Efektivitas Sirip Peredam Dalam Meredak Efek Free Surface Yang Mempengaruhi Gerakan Rolling Kapal Model

EFEKTIVITAS SIRIP PEREDAM DALAM MEREDAM EFEK
FREE SURFACE YANG MEMPENGARUHI GERAKAN
ROLLING KAPAL MODEL

DWI PUTRA YUWANDANA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul “Efektivitas Sirip Peredam
dalam Meredam Efek Free Surface yang Mempengaruhi Gerakan Rolling Kapal
Model” adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta
dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Juni 2016

Dwi Putra Yuwandana
NRP: C451130031

RINGKASAN

DWI PUTRA YUWANDANA. Efektivitas Sirip Peredam dalam Meredak Efek
Free Surface yang Mempengaruhi Gerakan Rolling Kapal Model. Dibimbing oleh
YOPI NOVITA dan BUDHI HASCARYO ISKANDAR.
Kapal pengangkut ikan hidup merupakan jenis kapal yang muatannya
sebagian besar adalah muatan cair. Muatan cair pada pengangkutan ikan hidup
biasanya tidak memenuhi palka secara keseluruhan sehingga menimbulkan
permukaan bebas (free surface) pada muatan cair tersebut. Permukaan bebas
tersebut mengakibatkan muatan cair dalam palka bergerak bebas terutama saat
melakukan gerakan rolling. Efek free surface pada kapal bermuatan cair sangat
berpengaruh terhadap stabilitas kapal tersebut. Stabilitas kapal bermuatan cair
memiliki stabilitas yang lebih buruk akibat pergeseran titik berat muatan yang
berubah-ubah. Penggunaan sirip peredam pada bagian dalam palka mampu

mengurangi efek free surface pada muatan cair. Oleh karena itu, perlu dikaji
efektifitas luasan sirip peredam terhadap luasan free surface dalam meredam efek
free surface pada palka bermuatan cair sehingga stabilitas kapal akan tetap baik.
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan luasan minimal sirip peredam yang
masih efektif untuk meredam efek free surface dan mengkaji pengaruh efek free
surface pada setiap luasan sirip peredam terhadap gerakan rolling kapal model.
Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah metode
eksperimen menggunakan kapal model dan palka model dengan 4 perlakuan
luasan sirip peredam, yakni: tanpa sirip peredam, sirip peredam dengan luasan 10,
20, dan 30 persen masing-masing dari luasan free surface . Eksperimen dilakukan
di kolam percobaan dengan cara menekan salah satu sisi kapal model agar kapal
model melakukan gerakan rolling. Analisis data dilakukan dengan cara
komparatif numerik dan uji statistik menggunakan Rancangan Acak Lengkap
(RAL). Kajian dilakukan terhadap sudut kemiringan free surface, waktu redam
pergerakan free surface, sudut kemiringan rolling kapal model, rolling duration,
rolling period dan frekuensi rolling.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan sirip peredam dapat
mereduksi sudut kemiringan free surface 30,77% untuk perlakuan sirip peredam
10%; 61,54% untuk perlakuan sirip peredam 20% dan 69,23% untuk perlakuan
sirip peredam 30%. Waktu redam pergerakan free surface dapat tereduksi sebesar

52,14% untuk perlakuan sirip peredam 10%; 69,65% untuk perlakuan sirip
peredam 20% dan 82,31% untuk perlakuan sirip peredam 30%. Sudut kemiringan
rolling dapat tereduksi sebesar 34,2% untuk perlakuan sirip peredam 10%; 50,8%
untuk perlakuan sirip peredam 20% dan 64,5% untuk perlakuan sirip peredam
30%. Rolling duration dapat tereduksi sebesar 66% untuk perlakuan sirip peredam
10%; 78,4% untuk perlakuan sirip peredam 20% dan 81,4% untuk perlakuan sirip

peredam 30%. Rolling period dapat tereduksi sebesar 30% untuk perlakuan sirip
peredam 10%; 30,4% untuk perlakuan sirip peredam 20% dan 39,9% untuk
per;aluan sirip peredam 30%. Berdasarkan hasil penelitian diatas penggunaan sirip
peredam pada palka muatan cair cukup efektif untuk meredam efek free surface
yang terjadi pada palka muatan cair, kemudian dengan tereduksinya efek free
surface tersebut maka gerakan rolling yang terjadi tereduksi pula.
Kata kunci : free surface, gerakan rolling, sirip peredam

SUMMARY
DWI PUTRA YUWANDANA. The Effectiveness of Absorbers Fins in Reducing
Free Surface Effect That Affects Rolling Motion of Ship Model. Supervised by
YOPI NOVITA and BUDHI HASCARYO ISKANDAR.
Live fish transport vessel is one of cargo ship types that hold mostly liquid

cargo. Usually, the fish hold is not filled full with liquid but upper part of it
remains empty space. This condition leading to the free surface in the liquid
cargo. The movement of free surface in liquid cargo will affect performance of
ship rolling that affects ship stability as well. This condition will decrease quality
of ship stability due to shifting of the liquid cargo centre of gravity. The use of
fins absorbers inside of the fish hold capable to reduce the effects of free surface.
Therefore, the effectiveness of fin absorbers will be assessed in this research.
Ratio of fin absorbers area towards free surface area are used as treatment
variation in this research. This study aims to determine the minimum size of the
fin absorbers that were still effective to reduce the effect of free surface and assess
the impact of free surface effect on fin absorbers area against rolling motion of
ship model.
The experimental method was applied in this study. Ship and fish hold
models were used and 4 treatments without and with fin absorbers applied. The 4
(four) treatments consist of fish hold without fin absorbers, fish hold with 10, 20,
and 30 percent ratio toward free surface area. Rolling motion was prododuce by
pressing one side of the ship model before each treatment was conducted.. Data
were analyzed by numerical methods and statistical method such as completely
randomized design (CRD). Assessment were conducted on the angle of free
surface, time damping duration of free surface movement, rolling angle of ship

models, rolling duration, rolling frequency, and rolling period.
The results showed that the use of fin absorbers could reduce free surface
slope angle of 30.77% for the treatment of 10%; 61.54% for the treatment of 20%
and 69.23% for the treatment of 30%. Time damping duration of free surface
movement could be reduced by 52.14% for the treatment of 10%; 69.65% for the
treatment of 20% and 82.31% for the treatment of 30%. Rolling angle could be
reduced by 34.2% for the treatment of 10%; 50.8% for the treatment of 20% and
64.5% for the treatment of 30%. Rolling duration could be reduced by 66% for the
treatment of 10%; 78.4% for the treatment of 20% and 81.4% for the treatment of
30%. Rolling period could be reduced by 30% for the treatment of 10%; 30.4%
for the treatment of 20% and 39.9% for the treatment of 30%. Based on the above
results, the use of fin absorbers in liquid cargo showed the effectiveness in
reducing free surface effect that occur in liquid cargo.
Keywords: free surface, rolling motion, fin absorbers

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
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
IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.

EFEKTIVITAS SIRIP PEREDAM DALAM MEREDAM EFEK
FREE SURFACE YANG MEMPENGARUHI GERAKAN
ROLLING KAPAL MODEL

DWI PUTRA YUWANDANA

Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Teknologi Perikanan Laut

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

2016

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Mohammad Imron, MSi

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas semua
rahmat dan karunia-Nya yang telah diberikan kepada penulis sehingga penulis
dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Tema yang dipilih dalam penelitian yang
dilaksanakan sejak bulan Oktober 2015 sampai Januari 2016 ini adalah efek free
surface terhadap gerakan kapal, yang berjudul Efektivitas Sirip Peredam dalam
Meredam Efek Free Surface yang Mempengaruhi Gerakan Rolling Kapal Model.
Dalam mewujudkan karya ilmiah ini, Alhamdulillah, penulis banyak mendapat
bantuan dan dukungan baik moril maupun materil dari berbagai pihak. Oleh
karena itu, penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada:
1.
2.

DIKTI, yang telah memberikan beasiswa BPPDN kepada penulis,
Dr Yopi Novita, SPi MSi dan Dr Ir Budhi Hascaryo Iskandar, MSi selaku

komisi pembimbing yang telah banyak mencurahkan waktu, pikiran dan
perhatian selama penyelesaian karya ilmiah ini,
3. Penguji luar komisi dalam ujian tesis, atas saran yang telah diberikan,
4. Keluarga tercinta: Bapak Hamdan dan Ibu Siti Yuswanah, Eko Yuwandana
(Kakak) dan Rizki Maulana Yusup (Adik), atas cinta, kasih sayang dan do’a
yang selalu diberikan hingga saat ini kepada penulis,
5. Sharifa Ayu Raisa Magis, atas pengorbanan dan semangat yang selalu
diberikan kepada penulis,
6. Tim sukses yang terdiri dari: Mahesa, Pringgo, Kusnadi, Oktavianto, Benaya,
Soraya Gigentika, Fitri, Kak Ima, Bang Bobi, Kak Dini, Eko, Pak Wazir, Pak
Fis, Divisi KTP PSP, Tim Lab Moba dan Tim Lab TLI, terima kasih atas
bantuan yang telah diberikan.
7. Teman seperjuangan TPL 2013, atas kebersamaannya selama menyelesaikan
studi di Pascasarjana IPB.
8. Tim Penyemangat: Retty, Gita, Asisten Navigasi 2016 dan PSP 49, yang
senantiasa memberikan semangat kepada penulis
Akhir kata, penulis berharap karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat
bagi banyak pihak serta memberikan inspirasi bagi para peneliti di bidang
perikanan, khususnya di bidang kapal perikanan.

Bogor, Juni 2016

Dwi Putra Yuwandana

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1 PENDAHULUAN
Latar belakang
Tujuan penelitian
Manfaat penelitian

xiii
xiii
xiv
1
2
2

2 METODOLOGI
Waktu dan tempat penelitian
Alat dan bahan
Jenis data
Pengumpulan data
Pengolahan data
Analisis data

4
4
7
7
10
11

3 HASIL
Keragaan Kapal Model
Profil Free Surface
Profil Rolling Motion

12
13
15

4 PEMBAHASAN

21

5 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran

30
31

DAFTAR PUSTAKA

32

DAFTAR TABEL
Tabel 1

Perlakuan luasan sirip peredam pada model palka

10

Tabel 2

Rancangan percobaan

11

Tabel 3

Rekapitulasi data eksperimen hasil analisis

20

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1

Kerangka pemikiran penelitian

3

Gambar 2

Kapal model

4

Gambar 3

Lines plan kapal model

5

Gambar 4

Palka model

6

Gambar 5

Air dengan pewarna merah

6

Gambar 6

Diagram alir pengumpulan data

8

Gambar 7

Penekanan sheer pada salah satu sisi kapal

9

Gambar 8

Ilustrasi model kapal dan perlengkapannya

9

Gambar 9

Ilustrasi penentuan sudut free surface

10

Gambar 10 Profil pergerakan free surface

13

Gambar 11 Profil permukaan air saat rolling

14

Gambar 12 Waktu redam pergerakan free surface

15

Gambar 13 Profil gerakan rolling

16

Gambar 14 Perbandingan kemiringan kapal dengan free surface

17

Gambar 15 Rolling duration kapal model

18

Gambar 16 Rolling period kapal model

19

Gambar 17 Frekuensi rolling kapal model dalam waktu 1 detik

20

Gambar 18 Ilustrasi sudut kemiringan free surface terhadap dinding palka

21

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Uji Statistik Waktu Redam Free Surface

34

Lampiran 2 Uji Statistik Rolling Duration

36

Lampiran 3 Uji Statistik Rolling Period

38

Lampiran 4 Uji Statistik Frekuensi Rolling

40

Lampiran 5 Dokumentasi Penelitian

42

1

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kapal pengangkut ikan hidup (KPIH) merupakan kapal yang digunakan
untuk mengangkut ikan dalam keadaan hidup. KPIH merupakan jenis kapal yang
muatannya sebagaian besar adalah muatan cair. Muatan cair pada pengangkutan
ikan hidup biasanya tidak memenuhi palka secara keseluruhan sehingga
menimbulkan permukaan bebas (free surface) pada muatan cair tersebut.
Permukaan bebas tersebut mengakibatkan muatan cair dalam palka bergerak
bebas terutama saat melakukan gerakan rolling. Hal ini terjadi dikarenakan sifat
zat cair yang akan selalu bergerak mengikuti perubahan bentuk wadahnya dan
mengakibatkan titik beratnya pun bergeser.
Free surface merupakan permukaan bebas yang biasanya ada pada benda
berbentuk cair yang mengakibatkan benda cair tersebut berubah bentuk sesuai
dengan media yang ditempatinya (Lewis 1988). Efek free surface pada kapal
bermuatan cair sangat berpengaruh terhadap stabilitas kapal tersebut. Stabilitas
kapal bermuatan cair memiliki stabilitas yang lebih buruk akibat pergeseran titik
berat muatan yang berubah-ubah. Efek free surface yang sangat besar selain dapat
memperburuk

stabilitas

kapal

dapat

mengakibatkan

kapal

tersebut

terbalik/capsize. Penelitian Novita (2011) menyimpulkan bahwa efek free surface
dapat menurunkan nilai-nilai parameter stabilitas dan meningkatkan rolling period
yang berdampak pada kemampuan kapal kembali pada posisi semula setelah
terjadinya oleng. Kondisi ini didukung oleh penelitian Liliana et al (2011) yang
menyatakan bahwa kapal dengan muatan cair memiliki rolling period lebih besar
0,10 detik dibandingkan dengan kapal dengan muatan padat. Rolling period kapal
yang tinggi apabila berhadapan dengan gelombang-gelombang yang memiliki
periode yang cepat dapat meningkatkan resiko kapal (Novita 2011).
Penelitian mengenai upaya dalam meredam efek free surface, berdasarkan
hasil penelitian Novita et al (2012) menyatakan bahwa penggunaan sirip peredam
pada bagian dalam palka mampu menurunkan mengurangi efek free surface pada
muatan cair. Hasil penelitian tersebut menyatakan keberadaan sirip peredam
mampu meredam kemiringan dari profil permukaan air pada palka saat

2

diolengkan sebesar 40-60% dan waktu redam sebesar 33,5-50%.

Kemudian

penelitian Novita (2012) pula menyatakan pemasangan sirip peredam yang paling
efektif yaitu sejajar dengan free surface. Hasil penelitian tersebut menyatakan
posisi sirip peredam yang sejajar dengan free surface dapat mereduksi kemiringan
free surface hingga 50% dan mereduksi waktu redam sebesar 59,7%.
Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dari penelitian sebelumnya
mengenai upaya meredam efek free surface pada muatan cair. Dalam penelitian
ini akan dikaji mengenai efektifitas luasan sirip peredam terhadap luasan free
surface dalam meredam efek free surface pada palka bermuatan cair sehingga
stabilitas kapal akan tetap baik.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini antara lain:
1.

Menentukan luasan minimal sirip peredam yang masih efektif untuk
meredam efek free surface;

2.

Mengkaji pengaruh efek free surface pada setiap luasan sirip peredam
terhadap gerakan rolling kapal model.

Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi pada armada kapal
pengangkut ikan hidup atau pun kapal yang membawa muatan cair dalam
mengatasi efek free surface yang terjadi. Dengan teratasinya efek free surface
yang terjadi diharapkan dapat menjaga kualitas stabilitas kapal dan mengurangi
resiko kapal saat mengangkut muatan cair.

3

Gambar 1 Kerangka pemikiran penelitian

4

2 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober – Desember 2015 di
Workshop Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan
dan Ilmu Kelautan untuk pembuatan kapal model dan kolam budidaya ikan
Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut
Pertanian Bogor, untuk eksperimen dengan perlakuan.

Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:
1.

Kapal model dengan dimensi utama: LOA x B x D = 130 cm x 30 cm x 20
cm (Gambar 2), kapal model dibuat berdasarkan lines plan pada Gambar 3.

Gambar 2 Kapal model
2.

Palka model tanpa sirip peredam dan bersirip peredam (Gambar 4)

3.

Kamera sebanyak 1 unit

4.

Busur derajat

5.

Alat pendeteksi kemiringan kapal

6.

Waterpass

7.

Stopwatch

8.

Timbangan

9.

Personal computer/laptop

Gambar 3 Lines plan kapal model

5

6

Gambar 4 Palka model

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:
1.

Air dengan pewarna merah (Gambar 5)

Gambar 5 Air dengan pewarna merah

7

Jenis Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer. Data primer
yang dimaksud merupakan data yang dikumpulkan secara langsung selama
eksperimen. Adapun jenis data yang diambil saat eksperimen antara lain:
1.

Data yang mendukung tujuan menentukan luasan sirip peredam untuk
meredam efek free surface adalah:


Profil permukaan air saat terjadi rolling pada setiap perlakuan yang
dilakukan



Waktu redam free surface, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh permukaan
air untuk kembali tenang yang dihitung mulai saat palka diolengkan
hingga kembali tegak.

2.

Data yang mendukung pencapaian tujuan mengkaji pengaruh efek free
surface terhadap gerakan rolling kapal pada setiap perlakuan adalah:


Sudut rolling pada setiap perlakuan;



Nilai rolling period kapal model pada setiap perlakuan;



Nilai frekuensi rolling kapal model pada setiap perlakuan; dan



Nilai waktu redam rolling (rolling duration) kapal model pada setiap
perlakuan..

Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan metode eksperimen.
Alur pengumpulan data disajikan pada Gambar 6.

8

Gambar 6 Diagram alir pengumpulan data

9

Gambar 7 Penekanan sheer pada salah satu sisi kapal
Ilustrasi pemasangan peralatan untuk eksperimen disajikan pada Gambar 8.
Luasan sirip peredam pada palka model yang digunakan sesuai dengan perlakuan
luasan sirip peredam terhadap luasan free surface tersaji pada Tabel 1.

Gambar 8 Ilustrasi model kapal dan perlengkapannya

10

Tabel 1 Perlakuan luasan sirip peredam pada palka model
Perlakuan

Luasan sirip peredam pada model palka

1
2

Model palka tanpa sirip peredam
Model palka dengan luasan sirip peredam 10%
dari luasan free surface
Model palka dengan luasan sirip peredam 20%
dari luasan free surface
Model palka dengan luasan sirip peredam 30%
dari luasan free surface

3
4

Kode
perlakuan
P1
P2
P3
P4

Pengolahan Data
Pengolahan data untuk profil rolling motion kapal model seperti, profil
rolling, frekuensi rolling dan rolling duration didapatkan dari rekaman data pada
alat pendeteksi kemiringan kapal dan rekaman kamera. Data profil rolling setiap
perlakuan kemudian dibuat grafik, sedangkan data frekuensi rolling dan rolling
duration ditabulasi untuk dianalisis kemudian. Data rolling period diperoleh dari
rolling duration dibagi dengan frekuensi rolling yang terjadi.
Pengolahan data untuk mendapatkan profil permukaan air di dalam palka
yaitu dengan mengukur sudut yang terbentuk antara permukaan air saat terjadi
oleng dengan garis horizontal pada palka. Ilustrasi penentuan sudut free surface
tersaji pada Gambar 9. Sedangkan untuk menentukan waktu redam diperoleh dari
menghitung waktu yang dibutuhkan air untuk kembali tenang setelah palka pada
posisi tegak.

Gambar 9 Ilustrasi penentuan sudut free surface

11

Analisis Data
Analisis data untuk mendapatkan tujuan luasan minimum sirip peredam
yang masih efektif untuk meredam efek free surface dilakukan dengan cara
komparatif numerik terhadap sudut kemiringan free surface dan waktu redam free
surface pada setiap perlakuan yang dilakukan, dan untuk memperkuat analisis
dilakukan uji statistik untuk melihat pengaruh penggunaan sirip peredam terhadap
kemiringan free surface dan waktu redam free surface. Kemudian analisis data
untuk mendapatkan tujuan pengaruh efek free surface terhadap gerakan rolling
kapal pada setiap perlakuan dilakukan dengan cara komparatif numerik juga
terhadap sudut kemiringan rolling, rolling duration, rolling period dan frekuensi
rolling pada setiap perlakuan yang dilakukan dan untuk memperkuat analisis
dialkuakn uji statistik untuk melihat pengaruh penggunaan sirip peredam terhadap
profil rolling motion setiap perlakuan. Uji statistik yang dilakukan menggunakan
rancangan acak lengkap (RAL) (Steel and Torrie 1995), karena hanya
menggunakan satu jenis muatan cair dengan beberapa perlakuan luasan sirip
peredam pada palka. Uji statistik ini dilakukan untuk mengkaji adanya pengaruh
pada perlakuan yang dilakukan yaitu perbedaan luasan sirip peredam yang
digunakan. Rancangan percobaan yang digunakan disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2 Rancangan percobaan
Ulangan ke1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rataan

Perlakuan
P1
Y1.1
Y1.2

P2
Y2.1

P3

P4

Y4.10

Model linear percobaan dapat dirumuskan sebagai berikut:
Yij = μ + τi + εij , dimana i = 1,2, . . ., t dan j = 1,2, . . ., r

12

Keterangan:
Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-i ulangan ke-j
μ

= Rataan umum

τi

= Pengaruh perlakuan ke-i

εij = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j
Hipotesis yang digunakan dalam analisis data adalah :
1. H0 = μA = μB = μC = μD, maka luasan sirip peredam yang berbeda tidak
berpengaruh terhadap profil rolling motion dan profil permukaan air pada
palka.
2. H0 ≠ μA ≠ μB ≠ μC ≠ μD, maka luasan sirip peredam yang berbeda tidak
berpengaruh terhadap profil rolling motion dan profil permukaan air pada
palka

3 HASIL
Keragaan Kapal Model
Sebelum melakukan eksperimen pengambilan data dilakukan pengukuran
berat kapal model dan palka model serta muatannya yang digunakan dalam
penelitian ini. Berdasarkan hasil penimbangan kapal, berat kapal beserta palka
tanpa muatan adalah 6.950 gram, sedangkan berat kapal yang telah diisi muatan
cair yaitu sebesar 18.290 gram. Panjang pada garis air (Length of Waterline
(LWL)) dan tinggi sarat air (d) ketika kapal model tanpa muatan masing-masing
sebesar 115 cm dan 8 cm, sedangkan panjang pada garis air (LWL) dan tinggi
sarat air ketika kapal model berisi muatan masing-masing sebesar 123 cm dan 14
cm. Banyaknya volume air dalam palka yaitu sebesar ±50% dari ton displasemen
kapal. Posisi pemasangan palka berada pada midship dari kapal model.
Titik berat kapal model secara longitudinal (LCG) dan titik berat kapal
model secara vertikal (KG) masing-masing sebesar -7,5 cm dan 8 cm, sedangkan
titik berat kapal model secara longitudinal (LCG) dan titik berat kapal model
secara vertikal (KG) masing-masing sebesar -8,43 cm dan 6.45 cm. Nilai negatif
pada nilai LCG berarti titik berat kapal model berada di belakang midship kapal

13

model. Untuk nilai KG diukur dari badan kapal model bagian bawah sampai titik
gravitasi (G).

Profil Free Surface
Sudut kemiringan free surface
Sudut kemiringan free surface adalah sudut yang terbentuk oleh kemiringan
permukaan muatan cair pada palka saat terjadi rolling dengan permukaan muatan
cair pada palka saat kapal dalam kondisi tegak. Pada Gambar 10 disajikan profil
pergerakan kemiringan free surface yang terjadi pada palka muatan cair pada
setiap perlakuan
15

Kemiringan (derajat)

10
5
0
0

5

10

15

20

25

30

-5
-10
-15
-20

Waktu (detik)
Tanpa Sirdam

Sirdam 10%

Sirdam 20%

Sirdam 30%

Gambar 10 Profil pergerakan free surface
Berdasarkan Gambar 10 pergerakan permukaan air pada perlakuan palka
tanpa sirip peredam (P1) memiliki sudut kemiringan free surface yang paling
besar dibandingkan dengan perlakuan lainnya yaitu sebesar 13o. Adapun
perlakuan palka dengan sirip peredam (P2, P3, P4) memiliki kemiringan free
surface yang lebih kecil dibandingkan dengan perlakuan palka tanpa sirip
peredam (P1). Perlakuan P2 memiliki sudut kemiringan free surface sebesar 9o
dan perlakuan P3 memiliki sudut kemiringan free surface sebesar 5o. Adapun
perlakuan P4 memiliki nilai sudut kemiringan free surface yang paling kecil yaitu
sebesar 4o. Adapun beberapa contoh profil kemiringan permukaan air (free

14

surface) yang terjadi saat kapal oleh disampaikan pada Gambar 11. Pada gambar
tersebut terlihat bahwa profil kemiringan free surface pada palka setiap perlakuan
memiliki profil kemiringan free surface yang berbeda. Profil kemiringan
permukaan air pada palka dengan sirip peredam memiliki profil yang tidak terlalu
miring jika dibandingkan dengan palka tanpa sirip peredam. Profil kemiringan
free surface yang paling kecil kemiringannya terjadi pada palka dengan sirip
peredam 30%.
16

Ketinggian air (cm)

14
12
10

Rata air

8

Tanpa Sirdam

6

Sirdam 10%

4

Sirdam 20%
Sirdam 30%

2
0
0

5
10
15
20
Jarak dari sudut palka (cm)

25

(a)
14

Ketinggian air (cm)

12
10
Rata air

8

Tanpa Sirdam
6

Sirdam 10%

4

Sirdam 20%

2

Sirdam 30%

0
0

5
10
15
20
Jarak dari sudut palka (cm)

25

(b)
Gambar 11 Kemiringan permukan air
(a) Potongan melintang tampak belakang profil permukaan air di dalam palka
model saat kapal model rolling ke kiri

15

(b) Potongan melintang tampak belakang profil permukaan air di dalam palka
model saat kapal model rolling ke kanan
Waktu redam free surface
Waktu redam free surface adalah waktu yang dibutuhkan oleh permukaan
air (free surface) dari awal permukaan air mengalami kemiringan hingga
permukaan air tersebut kembali tenang. Berikut disajikan rata-rata waktu redam
free surface yang terjadi pada setiap perlakuan (Gambar 12).
30

Waktu (detik)

25

Tanpa Sirdam

20

Sirdam 10%
15

Sirdam 20%
Sirdam 30%

10
5
0
Perlakuan

Gambar 12 Waktu redam pergerakan free surface
Perlakuan palka tanpa sirip peredam (P1), memiliki waktu redam free
surface yang paling besar dibandingkan dengan perlakuan lainnya dengan ratarata sebesar 25,525 detik. Adapun perlakuan P2 memiliki rata-rata waktu redam
free surface sebesar 12,215 detik, perlakuan P3 memiliki rata-rata waktu redam
free surface sebesar 7,747 detik dan perlakuan P4 memiliki waktu redam free
surface yang paling kecil yaitu rata-rata sebesar 4,515 detik.

Profil Rolling Motion
Sudut kemiringan kapal model
Sudut kemiringan kapal model adalah sudut yang terbentuk dari kemiringan
kapal model saat terjadi gerakan rolling terhadap posisi kapal model dalam
keadaan tegak. Gambar 13 menyajikan perubahan sudut kemiringan dan lama

16

waktu rolling yang terjadi pada kapal model ketika melakukan gerakan rolling
pada setiap perlakuan.
30
25
Kemiringan (derajat)

20
15
10
5
0
-5

0

5

10

15

20

25

30

-10
-15
-20

Waktu (detik)
Tanpa Sirdam

Sirdam 10%

Sirdam 20%

Sirdm 30%

Gambar 13 Profil gerakan rolling
Kapal model dengan palka tanpa sirip peredam (P1) mengalami gerakan
rolling dengan sudut kemiringan yang paling besar jika dibandingkan dengan
perlakuan lainnya, yaitu sebesar 14,34°. Sedangkan perlakuan palka yang
menggunakan sirip peredam sudut kemiringannya lebih kecil dibandingkan
dengan perlakuan palka tanpa sirip peredam. Perlakuan P2 memiliki sudut
kemiringan sebesar 9,43° dan perlakuan P3 memiliki sudut kemiringan sebesar
7,05°, sedangkan perlakuan palka dengan sirip peredam yang memiliki sudut
kemiringan yang paling kecil adalah perlakuan P4 yaitu sebesar 5,09°.
Berdasarkan hasil penelitian penggunaan sirip peredam pada palka muatan cair
cukup efektif dalam mengurangi sudut kemiringan kapal saat rolling.
Perbandingan sudut kemiringan free surface dengan sudut kemiringan
gerakan rolling, walaupun besar sudutnya tidak terlalu berbeda secara signifikan
namun terlihat adanya perbedaan diantaranya. Perbedaan tersebut disajikan pada
Gambar 14.

17

30
20
10
0
-10 0
-20
-30

10

Sirdam 10%

20

30

Waktu (detik)
Rolling

Kemiringan (derajat)

Kemiringan (derajat)

Tanpa Sirdam
30
20
10
0
-10 0
-20
-30

Free Surface

0

-40

4

6

Waktu (detik)
Rolling

8

Kemiringan (derajat)

Kemiringan (derajat)

20

-20

15

Free Surface

Sirdam 30%

40

2

10

Waktu (detik)
Rolling

Sirdam 20%

0

5

40
20
0
-20

0

2

-40

Free Surface

4

6

Waktu (detik)
Rolling

Free Surface

Gambar 14 Perbandingan profil rolling kapal dengan free surface
Pada gambar tersebut yang terlihat jelas adalah perbedaan arah kemiringan
sudut antara sudut kemiringan free surface dengan sudut kemiringan rolling, arah
kemiringan antara keduanya saling berlawanan. Ketika sisi rendah kapal di bagian
kanan maka sisi rendah dari muatan cair ada di bagian kiri.

Rolling duration (waktu redam) kapal model
Rolling duration merupakan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh model
kapal untuk melakukan gerakan rolling dari awal terjadinya oleng hingga kapal
model berhenti oleng atau tegak kembali. Berikut disajikan perbandingan rolling
duration yang terjadi pada keempat perlakuan yang dilakukan (Gambar 15).

18

30

Rolling Duration (detik)

25

20

Tanpa Sirdam
Sirdam 10%

15

Sirdam 20%
Sirdam 30%

10

5

0
Perlakuan

Gambar 15 Rolling duration kapal model
Kapal model dengan palka tanpa sirip peredam (P1) memiliki rolling
duration yang paling tinggi yaitu rata-rata 25,843 detik. Adapun untuk Perlakuan
P2 memiliki rolling duration rata-rata sebesar 8,767 detik, perlakuan P3 memiliki
rolling duration rata-rata sebesar 5,571 detik dan perlakuan P4 memiliki rolling
duration yang paling kecil yaitu rata-rata sebesar 4,814 detik

Rolling period kapal model
Batthacharyya (1978) mendefinisikan rolling period adalah waktu yang
dibutuhkan oleh kapal saat melakukan gerakan rolling untuk kembali pada
kemiringan awalnya atau bias dikatakan waktu yang dibutuhkan kapal untuk
melakukan 1 gerakan rolling. Gambar 16 menyajikan nilai rata-rata rolling period
kapal model pada keempat perlakuan.

19

2.5

2

Tanpa Sirdam
1.5
Detik

Sirdam 10%
Sirdam 20%

1

Sirdam 30%
0.5

0
Perlakuan

Gambar 16 Rolling period kapal model
Kapal model dengan perlakuan palka tanpa sirip peredam (P1) memiliki
rolling period yang paling tinggi yaitu rata-rata 2,121 detik. Adapun untuk
perlakuan P2 memiliki rolling period rata-rata sebesar 1,484 detik, perlakuan P3
memiliki rolling period rata-rata sebesar 1,475 detik dan perlakuan P4 memiliki
rolling period yang paling kecil yaitu rata-rata sebesar 1,275 detik.

Frekuensi rolling kapal model
Frekuensi rolling menurut Batthacharyya (1978) merupakan banyaknya
gerakan oleng kapal dalam satu satuan waktu tertentu. Berikut disajikan rata-rata
frekuensi rolling kapal model yang terjadi pada keempat perlakuan (Gambar 17).

20

0.9
0.8
Frekuensi (kali/detik)

0.7
0.6

Tanpa Sirdam

0.5

Sirdam 10%

0.4

Sirdam 20%

0.3

Sirdam 30%

0.2
0.1
0
Perlakuan

Gambar 17 Frekuensi rolling kapal model dalam waktu 1 detik
Frekuensi rolling pada perlakuan P1 hingga perlakuan P4 semakin besar.
Perlakuan P1 memiliki frekuensi rolling yang paling rendah yaitu rata-rata 0,47
kali dalam 1 detik. Adapun frekuensi rolling untuk Perlakuan P2 yaitu rata-rata
0,675 kali dalam 1 detik, perlakuan P3 memiliki frekuensi rolling rata-rata 0,68
kali dalam 1 detik dan perlakuan P4 memiliki frekuensi rolling yaitu rata-rata
0,788 kali dalam 1 detik.
Berikut disajikan rekapitulasi data hasil pengamatan yang dibandingkan
hasil analisis yang dilakukan (Tabel 3).
Tabel 3 Rakapitulasi data eksperimen hasil anailisis
Tanpa Sirdam
Parameter

Sirdam 10%

Sirdam 20%

Sirdam 30%

N

R

N

R

N

R

N

R

Sudut Oleng (derajat)

14,43

IV

10,06

III

6,52

II

4,63

I

Rolling Duration (detik)

25,84

IV

8,77

III

5,57

II

4,81

I

Rolling Period (detik)
Frekuensi Rolling
(kali/detik)

2,121

IV

1,484

III

1,476

II

1,275

I

0,473

IV

0,676

III

0,68

II

0,788

I

Keterangan:

N = Nilai
R = Ranking

21

4 PEMBAHASAN
Besarnya sudut kemiringan free surface yang terjadi ketika kapal melakukan
gerakan rolling mengindikasikan besarnya volume muatan cair yang dipindahkan
pada sisi oleng kapal. Semakin besar sudut kemiringan free surface yang terjadi,
maka luasan dinding palka yang terhempas oleh volume air yang dipindahkan
akan semakin besar. Ilustrasi luasan dinding palka yang terhempas oleh volume
air yang dipindahkan disajikan pada Gambar 18. Pada gambar tersebut terlihat
bahwa luasan dinding palka yang terkena hempasan volume air yang dipindahkan
ketika kapal oleng dipengaruhi oleh besarnya sudut kemiringan free surface.

Gambar 18 Ilustrasi sudut kemiringan free surface terhadap dinding palka

Adanya pergerakan muatan cair yang terjadi di dalam palka itu merupakan
efek yang ditimbulkan oleh adanya free surface atau biasa dinamakan dengan efek
free surface. Efek free surface tersebut dapat mengakibatkan adanya sloshing.
Menurut Lee et al (2005), sloshing adalah pergerakan massa air (free surface)
yang membentur dinding palka ketika kapal oleng. Adanya efek free surface
tersebut dapat menurunkan stabilitas kapal dan meningkatkan resiko kapal
tenggelam. Hal ini didukung oleh penelitian Sinaga (2015) yang menyatakan
bahwa adanya sloshing yang terjadi pada muatan cair sangat mempengaruhi pada
olah gerak kapal yang terjadi. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan
penggunaan sirip peredam pada palka muatan cair dapat menurunkan efek free
surface. Hal tersebut dibuktikan dengan lebih kecilnya sudut kemiringan free

22

surface yang terjadi pada palka yang dilengkapi sirip peredam dibandingkan
dengan palka tanpa sirip peredam. Palka dengan sirip peredam 10% (P2) dapat
mereduksi kemiringan free surface sebesar 30,77% dibandingkan palka tanpa sirip
peredam. Palka dengan sirip peredam 20% (P3) dapat mereduksi kemiringan free
surface sebesar 61,54% dibandingkan palka tanpa sirip peredam dan palka dengan
sirip peredam 30% (P4) dapat mereduksi kemiringan free surface sebesar 69,23%
dibandingkan palka tanpa sirip peredam. Fenomena ini terjadi disebabkan pada
saat gerakaln rolling terjadi, free surface pada palka tanpa sirip peredam bergerak
atau mengalir dengan bebas ke arah kemiringan palka sampai kondisi free surface
tersebut kembali rata.
Berbeda dengan yang terjadi pada palka yang dilengkapi sirip peredam.
Pada palka dengan sirip peredam, saat terjadi rolling, free surface juga bergerak
ke arah kemiringan palka, tetapi sebelum kondisi free surface rata, sirip peredam
yang dipasang pada dinding palka menghambat aliran free surface tersebut. Pada
saat aliran free surface tersebut mengenai sirip peredam, maka akan ada sebagian
aliran free surface tersebut tertahan oleh sirip peredam. Triatmodjo (1999)
mengemukakan bahwa apabila gelombang mengenai dinding pembatas, maka
akan terjadi refleksi gelombang. Dinding pembatas yang vertikal terhadap
kedatangan gelombang dan tidak permeabel, akan memantulkan sebagian besar
energi gelombang. Oleh karena itu tinggi gelombang yang dipantulkan sama
dengan tinggi gelombang datang. Demikian pula lah yang terjadi pada aliran free
surface di dalam palka yang dilengkapi dengan sirip peredam. Adanya refleksi
aliran free surface yang tekanannya sama besar dengan tekanan aliran free surface
yang mengenai sirip peredam akan tetapi berlawanan arah, mengakibatkan
tertahannya aliran free surface yang berada dibelakangnya. Sehingga timbulah
turbulensi yang pada akhirnya menghambat gerakan aliran free surface. Apabila
luas penampang sirip peredam sebanding dengan luas aliran free surface yang
mengenainya, maka aliran free surface tidak melewati sirip peredam. Berbeda
halnya jika luas sirip peredam lebih kecil dibandingkan dengan luas aliran free
surface yang mengenainya, walaupun terjadi refleksi aliran free surface, sebagian
aliran free surface yang tidak mengenai sirip peredam akan melewati sirip
peredam tersebut. Hal tersebut terbukti pada hasil penelitian ini, dilihat pada

23

Gambar 11, dimana pada gambar tersebut terlihat bahwa pada perlakuan palka
dengan sirip peredam 10% masih ada masa air yg melewati sirip peredamnya.
Namun berbeda dengan perlakuan palka dengan sirip peredam 30% tidak ada
masa air yang melewati sirip peredam atau massa air tertahan oleh sirip peredam.
Akan tetapi dapat dipastikan bahwa volume aliran free surface yang melewati
sirip peredam tersebut jauh lebih sedikit dan dengan tekanan yang telah
berkurang. Fenomena inilah yang diduga menjadi penyebab lebih kecilnya sudut
kemiringan permukaan air pada palka yang dilengkapi dengan sirip peredam
dibandingkan pada palka yang tidak dilengkapi dengan sirip peredam saat terjadi
gerakan rolling.
Waktu redam free surface adalah waktu yang dibutuhkan free surface dari
awal permukaan air bergerak hingga permukaan air tersebut rata kembali. Waktu
redam ini dipengaruhi oleh besarnya sudut kemiringan free surface. Semakin
besar sudut kemiringan free surface-nya maka waktu redamnya akan semakin
besar pula. Hal ini dikarenakan jika sudut kemiringan free surface semakin besar
maka permukaan air membutuhkan waktu yang lebih lama pula untuk kembali ke
posisi awal. Penggunaan sirip peredam pada palka juga mempengaruhi lamanya
waktu redam yang terjadi. Palka dengan sirip peredam akan memiliki waktu
redam yang lebih kecil dibandingkan dengan palka tanpa sirip peredam. Hal ini
dikarenakan permukaan air yang bergerak akibat gerakan rolling kapal akan
tertahan oleh sirip peredam yang dipasang di dalam palka. Sehingga permukaan
air tersebut akan lebih cepat kembali ke posisi semula. Hal tersebut dibuktikan
dengan hasil penelitian dimana waktu redam pada perlakuan palka tanpa sirip
peredam lebih besar dibandingkan dengan perlakuan palka dengan sirip peredam.
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan penggunaan sirip peredam pada
palka muatan cair dapat menurunkan waktu redam free surface yang terjadi jika
dibandingkan dengan palka tanpa sirip peredam. Perlakuan palka dengan sirip
peredam 10% (P2) dapat menurunkan waktu redam free surface sebesar 52,14%
dibandingkan dengan perlakuan palka tanpa sirip peredam, perlakuan palka
dengan sirip peredam 20% (P3) dapat menurunkan waktu redam free surface
sebesar 69,65% dibandingkan dengan perlakuan palka tanpa sirip peredam,
sedangkan perlakuan palka dengan sirip peredam 30% (P4) dapat menurunkan

24

waktu redam free surface sebesar 82,31% dibandingkan dengan perlakuan tanpa
sirip peredam. Berdasarkan uji statistik terhadap waktu redam free surface antara
palka tanpa sirip peredam vs palka dengan sirip peredam 10% menunjukkan
bahwa nilai Fhit > Ftab atau nilai P-Value < 0,05 , begitu juga hasil uji statistik
antara palka tanpa sirip peredam vs palka dengan sirip peredam 20% dan palka
tanpa sirip peredam vs palka dengan sirip peredam 30% menunjukkan bahwa nilai
Fhit > Ftab atau nilai P-Value < 0,05 (Lampiran 1). Kondisi ini menunjukkan bahwa
terdapat perbedaan waktu redam free surface antara palka tanpa sirip peredam
dengan palka yang menggunakan sirip peredam. Hal ini berarti penggunaan sirip
peredam pada palka bermuatan cair memberikan pengaruh yang nyata terhadap
perbedaan waktu redam free surface.
Sudut kemiringan oleng kapal semakin mengecil seiring bertambahnya
waktu, dikarenakan ada daya redam pada gerakan rolling. Daya redam tersebut
terjadi disebabkan berkurangnya energi gerakan rolling akibat terserap oleh
resistensi air (Bhattacharyya 1978). Selain itu, penggunaan sirip peredam pada
palka juga dapat menurunkan sudut kemiringan oleng kapal model. Penggunaan
sirip peredam dapat memperkecil efek free surface pada palka. Dimana efek free
surface yang terjadi pada palka bermuatan cair, yaitu adanya pergerakan massa air
ketika kapal oleng mempengaruhi sudut kemiringan kapal model. Dimana
pergerakan massa air tersebut yang dinamakan sloshing. Adanya massa air yang
bergerak tersebut mengakibatkan adanya energi atau tekanan tambahan yang
dapat menambah keolengan kapal dan menahan gerakan oleng balik kapal.
Faltinsen and Rognebakke (2000) menyatakan bahwa gerakan muatan cair dalam
tangki atau palka sangat mempengaruhi olah gerak kapal khususnya gerakan
rolling. Selanjutnya oleh Rognebakke and Faltinsen (2003) menyatakan bahwa
gerakan kapal ditambah dengan adanya sloshing dapat menyebabkan gerakan
kapal yang semakin besar. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian yang
dilakukan, dimana sudut kemiringan kapal model dengan muatan cair pada
perlakuan palka tanpa sirip peredam lebih besar dibandingkan dengan perlakuan
palka yang menggunakan sirip peredam. Palka dengan sirip peredam 10% (P2)
dapat mereduksi sudut kemiringan kapal model sebesar 34,2% dibandingkan
palka tanpa sirip peredam, palka dengan sirip peredam 20% (P3) dapat mereduksi

25

sudut kemiringan kapal model sebesar 50,8% dibandingkan palka tanpa sirip
peredam, dan palka dengan sirip peredam 30% (P4) dapat mereduksi sudut
kemiringan kapal model saat oleng sebesar 64,5% dibandingkan palka tanpa sirip
peredam. Berkurangnya sudut kemiringan oleng kapal model pada palka dengan
sirip peredam dikarenakan free surface pada muatan cair yang ada di palka ketika
terjadi gerakan rolling tertahan oleh sirip peredam yang terpasang di dalam palka.
Hal ini juga sesuai dengan penelitian Novita et al (2012) yang menyatakan bahwa
penggunaan sirip peredam pada palka muatan cair dapat menurunkan efek free
surface yang terjadi pada palka bermuatan cair. Sehingga massa air yang
membentur dinding kapal model berkurang. Fenomena inilah yang mengakibatkan
gerakan rolling kapal model yang dilengkapi dengan sirip peredam di dalam
palka lebih kecil jika dibandingkan dengan kapal model yang tidak dilengkapi
dengan sirip peredam. Berdasarkan hasil penelitian yang didapat penggunaan sirip
peredam pada palka mampu memperkecil sudut kemiringan kapal model saat
melakukan gerakan rolling.
Rolling duration merupakan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh kapal
untuk kembali tegak setelah ada gaya yang mengolengkan kapal. Kapal yang
memiliki nilai rolling duration yang lebih kecil dapat dikatakan memiliki
stabilitas yang lebih baik dibandingkan kapal yang memiliki nilai rolling duration
yang besar. Rolling duration dipengaruhi oleh besaran sudut kemiringan oleng
yang terjadi pada kapal model. Semakin besar sudut kemiringannya maka nilai
rolling durationnya semakin besar, karena sudut oleng yang lebih besar
membutuhkan waktu yang lebih lama juga untuk melakukan oleng. Kapal model
dengan perlakuan palka tanpa sirip peredam memiliki rolling duration yang lebih
besar dibandingkan perlakuan palka dengan sirip peredam. Perlakuan penggunaan
sirip peredam 10% dari luas free surface (P2) pada palka dapat mereduksi rolling
duration sebesar 66% dari perlakuan palka tanpa sirip peredam, perlakuan
penggunaan sirip peredam 20% dari luas free surface (P3) pada palka dapat
mereduksi rolling duration sebesar 78,4% dari perlakuan palka tanpa sirip
peredam, sedangkan perlakuan penggunaan sirip peredam 30% dari luas free
surface (P4) pada palka dapat mereduksi rolling duration yang paling besar yaitu
sebesar 81,4% dari perlakuan palka tanpa sirip peredam. Hal tersebut terjadi selain

26

pengaruh sudut kemiringan oleng yang besar juga dipengaruhi oleh efek free
surface yang mengoleng bebas tanpa hambatan sehingga menambah gaya kapal
untuk terus melakukan gerakan rolling sehingga rolling durationnya meningkat.
Hal ini diduga akibat gerakan free surface meningkatkan damping moment
coefficient kapal, sebagaimana yang disampaikan oleh Lee et al (2005). Dimana
damping moment coefficient menurut Bhattacharyya (1978) merupakan koefisien
momen yang menunjukkan kemampuan kapal untuk meredam gaya dari luar.
Berbeda dengan perlakuan palka dengan sirip peredam efek free surface yang
terjadi teredam oleh adanya sirip peredam. Sirip peredam tersebut menghambat
gaya tambahan yang dapat timbul akibat efek free surface. Berdasarkan penelitian
Novita (2011) sirip peredam dapat menahan aliran free surface yang terjadi pada
palka muatan cair, bukan hanya menahan aliran free surface tetapi sirip peredam
dapat mengakibatkan adanya refleksi yang ditimbulkan oleh aliran free surface
yang menabrak sirip peredam. Refleksi aliran free surface tersebut biasanya
memiliki gaya atau tekanan yang sama dengan aliran free surface yang mengenai
sirip peredam, namun arahnya berlawanan. Energi tersebutlah yang dapat
menghambat gerakan rolling kapal pula sehingga rolling yang terjadi akan lebih
cepat teredam dan rolling duration pun akan kecil.
Permukaan muatan cair dalam palka yang sangat dinamis dapat membuat
kapal lebih sulit untuk kembali tegak setelah ada gaya yang membuat kapal
rolling, sehingga rolling duration meningkat. Berdasarkan tiga perlakuan palka
yang menggunakan sirip peredam palka dengan sirip peredam 20% (P3) memiliki
selisih antara nilai Fhit dan Ftab lebih besar dibandingkan dengan perlakuan palka
dengan sirip peredam 10% (P2), namun palka dengan sirip peredam 30% (P4)
memiliki selisih antara nilai Fhit dan Ftab paling besar dibandingkan dengan
perlakuan lainnya. Kondisi ini menunjukkan semakin luas sirip peredam yang
digunakan maka akan semakin efektif untuk mengurangi rolling duration kapal
model. Jika mengacu pada definisi rolling duration, maka dapat dikatakan bahwa
perlakuan palka dengan sirip peredam 30% (P4) memiliki nilai rolling duration
yang paling kecil. Hal tersebut menunjukkan bahwa kapal model dengan
perlakuan P4 memiliki stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan
yang lainnya. Kondisi ini ditunjukkan dengan lebih cepatnya kapal model pada

27

perlakuan palka dengan sirip peredam 30% (P4) kembali pada posisi semula
setelah diolengkan.
Menurut Liliana et al (2012) rolling period yang terjadi sangat dipengaruhi
oleh besarnya sudut kemiringan kapal ketika melakukan oleng. Semakin besar
sudut kemiringan kapal ketika oleng maka rolling period yang terjadi juga
semakin besar begitu juga sebaliknya. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian
yang didapat, perlakuan palka tanpa sirip peredam memiliki sudut kemiringan
oleng kapal yang besar sehingga nilai rolling period-nya pun besar, sedangkan
perlakuan palka dengan sirip peredam 30% memiliki sudut kemiringan paling
kecil sehingga nilai rolling period-nya pun paling kecil. Faktor lain yang dapat
mempengaruhi besar kecilnya nilai rolling period adalah adanya efek free surface
yang terjadi pada palka bermuatan cair. Efek free surface tersebut yang
mengakibatkan adanya sloshing. Sloshing yang mana merupakan adanya volume
free surface yang menubruk dinding palka memberikan tekanan tambahan pada
kapal untuk melakukan oleng serta menahan gaya balik oleng kapal, sehingga
meningkatkan nilai rolling period.
Penggunaan sirip peredam pada palka muatan cair dapat menurunkan efek
free surface yang ada dalam palka bermuatan cair. Sehingga menurunkan
besarnya sloshing yang terjadi, maka gaya yang dapat memicu adanya rolling
kapal akan berkurang dan pada akhirnya akan menurunkan nilai rolling period.
Perlakuan penggunaan sirip peredam 10% dari luas free surface (P2) pada palka
dapat menurunkan rolling period sebesar 30% dari perlakuan palka tanpa sirip
peredam, perlakuan penggunaan sirip peredam 20% dari luas free surface (P3)
pada palka dapat menurunkan rolling period sebesar 30,4% dari perlakuan palka
tanpa sirip peredam, sedangkan perlakuan penggunaan sirip peredam 30% dari
luas free surface (P4) pada palka dapat menurunkan rolling period yang paling
besar yaitu sebesar 39,9% dari perlakuan palka tanpa sirip peredam. Hal ini
dikemukan juga oleh Novita (2011) sirip peredam dapat menahan aliran free
surface yang begerak di dalam palka muatan cair, dan pada volume free surface
yang tertahan tersebut terjadi refleksi yang memiliki gaya yang sama dengan
volume air yang tertahan tetapi arahnya berlawanan, sehingga menurunkan
besarnya sloshing yang pada akhirnya akan menurunkan nilai rolling period. Hal

28

ini menunjukkan bahwa penggunaan sirip peredam dalam penelitian ini dapat
menurunkan nilai rolling period yang terjadi pada kapal model. Berdasarkan tiga
perlakuan palka yang menggunakan sirip peredam, palka dengan sirip peredam
20% (P3) memiliki selisih antara nilai Fhit dan Ftab lebih besar dibandingkan
dengan perlakuan palka dengan sirip peredam 10% (P2), namun palka dengan
sirip peredam 30% (P4) memiliki selisih antara nilai Fhit dan Ftab paling besar
dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Kondisi ini menunjukkan semakin luas
sirip peredam yang digunakan maka akan semakin efektif untuk mengurangi
rolling period kapal model. Nilai rolling period juga dapat menentukan kualitas
stabilitas kapal. Menurut FAO (2009) kapal yang memiliki stabilitas yang baik
adalah kapal yang memiliki nilai rolling period yang kecil. Mengacu pada
pernyataan tersebut maka berdasarkan hasil penelitian dapat dikatakan bahwa
perlakuan palka dengan 30% (P4) memiliki stabilitas yang baik dibandingkan
dengan perlakuan yang lain karena miliki nilai rolling period yang paling kecil.
Nilai rolling period yang terjadi mempengaruhi besarnya frekuensi rolling
kapal model. Sabagaimana telah dijelaskan sebelumnya bahwa frekuensi rolling
menurut Batthacharyya (1978) merupakan banyaknya gerakan rolling kapal dalam
satu satuan waktu. Semakin besar nilai rolling period maka akan semakin kecil
nilai frekuensi rolling-nya karena rolling period yang besar membuat kapal
membutuhkan waktu yang lebih lama untuk melakukan 1 kali gerekan oleng
sehingga frekuensinya akan lebih kecil. Fenomena ini terjadi pada penelitian yang
dilakukan dimana perlakuan palka tanpa sirip peredam memiliki nilai rolling
period yang paling besar dibandingkan dengan perlakuan yang lainnya seperti
yang dibahas sebelumnya sehingga nilai frekuensi rolling-nya paling kecil,
sedangkan pada perlakuan palka dengan sirip peredam 30% memiliki nilai rolling
period yang kecil sehingga frekuensi rolling-nya besar. Hal ini sesuai dengan
hubungan antara frekuensi dengan periode rolling dimana semakin lama periode
yang dibutuhkan maka frekuensinya semakin sedikit (f=1/T). Berdasarkan uji
statistik terhadap frekuensi rolling antara palka tanpa sirip peredam vs palka
dengan sirip peredam 10% menunjukkan bahwa nilai Fhit > Ftab atau nilai P-Value
< 0,05, begitu juga hasil uji statistik antara palka tanpa sirip peredam vs palka
dengan sirip peredam 20% dan palka tanpa sirip peredam vs palka dengan sirip

29

peredam 30% menunjukkan bahwa nilai Fhit > Ftab atau nilai P-Value < 0,05
(Lampiran 4). Hal ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan frekuensi rolling
antara palka tanpa sirip peredam dengan palka yang menggunakan sirip peredam.
Kondisi tersebut menunjukkan penggunaan sirip peredam pada palka bermuatan
cair memberikan pengaruh yang nyata terhadap perbedaan frekuensi rolling.
Berdasarkan data pada Tabel 5, ranking pertama diberikan pada perlakuan
yang dapat kembali pada posisi tegak yang lebih cepat. Oleh karena itu perlakuan
palka dengan sirip peredam 30% menda