PERANCANGAN KAPAL PENYEBERANGAN FERRY RO-RO SEBAGAI FASILITAS PENGANGKUT KERETA API RUTE JAWA-SUMATERA

  TUGAS AKHIR – MN091382 PERANCANGAN KAPAL PENYEBERANGAN FERRY

RO-RO SEBAGAI FASILITAS PENGANGKUT KERETA API

RUTE JAWA-SUMATERA

HALAMAN JUDUL

  SETYO ADI NUGROHO NRP. 4107 100 024 Ir. Hest y Anit a Kurniawat i, M. Sc.

  JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN Fakul t as Teknol ogi Kel aut an Inst it ut Teknol ogi Sepul uh Nopember Surabaya 2014

  FINAL PROJECT – MN091382 DESIGN OF FERRY RO-RO SHIP AS FACILITIES TO CARRIER TRAIN WITH ROUTE JAVA-SUMATRA TITLE PAGE SETYO ADI NUGROHO NRP. 4107 100 024 Ir. Hest y Anit a Kurniawat i, M. Sc.

  

DEPARTMENT OF NAVAL ARCHITECTURE & SHIPBUILDING ENGINEERING

Facul t y of Marine Technol ogy Sepul uh Nopember Inst it ut e of Technol ogy Surabaya 2014

PERANCANGAN KAPAL PENYEBERANGAN FERRY RO-RO SEBAGAI FASILITAS PENGANGKUT KERETA API RUTE JAWA- SUMATERA

  Nama Mahasiswa : Setyo Adi Nugroho NRP : 4107 100 024 Jurusan / Fakultas : Teknik Perkapalan / Teknologi Kelautan Dosen Pembimbing : Ir. Hesty Anita Kurniawati, M.Sc.

  ABSTRAK Tidak adanya akses jalur kereta api yang menghubungkan Pulau Jawa-Sumatera

membuat sebagian masyarakat lebih memilih sarana transportasi lain seperti bus, mobil,

sepeda motor, dan angkutan umum lainnya. Untuk mendukung sarana transportasi kereta

api tersebut, maka dibutuhkan sebuah desain kapal Ferry Ro-Ro yang secara khusus

dapat mengangkut kereta api. Data yang dibutuhkan berupa ukuran lokomotif dan

gerbong, ukuran rel, dan jarak antar pulau. Dari data tersebut dibuat desain awal.

  

Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah mencari ukuran kapal yang optimum, serta memiliki

biaya yang minimum. Ukuran utama kapal optimal yang didapatkan adalah, Lpp =

100.12 m, Bm = 29.3 m, H = 7.33 m,T = 5.25 m , dengan biaya pembangunan sebesar $

17,656,797.44. Dari data kapal tersebut kemudian dibuat Lines Plan, General

Arrangement, serta Safety Plan.

  

DESIGN OF FERRY RO-RO SHIP AS FACILITIES TO CARRIER

TRAIN WITH ROUTE JAVA-SUMATRA

  Author : Setyo Adi Nugroho

  ID No. : 4107 100 024 Department / Faculty : Naval Architecture Shipbuilding Engineering / Marine Technology Supervisors : Ir. Hesty Anita Kurniawati, M.Sc.

  

ABSTRACT

The unavailable of train line access between Java - Sumatra, makes people choose another transportation such as bus, car, motor cycle, etc. To support the train line transportation, it will need a design of ferry with purpose to carry a train. The required data are dimension of train within Railway and distance of each inhabited island. From this data, we can make the preliminary ship design. Purpose of this final project is to find the optimal size of the ship with the size of superstructure is already determined. Size of the ship must meet some certain restrictions like Archimedes law, trim, stability, freeboard, tonnage, and cheapest valuable. The ship’s optimal main dimensions are, L = 100.12 m, B = 29.3 m, H = 7.33 m, T = 5.25 m with the production cost is $ 17,656,797.44. From the ship’s main dimensions, furthermore, lines plan, general arrangement, and safety plan can be made.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan karunia serta hidayahNya Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Kapal Penyeberangan Ferry Ro-Ro

  Sebagai Fasilitas Pengangkut Kereta Api Rute Jawa-Sumatera”

  ini dapat diselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penyelesaian Tugas Akhir ini, yaitu:

  1. Ir. Hesty Anita Kurniawati, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing atas bimbingan dan motivasinya selama pengerjaan dan penyusunan Tugas Akhir ini;

  2. Bapak, Ibu, serta Karyawan di PT. KAI Daerah Operasi VII Surabaya yang telah memberikan bantuan data Tugas Akhir;

  3. Prof. Ir. Djauhar Manfaat, M.Sc, Ph.D. Ir. I Gede Made Santosa, Ir. Paulus Andrianto Sutirto. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan sarannya untuk perbaikan Laporan Tugas Akhir ini;

  4. Papa dan Mama, dua orang terhebat dalam hidup penulis, atas kasih sayang, doa-doa, dan segala pelajaran hidup serta bimbingannya sampai saat ini;

  5. Serta, Teman-teman Teknik Perkapalan FTK-ITS, khususnya angkatan 2007, atas segala kenangan-kenangan selama penulis ada diantara kalian; Penulis sadar bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan. Akhir kata, besar harapan penulis bahwa Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi dan manfaat sebanyak-banyaknya bagi pembaca sekalian.

  Surabaya, 14 Juli 2014 Penulis,

  Setyo Adi Nugroho

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ................................................................................................................... i TITLE PAGE .............................................................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................................... iii LEMBAR REVISI ..................................................................................................................... iv HALAMAN PERUNTUKAN .................................................................................................... v KATA PENGANTAR ............................................................................................................... vi ABSTRAK ............................................................................................................................... vii ABSTRACT ............................................................................................................................ viii DAFTAR ISI ............................................................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................ xii DAFTAR TABEL ................................................................................................................... xiii DAFTAR SIMBOL ................................................................................................................. xiv

  BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................................... 1 I.1. Latar Belakang ............................................................................................................ 1 I.2. Perumusan Masalah ...................................................................................................... 1 I.3. Maksud danTujuan ....................................................................................................... 2 I.4. Manfaat ......................................................................................................................... 2 I.5. Batasan Masalah ........................................................................................................... 2 I.6. Hipotesis ....................................................................................................................... 3 I.7. Sistematika Penulisan ................................................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................... 7 II.1. Gambaran Umum ......................................................................................................... 7 II.2. Penggolongan Tipe Kapal Ferry ................................................................................... 7 II.2.1. Kapal Ferry dengan Pemuatan dari Ujung-Ujung (End Loading) .................... 7 II.2.2. Kapal Ferry dengan Pemuatan di samping (Side Loading) .............................. 8 II.3. Train Ferry/Ferry Kereta .............................................................................................. 9 II.4. Pendekatan Desain ..................................................................................................... 10 II.4.1. Concept Design .............................................................................................. 11 II.4.2. Preliminary Design ......................................................................................... 11 II.4.3. Contract Design .............................................................................................. 12 II.4.4. Detail design ................................................................................................... 12 II.5. Perancangan Kapal dengan Metode Optimasi............................................................ 13 II.5.1. Pemahaman Optimasi ..................................................................................... 13 II.5.2. Klasifikasi Permasalahan Optimasi ................................................................ 15 II.6. Tinjauan Teknis Perancangan Kapal .......................................................................... 16 II.6.1. Ukuran Utama Awal Kapal ............................................................................ 16 II.6.2. Dasar Perhitungan Hambatan ......................................................................... 17 II.6.3. Dasar Perhitungan Motor Induk ..................................................................... 17 II.6.4. Dasar Perhitungan Berat kapal ....................................................................... 17 II.6.5. Dasar Perhitungan Batasan ............................................................................. 18 II.6.6. Dasar Perhitungan Biaya Pembangunan Kapal .............................................. 20 BAB III TINJAUAN DAERAH PENELITIAN .................................................................. 22 III.1. Gambaran Umum ....................................................................................................... 22

  III.2. Pelabuhan ................................................................................................................... 23

  III.3. Sejarah Jalur Kereta Api di Pulau Jawa dan Sumatera .............................................. 25

  BAB IV METODOLOGI PENELITIAN ............................................................................ 29 IV.1. Langkah-langkah Pengerjaan Tugas Akhir ................................................................ 29

  1.Studi Literatur ......................................................................................................... 29

  2.Pengumpulan Data .................................................................................................. 29

  3.Penentuan Parameter, Variabel, dan Batasan. ........................................................ 30

  4.Perhitungan Teknis Perancangan Kapal ................................................................. 31

  5.Pembuatan Rencana Garis ...................................................................................... 31

  6.Pembuatan Rencana Umum .................................................................................... 31

  7.Kesimpulan dan Saran ............................................................................................ 32

  IV.2. Model Penelitian ........................................................................................................ 33

  BAB V ANALISIS TEKNIS DAN PEMBAHASAN ........................................................ 35 V.1. Survey Lapangan ....................................................................................................... 35 V.2. Desain Awal ............................................................................................................... 36 V.3. Perhitungan Awal ...................................................................................................... 37 V.3.1. Froude Number (Fn) ...................................................................................... 37 V.3.2. Koefisien Block (Cb) ..................................................................................... 38 V.3.3. Koefisien Midship (Cm)................................................................................. 38 V.3.4. Koefisien Prismatik (Cp) ............................................................................... 38 V.3.5. Koefisien Waterplan (Cwp) ........................................................................... 39 Length Center of Buoyancy V.3.6. (Lcb) .................................................................. 39 V.3.7. DISPLACMENT ............................................................................................ 40 V.4. Hambatan ................................................................................................................... 40 V.4.1. Hambatan Gesek ............................................................................................ 40 V.4.2. Hambatan Gelombang.................................................................................... 41 V.4.3. Hambatan Total .............................................................................................. 41 V.5. Machinery .................................................................................................................. 41 V.6. Perhitungan Massa dan Titik Pusat Massa DWT ...................................................... 41 V.7. Crew dan Consummable ............................................................................................ 42 V.8. Titik Berat .................................................................................................................. 43 V.9. Perhitungan Massa dan Titik Pusat Massa LWT ....................................................... 45 V.9.1. Berat baja Kapal ............................................................................................. 45 V.9.2. Berat Peralatan dan Perlengkapan.................................................................. 48 V.9.3. Total Berat (LWT) ......................................................................................... 50 V.9.4. Titik Berat Baja .............................................................................................. 50 V.9.5. Titik Berat Equipment & Outfitting ............................................................... 50 V.9.6. Titik Berat Machinery .................................................................................... 51 V.10. Titik Berat LWT+DWT ............................................................................................. 51 V.11. Stabilitas ..................................................................................................................... 52 V.12. Trim ........................................................................................................................... 53 V.13. Freeboard ................................................................................................................... 53 V.13.1. Freeboard Standard .................................................................................... 53 V.14. Tonase Kapal ............................................................................................................. 54 V.15. Biaya .......................................................................................................................... 55 V.15.1.Structural Cost ............................................................................................... 55 V.15.2.Outfit Cost ...................................................................................................... 56 V.15.3.Machinery Cost .............................................................................................. 56 V.15.4.Non Weight Cost ............................................................................................ 56

  V.15.5.Total Cost ....................................................................................................... 57

  V.16. Batasan ....................................................................................................................... 57

  V.16.1.Hukum Archimedes ........................................................................................ 57

  V.16.2.Batasan Untuk Stabilitas................................................................................. 58

  V.16.3.Batasan Untuk Freeboard ............................................................................... 59

  V.16.4.Batasan Trim .................................................................................................. 60

  V.17. Optimasi ..................................................................................................................... 60

  V.17.1.Langkah Proses Optimasi ............................................................................... 60

  V.17.2.Hasil Optimasi ................................................................................................ 64

  V.18. Pembuatan LinesPlan ................................................................................................. 65

  V.19. Pembuatan Rencana Umum ....................................................................................... 70

  BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 76 VI.1. Kesimpulan ................................................................................................................. 76 VI.2. Saran ........................................................................................................................... 76 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 78 LAMPIRAN : DATA SURVEY BIODATA PENULIS

  DAFTAR GAMBAR

  Gambar II.1 Ferry dengan Pemuatan Ujung (Rolland Li, 2010) ............................................... 8 Gambar II.2 Ferry dengan Pemuatan dari Samping (Rolland Li, 2010) .................................... 9 Gambar II.3 Kapal Ferry Pengangkut Kereta (Friedhelm Ernst, 2008) ................................... 10 Gambar II.4 Basic Design Spiral (Watson, 1998) ................................................................... 10 Gambar II.5 Keadaan kapal stabil ............................................................................................ 18 Gambar II.6 Keadaan kapal netral ........................................................................................... 19 Gambar II.7 Keadaan kapal labil ............................................................................................. 19 Gambar III.1 Selat Sunda (Wikipedia, 1999) .......................................................................... 22 Gambar III.2 Lokasi Selat Sunda dari Peta Indonesia ............................................................. 23 Gambar III.3 Pemudik Bersepeda Motor di Pelabuhan Merak (wikipedia, 2014) .................. 23 Gambar III.4 Kapal Ferry Di Pelabuhan Merak (wikipedia, 2014) ......................................... 24 Gambar III.5 Kapal Ferry Di Pelabuhan Bakauheuni (wikipedia, 2014) ................................ 25 Gambar III.6 Stasiun pertama di Pulau Jawa (Van Ballegoijen de jong, 1993) ...................... 26 Gambar III.7 Peta Jalur Kereta Api di Jawa dan Sumatera (kemenhub, 2008) ....................... 27 Gambar IV.1 Diagram Metodologi Penelitian ......................................................................... 33 Gambar V.1 Desain Awal ........................................................................................................ 36 Gambar V.2 Grafik % LCB-CB ............................................................................................... 39 Gambar V.3 Tampilan Microsoft Excel 2007 dengan Solver Add-In terinstall ....................... 61 Gambar V.4 Tampilan setelah Target Cell dan nilai minimal ditentukan ............................... 62 Gambar V.5 Tampilan Solver Parameter setelah changing cells ditentukan ........................... 62 Gambar V.6 Tampilan Solver untuk input constraint.............................................................. 62 Gambar V.7 Tampilan Solver setelah constraint dalam model dimasukkan ........................... 63 Gambar V.8 Tampilan Solver Option ...................................................................................... 63 Gambar V.9 Dialog box ketika Solver menemukan kombinasi variable yang optimal .......... 64 Gambar V.10 Tampilan dialog box ketika Solver tidak menghasilkan hasil yang optimal ..... 64 Gambar V.11 Tampilan awal maxsurf ..................................................................................... 66 Gambar V.12 Tampilan Open desain ...................................................................................... 66 Gambar V.13 Menentukan Zero point pada Maxsurf .............................................................. 67 Gambar V.14 Tampilan Frame of reference ............................................................................ 68 Gambar V.15 Tampilan tabel Hydrostatic ............................................................................... 68

  DAFTAR TABEL

  Tabel V.1 Titik Berat Crew ...................................................................................................... 44 Tabel V.2 Titik Berat Air Tawar .............................................................................................. 44 Tabel V.3 Perencanaan Tangki Lubrication Oil ....................................................................... 44 Tabel V.4 Perencanaan Tangki Diesel Oil ............................................................................... 45 Tabel V.5 Tabel Perencanaan Fuel Oil ..................................................................................... 45 Tabel V.6 Perencanaan Dimensi dan Berat deck House .......................................................... 47 Tabel V.7 Perencanaan Dimensi dan Berat Forecastle............................................................. 47 Tabel V.8 Komponen Rel Kereta Api ...................................................................................... 48 Tabel V.9 Tabel Perencanaan Ruang Akomodasi .................................................................... 48 Tabel V.10 Perencanaan Miscellaneous ................................................................................... 49 Tabel V.11 KG Baja ................................................................................................................. 50 Tabel V.12 LCG Baja ............................................................................................................... 50 Tabel V.13 Titik Berat equipment and Outfitting .................................................................... 51 Tabel V.14 Titik Berat Permesinan .......................................................................................... 51 Tabel V.15 Titik Berat Gabungan ............................................................................................ 51 Tabel V.16 Lengan Statis (Gz) ................................................................................................. 52 Tabel V.17 Lengan Dinamis ..................................................................................................... 52 Tabel V.18 Hidrostatic Properties ............................................................................................ 53 Tabel V.19 Kondisi Trim Kapal ............................................................................................... 53 Tabel V.20 Freeboard Standard ................................................................................................ 53 Tabel V.21 Koreksi Freeboard-Tinggi ..................................................................................... 54 Tabel V.22 Koreksi Freeboard-Bangunan Atas ....................................................................... 54 Tabel V.23 Gross Tonnage ....................................................................................................... 55 Tabel V.24 Net Tonnage .......................................................................................................... 55 Tabel V.25 Structural Cost ....................................................................................................... 55 Tabel V.26 Outfit Cost ............................................................................................................. 56 Tabel V.27 Machinery Cost ..................................................................................................... 56 Tabel V.28 Total Biaya Kapal .................................................................................................. 57 Tabel V.29 Batasan Displacement............................................................................................ 58 Tabel V.30 Batasan Stabilitas ................................................................................................... 58 Tabel V.31 Batasan Freeboard ................................................................................................. 59 Tabel V.32 Batasan Trim.......................................................................................................... 60 Tabel V.33 Hasil Optimasi yang didapat dari Solver ............................................................... 65

DAFTAR SIMBOL

  L = Panjang kapal (m) Loa = Length overall (m) Lpp = Length perperdicular (m) Lwl = Length of waterline (m) B = Lebar satu hull catamaran (m) T = Sarat kapal (m) H = Tinggi lambung kapal (m) BT = Lebar keseluruhan kapal (m) HT = Tinggi keseluruhan kapal (m) S = Lebar demihull (m) Vs = Kecepatan dinas kapal (knot) Vmax = Kecepatan maksimal kapal (knot) Fn = Froud number Rn = Reynolds number Cb = Koefisien blok Cp = Koefisien prismatik Cm = Koefisien midship Cwp = Koefisien water plane ρ = Massa jenis (kg/m3) g = Percepatan gravitasi (m/s2) ∆ = Displacement kapal (ton) V = Volume displacement (m3) LCB = Longitudinal center of bouyancy (m)

  VCG = vertical center of gravity (m) LCG = Longitudinal center of gravity (m) LWT = Light weight tonnage (ton) DWT = Dead weight tonnage (ton) RT = Hambatan total kapal (N) WSA = Luasan permukaan basah (m2) υ = Koefisien viskositas kinematik (m2/s)

  β = Faktor interferensi hambatan gesek τ = Faktor interferensi hambatan gelombang (1+βk) = Catamaran viscous resistence interference CW = Koefisien hambatan gelombang CF = Koefisien hambatan gesek CT = Koefisien hambatan total η = Koefisien dari efisiensi EHP = Effectif horse power (hp) THP = Thrust horse power (hp) DHP = Delivered horse power (hp) BHP = Brake horse power (hp)

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Jembatan Selat Sunda (JSS) adalah salah satu proyek besar pembuatan jembatan

  yang melintasi selat sunda sebagai penghubung antara Menurut rencana Proyek JSS mencapai panjang keseluruhan 31 ki lometer dengan lebar 60 meter dan mempunyai ketinggian maksimum 70 meter dari permukaan air, masing-masing sisi mempunyai 3 lajur unt

  Pembangunan JSS yang dilakukan pemerintah untuk menghubungkan Pulau Jawa dengan Pulau Sumatera diperkirakan akan mengambil anggaran negara hingga Rp.200 triliun . Langkah ini bukanlah pilihan yang bijak karena dikhawatirkan akan memperlebar kesenjangan wilayah terutama di kawasan bagian timur Indonesia, Dan yang terburuk adalah apabila banyak daerah di kawasan timur semakin terdorong untuk memisahkan diri dari Indonesia.

  Jika konektivitas Pulau Sumatra dan Pulau Jawa menjadi alasan utama jembatan itu dibangun, Solusi yang paling ideal adalah dengan mengembangkan kapal ferry generasi terbaru yang lebih cost-effective, Selain itu pembangunan kapal ferry juga lebih cepat disediakan. Sedangkan dari segi teknologi, Kapal ferry sudah banyak dikuasai galangan kapal nasional. Salah satu hal pengembangan kapal ferry tersebut adalah dengan merancang sebuah kapal ferry yang dapat mengakomodasi kereta api dari Pulau Jawa dan Pulau Sumatera, Sehingga dengan harapan : 1.Penyebaran kepadatan lalu lintas kendaraan di darat dapat merata.

  2.Masyarakat tidak perlu lagi berganti dari kereta api ke bus apabila ingin melanjutkan perjalanan antar Pulau Jawa-Sumatera.

  3.Pengeluaran Anggaran Negara lebih hemat dibandingkan dengan Proyek Pembangunan JSS.

I.2. Perumusan Masalah

  1. Bagaimana menentukan Layout awal Desain kapal?

  2. Bagaimana menentukan ukuran utama kapal?

  3. Bagaimana membuat Rencana Garis, Rencana Umum kapal dan Safety Plan?

  4. Bagaimana menentukan biaya yang optimal dalam pembangunan kapal?

  I.3. Maksud dan Tujuan

  Maksud dari Tugas Akhir ini adalah membuat desain kapal penyeberangan Ferry Ro-Ro yang dapat mengangkut kereta api rute Merak-Bakauheuni.

  Sedangkan tujuan dari Tugas Akhir ini sebagai berikut : 1. Menentukan Layout awal Desain kapal.

  2. Menentukan ukuran utama kapal.

  3. Membuat Rencana Garis, Rencana Umum kapal dan Safety Plan.

  4. Menentukan biaya yang optimal dalam pembangunan kapal.

  I.4. Manfaat

  Dari Tugas Akhir ini, diharapkan dapat diambil manfaat sebagai berikut :

  1. Secara akademis, diharapkan hasil pengerjaan Tugas Akhir ini dapat menunjang proses belajar mengajar dan turut memajukan pendidikan di Indonesia.

  2. Secara praktek, diharapkan hasil dari Tugas Akhir ini dapat berguna sebagai referensi pengadaan kapal yang dapat mengangkut kereta api rute Merak-Bakauheuni.

  I.5. Batasan Masalah 1. Penggunaan kapal terbatas di selat Sunda.

  2. Asumsi rel kereta api sudah ada di ujung dermaga.

  3. Perancangan kapal pada Tugas Akhir ini hanya sebatas Concept Design.

  4. Perhitungan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini merupakan teori pendekatan dengan menggunakan rumus-rumus yang ada.

  5. Kondisi perairan dikondisikan pada keadaan calm water.

  I.6. Hipotesis

  Hipotesis awal dari Tugas Akhir ini adalah Kapal penyeberangan Ferry Ro-Ro dapat menjadi solusi alternatif untuk mengangkut sarana angkutan massal kereta api yang menghubungkan Pulau Jawa dan Pulau Sumatera.

  I.7. Sistematika Penulisan

  Sistematika penulisan laporan yang disusun untuk pengerjaan Tugas akhir Perancangan kapal penyeberangan Ferry Ro-Ro sebagai fasilitas pengangkut kereta api rute Jawa – Sumatera ini adalah, sebagai berikut : LEMBAR JUDUL LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR SIMBOL

  BAB I. PENDAHULUAN Pada bab Pendahuluan yang dibahas adalah mengenai gambaran umum serta konsep dasar dari Tugas Akhir ini. Bab ini berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, maksud dan tujuan dari Tugas Akhir, manfaat Tugas Akhir bagi penulis maupun pembaca, hipotesis awal Tugas Akhir, batasan masalah yang ditentukan oleh penulis, serta sistematika penulisan Tugas Akhir ini.

  BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI Pada bab ini membahas tentang teori yang berhubungan dengan Desain Kapal Ferry Ro-Ro, serta referensi lain yang mendukung dalam proses analisis dan penyelesaian masalah pada pengerjaan tugas akhir. BAB III. TINJAUAN DAERAH PENELITIAN Dalam bab Tinjauan Daerah Pelayaran ini akan dibahas mengenai penjelasan umum tentang kondisi geografis dan karakteristik perairan di wilayah Jawa dan Sumatera.

  BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN Dalam bab ini akan dijelaskan mengenai metode-metode yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini serta urutan kerja dan langkah pengerjaan yang dibuat dalam bentuk flow chart atau diagram alir untuk menyelesaikan tugas akhir perancangan kapal Ferry Ro-Ro ini.

  BAB V. ANALISIS TEKNIS DAN PEMBAHASAN Pada bab ini dibahas mengenai analisis teknis yang dimulai dari penentuan desain awal, ukuran utama awal kapal, perhitungan hambatan dan daya mesin, LWT, DWT, perhitungan batasan sampai kepada ukuran utama optimum, rencana garis (lines plan) dan rencana umum (general arrangement).

  Pembuatan lines plan dilakukan dengan menggunakan software Maxsurf, sedangkan pembuatan general arrangement menggunakan software AutoCAD dengan acuan lines plan yang didapat sebelumnya.

  BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN Dalam bab ini akan diberikan kesimpulan-kesimpulan yang didapat, dimana kesimpulan-kesimpulan tersebut menjawab permasalahan yang ada dalam tugas akhir ini, antara lain desain awal kapal Ferry Ro-Ro, ukuran utama kapal yang optimal, hasil lines plan dan rencana umum, serta biaya pembangunan kapal yang minimum.

  Bab ini juga berisi saran-saran penulis sebagai tindak lanjut dari permasalahan yang dibahas serta untuk pengembangan materi.

  

(Halaman ini sengaja di kosongkan)

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Gambaran Umum Kapal Ferry merupakan sarana angkutan penyeberangan yang dapat mengangkut penumpang, kendaraan, barang, maupun ternak dari satu daratan ke daratan yang lain. Kapal Ferry mempunyai peranan penting dalam sistem pengangkutan bagi banyak

  kota di pesisir pantai, membuat transit langsung antar kedua tujuan dengan biaya lebih kecil dibandingkatau terowongan.

II.2. Penggolongan Tipe Kapal Ferry

  Secara umum penggolongan tipe kapal ferry didasarkan menurut cara pemuatannya, hal ini dilakukan karena proses pemuatan kapal ferry erat kaitannya dengan beberapa aspek yang perlu diperhatikan dalam pemilihan kapal ferry yang sesuai dengan kondisi daerah operasi maupun dalam perancangan kapal ferry itu sendiri.

  Beberapa aspek yang berpengaruh yaitu cara pemuatan kapal ferry berhubungan dengan pemilihan sistem propulsi yang akan dipakai, deras tidaknya arus pada daerah sandar, jarak bentang penyeberangan, ramai tidaknya lalu lintas pelayaran pada daerah itu maupun kondisi perairan setempat. Untuk lebih jelas dalam penggolongan tipe kapal ferry maka akan diuraikan secara terinci dibawah ini : II.2.1. Kapal Ferry Dengan Pemuatan Dari Ujung-ujung (End Loading).

  Kapal ferry dengan pemuatan dari ujung-ujung kapal biasanya dioperasikan pada daerah-daerah dengan kondisi sebagai berikut : Jarak bentang penyeberangan yang tidak begitu jauh sehingga jika ferry

• tersebut telah sampai, kapal tidak perlu berputar kembali sehingga untuk praktisnya ferry tersebut direncanakan memuat dari ujung kapal dan dapat berlayar dengan salah satu ujungnya didepan secara bergantian. Kecepatan arus pada daerah kapal ferry akan bersandar tidak begitu deras dan
• juga lalu lintas pelayaran pada tempat itu tidak terlalu ramai sehingga apabila kapal tersebut bersandar dengan ujung-ujungnya tidak akan mengganggu lalu lintas pelayaran.

  Untuk daerah penyeberangan yang tidak begitu deras, ferry yang digunakan

• biasanya berbenuk pontoon dengan pemuatan dari ujung depan atau dari ujung belakang kapal ferry tersebut. Dimana kapal-kapal tersebut mempunyai bentuk ujung depan dan ujung belakang yang sama dan kapal ini dapat berlayar dengan ujung-ujung secara bergantian. Untuk jarak bentang penyeberangan yang cukup jauh dengan arusnya tidak
• begitu deras, lebih sering dipakai kapal berbentuk kapal biasa dimana bentuk ujung depan dan ujung belakang tidak sama sehingga kapal tersebut berlayar dengan ujung depan maupun ujung belakang.

  Gambar II.1 Ferry dengan Pemuatan Ujung (Roland Li, 2010)

II.2.2. Kapal Ferry Dengan Pemuatan Di Samping Kapal (Side Loading)

  Kapal ferry dengan pemuatan side loading biasanya beroperasi pada daerah-daerah yang memiliki kondisi sebagai berikut : Jarak bentang penyeberangan relative jauh sehingga seandainya ferry tersebut

• harus berputar hal ini tidak seperti tipe end loading. Kondisi pada daerah tersebut tidak memungkinkan kapal merapat ke dermaga
• dari ujung kapalnya, hal ini dapat disebabkan karena ramainya lalu lintas pelayaran ataupun karena derasnya arus.

  Gambar II.2 Ferry dengan Pemuatan Dari Samping (Roland Li, 2010)

II.3. Train Ferry/ Ferry Kereta

  adalah sebuah kapal yang dirancang untuk membawa kereta, biasanya memiliki rel kereta di dalamnya. Di dalam kapal ini di lengkapi pula jembatan (ramp) yang disebut Pintu Rampa yang di hubungkan ke dermaga ketika sandar.

  Di berbagai belahan Negara-negara maju seperti halnya Eropa pengangkutan kereta api menggunakan sarana kapal Ferry untuk menghubungkan antar Pulau maupun antar Negara bukanlah hal yang baru. Sebagai contoh yang telah di lakukan Jerman dan Denmark yang menghubungkan jalur kereta api antar kedua Negara tersebut menggunakan kapal Ferry dari kota Hamburg (Jerman) menuju kota

  Copenhagen (Denmark) di dermaga Puttgarden.

  Di Indonesia Kapal Ferry mempunyai peranan penting dalam sistem pengangkutan bagi banyak kota di pesisir pantai yang membuat transit langsung antar kedua tujuan dengan biaya lebih kecil dibandingkaatau terowongan.

  F r i e d h e l m E r n s t , 2 0 0 8 )

  Gambar II.3 Kapal Ferry pengangkut Kereta (

II.4. Pendekatan Desain

  Proses pada desain kapal adalah proses yang berulang. Berbagai analisis dilakukan secara berulang untuk mendapatkan detail yang maksimal ketika proses desain dikembangkan, hal ini disebut sebagai desain spiral yang secara umum digambarkan sebagai berikut :

  Gambar II.4 Basic Design Spiral (Watson, 1998) Secara umum desain spiral digolongkan menjadi 4 tingkatan, yaitu :

  II.4.1. Concept Design Concept design

  adalah tahap pertama dalam proses desain yang menterjemahkan

  mission requirement

  atau permintaan pemilik kapal ke dalam ketentuan-ketentuan dasar dari kapal yang akan direncanakan. Dibutuhkan TFS (Technical Feasibility

  Study

  ) sehingga menghasilkan ukuran utama seperti panjang, lebar, tinggi, sarat,

  finnes

  dan fullness power, karakter lainnya dengan tujuan untuk memenuhi kecepatan,

  range (endurance

  ), kapasitas, deadweight. Termasuk juga memperkirakan

  preliminary lightship weght

  , yang pada umumnya diambil dari rumus pendekatan kurva maupun pengalaman-pengalaman. Hasil-hasil pada concept design digunakan untuk mendapatkan perkiraan biaya konstruksi. Langkah langkah pada concept design adalah sebagai berikut:

• kapal sejenis yang sudah ada. Mengidentifikasi semua perbandingan desain utama.

  Klasifikasi biaya untuk kapal baru dengan membandingkan terhadap beberapa

• Memilih proses iterasi yang akan menghasilkan desain yang memungkinkan. • Membuat ukuran yang sesuai (analisis ataupun subyektif) untuk desain.
• Mengoptimasi ukuran utama kapal.
• Mengoptimasi detail kapal. •

  II.4.2. Preliminary Design

  Langkah kelanjutan dari concept design mengecek kembali ukuran dasar kapal yang dikaitkan dengan performance. Pemeriksaan ulang terhadap panjang, lebar, daya mesin, deadweight yang diharapkan tidak banyak merubah pada tahap ini. Hasil diatas merupakan dasar dalam pengembangan rencana kontrak dan spesifikasi. Tahap preliminary design ditandai dengan beberapa langkah-langkah sebagai berikut:

• Pengecekan terhadap analisa detail struktur kapal • Penyelesaian bagian interior kapal •

  Melengkapi bentuk lambung kapal

• Perhitungan stabilitas dan hidrostatik kapal Mengevaluasi kembali perhitungan tahanan, powering maupun performance • kapal

  Perhitungan berat kapal secara detail dalam hubungannya dengan penentuan • sarat dan trim kapal Perhitungan biaya secara menyeluruh dan detail

• II.4.3. Contract Design

  Hasilnya sesuai dengan namanya dokumen kontrak pembuatan kapal. Langkah- langkahnya meliputi satu, dua atau lebih putaran dari desain spiral. Oleh karena itu pada langkah ini mungkin terjadi perbaikan hasil-hasil preliminary design. Tahap merencanakan/menghitung lebih teliti hull form (bentuk badan kapal) dengan memperbaiki lines plan, tenaga penggerak dengan menggunakan model test,

  seakeeping

  dan karakteristik maneuvering, pengaruh jumlah propeller terhadap badan kapal, detail konstruksi, pemakaian jenis baja, jarak dan tipe gading. Pada tahap ini dibuat juga estimasi berat dan titik berat yang dihitung berdasarkan posisi dan berat masing-masing item dari konstruksi. General Arrangement detail dibuat juga pada tahap ini. Kepastian kapasitas permesinan, bahan bakar, air tawar dan ruang-ruang akomodasi. Kemudian dibuat spesifikasi rencana standart kualitas dari bagian badan kapal serta peralatan. Juga uraian mengenai metode pengujian dan percobaan sehingga akan didapatkan kondisi kapal yang baik.

II.4.4. Detail Design Tahap akhir dari perencanaan kapal adalah pengembangan detail gambar kerja.

  Hasilnya dari langkah ini adalah berisi petunjuk/instruksi mengenai instalsi dan detail konstruksi kepada tukang pasang (fitter), tukang las (welder), tukang perlengkapan (outfitter), tukang pelat, penjual mesin, tukang pipa dan lain-lainnya. Langkah ini perubahan dari engineer (ahli teknik) untuk tukang, oleh karena itu tidak bisa diinterpelasikan (dirubah). Pada proses perencanaan, pengaturan dan pendeskripsian proses desain kapal, suatu perbedaan antara Level I (Total Ship) desain dan Level II

  (Ship System)

  desain. Level I desain berhubungan dengan sintesa dan analisis dari atribut total kapal seperti bentuk lambung dan rencana umum (General Arrangement) dan perkiraan dari atribut total kapal seperti berat dan titik berat kapal. Level II desain berhubungan dengan sintesa dan analisis elemen utama kapal secara secara khusus seperti struktur, sistem propulsi, pembangkit dan distribusi listrik, ship control, navigasi dan sistem komunikasi dan juga sistem mekanik termasuk pipa dan HVAC (heating,ventilation,air condition) serta outfitting. Beberapa hasil pada level II desain merupakan input dari level I desain seperti hasil dari data berat, ketahanan, kebutuhan awak kapal, biaya dan resiko.

  II.5. Perancangan Kapal Dengan Metode Optimisasi

  II.5.1. Pemahaman Optimasi

  Optimisasi merupakan suatu proses untuk mendapatkan satu hasil yang relatif lebih baik dari beberapa kemungkinan hasil yang memenuhi syarat berdasarkan batasan-batasan tertentu (Setijoprajudo, 1999). Optimisasi mencerminkan perilaku para pelaku ekonomi yang rasional, artinya sebagai konsumen ia akan selalu memaksimumkan kepuasannya dan sebagai produsen ia akan memaksimalkan keuntungannya atau meminimalkan kerugiannya. Pada dasarnya optimisasi adalah mencari titik maksimum atau minimum dari suatu fungsi. Caranya dengan mencari titik stasioner baik untuk fungsi 1 variabel maupun untuk fungsi dengan n variabel. Misalnya:

• fungsi tujuan dengan satu variabel = f (X1)
• fungsi tujuan dengan n variabel = f (X1, X2,……., Xn)

  Dalam proses optimisasi selalu melibatkan hal-hal dibawah ini (Setijoprajudo, 1999), yaitu : 1. Variabel adalah harga harga yang akan dicari dalam proses optimisasi.

  Contoh : L, B, H, T, Diameter propeller, Ae/Ao dll. Jenis – jenis variabel adalah :

• berdiri sendiri, melainkan berhubungan satu dengan yang lainnya. Variabel bebas, yaitu variabel yang dapat berdiri sendiri • Variabel tunggal (uni-variable)

  Variabel tak bebas (dependent variables), yaitu variabel yang tidak dapat

• Variabel ganda (multi-variables) • Variabel kontinyu (continous-variabel) yaitu variabel yang dapat mempunyai
• harga pada daerah yang sudah ditentukan Variabel tertentu (discrete variables) yaitu variabel yang dihitung untuk • kondisi – kondisi tertentu.

  2. Parameter adalah harga harga yang tidak berubah besarnya selama satu kali proses optimisasi karena syarat-syarat tertentu (misal dari peraturan suatu ketetapan ketetapan rule internasional lainnya) atau dapat juga suatu variable yang diberi harga tertentu. Harga tersebut dapat diubah setelah satu kali proses optimisasi untuk menyelediki kemungkinan terdapatnya hasil yang lebih baik.

  3. Konstanta adalah harga harga yang tidak berubah besarnya selama proses optimisasi berlangsung tuntas.

  Contoh : Berat jenis air, gravitasi bumi

  4. Batasan adalah harga-harga batas yang telah ditentuan baik perencana, pemesan, biro klasifikasi, peraturan keselamatan pelayaran, kondisi perairan, maupun oleh persyaratan-persyaratan lainnya. Batasan yang merupakan persamaan biasanya ditulis : h(x) = 0

  Bentuk umum : G min (x) < g(x) < g max (x)

  Bentuk standar :

  ( )

  Untuk g > 0, maka G(x) = - 1 > 0

  min ( )

  Contoh : 2,2 < H < 3,5 m merupakan batasan yang diberikan oleh pemesan yang merupakan batas minimum dan batas maksimum tinggi kapal yang dapat bersandar pada dermaga pemesan.

  5. Fungsi Obyektif adalah hubungan antara semua atau beberapa variable serta parameter yang harganya akan dioptimalkan. Fungsi tersebut dapat berupa linear atau kompleks serta bisa juga gabungan dari beberapa fungsi obyektif yang lain. Contoh : akan dibangun kapal dengan biaya paling murah. Maka biaya disini berfungsi sebagai fungsi objektif yang diminimumkan.

II.5.2. Klasifikasi Permasalahan Optimasi

  Terdapat lebih dari 4000 solusi algoritma dalam berbagai masalah optimisasi (Arsham, 2001). Solusi algoritma yang telah dikenal dalam bentuk program matematis dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

• Linear Program

  Linear Programming