JURNAL TUGAS AKHIR

PERANCANGAN KAPAL TUNDA PELABUHAN UNTUK MENINGKATKAN PELAYANAN PELABUHAN TANJUNG PERAK SURABAYA

ABSTRAKSebagai pengelola pelabuhan yang berskala internasional PT. (Persero) PELABUHAN INDONESIA III Cabang Tanjung Perak Surabaya harus mengantisipasi peningkatan permintaan jasa pelayanan kapal tunda dalam beberapa tahun kedepan. Saat ini ketersediaan kapal tugboat sangat sedikit sehingga peningkatan arus kunjungan kapal dikhawatirkan akan mampu mengurangi kualitas pelayanan jasa kepelabuhan.Dalam tugas akhir ini membahas perancangan tugboat yang optimal untuk daerah Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya. Dari perancangan ini akan diketahui laporan mengenai desain hidrostatik, hambatan kapal, bollard pull, stabilitas, dan olah gerak kapal. Perancangan awal tugboat ini dimulai dari penentuan parameter perancangan dan batasan-batasan (constraints) yang sesuai dengan daerah operasi kapal tugboat pelabuhan tersebut. Perancangan kapal menggunakan metode perbandingan dengan pembuatan desain menggunakan software Delftship, selanjutnya proses optimasi dilakukan untuk menentukan ukuran utama kapal tugboat yang optimal berdasarkan kriteria persyaratan teknis. Dari hasil proses ini, ukuran utama optimal yang didapatkan ukuran utama sebagai berikut : LOA = 26,50 m, LWL = 24,90 m, B = 10,30 m, T = 3,00 m, H = 3,80 m, Engine Power = 3200 HP, Vs = 11,00 knot, Vtow = 7,79 knot, Bollard Pull = 40 ton.

JURNAL TUGAS AKHIR2014

Kata Kunci : Tugboat, perancangan8

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar BelakangPerkiraan adanya peningkatan arus kunjungan kapal, lamanya waktu tunggu sandar, terganggunya maneuvering kapal ketika tambatan penuh serta keterbatasan armada kapal tugboat yang ada di Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya menjadi latar belakang tugas akhir ini. Penulis menilai perlu adanya perancangan kapal tugboat yang mampu menjadi pemenuh kekurangan akan kebutuhan kapal tugboat serta mampu mengatasi kesulitan bermaneuver dengan baik pada pelabuhan. Perancangan kapal tugboat dengan sistem penggerak SRP yang memiliki kemampuan bermanuver yang baik pada perairan sempit dan dangkal diharapkan mampu menjadi solusi yang tepat demi meningkatkan pelayanan serta kenyamanan pengguna jasa pelabuhan khususnya perusahaan-perusahaan pelayaran pengguna jasa PT. Pelabuhan Indonesia III.1.2. Perumusan MasalahPermasalahan penelitian yang harus diselesaikan adalah :1. Bagaimana merancang kapal tugboat yang optimal untuk kondisi Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya dan sekitarnya?2. Bagaimana performa hullform dan bollard pull kapal tugboat dari bentuk lambung yang dirancang?

1.3. Batasan MasalahBatasan masalah pada penelitian ini adalah :1. Desian berupa kapal tugboat pelabuhan dengan sistem penggerak Steerable Rudder Propeller (SRP).2. Tidak membahas mengenai perancangan tempat sandar maupun dermaga kapal.3. Perancangan kapal tugboat menggunakan metode perbandingan dari kapal-kapal yang sudah ada.4. Analisa performa hullform yang dimaksud dalam perancangan kapal Tugboat ini adalah : Hidrostatik karakteristik Stabilitas kapal Hambatan kapal Olah gerak kapal yang meliputi heaving, pitching, dan rolling5. Dalam perancangan ini perhitungan bollard pull hanya berupa estimasi dari kapal - kapal pembanding.6. Hasil akhir dari tugas akhir ini adalah berupa desain kapal tunda dalam bentuk 3D serta data analisa.7. Desain dan perhitungan akan dilakukan dengan bantuan software komputer (Delfship dan Software Maxsurf).

1.4. Tujuan Penulisan Adapun tujuan yang diinginkan adalah :1. Mendapatkan ukuran utama dan bentuk lambung kapal tugboat yang sesuai untuk menunjang pelayanan di Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya maupun daerah sekitar pelabuhan.2. Mendapatkan data mengenai hambatan kapal, stabilitas, olah gerak, kecepatan kapal, dan bollard pull yang optimal dari kapal yang dirancang.

1.5. Manfaat Penelitian1.5.1. Kegunaan Teoritis1. Dapat mengetahui bentuk lambung yang optimal sehingga kemungkinan dapat digunakan sebagai acuan kemudian di galangan.2. Mendapatkan karakteristik Hidrostatik, stabilitas, hambatan, olah gerak, dan kecepatan kapal yang optimal dengan menggunakan software.1.5.2. Kegunaan Praktis 1. Bagi penulis : Memberi informasi perancangan dan analisis bentuk lambung kapal tugboat yang ideal.2. Bagi industri : Memberi informasi tentang perancangan kapal yang sesuai kondisi operasional.3. Bagi Akademik : Dapat dijadikan rujukan dalam dunia pendidikan serta memperkaya pengetahuan di bidang ilmu perkapalan.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1. Jenis Kapal TugboatKapal tunda mempunyai banyak klasifikasi berdasarkan tempat dan sifat kerja yang akan digunakan, sesuai dengan penggunaan tugboat dapat dibedakan dalam 3 jenis :2.1.1. Tugboat pelayaran samudera (Ocean Going)2.1.2. Tugboat pelabuhan dan pelayaran pantai (Harbour and Coastwise Tug) 2.1.3. Tugboat perairan dangkal dan sungai (Shallow Draught Pusher Tug and River)

2.2. Bentuk LambungLambung kapal adalah badan dari perahu atau kapal. Lambung kapal menyediakan daya apung yang mencegah kapal dari tenggelam. Rancang bangun lambung kapal merupakan hal yang penting dalam membuat kapal karena akan mempengaruhi stabilitas kapal, kecepatan rencana kapal, konsumsi bahan bakar, draft / kedalaman yang diperlukan dalam kaitannya dengan kolam pelabuhan yang akan disinggahi serta kedalaman alur pelayaran yang dilalui oleh kapal tersebut.

2.3. Sistem Propulsi Pada Kapal Tugboat Kort Nozzle merupakan salah satu perkembangan teknologi yang bertujuan untuk menambah efisiensi gaya dorong kapal. Letak kort nozzle yang menyelubungi propeller dan berbentuk seperti foil akan menambah keuntungan dari pada propeller tanpa kort nozzle pada kecepatan rendah. Gambar 2.1. Ilustrasi aliran fluida pada kort nozzle2.4. Bollard PullBollard pull biasa digunakan sebagai istilah yang menjelaskan sebagai kemampuan tarik beban statis pada kapal tunda. Bagaimanapun istilah bollard pull terdiri dari tiga arti yang berbeda, dan ini sangat penting untuk diketahui sebelum menggunakannya. Untuk mengetahui bollard pull, maka terdapat tiga istilah dibawah ini :1. Bollard pull rating teori daya dorong2. Bollard pull thrust besar daya dorong3. Bollard towpull daya tarik yang digunakan

2.5. Metode Perancangan KapalPada saat ini ada 4 metode perancangan kapal yang dikembangkan berdasarkan teori dan pengalaman yang dikombinasikan satu dengan yang lainnya, yaitu :

1. Method of Comparison Ship (Metode Perbandingan Kapal)2. Method of Statistic (Metode Statistik)3. Method of Trial and Error (Iteration)4. Method of Complex Solution

2.6. Lines Plan dan Body PlanPenggambaran lambung kapal pada sebidang kertas gambar dinamakan rencana garis (lines plan), bentuk lambung kapal secara umum harus mengikuti kebutuhan daya apung, stabilitas, kecepatan, kekuatan mesin, olah gerak dan yang penting adalah kapal bisa dibangun. Gambar Rencana garis ( lines plan ) terdiri dari proyeksi ortographis / siku-siku. Dari interseksi / perpotongan antara permukaan / surface lambung kapal dan tiga set bidang yang saling tegak lurus.

2.7. Rencana Umum Rencana umum (General Arrangement) dari sebuah kapal merupakan gambaran penyusunan ruangan-ruangan, peralatan-peralatan serta pintu-pintu yang tepat. Langkah-langkah dalam penyusunan rencana umum dari sebuah kapal antara lain pembagian ruangan-ruangan utama, pengaturan batas-batas tiap ruangan, penempatan perlengkapan-perlengkapan di dalam ruangan serta penyusunan pintu-pintu pada tiap ruangan.

2.8. Karakteristik HidrostatikHidrostatik karakteristik adalah untuk mengetahui sifat-sifat badan kapal yang tercelup di dalam air, atau dengan kata lain untuk mengetahui sifat-sifat karene.

2.9. Stabilitas Kapal Stabilitas kapal dapat didefinisikan sebagai kemampuan kapal untuk kembali ke keadaan awal (even keel) ketika mengalami keolengan akibat dari pengaruh gaya luar berupa gelombang laut.Stabilitas kapal sangat penting untuk mengetahui tingkat keamanan dan kenyamanan suatu kapal oleh karena itu dalam merencanakan desain kapal, stabilitas kapal harus sangat diperhatikan untuk mendapatkan stabilitas yang baik bagi keselamatan crew, penumpang dan kapal itu sendiri. Stabilitas pada kapal dipengaruhi oleh tiga titik antara lain :1. Titik G (gravity) merupakan titik berat dari kapal2. Titik B (bouyancy) adalah titik tekan air keatas3. Titik M (metacentre) titik perpotongan vektor gaya tekan keatas pada keadaan awal dengan vektor gaya tekan keatas pada keadaan oleng.

2.10. Olah Gerak KapalPada dasarnya kapal yang berada diatas permukaan laut akan selalu memperoleh gaya external yang menyebabkan kapal bergerak (ship moving). Gerakan kapal ini disebabkan adanya faktor dari luar terutama oleh gelombang. Dalam memperoleh perlakuan dari gelombang, kapal mengalami 2 jenis gerakan, yaitu : 1. Gerak rotasi, gerak ini merupakan gerak putaran meliputi :a) Rollingb) Pitchingc) Yawing2. Gerak translasi (linear), gerak ini merupakan gerak lurus beraturan sesuai dengan sumbunya meliputi:a) Surgingb) Swayingc) Heaving

2.11. Hambatan Kapal Hambatan atau Tahanan (resistance) kapal pada suatu kecepatan adalah gaya fluida yang bekerja pada kapal sedemikian rupa sehingga melawan gerakan kapal tersebut. Hambatan tersebut sama dengan komponen gaya fluida yang bekerja sejajar dengan sumbu gerakan kapal.

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN

3.1. Prosedur Pengerjaan3.1.1. Pengumpulan DataMerupakan langkah awal dalam penyusunan tugas akhir. Pengumpulan data dilakukan untuk mendapatkan sumber literatur dan informasi yang dibutuhkan untuk menyusun tugas akhir.3.1.2. Studi LapanganMerupakan pengumpulan informasi dari galangan kapal atau dok dimana informasi tentang objek kapal dapat didapatkan. Studi lapangan dilakukan di PT.Pelindo III, cabang Surabaya.3.1.3. Studi LiteraturStudi literatur dilaksanakan untuk mendukung teori yang digunakan dalam membahas analisa pada tugas akhir. Studi literatur dilakukan dengan menggunakan textbook, website, jurnal ilmiah, dan lainnya.3.1.4. Pengolahan DataPengolahan data merupakan tahap akhir dalam penyusunan tugas akhir. Pengolahan data tugas akhir dilaksanakan setelah pengumpulan data, studi lapangan, dan studi literatur dilaksanakan. 3.2.5. KesimpulanKesimpulan ini diambil dengan memperhitungkan bahwa perancangan kapal tersebut sudah sesuai dengan syarat, lebih ekonomis, dan paling menguntungkan diantara kapal-kapal yang sudah ada.

3.2. Flowchart Penelitian ini dimulai dari pengumpulan data, studi lapangan, dan studi literatur. Kemudian dibuat model desain Tugboat. Setelah dibuat model maka dilakukan analisa dan perhitungan. Setelah analisa dilakukan, maka dari data hasil analisa dibuat kesimpulan untuk merangkum keseluruhan hasil penelitian.

BAB IVDESAIN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN

4.1. Ukuran Utama KapalUkuran utama optimal yang didapatkan adalah sebagai berikut : LoA= 26,50 mB= 10,30 mT= 3,00 mH= 3,80 mDesain Tugboat dari ukurannya sesuai dengan kategori Tugboat pelabuhan dan pelayaran pantai (Harbour and Coastwise Tug) yang mempunyai kriteria panjang antara 21 m sampai dengan 36 m.

Gambar 4.1. Lines Plan Tugboat desain baru

4.2. Karakteristik HidrostatikPerhitungan Hidrostatik menggunakan software Delftship Version 3.1 Proffesional dan software Perkapalan, kemudian perhitungan hambatan dan kecepatan kapal menggunakan software Maxsurf. Karakteristik Hidrostatik :a) Displacement = 495,3 ton b) LCB = 12,30 m c) VCB = 3,938 m d) WPA = 211.914 m2 e) LCF= 12,40 m f) Cb = 0,36 g) Cp = 0,69 h) Cm = 0,88 i) Cw = 0,82

4.3. Hambatan KapalKapal Tugboat ini menggunakan daya mesin induk sebesar 2 x 1600 HP, pemilihan daya mesin induk disesuaikan berdasarkan rekomendasi daya mesin yang dibutuhkan di lapangan.Dari perhitungan kecepatan dan hambatan kapal diperoleh kecepatan dinas sebesar 11 knot dengan total resistance sebesat 105,84 kN. Kecepatan tunda sebesar 7,79 knot dan kemampuan menarik barge rata-rata sebesar 10377 DWT.

4.4. Bollard PullDengan menggunakan korelasi hubungan antara bollard pull dengan perbandingan dimensional dapat diperkirakan bahwa besar bollard pull dari tugboat desain baru ini nilainya mendekati 40 ton. 4.5. Stabilitas KapalBerdasarkan hasil running dari software Perkapalan, kapal tunda yang didesain ini masih memenuhi syarat baik stabilitas maupun untuk kondisi trim dengan merujuk pada kriteria IMO Resolution A 749 (18) Chapter 3 untuk kriteria desain yang dapat dipakai untuk semua kapal.

4.6. Olah Gerak KapalDari kriteria olah gerak kapal dapat disimpulkan bahwa tugboat yang dirancang tidak direkomendasikan untuk berlayar di laut lepas (ocean going). Melalui tinjauan kenyamanan dari sea behaviour pada desain baru tugboat tersebut tergantung pada beberapa hal, antara lain : Tinggi rendahnya simpangan terbesar dari gerakan kapal. Semakin tinggi simpangan amplitudo kapal berarti semakin besar kemungkinan air masuk ke geladak kapal. Semakin rendah berarti meminimalisir resiko deck wetness. Cepat lambatnya gerakan kapal. Semakin cepat gerakan kapal berarti respon kapal terlalu kaku sehingga meningkatkan resiko mabuk laut (Motion Sickness of Incident). Semakin lambat berarti nilai MSI semakin rendah sehingga dari tinjauan kenyamanan lebih tinggi.

4.7. Rencana UmumDari pemilihan perlengkapan kapal yang tepat akan mendukung efisiensi dari suatu kapal. Pemilihan perlengkapan kapal disesuaikan dengan kebutuhan kapal tugboat dalam operasinya sebagai fasilitas pelayanan pelabuhan.

Gambar 4.2. General Arrangement Tugboat desain baruBAB VPENUTUP

5.1. KesimpulanBerdasarkan hasil perancangan dan perhitungan desain baru Tugboat dapat disimpulkan bahwa :1. Desain optimal Tugboat untuk Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya diperoleh ukuran utama sebagai berikut : LOA= 26,50 m LWL= 24,90 m B= 10,30 m T= 3,00 m H= 3,80 m BHP= 3200 HP Vs= 11,00 knot Vtow= 7,79 knot Bollard Pull= 40 Ton2. Karakteristik dan kriteria hullform desain baru Tugboat telah sesuai dengan kondisi Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya maupun daerah sekitar pelabuhan. Berikut adalah karakteristik hullform desain baru Tugboat : Karakteristik Hidrostatik :j) Displacement = 495,3 ton k) LCB = 12,30 m l) VCB = 3,938 m m) WPA = 211.914 m2 n) LCF= 12,40 m o) Cb = 0,36 p) Cp = 0,69 q) Cm = 0,88 r) Cw = 0,82 Hambatan dan kecepatan kapal, diperoleh kecepatan Trial 11 knot dengan total resistance 105,84 kN Kecepatan tunda (Vtow) sebesar 7,79 knot dengan kemampuan menarik beban rata-rata sebesar 10337 DWT. Bollard Pull sebesar 40 Ton. Stabilitas kapal memenuhi kriteria IMO Resolution A 749 (18) Ch.3, untuk kriteria desain yang dapat dipakai untuk semua kapal. Kriteria olah gerak kapal terbatas untuk kondisi ombak kecil (slight water) atau hanya sesuai untuk daerah pelabuhan dan pantai.

5.2. Saran Pada perancangan kapal tugboat ini masih terbatas pada tahap analisa perhitungan dengan menggunakan pendekatan yang ada pada literatur dan software, dan belum dilakukan pengujian secara akurat baik di laboratorium maupun di lapangan. Penulis menyarankan kepada para praktisi di dunia perkapalan agar meneliti penelitian-penelitian yang berhubungan dengan desain tugboat, sehingga analisa yang dilakukan benar-benar sesuai dengan fakta di lapangan. Untuk memaksimalkan desain performance pada tugboat pelabuhan, penulis merekomendasikan : 1. Desain hullform harus benar-benar sesuai dengan kondisi dilapangan, sehingga didapatkan efisiensi yang tinggi. 2. Pemilihan daya mesin induk yang dibutuhkan harus disesuaikan dengan kondisi traffic pelabuhan, sehingga operasional kapal tugboat dapat sesuai dengan pelayanan di daerah pelabuhan dan pantai. 3. Pemilihan sistem, peralatan, dan perlengkapan kapal tugboat menggunakan teknologi terbaru. 4. Pemilihan jenis propulsi untuk kapal tugboat harus disesuaikan dengan kondisi tiap-tiap pelabuhan.

DAFTAR PUSTAKAAdji. W. Suryo, Resistance and Powering of Ships, FTK-ITS Surabaya, 2002.Biro Klasifikasi Indonesia, Rules for the Classification and Construction of Sea Going Steel Ships Volume II Rules for Hull, Edition 2009.Biro Klasifikasi Indonesia, Rules for the Classification and Construction of Sea Going Steel Ships Volume III Rules for Machinery Instalation, Edition 2005.Anonimous, DELFTship Version 3.1 User Manual, Delftship BV, The Netherlands, 2007.Anonimous, Hullspeed Windows Version 11.0 User Manual, Formation Design System Pty Ltd. 2005.