilakukan di

lapangan, sedangkan data sekunder diperoleh melalui kajian pustaka dan laporan dari

pihak-pihak lain yang berhubungan dengan pengembangan desain kapal perikanan

baik ditinjau dari aspek teknis, ekonomis maupun sosial budaya masyarakat di daerah penelitian.

Pengambilan data primer diawali dengan melakukan pengukuran terhadap kapal-kapal pancing tonda di tujuh lokasi penelitian yaitu: Lasalimu, Sampolawa, Pasarwajo, Sampuabalo, Siompu, Lande, dan Lakaliba. Data yang dikumpulkan dalam kegiatan ini meliputi dimensi utama kapal (L, B, D), bentuk badan kapal (kelengkungan lambung pada setiap ordinat), draft tertinggi dan terendah (dmax, dmin) dan pengaturan ruang interior kapal secara umum. Data yang diperoleh, dikelompokkan menurut basic design masing-masing kapal. Dari kelompok tersebut diambil masing-masing satu unit kapal yang lebih dominan mewakili desain kapal pancing tonda material kayu yang ada di Kabupaten Buton. Basic desain kapal sampel tersebut selanjutnya dipakai sebagai patokan dalam merancang sebuah cetakan (mould) untuk pembuatan sampel kapal fiberglass yang sepadan dengan kapal kayu. Proses konversi material dari kapal kayu menjadi kapal fiberglass dapat dilihat pada Lampiran 1.

Kegiatan eksperimen dilakukan dengan cara menguji pasangan kapal kayu dan kapal fiberglass hasil konversi untuk mendapatkan data DWL atau draft lightship yang diperlukan dalam analisis parameter hidrostatik, stabilitas, kecepatan dan resistensi kedua kapal untuk kemudian dilakukan kaji banding. Hasil kaji banding yang diperoleh selanjutnya digunakan sebagai data dasar untuk melakukan penyempurnaan melalui proses modifikasi dan redesain kapal fiberglass hingga menemukan prototip desain yang ideal untuk dikonstruksi dan diaplikasikan lebih lanjut.

3. 4 Metode Analisis

Kajian untuk mengetahui kesesuaian dimensi utama kapal pancing tonda

dengan metode pengoperasiannya, dilakukan melalui perhitungan rasio dimensi utama

antara panjang dan lebar (L/B), panjang dan tinggi (L/D), serta lebar dan tinggi (B/D)

berdasarkan data dimensi utama yang telah diukur. Nilai-nilai yang diperoleh

kemudian dibandingkan dengan nilai rasio dimensi utama beberapa jenis kapal ikan

di Indonesia yang mempunyai metode operasi penangkapan yang sama.

Untuk mendapatkan gambaran tentang keragaan kapal dan kelayakan desain secara umum dilakukan analisis hidrostatik. Nilai-nilai parameter hidrostatik dapat dianalisis melalui data tabel offset yang telah dituangkan dalam bentuk lines plan kapal dengan menggunakan program maxsurf atau dengan perhitungan arsitek perkapalan melalui persamaan-persamaan yang dikutip dari Gillmer & Johnson (1982) maupun Tupper (2004) antara lain dengan persamaan (1) sampai dengan (16). Salah satu parameter hidrostatik yang nilainya menunjukkan bentuk badan kapal adalah coefficient of fineness (Cb, Cp, C , Cvp, Cw). Nilai Cb dipakai untuk menentukan tingkat kegemukan kapal yang berkisar antara 0 – 1, semakin mendekati 1 berarti badan kapal semakin gemuk dan bila mencapai 1 maka bagian badan kapal yang terrendam air berbentuk balok atau empat persegi panjang. Nilai-nilai coefficient of fineness ini kemudian dibandingkan dengan kisaran nilai beberapa jenis kapal ikan di Indonesia yang memiliki kesamaan metode pengoperasian alat tangkap.

Waterplane Area (Aw), dengan rumus Simpson I

………..(1) Keterangan:

h = Jarak antar ordinat pada garis air tertentu Y

n

= Lebar pada ordinat ke-n (m)

Volume Displacement ( ), dengan rumus Simpson I

..………..….(2) Keterangan:

A = Luas area bidang air ordinat ke-i pada WL tertentu (m

²

) h = Jarak antar ordinat pada garis air tertentu

Ton Displacement (Δ), dengan rumus:

………..………..(3) Keterangan:

= Volume displacement (m

³

)

δ = densitas air laut (1.025 ton/m

³

)

Coefficient of block (Cb), dengan rumus:

………(4) Keterangan:

= Volume displacement (m

³

) L = Panjang kapal (m)

B = Lebar kapal (m) d = Draft kapal (m)

Coefficient of midship (C ), dengan rumus:

………...(5) Keterangan:

= Luas tengah kapal (m

²

) B = Lebar kapal (m) d = draft kapal (m)

Coefficient of prismatic (Cp), dengan rumus:

………..……….….(6) Keterangan:

= Volume displacement (m

³

)

= Luas area tengah kapal (m

²

)

L = Panjang kapal (m)

Coefficient of waterplane (Cw), dengan rumus:

……….(7) Keterangan:

Aw = Waterplane area (m

²

)

L = Panjang kapal (m)

B = Lebar kapal (m)

Coefficient of vertical prismatic (Cvp), dengan rumus:

………..(8) Keterangan:

= Volume displacement (m

³

) Aw = Waterplane area (m

²

) d = draft kapal (m)

Ton Per Centimeter (TPC), dengan rumus:

……….………(9) Keterangan:

Aw = Waterplane area (m

²

)

δ = densitas air laut (1.025 ton/m

³

)

Jarak titik apung (B) terhadap lunas (K), dengan rumus:

……….(10) Keterangan:

= Volume displacement (m

³

) Aw = Waterplane area (m

²

) d = draft kapal (m)

Jarak titik apung (B) terhadap titik metacenter (M), dengan rumus:

………...……….…(11) Keterangan:

= Volume displacement (m

³

) I = Moment innertia

Jarak metacentre (M) terhadap lunas (K), dengan rumus:

………..………..(12) Keterangan:

KB = Jarak titik apung terhadap lunas

BM = Jarak titik apung terhadap metacentre

Jarak titik apung terhadap titik metacentre longitudinal (BM

L

), dengan rumus:

………..………..…………(13) Keterangan:

I

L

= Innertia longitudinal = Volume displacement (m

³

)

Jarak lunas terhadap titik metacentre secara longitudinal (KM

L

), dengan rumus:

……….………….(14) Keterangan:

KB = Jarak titik apung terhadap lunas

BM

L

= Jarak titik apung terhadap metacentre longitudinal Jarak titik berat (G) terhadap lunas (K), dengan rumus:

………..………..……(15) Keterangan:

Δ = Ton displacement (ton) I = Moment innertia

Jarak titik berat (G) terhadap metacentre (M), dengan rumus:

……….…………(16) Keterangan:

KM = Jarak metacentre terhadap lunas (m) KG = Jarak titik berat terhadap lunas (m)

Kondisi stabilitas kapal diperoleh melalui dua cara yaitu: pertama, dengan

melakukan percobaan kestabilan (inclining experiment) dan kedua, dengan melakukan

simulasi numerik. Dalam penelitian ini cara kedua yang digunakan untuk menghitung

stabilitas kapal, tetapi dicocokkan dengan cara pertama. Simulasi dilakukan untuk

mengetahui kondisi stabilitas kapal pancing tonda sejalan dengan perubahan posisi dan

berat muatan yang ada padanya. Perhitungan stabilitas kapal diawali dengan perkiraan

terhadap perubahan nilai KG pada setiap kondisi perubahan muatan dengan membuat

perubahan jarak vertikal dan longitudinal. Oleh karena itu diperlukan data berat

muatan, jarak titik berat muatan secara vertikal dan jarak titik berat muatan secara

longitudinal. Perkiraan terhadap perubahan nilai KG dilakukan pada empat kondisi perubahan distribusi jenis dan berat muatan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:

1) Kondisi kosong; bahan bakar, umpan hidup, dan ikan tangkapan 0%.

2) Kondisi berangkat; bahan bakar 100%, umpan hidup, dan ikan tangkapan 0%.

3) Kondisi beroperasi; bahan bakar 66%, umpan hidup 100%, dan ikan tangkapan 50%.

4) Kondisi pulang; bahan bakar 33%, umpan hidup 0%, dan ikan tangkapan 100%.

Nilai KG diperoleh dengan menggunakan formula menurut Hind (1982) yaitu:

………..………(17) Keterangan::

Δ

Z = Momen vertikal.

Δ = Ton displacement

Analisis stabilitas selanjutnya dilakukan melalui kurva GZ dengan metode Attwood׳s Formula (Hind, 1982). Metode ini menganalisis stabilitas kapal pada sudut keolengan 0

^o

sampai 90

^o

. Nilai lengan penegak GZ diperoleh melalui perhitungan:

………..……….(18) Keterangan:

BR = perubahan horizontal pusat gaya apung. Perubahan momen pada daerah arsiran adalah:

………...(19) ………...(20)

………(21) Keterangan:

v = volume arsiran hh

l

= perubahan horizontal

= volume displacement kapal

Analisis stabilitas dengan menggunakan simulasi numerik dilakukan dengan

membandingkan beberapa kriteria stabilitas kapal baik dalam kondisi distribusi muatan

kosong, berangkat, beroperasi, maupun dalam kondisi pulang. Kriteria-kriteria yang

dimaksud adalah sudut kisaran stabilitas, nilai GZ maksimum, sudut GZ maksimum,

dan nilai GM. Nilai-nilai kriteria tersebut diperoleh dari hasil perhitungan dengan menggunakan program maxsurf, microsoft excel dan microsoft visio. Hasil perhitungan stabilitas yang diperoleh pada masing-masing kondisi distribusi muatan kapal tersebut selanjutnya dibandingkan dengan standar kelayakan stabilitas yang dikeluarkan oleh International Maritime Organization (IMO).

Kecepatan kapal selain dipengaruhi oleh tenaga penggerak yang digunakan juga dipengaruhi oleh bentuk badan kapal (koefisien kemontokan), rasio dimensi utama dan trim. Karena itu maka kecepatan kapal dalam penelitian ini diestimasi pada setiap perubahan nilai displacement sesuai kondisi distribusi muatan seperti halnya pada perhitungan stabilitas. Kecepatan kapal dapat dihitung dengan persamaan Hashimoto (Anung 1993) yaitu :

………...………(22) Keterangan:

BHP = Brake hourse power, Δ = Ton displacement,

V = Kecepatan kapal (knot), dan L = Panjang kapal (feet)

Untuk melihat hubungan antara daya mesin (HP) dengan kecepatan (knot) dan resistensi (kN) kapal pada setiap displacement kondisi muatan kapal dianalisis dengan menggunakan metode holtrop pada program maxsurf versi 13.01. Data input yang diperlukan untuk perhitungan kecepatan dan resistensi tersebut antara lain datum water line (DWL), displacement, dan efisiensi mesin penggerak yang dipakai. Umumnya metode analisis dengan holtrop banyak digunakan dalam perhitungan hullspeed kapal-kapal yang memiliki ranges kecepatan tertentu.

Hasil perhitungan dan analisis data yang telah diperoleh kemudian dilakukan

kaji banding untuk mengetahui keunggulan dan kelemahan masing-masing kapal

sebelum dan sesudah dikonversi menjadi kapal fiberglass. Hasil kaji banding tersebut

dipakai sebagai dasar untuk melakukan perbaikan kapal fiberglass, baik melalui

modifikasi maupun rekondisi. Modifikasi dilakukan terhadap bentuk lambung melalui

gambar body plan yang ada, kemudian disimulasi dan dikaji ulang hingga diperoleh

bentuk lambung yang ideal berdasarkan pertimbangan stabilitas maupun kecepatan

yang sesuai dengan peruntukannya. Sedangkan redesain dilakukan terhadap rancangan

umum kapal dengan menambah beberapa kompartemen penting seperti cadangan

bouyancy dan dasar ganda (double bottom). Penambahan kompartemen tersebut selain

untuk menambah daya apung, juga untuk mengantisipasi terjadinya kecelakaan akibat

kapal tenggelam. Bila hasil kaji banding menunjukkan hal yang positif maka desain

akhir dari modifikasi tersebut dapat dikonstruksikan sebagi kapal pancing tonda yang

ideal untuk dikembangkan secara luas kepada pengguna. Dengan demikian, lambat tapi

pasti generasi kapal kayu akan digantikan oleh generasi kapal fiberglass.