Abstrak — Auger  Cutter  Suction  Dredger  (ACSD)  adalah salah  salah  satu  jenis  kapal  keruk  dari  beberapa  jenis  kapal keruk yang ada. Sistem permesinan yang beroperasi pun lebih bervariatif karena selain kapal harus bergerak (moving) kapal juga  melakukan  aktivitasnya  dalam  melakukan  pengerukan. Dalam  operasinya,  kapal  keruk  ini  akan  bekerja  di  area waduk.  Dan  juga  sangat  cocok  diaplikasikan  di  sungai  dan rawa.  Dalam  perancangan  sistem  permesinannya  ada beberapa  parameter  yang  perlu  diperhatikan  antara  lain lokasi pengerukan, kapasitas produksi, kedalaman pengerukan,  jenis  material  yang  akan  dikeruk,  ukuran  kapal, dan  akses  menuju  ke  tempat  kerja.  Dalam  skripsi  ini,  akan dilakukan  beberapa  variasi  perhitungan,  analisa  dan  desain rencana  umum  kapal  keruk (ACSD). Perhitungan dan  analisa yang  dilakukan  pada  sistem  permesinannya  antara  lain perhitungan kapasitas dan penentuan pompa hisap, perhitungan dan pemilihan mesin Independen drive, pemilihan cutterhead,  perhitungan  kapasitas  dan  penentuan  ladder winch  suction  pipe,  desain  kapal  keruk  yang  direncanakan. Selanjutnya,  setelah  dilakukan  perhitungan  dan  analisa tersebut,  penentuan  spesifikasi  dijadikan  dasar  dalam pemilihan  komponen  /  unit  pada  sistem  permesinan  kapal keruk ACSD tersebut.
Kata  Kunci —Auger  Cutter  Suction  Dredger,  Sistem Permesinan, Ladder Winch Suction Pipe, Pompa.

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA  merupakan  negara  kepulauan  yang  terdiri dari  beberapa  pulau.  Sejalan  dengan  bergulirnya  waktu, wilayah  perairan  tersebut  seperti  laut,  sungai,  danau,  dan lain-lain  mengalami  sedimentasi  oleh  lumpur-lumpur  yang terbawa oleh aliran. Pada kasus sungai, pendangkalan sering dapat  mengakibatkan  banjir  atau  penyempitan  luas  sungai. Untuk mengatasi masalah pendangkalan tersebut dibutuhkan alat  kerja  yang  efektif  untuk  mengeruk  seperti  misalnya eskavator. Namun pada keadaan tersebut diperlukan sebuah alat  yang  lebih  efisien  dan  efektif  dalam  hal  waktu pengerukan  atau  kemampuan  dalam  pengerukan  yang  bisa digunakan  di  wilayah  perairan.  Sehingga  dibuatlah  kapal keruk yang  diharapkan dapat  menunjang kegiatan pengerukan.
Dalam  industri  pengerukan  ini  banyak  yang  memilih metode  auger  cutter  suction  karena  metode  ini  banyak memiliki kelebihan antara lain seperti metode ini merupakan metode  yang  pembangunanya  sangat  murah,  auger  cutter suction  sangat  movable  untuk  daerah  dengan  medan  yang sulit  maupun  akses  yang  sempit  seperti  rawa  rawa  dan muara sungai karena sarat yang rendah dalam pengoperasianya  dan  effisien  karena  mampu  dioperasikan selama 24 jam nonstop dan optimal dalam hasil pengerukan. Perancangan  sistem  permesinan  pada  auger  cutter  suction
dredger  ini  bertujuan  untuk  memaksimalkan  sistem-sistem yang beroperasi pada saat melakukan pengerukan agar lebih efektis  dan  efisien.  Untuk  merancang  kapal  ini,  maka  perlu juga  diketahui  jenis  material  yang  diangkut,  head,  pompa dan tentunya ukuran diameter pipa yang akan digunakan. Perumusan maslah yang terkait dan dikaji Perumusan masalah terkait yang akan dikaji dalam  tugas akhir ini sebagai berikut :
1. Bagaimana  perancangan  sistem  permesinan  pada Auger  Cutter Suction Dredger (ACSD).
2. Bagaimana  kelebihan  dan  kekurangan  pada  Auger Cutter Suction Dredger (ACSD).
Dari  permasalahan  yang  harus  diselesaikan  di  atas  maka perlu  adanya  pembatasan  masalah  serta  ruang  lingkupnya agar  dalam  melakukan  analisa  nantinya  tidak  melebar  dan mempermudah  dalam  melakukan  analisa,  batasan  tersebut yaitu :
1. Perhitungan  kapasitas,  perancangan  sistem  permesinan dan kebutuhan kapal keruk.
2. Jenis tanah dan kapasitas produksi kapal keruk (ACSD) sebesar 1200m3/jam.
3. Pemilihan dari cutter dan equipment pendukung 4. Analisa tahanan kapal dan model lambung menggunakan software maxurf.
5. Material yang dihisap berupa kohesi dan non-kohesi.
6. Tidak mendesain konstruksi.
Tujuan  penulisan  skripsi  ini  adalah  untuk  mendapatkan perancangan  sistem  permesinan  dan  sistem  penggerak  pada ACSD  dalam  proses  pengerukan  yang  efektif  dan  instalasi pembuangan hasil pengerukan yang maksimal.
Manfaat  yang  dapat  diperoleh  dari  penulisan  skripsi  ini antara lain  :
1. Mengetahui  sistem  permesinan  yang  maksimal  dan efektif pada kapal keruk ACSD.
2. Mengembangkan  dan  menciptakan  teknologi  tepat guna  yang  bermanfaat  dan  bisa  diterima  di  Industri pengerukan pada umumnya.
3. Meningkatkan kualitas Sumber Daya Manusia.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Karaktristik Auger Cutter Suction Dredger
Karakteristik dari Auger Cutter Suction Dredger ship ini  adalah  sebuah  kapal  laut  yang  mempunyai  system penggerak  sendiri  (self-propelled)  yang  dilengkapi  dengan peralatan  dan  system  equipment  untuk  melakukan  proses pengerukan.  Dalam  standart  desain  kapal  ACSD  tersebut dilengkapi dengan :
1. Satu  pipa  hisap  dengan  mulut  hisap  (dragheads)  yang didorong oleh kapal pada saat pengerukan

## Perancangan Sistem Permesinan dan Sistem Penggerak pada Auger Cutter Suction Dredger (ACSD) sebagai Metode Pengerukan di Waduk
Andri Prasetyo H., Agoes Santoso, M.Sc. M.Phil., Tony Bambang Musriyadi Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e- mail:hermawandri26@gmail.com ,
I
2. Satu  atau  lebih  pompa  hisap  untuk  menyedot  tanah yang melewati dragheads
3. Dilengkapi  ladder  winch  atau  alat  angkat  untuk mengangkat pipa hisap di dek kapal
4. Dilengkapi  sistem  pengerak  sendiri  (self-propelled) berupa star  wheel/ paddle  wheel di sisi  kanan dan  kiri kapal.
5. Mempunyai  area  aplikasi  yang  luas  karena  bergerak bebas, serta bisa bekerja dibawah kondisi lepas pantai
6. Material  yang  bisa  dihisap  adalah  lumpur,  pasir  dan kerikil serta posisi pengerukan yang tidak tetap / tidak akurat
B. Bidang Aplikasi
Kapal  keruk  Auger  Cutter  Suction  Dredger  (ACSD) mampu  bergerak  sendiri  di  dalam  air,  tanah  berlumpur. Serta  sangat  cocok  untuk  pengerukan  gulma  dan  lumpur  di medan  yang  sangat  berat  yang  tidak  mungkin  dapat dilakukan  oleh  konvensional  kapal  keruk  lainnya  seperti  di sungai, muara dan rawa-rawa.
C. Prinsip Kerja
Pada  prinsipnya,  dilengkapi  dengan  Cutter  (alat penghancur)  di  ujung  pipa  hisap  sehingga  dapat  mengeruk tanah galian yang agak keras. Di sebuah auger cutter-suction dredger  atau  ACSD,  pipa  penghisap  memiliki  kepala pemotong  di  pintu  masuk  penghisap.  Pemotong  dapat  pula digunakan  untuk  material  keras  seperti  kerikil  atau  batu. Material yang dikeruk biasanya diisap oleh pompa pengisap sentrifugal  dan  dikeluarkan  melalui  pipa  atau  ke  tongkang. ACSD  dengan  pemotong  yang  lebih  kuat  telah  dibangun beberapa  tahun  terakhir,  digunakan  untuk  memotong  batu tapi  peledakan.  ACSD  memiliki  dua  buah  paddle  wheel sebagai propulsors di bagian belakang kiri dan kanan. D. Dasar Umum untuk Ukuran, Identifikasi Dan  Klasifikasi Tanah Untuk Pengerukan E. Perhitungan Head Pompa
Head adalah energi  mekanik  yang terkandung dalam satu satuan berat zat cair yang mengalir. Secara umum head dirumuskan sebagai berikut :
Dimana: P   = Tekanan zat cair (Kgf/m) V   = Rata-rata kecepatan aliran zat cair (m/s) γ   = Berat zat cair persatuan volume (kgf/m)
g  = Percepatan gravitasi (m/s2)
z  = Ketinggian (m)
Head  total  adalah  gabungan  antara  static  head  (Hs), pressure head (Hp), velocity head (Hv) dan ditambah losses karena friction (Hf) pada suction dan discharge pump.
Ht = Hs + Hp + Hv + Hf

## III. METODOLOGI
Metodologi  penelitian  merupakan  suatu  langkah  yang dilakukan  agar  tercapainya  suatu  tujuan  dan  alur  sebuah skripsi.  Terdapat  beberapa  langkah  yang  akan  diterangkan dalam metodologi penelitian ini.
IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
A. Perhitungan Produksi Material
Adapun  komposisi  material  yang  terdapat  pada perairan  waduk  yang  akan  dihisap  terdiri  dari  lumpur, kerikil,  pasir  dan  air  laut.  Dimana  prosentase  penghisapan sebagai berikut:
Perhitungan  untuk  slurry,  gravel  dan  pasir  45,32% serta air laut 54,68%.
Insitu  =  SG solid x persen + SG air laut x ( 1 – persen) =  5,97 x 45,32% +1,025 x (1-45,32%) =  3,27

## B. Pemilihan Pompa Slurry
Berdasarkan perhitungan total head maka didapat dua data utama yaitu:
-  Kapasitas pompa    = 1200   m3/h
-  Head             = 24,35  m
Berdasarkan  dua  data  tersebut,  maka  didapatkan pemilihan pompa sebagai berikut:
-  Nama pompa     = BG (H) Gravel Sand Slurry
-  Tipe pompa      = 10/8S-BGH Sentrifugal
-  Kapasitas       = 180 – 1440 m3/jam
-  Head           = 24 – 80 m

## C. Pemilihan Mesin / Independen Drive
Hal  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  seberapa  besar daya dan putaran yang dibutuhkan oleh sebuah pompa slurry yang  akan  direncanakan  ini,  mampu  memenuhi  head  dan kapasitas yang direncanakan yaitu head = 24,35 m dan Q = 1200  m3/h.  Untuk  perhitungan  daya  pompa  adalah  sebagai berikut:
P = (1000 x W x Q x Hl) / (75 x n ) Data pemilihan mesin yang didapatkan:
-  Engine merk  : John Deere
-  Engine Model  : 6090HF485 -  Rate RPM    : 2200 rpm -  HP Rate      : 325 Hp / 242 kW

## D. Pemilihan Booster Pump
Gaya  dorong  pada  pompa  yang  pertama  untuk  mencapai pada pompa booster adalah sebagai berikut :
n   = (Pw / P) x 100%
Untuk  mendapatkan  nilai  dari  head  pompa  pertama dengan formula sebagai berikut :
Pw   = Υ x Q x H Perhitungan head total pada pipa discharge pompa booster dimana  desain  dari  pipa  discharge  sejauh  1200  m  seperti yang  terlihat  pada  perencanaan  pipa  dredger  dengan  satu booster pump  yaitu bernilai  sebesar 52,35 m dengan power 417,64 kW.
Berdasarkan  dua  data  tersebut,  maka  didapatkan pemilihan pompa booster sebagai berikut :
- Merk       : THM Slurry Booster Pump
- Tipe         : THM-10ST
- Kapasitas    : 936-1960 m3/jam
- Head        : 7- 68 m

## E. Pemilihan Cutter Head
Dalam  penentuan  cutter  head  penulis  tidak menghitung  desain  cutter,  sehingga  pemilihan  berdasarkan pada  spesifikasi  brosur  cutter  yang  mengacu  pada  diameter pipa suction.
Spesifikasi cutter head yang digunakan yaitu:
-  Jenis cutterhead  : IMS Razor Tooth Weedmaster
-  Tipe cutter head  : Excavator Cutter Head
-  Kecepatan (variabel)  : 0-230 rpm
-  Torsi            : 15,100 in-lbs. (1,706 N-m)
-  Cutter tip force    : 1.440 lbs. (6.405 N)

## F. Kapasitas Ladder Winch
Sebelum menentukan kapasitas penggerak pipa hisap (winch), terlebih dahulu kita harus mengetahui berapa beban yang  akan  diangkat  oleh  winch  tersebut.  Berdasarkan perhitungan  diperoleh  berat  kseluruhan  yang  akan  diterima oleh winch adalah:
W   = berat suction pipe penuh + berat cutter head = 5,94 ton + 0,65 ton
= 6,60 ton
Setelah  didapatkan  besaran  nilai  untuk  nominal  pull (T2) sebesar 8,258 x 10 3 N, maka bisa dilakukan pemilihan winch sesuai spesifikasi yang ada yaitu:
-  Merk        = Haacon
-  Type        = TN-09 Series
-  1st layer
-  Nom.Torque   = 1000 Nm
-  W.L.L         = 10 kN
G. Perancangan Sistem Hidrolik
Berdasarkan  hasil  dari  perancangan  dan  perhitungan diatas untuk pemilihan spesifikasi yang sesuai adalah : Circuit #1
•  Hydraulic pump -  Merk : Eaton
-  Model : 70160 Medium Duty
-  Pump Element : Piston
-  Displacement : 0-54,4 cm3/r
-  Flow rate (pressure)  : 233 L/min (61,5 gpm)
-  Speed input : 4510 rpm (max)
•  Hydraulic Motor
-  Merk : Eaton
-  Model : 2000 Series
-  Displacement : 130 cm3/r
-  Max. Speed : Cont. 576 rpm, Inter. 720 rpm
Circuit #2
•  Hydraulic pump
-  Merk : Eaton
-  Model : 70160 Medium Duty
-  Pump Element : Piston
-  Displacement : 0-20,3 cm3/r
-  Flow rate (pressure)  : 64,3 L/min (17 gpm)
-  Speed input : 3600 rpm (max)
•  Hydraulic Motor -  Merk : Eaton
-  Model : T Series (158)
-  Displacement : 195 cm3/r
-  Max. Speed : Cont. 287 rpm

## H. Kebutuhan Tenaga Penggerak Kapal
Pada tahap berikutnya  yaitu  melakukan perancangan desain  kapal  yang  akan  digunakan  sebagai  kapal  keruk ACSD.
Ukuran utama kapal : -  LOA           = 18,30   m
-  Hull LOA       = 12,00   m
-  B (moulded)    = 3,09    m
-  T (Draught)     = 1,35    m
-  H (moulded)    = 1,41    m
-  Desain lambung  = Catamaran -  Vs (operation)   = 3   knots/h -  V max (moving)  = 5   knots/h Pada  software maxsurf hullspeed,  kita  bisa mengestimasi  besarnya  tahanan  kapal  yang  dihasilkan  dari suatu  desain  kapal  dengan  berbagai  metode  perhitungan seperti  savitsky,  holtrop,  dan  lain-lain.  Pada  pengerjaan  ini digunakan metode holtrop karena tipe kapal yang dirancang adalah  tipe displacement  hull yang  dimana  perhitungan tahanannya  hanya  bisa  digunakan  dengan  menggunakan metode  tersebut.  Langkahnya  yaitu  dengan  cara  mendesain terlebih dahulu bentuk lambung kapal beserta ukuran utama kapal  yang  disesuaikan  pada  hydromax  yang  juga merupakan bagian dari software maxurf.
Untuk  mengetahui  beberapa  besar  nilai  tahanan  kapal maka beberapa koefisien-koefisien kapal diperlukan sebagai data utama seperti kecepatan kapal, sarat air (draf) dll. Maka akan  tampak  data  karakteristik  lambung  kapal  di  bawah  air pada tabel berikut.
Sedangkan  untuk  tabel  di  bawah  ini  menunjukkan  nilai tahanan  serta  daya/power  pada  masing-masing  kecepatan. Dari tabel tersebut dapat kita ketahui bahwa holtrop dimulai dari kecepatan 0 knot sampai kecepatan maksimum 5 knot.
Pada  perhitungan  speed  power  prediction  dengan menggunakan maxurf hullspeed ini dipakai efisiensi sebesar 50%.  Dari  hasil  analisa  diatas,  dengan  melihat  tabel  dan grafik  diatas  maka  nilai  tahanan  total  (RT)  untuk  dapat mengerakkan  kapal  dengan  kecepatan  5  knots/h  adalah sebesar  1,64  kN  dengan power atau  daya  efektif  yang diperlukan (EHP) sebesar 8,43 kW. Untuk dapat mengetahui besarnya  daya  mesin  yang  akan  digunakan  maka  harus dilakukan perhitungan koefisien propulsi pada paddle wheel. Namun  pada  pengerjaan  tugas  akhir  ini  tidak  sampai melakukan pembahasan tersebut.

## V. KESIMPULAN
Setelah  dilakukan  pembahasan  beberapa  rumusan masalah pada tugas akhir ini maka ada beberapa kesimpulan yang  mengacu  pada  sisi  pembahasan  tersebut  adalah  jenis sistem permesinan yang dirancang pada kapal ini adalah:
1. Semakin  besar  prosentase  volume  solid  maka semakin  besar  pula  nilai  spesifik  gravity  untuk material  (S.G.m),  berat  konsentrasi  (Cw)  dan Volume konsentrasi (Cv).
2. Pada  perencanaan  dredger  pump  ini,  dengan discharge  sejauh  1200  m  dan  kapasitas  1200  m3/h dapat  digunakan  desain  yang  efektif  dengan menggunakan 1 pompa hisap dan 1 pompa booster.
3. Untuk  pompa  hisap  dapat  digunakan  dengan spesifikasi  pompa  slurry  dengan  kapasitas  1440 m3/h, head 80 m dan power maksimal sebesar 560 Kw,  untuk  pompa  booster  yaitu  kapasitas  1960 m3/h, head 80 m, dan power sebesar 428 Kw.
4. Berdasarkan  perhitungan  kebutuhan  daya  dari pompa dengan head 24,35 m, kapasitas 1200 m3/h dan efisiensi 70% diperlukan power sebesar 216,46 kW  sehingga  dipilih  Diesel  Independen  Drive dengan  type  6090HF485  memiliki  power  sebesar 242 kW dengan rpm 2200.
5. Berdasarkan  hasil  dari  percobaan  menggunakan maxurf,  untuk  dapat  mengerakkan  kapal  dengan kecepatan 5 knots/h adalah sebesar 1,64 kN dengan power  atau  daya  efektif  yang  diperlukan  (EHP) sebesar 8,43 kW.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Adji,  S.W.  Modul  1  Resistance  &  Propulsion  (copyright  2009),
Surabaya.
[2] Willey,  jhon.  1997.  Dregging  a  Handbook  for  Enginerring.  New York
[3] Tahara, Haruo & Sularso. 2000. Pompa dan Kompresor. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.
[4] Tim  laboratorium  Mesin  Fluida  dan  Sistem.  2008.  Buku  Pedoman Praktikum  Mesin  Fluida  dan  Sistem.  Surabaya:  Jurusan  Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS.
[5] Herbich,  John  B.  1992.  Handbook  of  Dredging  Engineering.
McGraw-Hill-Inc.
[6] Rusyda,  Anisah.2013.  Tugas  Akhir  :  perancangan  multi  fungsi hidrolis pada kapal keruk 30 Meter .
[7] Roorda,  A.  Vertregt,  J.J.  1963.  Floating  Dredges.  Haarlem.  De Technische Uitgeverij H. Stam N.V.
[8] http:// www.wikipedia.com
[9] http:// www.IMS.com
[10] http:// www.eaton.com
[11] http:// www.alibaba.com