4 STABILITAS STATIS KAPAL POLE AND LINE SULAWESI SELATAN

4 STABILITAS STATIS KAPAL POLE AND LINE SULAWESI SELATAN 4.1 Pendahuluan Masalah teknis yang perlu diperhatikan dalam penentuan perencanaan pembangunan kapal ikan, adalah agar hasil dari pembangunan kapal tersebut terjamin kestabilannya pada saat dioperasikan di laut. Stabilitas merupakan hal terpenting bagi pelayaran kapal sewaktu digunakan untuk operasi penangkapan ikan, karena pada kapal ikan dilakukan kerja operasi pada berbagai kondisi cuaca dalam batas-batas kemampuannya. Menurut Fyson (1985), stabilitas kapal dapat diartikan sebagai kemampuan sebuah kapal untuk dapat kembali ke posisi semula (tegak) setelah menjadi miring akibat bekerjanya gaya dari luar maupun dari dalam kapal tersebut atau setelah mengalami momen temporal. Kok et.al. (1983) mengemukakan bahwa, selama berada di laut kapal akan mendapat sejumlah gaya yang terdiri dari: 1) berat kapal dan muatan; 2) gaya tekan air ke atas; 3) pengaruh gelombang dan tekanan air; 4) gaya-gaya dari massa yang bekerja pada kapal; 5) pembagian muatan asimetris; 6) gaya-gaya torsi yang disebabkan oleh tidak samanya waktu oleng bagian depan dan bagian belakang dan 7) gaya-gaya penggerak beban kemudi. Stabilitas pada sebuah kapal dipengaruhi oleh letak titik-titik konsentrasi gaya yang bekerja pada kapal tersebut. Ketiga titik tersebut adalah titik B (centre of bouyancy) yakni titik khayal yang merupakan pusat seluruh gaya apung pada kapal yang bekerja vertikal ke atas. Titik kedua adalah titik G (centre of gravity) yakni titik khayal yang merupakan pusat seluruh gaya berat pada kapal yang bekerja vertikal ke bawah. Titik ketiga adalah titik M (metacentre) yakni titik khayal yang merupakan titik potong dari garis khayal yang melalui titik B dan titik G saat kapal berada pada posisi tegak dengan garis khayal yang melalui kedua titik tersebut pada saat kapal berada pada posisi miring akibat bekerjanya gaya-gaya pada kapal. Titik M juga merupakan tinggi maksimum bagi titik G (Taylor, 1977 dan Hind, 1982)

Terminologi equilibrium pada permasalahan stabilitas perlu diketahui. Pada dasarnya terdapat tiga jenis equilibrium yakni stable equilibrium, unstable equilibrium dan neutral equilibrium (Taylor, 1977; Gillmer & Johnson, 1982 ; Hind, 1982; Derret, 1991). Stable equilibrium adalah suatu kondisi dimana kapal dapat kembali ke posisi tegak semulanya (initial stability/equilibrium) setelah gaya yang bekerja pada kapal menyebabkan kapal menjadi miring (heel). Unstable equilibrium adalah kondisi dimana kapal menjadi miring (heel) akibat gaya yang bekerja pada kapal dan tidak kembali ke posisi awalnya melainkan terus ke arah kemiringan tersebut. Neutral equilibrium adalah kondisi dimana kapal menjadi miring (heel) akibat gaya yang bekerja pada kapal dan kondisi ini tetap demikian (permanent heel). Ketiga kondisi ini disajikan pada Gambar 4.1.

Posisi equilibrium

Unstable equilibrium

Stable equilibrium

Neutral equilibrium

Keterangan: B : Centre of Bouyancy G : Centre of Gravity M : Metacentre GZ : Righting Arm Sumber : Taylor (1977)

K WL w θ

: Keel : Water Line : Gaya yang bekerja : Sudut oleng

Gambar 4.1 Posisi equilibrium

4 - 02

Stabilitas kapal dibagi dalam stabilitas statis dan stabilitas dinamis. Stabilitas statis (initial stability) adalah stabilitas kapal yang diukur pada kondisi air tenang dengan beberapa sudut keolengan pada nilai ton displacement yang berbeda. Nilai stabilitas statis kapal ditunjukkan oleh nilai lengan penegak (GZ). Stabilitas dinamis adalah stabilitas kapal yang diukur dengan jalan memberikan suatu “usaha” pada kapal sehingga membentuk sudut keolengan tertentu. International

Maritime

Organization

(IMO)

pada

Torremolinos

International Convention for The Safety of Fishing Vessels–regulation 28 (1977) mengeluarkan standar kriteria stabilitas kapal melalui kurva GZ (Gambar 4.2), yaitu: 1)

Luas area di bawah kurva GZ tidak boleh kurang dari 0.055 m.rad hingga sudut oleng 300 (A) dan tidak kurang dari 0.090 m.rad sampai sudut oleng 400 (B) atau sudut flooding θf jika sudutnya kurang dari 400. Area di bawah kurva GZ antara sudut oleng 300 dan 400 atau antara 300 dan θf , jika sudut ini kurang dari 400 tidak boleh kurang dari 0.030 m.rad (C).

2)

Lengan penegak (righting lever) GZ minimum 200 mm pada sudut oleng sama atau lebih besar dari 300 (E). Lengan penegak maksimum, GZmax sebaiknya dicapai pada sudut oleng 300 tetapi tidak kurang dari 250.

3)

Tinggi metacentre (GM) awal

tidak boleh kurang dari 350 mm untuk

kapal dengan dek tunggal. Pada kapal dengan superstructure yang lengkap atau kapal dengan panjang > 70 m, GM dapat dikurangi untuk kelayakan administrasi tetapi tidak boleh kurang dari 150 mm (F).

4 - 03

Sumber: IMO (1995)

Gambar 4.2 Kurva stabilitas statis (kurva GZ) Dalam diskusi tentang karakteristik stabilitas, tinggi metacentre (GM) menjadi nilai yang penting dalam penentuan kelayakan stabilitas kapal. Hasil penelitian yang dikemukakan oleh Gillmer & Johnson (1982) bahwa, kapal dengan nilai GM yang besar menjadi tidak nyaman dibandingkan kapal dengan GM kecil. IMO (1995) dalam resolution A.749 (18) memberikan kriteria umum untuk nilai GM awal dan GM minimal kapal ikan. Untuk kapal ikan dengan single deck, GM awal (GM0) tidak boleh kurang dari 0.35 m. Kapal dengan superstructure yang lengkap atau kapal dengan panjang lebih dari 70 m, nilai GM dapat dikurangi sesuai aturan administrasi kapal tetapi tidak boleh kurang dari 0.15 m. Taylor (1977) dan Hind (1982) menyatakan bahwa stabilitas sebuah kapal dipengaruhi oleh letak ketiga titik konsentrasi gaya yang bekerja pada kapal tersebut. Ketiga titik tersebut adalah titik B (centre of bouyancy), titik G (centre of gravity) dan titik M (metacentre). Selanjutnya Hind (1982) mengemukakan, posisi titik G bergantung dari distribusi muatan dan posisi titik B bergantung pada bentuk kapal yang terendam di dalam air.

4 - 04

Stabilitas kapal terkait erat dengan distribusi muatan dan perhitungan nilai lengan penegak (GZ).

Perbedaan distribusi muatan yang terjadi pada setiap

kondisi pemuatan akan mengakibatkan terjadinya perubahan pada nilai KG, yaitu jarak vertikal antara titik K (keel) dan titik G (centre of gravity) yang selanjutnya akan mempengaruhi nilai lengan penegak (GZ) yang terbentuk. Pada kapal pole and line, stabilitas amat bergantung pada distribusi muatan yang ada di atas kapal karena terjadinya perubahan-perubahan titik berat pada setiap kondisi pemuatan. Pada saat kapal berangkat ke daerah penangkapan, muatan yang ada padanya berbeda dengan pada saat kapal kembali dari daerah penangkapan. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dilakukan untuk: (1) mengetahui nilai KG pada kondisi pemuatan yang berbeda terhadap empat kelompok kapal, (2) menganalisis nilai GZ yang terbentuk pada setiap perubahan nilai KG, (3) menganalisis kelayakan stabilitas statis keempat kelompok kapal pole and line.

4.2 Bahan dan Metode 4.2.1 Data yang Digunakan Data yang digunakan untuk analisis stabilitas statis adalah empat kapal pole and line sampel yang dianggap mewakili seluruh kapal pole and line sampel yang telah dibahas pada Bagian 2 tulisan ini, yaitu: 1) K-A dengan bentuk badan kapal round sharp bottom 2) K-B dengan bentuk badan kapal round flat bottom 3) K-C dengan bentuk badan kapal U-V bottom 4) K-D dengan bentuk badan kapal round bottom.

4.2.2 Analisis Data Perhitungan stabilitas kapal pole and line sampel meliputi analisis terhadap perkiraan perubahan nilai KG pada empat kondisi distribusi muatan terhadap empat bentuk badan kapal. Keempat kondisi distribusi muatan tersebut yang diterakan pada Tabel 4.1 dan Gambar 4.3, masing-masing adalah:

4 - 05

1) Kondisi kapal kosong; pada kondisi ini bahan bakar, umpan hidup dan muatan diasumsikan kosong (0%). 2) Kondisi kapal berangkat; pada kondisi ini bahan bakar, umpan hidup disumsikan penuh (100%) dan muatan kosong (0%). 3) Kondisi kapal beroperasi; pada kondisi ini bahan bakar diasumsikan setengah penuh (50%), umpan hidup seperempat penuh (25%) dan muatan tigaperempat penuh (75%). 4) Kondisi kapal pulang; pada kondisi ini bahan bakar diasumsikan seperempat penuh (25%), umpan hidup 10% dan muatan penuh 100%. Tabel 4.1 Berbagai kondisi distribusi muatan kapal untuk analisis stabilitas No.

Kondisi Kapal

1. 2. 3. 4.

Kapal Kosong Kapal Berangkat Kapal Beroperasi Kapal Pulang

Distribusi Berat (%) Bahan Bakar Umpan Muatan (Ikan)

0 100 50 25

0 100 25 10

0 0 75 100

Perubahan nilai KG dianalisis dengan membuat perkiraan perubahan jarak vertikal – horizontal pada setiap kondisi perubahan distribusi muatan. Hasil perhitungan perubahan nilai KG disajikan pada Lampiran 4.1. Nilai KG diperoleh dengan menggunakan formula berikut (Hind, 1982):

KG =

moment of ∆

∆Z

……………………………………………

4-1

dimana: ∆Z adalah momen vertikal Analisis stabilitas statis melalui kurva stabilitas statis GZ dilakukan dengan metode Attwood’s Formula (Hind, 1982).

Metode ini menganalisis

stabilitas statis kapal pada sudut keolengan 0O - 90O. Nilai lengan penegak GZ diperoleh dengan cara yang digambarkan pada Gambar 4.4.

4 - 06

Kosong

Berangkat

Beroperasi

Pulang

Gambar 4.3 Empat kondisi distribusi muatan pada kapal 4 - 07

Sumber: Hind (1982)

Gambar 4.4 Stabilitas pada inklinasi sudut yang besar Perhitungan yang dilakukan pada Gambar 4.4 adalah sebagai berikut: GZ = BR − BT ……………………………………………………….. 4-2

BR adalah perubahan horizontal pusat gaya apung.

Perubahan momen pada

daerah arsiran adalah: v × hh1 = BR × ∇

BR =

v × hh1 ∇

BT= BG sin θ dimana :

v adalah volume arsiran hh1 adalah perubahan horizontal daerah arsiran ∇ adalah volume displacement kapal

sehingga, GZ =

v × hh1 − BG sin θ ………………………………………….. 4-3 ∇

4 - 08

Kurva stabilitas statis GZ menggambarkan tinggi lengan penegak GZ pada sudut keolengan 0O–80O. Berdasarkan kurva GZ, selanjutnya dilakukan analisis terhadap beberapa sudut keolengan. Hasil perhitungan stabilitas kemudian dibandingkan dengan standar stabilitas kapal yang dikeluarkan oleh United Kingdom Regulations [The Fishing Vessels (Safety Provision) Rules,1975] (Hind, 1982) dan International Maritime Organization (IMO) pada Torremolinos International Convention for The Safety of Fishing Vessels–regulation 28 (1977) melalui kurva GZ.

Kriteria stabilitas

yang digunakan disajikan pada Gambar 4.2. Nilai-nilai yang diperoleh dari hasil analisis stabilitas statis, selanjutnya akan digunakan untuk menganalisis stabilitas dinamis kapal pole and line sampel yang akan dibahas pada Bagian 5 tulisan ini.

4.3 Hasil 4.3.1 Nilai KG Kapal Pole and Line Sampel pada Berbagai Kondisi Muatan

Berdasarkan pengelompokan bentuk, empat bentuk kapal pole and line sampel yang selanjutnya disebut dengan K-A, K-B, K-C dan K-D dianalisis untuk memperoleh nilai KG pada empat kondisi distribusi muatan, masing-masing sebagai berikut: Hasil perhitungan terhadap nilai KG kapal yang dibuat pada empat kondisi muatan disajikan pada Tabel 4.2 dan perhitungan perubahan nilai KG akibat perubahan distribusi muatan di atas kapal diterakan pada Lampiran 4.1. Tabel 4.2 Hasil perhitungan perkiraan nilai KG, ton displacement (∆) dan GM pada empat kondisi distribusi muatan No Kondisi Kapal

K-A ∆

K-B

KG GM

∆

K-C

KG

GM

66.0 1.90 0.68

78.2 1.87

87.3 1.95 0.63

∆

K-D

KG

GM

∆

KG

GM

0.46

44.0 1.45

0.50

32.5

1.35

0.42

101.9 1.92

0.41

59.6 1.50

0.45

47.0

1.37

0.40

87.5 1.97 0.61

99.2 1.94

0.40

58.7 1.51

0.44

45.2

1.40

0.37

87.2 1.96

96.4 1.93

0.41

57.4 1.52

0.43

44.2

1.39

0.38

1. Kapal

Kosong 2. Kapal Berangkat 3. Kapal Beroperasi 4. Kapal Pulang

0.62

4 - 09

Analisis nilai KG dilakukan berdasarkan hasil perkiraan perubahan distribusi muatan pada empat kondisi pemuatan seperti yang diterakan pada Lampiran 4.1. Dari hasil analisis tersebut terlihat bahwa nilai KG kapal akan berubah jika terjadi perubahan distribusi muatan Jika nilai ton displacement bertambah maka nilai KG kapal akan semakin besar tetapi nilai GMnya menjadi lebih kecil. Umumnya nilai KG tertinggi pada keseluruhan kapal sampel berada pada kondisi kapal beroperasi yaitu pada kondisi bahan bakar diasumsikan setengah penuh (50%), umpan hidup satu per empat penuh (25%) dan muatan tiga per empat penuh (75%). Kapal sampel K-A dengan bentuk round sharp dan K-B dengan bentuk round flat memiliki nilai KG yang lebih tinggi dibandingkan kedua kapal sampel lainnya, karena nilai ton displacement kedua kapal tersebut juga lebih besar. 4.3.2 Nilai Lengan Penegak GZ Kapal Pole and Line Sampel

Stabilitas statis keempat kapal sampel diukur dengan menghitung nilai lengan penegak (GZ) yang terbentuk pada kurva GZ. Pada kurva GZ ditunjukkan nilai GZ pada berbagai sudut keolengan (00 – 800). Kurva stabilitas statis kapal pole and line sampel pada berbagai kondisi distribusi muatan disajikan pada Gambar 4.5. Nilai lengan penegak GZ yang terbentuk pada kurva GZ berbanding terbalik dengan nilai KG. Pada kurva tersebut terlihat bahwa semakin tinggi nilai KG maka nilai GZ akan semakin rendah, demikian pula sebaliknya. Dari keempat bentuk kapal yang ada, kapal K-A dengan bentuk badan round-sharp bottom memiliki nilai GZ yang lebih tinggi dibandingkan kapal sampel dengan bentuk badan kapal yang lain. Nilai lengan penegak GZ menunjukkan nilai stabilitas suatu kapal. Nilai ini memiliki standar yang ditetapkan oleh IMO seperti yang telah dijelaskan pada Gambar 4.2.

Hasil perhitungan stabilitas kapal pole and line sampel yang

diterakan pada Tabel 4.3 sampai Tabel 4.6, menunjukkan bahwa seluruh nilai lengan penegak GZ kapal pole and line sampel memiliki nilai lebih besar dibandingkan nilai minimum yang ditetapkan oleh IMO.

4 - 010

GZ (m ) 0.35

K-A

0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Heel Angle (deg) KG-1

GZ (m ) 0.35

KG-2

KG-3

KG-4

K-B

0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80


GZ (m ) 0.35

KG-2

KG-3

KG-4

K-C

0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80


GZ(m ) 0.35

KG-2

KG-3

KG-4

K-D

0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0

10 KG-1

20

30 KG-2

40 KG-3

50

60 70 80 Heel Angle (deg) KG-4

Gambar 4.5 Kurva GZ kapal pole and line sampel pada empat nilai KG

4 - 011

Tabel 4.3 Nilai kriteria stabilitas kapal pole and line K-A dan nilai standar IMO Nilai Pada Kurva GZ A (0-300) B (0-400) C (30-400) D (sudut GZmax) E (GZmin) F (GM)

Standar IMO (Nilai Minimum) 0.005 m-rad 0.090 m-rad 0.030 m-rad 30 deg 0.2 m 0.15 m

Kondisi Distribusi Muatan 1 2 3 0.087 0.081 0.078 0.140 0.128 0.124 0.052 0.047 0.045 37 36 36 0.305 0.280 0.263 0.680 0.630 0.610

4 0.079 0.125 0.046 36 0.267 0.620

Tabel 4.4 Nilai kriteria stabilitas kapal pole and line K-B dan nilai standar IMO Nilai Pada Standar IMO Kurva GZ (Nilai Minimum) A (0-300) 0.005 m-rad 0 B (0-40 ) 0.090 m-rad C (30-400) 0.030 m-rad D (sudut GZmax) 30 deg E (GZmin) 0.2 m F (GM) 0.15 m


4 0.053 0.082 0.029 35 0.170 0.410

Tabel 4.5 Nilai kriteria stabilitas kapal pole and line K-C dan nilai standar IMO Nilai Pada Kurva GZ A (0-300) B (0-400) C (30-400) D (sudut GZmax) E (GZmin) F (GM)

Standar IMO (Nilai Minimum) 0.005 m-rad 0.090 m-rad 0.030 m-rad 30 deg 0.2 m 0.15 m


4 0.055 0.088 0.033 35 0.200 0.430

Tabel 4.6 Nilai kriteria stabilitas kapal pole and line K-D dan nilai standar IMO Nilai Pada Kurva GZ

Standar IMO (Nilai Minimum)

Kondisi Distribusi Muatan 1 2

3

4

4 - 012

A (0-300) B (0-400) C (30-400) D (sudut GZmax) E (GZmin) F (GM)

0.005 m-rad 0.090 m-rad 0.030 m-rad 30 deg 0.2 m 0.15 m

0.049 0.073 0.023 30 0.140 0.420

0.047 0.069 0.022 30 0.130 0.400

0.043 0.061 0.019 30 0.120 0.370

0.044 0.064 0.019 30 0.120 0.380

Berdasarkan kurva stabilitas, diperoleh nilai stabilitas maksimum dan kisaran stabilitas yang diterakan pada Tabel 4.7. Stabilitas maksimum adalah nilai GZ maksimum yang dapat dicapai oleh kapal pada kondisi tertentu dan terjadi pada besar sudut tertentu. Kisaran stabilitas merupakan sudut terbesar kemiringan kapal tanpa terjadinya nilai GZ yang negatif. Besar sudut ini diketahui dari titik potong kurva GZ dengan sumbu X (axis), dimana nilai GZ sama dengan 0 dan disebut dengan angle of vanishing stability. Tabel 4.7 Nilai maksimum dan kisaran stabilitas kapal pole and line sampel No.

Kapal

Kondisi

Maksimum Stabilitas Sudut (º) GZ (m) 37 0.305 36 0.280 36 0.263 36 0.267

Sudut Kisaran Stabilitas (º) 0 – 80 0 – 77 0 – 74 0 – 75

1.

K-A


2.

K-B


37 36 35 35

0.200 0.170 0.160 0.267

0 – 72 0 – 67 0 – 65 0 – 67

3.

K-C


37 35 35 35

0.240 0.210 0.200 0.200

0 – 80 0 – 75 0 – 74 0 – 72

4.

K-A


30 30 30 30

0.140 0.130 0.120 0.120

0 – 70 0 – 67 0 – 62 0 – 64

4.4 Pembahasan 4.4.1 Nilai KG Kapal

Sebuah kapal dapat dikatakan stabil apabila kapal tersebut dapat kembali menjadi tegak setelah mengalami momen kemiringan. Stabilitas pada kapal ikan amat bergantung dari distribusi muatan yang ada pada kapal tersebut. 4 - 013

Taylor (1977)

dan Hind (1982) menyatakan bahwa stabilitas sebuah

kapal dipengaruhi oleh letak ketiga titik konsentrasi gaya yang bekerja pada kapal tersebut. Ketiga titik tersebut adalah titik B (centre of bouyancy), titik G (centre of gravity) dan titik M (metacentre). Selanjutnya Hind (1982) mengemukakan bahwa posisi titik G bergantung dari distribusi muatan dan posisi titik B bergantung pada bentuk kapal yang terendam di dalam air. Saat kapal berangkat menuju daerah penangkapan, muatan pada kapal pole and line terdiri atas perbekalan, bahan bakar dan bak umpan hidup yang terisi penuh. Pada saat kembali, muatan-muatan tersebut akan berkurang tetapi palkah ikan akan terisi oleh hasil tangkapan. Hal ini menyebabkan perubahan titik berat pada kapal, sehingga letak titik G (centre of gravity) kapal akan berubah. Titik berat (G) pada sebuah kapal merupakan titik tangkap dari sebuah titik pusat seluruh gaya berat yang menekan ke bawah. Letak titik G dapat ditentukan dengan meninjau semua pembagian berat yang berada di atas kapal terhadap lunas kapal.

Letak titik berat di atas lunas (KG) akan mempengaruhi besar kecilnya

nilai lengan penengak GZ yang terbentuk pada saat kapal mengalami keolengan. Berdasarkan hasil perkiraan perubahan distribusi muatan pada keempat bentuk kapal (K-A, K-B, K-C dan K-D) yang diterakan pada Tabel 4.2 memperlihatkan bahwa nilai KG kapal akan berubah jika terjadi perubahan berat dan distribusi muatan.

Hal ini juga dijelaskan oleh (Hind, 1982) bahwa

penambahan dan perpindahan muatan pada kapal dapat mengakibatkan perubahan nilai displacement, draft, posisi G, posisi B, posisi M dan trim fore dan aft. Dari Tabel 4.2 diketahui bahwa, perubahan nilai ton displacement berpengaruh terhadap nilai KG kapal tetapi tidak menentukan peningkatan dan penurunan nilai tersebut. Peningkatan dan penurunan nilai KG bergantung kepada distribusi muatan yang ada di atas kapal. Hasil penelitian dari Iskandar (1997) juga menjelaskan bahwa tinggi rendah nilai KG tidak bergantung pada nilai ton displacement kapal tetapi pada kondisi penempatan muatan di atasnya. Berdasarkan Tabel 4.2 juga diketahui bahwa nilai ton displacement berpengaruh terbalik terhadap nilai tinggi metacentre (GM) yang terbentuk, dimana semakin tinggi nilai ton displacement kapal maka tinggi metacentre akan

4 - 014

menurun. Hal ini dapat dijelaskan pada Gambar 4.6 bahwa, jika sebuah beban w (ton) meningkatkan draft kapal maka centre of gravity kapal akan meningkat sehingga terjadi sebuah posisi GG1 yang baru, sehingga tinggi metacentre akan menurun.

Sumber: Hind (1982)

Gambar 4.6. Penambahan beban pada kapal Kapal sampel K-A dengan bentuk round sharp bottom memiliki nilai KG yang lebih tinggi dibandingkan ketiga kapal sampel lainnya. Hal ini disebabkan karena bentuk seperti ini memungkinkan untuk mendistribusikan muatan yang lebih banyak pada bagian atas deck sehingga titik berat kapal bergerak ke atas. Dengan demikian nilai KG yang terbentuk menjadi lebih tinggi. Nilai KG tertinggi pada keseluruhan kapal sampel berada pada saat kondisi kapal beroperasi dan pulang, Tingginya nilai KG pada saat kondisi tersebut karena bertambahnya muatan di atas dek oleh hasil tangkapan sedangkan muatan di bawah dek seperti bahan bakar dan umpan hidup menjadi berkurang, sehingga titik G bergerak ke atas. Perubahan nilai KG pada kapal akan mengakibatkan perubahan jarak tinggi metacentre (GM), dimana semakin tinggi nilai KG maka nilai tinggi metacentre akan semakin kecil. Nilai GM kapal selanjutnya akan berpengaruh terhadap periode oleng kapal pada saat beroperasi di perairan.

Penjelasan

mengenai hubungan antara nilai GM dan periode oleng kapal akan dipaparkan pada Bagian 5 tulisan ini.

4 - 015

4.4.2 Nilai Lengan Penegak GZ Kapal

Ada dua gaya yang mengatur kestabilan kapal di laut, yaitu gaya berat (forces of gravity, G) yang selalu bergerak vertikal ke bawah dan gaya apung (forces of bouyancy, B) yang bergerak vertikal ke atas. Pada saat kapal dalam kondisi tenang, kedua gaya ini berada pada satu garis vertikal yang sama. Pada saat kapal mengalami keolengan, gaya berat dan gaya apung kapal akan bergerak ke arah yang berlawanan. Jarak perpendicular yang dibentuk oleh kedua garis gaya ini disebut lengan penegak (GZ). (Gillmer dan Johnson, 1982). Perhitungan stabilitas statis kapal pole and line sampel dilakukan dengan analisis nilai GZ kapal pada beberapa sudut keolengan yang sesuai dengan aturan yang dikeluarkan oleh IMO.

Nilai lengan GZ kapal pole and line sampel yang

disajikan pada Tabel 4.3 – 4.6 memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan nilai minimum yang ditetapkan oleh IMO. Hal ini dapat dilihat dari nilai margin yang positif (Tabel 4.7). Kondisi tersebut menunjukkan bahwa pada keempat kondisi pemuatan, kapal dapat menghasilkan momen kopel yang positif untuk mengembalikan kapal ke posisi semula setelah terjadi oleng akibat gaya yang bekerja padanya. Nilai GZ akan menjadi negatif jika sudut keolengan lebih besar dari batas nilai maksimum kisaran stabilitas (Tabel 4.7), yang mengakibatkan kapal tidak lagi menghasilkan lengan GZ yang positif.

Bila hal ini terjadi kapal akan

terbalik karena saat terjadi keolengan pada sudut tersebut. Kapal dengan lengan GZ negatif akan meneruskan geraknya ke arah kemiringannya dan tidak kembali ke posisi semula. Pada Gambar 4.7 disajikan grafik kriteria stabilitas kapal pole and line sampel berdasarkan nilai yang diperoleh pada Tabel 4.3 – 4.6. Dari gambar tersebut terlihat bahwa nilai kriteria stabilitas (A, B, C, D, E dan F) pada keempat bentuk kapal sampel masing-masing berturut-turut pada tiap kondisi pemuatan

4 - 016

semakin kecil, dimana kapal sampel K-A dengan bentuk round-sharp bottom memiliki nilai GZ yang lebih besar sehingga nilai kriteria stabilitasnya lebih baik dibandingkan kapal sampel yang lain.

K-A

Nilai Kriteria Stabilitas

0.8

A

0.7

B

0.6 0.5

C

0.4

D

0.3

E

0.2

F

0.1 0 0

1

2

3

5

K-B

0.8


4

0.7

A

0.6

B

0.5

C

0.4

D

0.3

E

0.2

F

0.1 0 0

1

2

3

4

5

K-C

0.8 Nilai Kriteria Stabilitas

0.7

A

0.6

B

0.5

C

0.4

D

0.3

E

0.2

F

0.1 0 0

1

2

3

0.8

4

5

K-D


0.7 0.6

A

0.5

B C

0.4

D

0.3

E

0.2

F

0.1 0 0

Keterangan:

A;

B;

1

C;

2

3

4

5

D; E; F adalah nilai kriteria IMO pada kurva GZ 4 - 017 : kondisi kapal berangkat ● : kondisi kapal beroperasi ; ▲: kondisi kapal pulang

: kondisi kapal kosong ;

Gambar 4.7 Kriteria stabilitas kapal pole and line sampel Pada keempat kapal sampel pendistribusian muatan di ruang bawah dek kurang maksimal karena tidak terdapatnya palkah ikan, sehingga titik berat (G) cenderung bergerak ke atas saat muatan bertambah di dek pada kondisi kapal beroperasi dan pulang. Selain bentuk badan kapal, tinggi rendah freeboard juga bepengaruh terhadap nilai kriteria stabilitas. Penurunan tinggi freeboard pada saat muatan pada kapal bertambah akan membuat nilai lengan penegak GZ menjadi rendah dan sebaliknya. Hal ini juga dikemukakan oleh Hind (1982) dan Derret (1990), bahwa selain lebar kapal dan tinggi titik G, nilai lengan penegak GZ juga dipengaruhi oleh tinggi rendah freeboard kapal dimana pertambahan tinggi freeboard akan meningkatkan nilai lengan penegak GZ yang terbentuk.

4.5 Kesimpulan Dari analisis stabilitas statis empat kapal pole and line sampel diperoleh kesimpulan: (1) Nilai ton displacement kapal akibat perubahan distribusi muatan dapat mempengaruhi perubahan nilai KG dan GM kapal, masing-masing berbanding lurus dengan nilai KG dan berbanding terbalik dengan nilai GM. (2) Nilai kriteria stabilitas pada keempat kapal sampel masing-masing berturutturut pada tiap kondisi pemuatan semakin kecil, akibat bertambahnya nilai KG. (3) Kapal sampel K-A dengan bentuk round-sharp bottom memiliki nilai kriteria stabilitas yang lebih tinggi dibandingkan ketiga bentuk kapal lainnya. (4) Lengan penegak GZ yang terbentuk pada keempat kapal pole and line sampel pada setiap kondisi pemuatan bernilai positif dan berada di atas nilai standar

4 - 018

minimum yang ditetapkan oleh IMO, yang berarti nilai lengan penegak GZ yang dihasilkan masih dapat mengembalikan kapal ke posisi semula setelah terjadi keolengan, sehingga dapat disimpulkan bahwa keempat kapal sampel tersebut memiliki stabilitas yang baik.

REFERENSI Derret, D.R. 1990. Ship Stability for Masters and Mates. Fourth Edition, Revised. Butler & Tanner Ltd, Frome and London. Fyson, J. 1985. Design of Small Fishing Vessels. Fishing News (Books) Ltd. England. Gillmer, T.C and B.Johnson. 1982. Introduction to Naval Architecture. Naval Institute Press. Annapolis. Maryland. Hind, J.A. 1982. Stability and Trim of Fishing Vessels and Other Small Ships. Second Edition. Fishing News Books Ltd. Farnham, Surrey, England. International Maritime Organization (IMO). 1983. International Confrence on Safety Fishing Vessels 1977. IMO. London. Iskandar, B.H., 1997. Studi tentang Desain Kapal Kayu Mina Jaya BPPT 01. Tesis pada Program Pascasarjana IPB. Bogor. Kok, H.G.M, Lonkhyusen, E.G.V and Nierich, F.A.C. 1983. Bangunan Kapal. Zundort. Netherland. Taylor, L.G. 1977. The Principles of Ship Stability. Brown, Son & Publisher, Ltd., Nautical Publisher, 52 Darnley Street. Glasgow.

4 - 019

Lampiran 4.1. Perkiraan Distribusi Berat Kapal Pole and Line Sulawesi Selatan Kapal K-A 1.

No 1

Kondisi Kapal Kosong

Item Kapal kosong Total

2. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Berat (ton) 66.000 66.000

Posisi X (cm) 0.000

Moment 0.000

Posisi Z (cm) 190.000

Moment 12540.000 12540.000

Posisi X (cm) 0.000 -878.500 -1104.400 642.560 281.120 -190.760 -1204.800 873.480 -582.320 750.240

Moment 0.000 -281.120 -1104.400 40.481 2670.640 -1812.220 -60.240 109.185 -327.555 422.010

Posisi Z (cm) 190.000 220.680 500.600 100.280 180.400 180.400 411.600 120.360 551.800 501.800

Moment 12540.000 70.618 500.600 6.318 1713.800 1713.800 20.580 15.045 310.388 282.263 17173.410

Berat (ton) 66.000 0.250 0.500 0.027 0.013 0.005 0.005 9.200 9.200 0.300 0.200 0.300 0.200 0.020 0.125 0.376 0.150 0.150 0.450 87.471

Posisi X (cm) 0.000 -878.500 -1104.400 642.560 1234.920 883.520 883.520 281.120 -190.760 -140.560 220.880 -140.560 220.880 1204.800 873.480 1234.920 883.520 883.520 -582.320

Moment 0.000 -219.625 -552.200 17.349 15.437 4.418 4.418 2586.304 -1754.992 -42.168 44.176 -42.168 44.176 24.096 109.185 464.330 132.528 132.528 -262.044

Posisi Z (cm) 190.000 220.680 500.600 100.280 501.800 481.680 481.680 180.400 180.400 450.201 381.120 450.201 381.120 411.600 130.360 501.800 481.680 481.680 551.800

Moment 12540.000 55.170 250.300 2.708 6.273 2.408 2.408 1659.680 1659.680 135.060 76.224 135.060 76.224 8.232 16.295 188.677 72.252 72.252 248.310 17207.213

Berat (ton) 66.000 0.100 0.300 0.063 9.150 9.150 0.350 0.270 0.350 0.270 0.010 0.125 0.563 0.563 87.264

Posisi X (cm) 0.000 -878.500 -1104.400 642.560 281.120 -190.760 -140.560 220.880 -140.560 220.880 -1204.800 873.480 -582.320 -582.320

Moment 0.000 -87.850 -331.320 40.481 2572.248 -1745.454 -49.196 59.638 28.112 66.264 6.024 43.674 436.740 -327.555

Posisi Z (cm) 190.000 220.680 500.600 100.280 180.400 180.400 450.201 381.120 450.201 381.120 411.600 130.360 551.800 501.800

Moment z 12540.000 22.068 150.180 6.318 1650.660 1650.660 157.570 102.902 157.570 96.384 2.008 4.518 338.850 282.263 17161.951

Kondisi Kapal Berangkat Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) Umpan (2) Bahan Makanan Perlengkapan ABK ABK Total

Berat (ton) 66.000 0.320 1.000 0.063 9.500 9.500 0.050 0.125 0.563 0.563 87.683

3. Kondisi Kapal Beroperasi No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap (1) Alat tangkap (2) Alat tangkap (3) Alat tangkap (4) Umpan (1) Umpan (2) Ikan (1a) Ikan (2a) Ikan (1b) Ikan (2b) Bahan makanan Perlengkapan ABK (1) ABK (2) ABK (3) ABK (4) Total

4. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Kondisi Kapal Pulang Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) Umpan (2) Ikan (1a) Ikan (2a) Ikan (1b) Ikan (2b) Bahan makanan Perlengkapan ABK ABK Total

4 - 020

Kapal K-B 1. No 1

Kondisi Kapal Kosong Item Kapal kosong Total

2. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Berat (ton) 78.226 78.226

Posisi X (cm) 0.000

Moment 0.000


Moment 14628.299 14628.299

Posisi X (cm) 0.000 -879.120 -1030.080 301.920 -275.280 -8.880 -1136.640 568.320 -581.640 354.400

Moment 0.000 -439.560 -2060.160 15.096 -2697.744 -87.024 -79.565 85.248 -407.148 248.080

Posisi Z (cm) 187.000 200.360 450.200 159.480 170.000 170.000 400.320 100.800 500.200 328.560

Moment 14628.262 100.180 900.400 7.974 1666.000 1666.000 28.022 15.120 350.140 229.992 19592.090

Posisi x (cm) 0.000 -879.120 -1030.080 301.920 284.160 226.440 226.440 -275.280 -8.880 0.000 84.360 0.000 84.360 -1136.640 568.320 284.160 226.440 226.440 -581.640

Moment x 0.000 -263.736 -1545.120 6.642 3.552 2.264 1.132 -2202.240 -71.040 0.000 33.744 0.000 29.526 -56.832 85.248 142.080 56.610 56.610 -232.656

Posisi Z (cm) 187.000 200.360 450.200 133.200 444.000 372.960 372.960 170.000 170.000 346.320 346.320 355.200 355.320 400.320 100.800 444.000 372.960 372.960 355.200

Moment 14628.262 60.108 675.300 2.930 5.550 3.730 1.865 1360.000 1360.000 121.212 138.528 159.840 124.362 20.016 15.120 222.000 93.240 93.240 142.080 19227.383

Kondisi Kapal Berangkat Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) Umpan (2) Bahan Makanan Perlengkapan ABK ABK Total

Berat (ton) 78.226 0.500 2.000 0.050 9.800 9.800 0.070 0.150 0.700 0.700 101.996



Berat (ton) 78.226 0.300 1.500 0.022 0.013 0.010 0.005 8.000 8.000 0.350 0.400 0.450 0.350 0.050 0.150 0.500 0.250 0.250 0.400 99.226

4.Kondisi Kapal Pulang No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) umpan (2) Ikan (1a) Ikan (2a) Ikan (1b) Ikan (2b) Bahan makanan Perlengkapan ABK ABK Total

Berat (ton) 78.226 0.100 0.500 0.050 7.000 7.000 0.500 0.500 0.500 0.500 0.010 0.150 0.700 0.700 96.436

Posisi X (cm) 0.000 879.120 1030.080 301.920 275.280 8.880 0.000 84.360 0.000 84.360 1136.640 568.320 581.640 354.400

Moment 0.000 87.912 515.040 15.096 1926.960 62.160 0.000 42.180 0.000 42.180 11.366 85.248 407.148 248.080

Posisi Z (cm) 187.000 200.360 450.200 133.200 170.000 170.000 346.320 346.320 355.200 355.200 346.320 120.880 500.200 328.560

Moment 14628.262 20.036 225.100 6.660 1190.000 1190.000 173.160 173.160 177.600 177.600 3.463 18.132 350.140 229.992 18563.305

4 - 021

Kapal K-C 1. No 1


2. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Berat (ton) 44.000 44.000

Posisi X (cm) 0.000

Moment 0.000


Moment 6380.000 6380.000

Posisi X (cm) 0.000 -456.840 -736.020 2174.220 50.760 274.950 -884.070 664.110 -456.840 430.000

Moment 0.000 -228.420 -736.020 108.711 329.940 1787.175 -17.681 66.411 -228.420 215.000

Posisi Z (cm) 145.000 134.160 287.640 147.800 135.000 135.000 369.800 172.000 412.800 264.000

Moment 6380.000 67.080 287.640 7.390 877.500 877.500 7.396 154.800 206.400 132.000 8997.706

Berat (ton) 43.900 0.100 0.150 0.500 0.013 0.005 0.005 0.028 6.350 6.350 0.100 0.100 0.100 0.100 0.010 0.100 0.325 0.130 0.130 0.390 58.885

Posisi X (cm) 0.000 -266.500 -456.840 -736.020 2174.220 1049.400 888.300 888.300 50.760 274.950 -118.440 186.120 118.440 186.120 -884.070 664.110 -456.840 1049.400 888.300 883.300

Moment 0.000 -26.650 -68.526 -368.010 27.178 5.247 4.442 24.428 322.326 1745.933 -11.844 18.612 11.844 18.612 -8.841 66.411 -148.473 136.422 115.479 344.487

Posisi Z (cm) 145.000 121.578 134.160 287.640 430.000 352.600 352.600 147.800 121.800 121.800 301.000 240.800 301.000 240.800 369.800 172.000 430.000 352.600 352.600 412.800

Moment 6365.500 12.158 20.124 143.820 5.375 1.763 1.763 4.065 773.430 773.430 30.100 24.080 30.100 24.080 3.698 17.200 139.750 45.838 45.838 160.992 8623.103

Berat (ton) 43.900 0.750 0.080 0.500 0.050 6.300 6.300 0.150 0.150 0.150 0.150 0.002 0.100 0.488 0.488 59.558

Posisi X (cm) 0.000 -266.500 -456.840 -736.020 2174.220 50.760 274.950 -118.440 186.120 -118.440 186.120 -884.070 664.110 -456.840 430.000

Moment 0.000 -199.875 -36.547 -368.010 108.711 319.788 1732.185 -17.766 27.918 -17.766 27.918 -1.768 66.411 -222.938 209.840

Posisi Z (cm) 145.000 121.578 134.160 287.640 147.800 121.800 121.800 301.000 240.800 301.000 240.800 369.800 172.000 412.800 264.000 3381.978

Moment 6365.500 91.184 10.733 143.820 7.390 767.340 767.340 45.150 36.120 45.150 36.120 0.740 154.800 201.446 128.832 8801.664

Kondisi Kapal Berangkat Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) Umpan (2) Bahan Makanan Perlengkapan ABK ABK TOTAL

Berat (ton) 44.000 0.500 1.000 0.050 6.500 6.500 0.020 0.100 0.500 0.500 59.670

3. Kondisi Kapal Beroperasi No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Item Kapal kosong Mesin BBM Air tawar Alat tangkap (1) Alat tangkap (2) Alat tangkap (3) Alat tangkap (4) Umpan (1) Umpan (2) Ikan (1a) Ikan (2a) Ikan (1b) Ikan (2b) Bahan makanan Perlengkapan ABK (1) ABK (2) ABK (3) ABK (4) Total

4.Kondisi Kapal Pulang No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Item Kapal kosong Mesin BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) Umpan (2) Ikan (1a) Ikan (2a) Ikan (1b) Ikan (2b) Bahan makanan Perlengkapan ABK ABK TOTAL

4 - 022

Kapal K-D 1. No 1


2. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Berat (ton) 32.500 32.499

Posisi X (cm) 0.000

Moment 0.000


Moment 4387.500 4384.878

Posisi X (cm) 0.000 -440.000 -704.000 343.200 -79.200 140.800 -809.600 541.200 -466.400 368.000

Moment 0.000 -220.000 -704.000 17.160 -475.200 844.800 -16.192 54.120 -195.888 154.560

Posisi Z (cm) 135.000 120.000 287.040 139.840 120.000 120.000 255.200 161.920 353.280 235.520

Moment 4387.500 60.000 287.040 6.992 720.000 720.000 5.104 16.192 148.378 98.918 6088.268

Berat (ton) 32.500 0.200 0.500 0.013 0.005 0.005 0.028 5.000 5.000 0.250 0.250 0.250 0.250 0.010 0.100 0.240 0.240 0.180 0.180 42.475

PosisiX (cm) 0.000 440.000 704.000 343.200 880.000 712.800 712.800 79.200 140.800 316.800 30.800 316.800 30.800 809.600 541.200 466.400 880.000 712.800 712.800

Moment 0.000 88.000 352.000 4.290 4.400 3.564 19.602 396.000 704.000 79.200 7.700 79.200 7.700 8.096 54.120 111.936 211.200 128.304 128.304

Posisi Z (cm) 135.000 120.000 287.040 331.200 316.480 316.480 139.840 120.000 120.000 250.600 250.600 237.800 237.800 264.960 161.920 331.200 316.480 316.480 353.280

Moment 4387.500 24.000 143.520 4.140 1.582 1.582 3.846 600.000 600.000 62.650 62.650 59.450 59.450 2.650 16.192 79.488 75.955 56.966 63.590 5751.998

Berat (ton) 32.500 0.100 0.250 0.050 4.500 4.500 0.350 0.400 0.350 0.300 0.004 0.100 0.420 0.420 42.523

Posisi X (cm) 0.000 440.000 704.000 343.200 712.800 712.800 316.800 30.800 316.800 30.800 809.600 541.200 -466.400 368.000

Moment 0.000 44.000 176.000 17.160 3207.600 3207.600 110.880 12.320 110.880 9.240 3.238 54.120 -195.888 154.560

Posisi Z (cm) 135.000 120.000 287.040 139.840 120.000 120.000 250.600 250.600 237.800 237.800 264.960 161.920 353.280 235.520

Moment 4387.500 12.000 71.760 6.992 540.000 540.000 87.710 100.240 83.230 71.340 1.060 16.192 123.077 98.918 5764.029

Kondisi Kapal Berangkat Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) Umpan (2) Bahan Makanan Perlengkapan ABK ABK TOTAL

Berat (ton) 32.500 0.500 1.000 0.050 6.000 6.000 0.020 0.100 0.420 0.420 44.809



4.Kondisi Kapal Pulang No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Item Kapal kosong BBM Air tawar Alat tangkap Umpan (1) Umpan (2) Ikan (1a) Ikan (2a) Ikan (1b) Ikan (2b) Bahan makanan Perlengkapan ABK ABK Total

4 - 023

4 STABILITAS STATIS KAPAL POLE AND LINE SULAWESI SELATAN

Recommend Documents