Jurnal ECOTIPE, Vol. 8, No.1, April 2021, Hal. 53-58 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v8i1.1466

## Kajian Penanganan Tumpahan Minyak Menggunakan Oil Skimmer Tipe Rotary Disc pada Jenis Bahan Bakar Berbeda
Supriyono 1 , Muhamad Yusuf 2 , Devi Taufiq Nurrohman 3
Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Cilacap 1,2 Program Studi D3 Teknik Listrik, Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Cilacap 3
* rzx.clcp@gmail.com 1 , yusuf@pnc.ac.id 2 , devi.taufiq.n@gmail.com 3

## ABSTRACT
Oil spills are a source of pollutants that can spread quickly in water. Therefore this effort to deal with oil spills has attracted the attention of many broad communities. In this paper, we developed a tool for handling oil spills called an oil skimmer with a rotary disc as a component for taking oil spills on the surface of the water. The oil skimmer is designed to float above the surface of the water and can be controlled in the direction of its movement from a distance by using a joystick. To achieve this goal, the oil skimmer is equipped with a propeller driven by a DC motor which is connected to the Arduino Mega 2560 as the controller. The testing process is carried out by varying the speed of the rotary disc on three different types of fuel spills (Pertalite,  Pertamax,  and  diesel).  The  amount  of  oil  collected  by  the  oil  skimmer  is  then  determined  in  volume  using  a measuring cup for each experiment. Finally, the characteristics and the effect of the rotary disc speed on the oil skimmer on the volume of oil collected is examined to determine the performance of the oil skimmer.
Keywords : Oil spills, Oil skimmer, Rotary Disc

## INTISARI
Tumpahan minyak merupakan salah satu sumber pencemar yang dapat menyebar secara cepat di perairan. Oleh karena itu upaya penanganan tumpahan minyak ini mengundang perhatian banyak komunitas luas. Dalam paper ini, kami mengembangkan salah satu  alat  untuk  menangani  tumpahan  minyak  yang  disebut  dengan oil  skimmer dengan rotary  disc sebagai  komponen  untuk mengambil tumpahan minyak yang terdapat pada permukaan air. Oil skimmer dirancang dapat terapung diatas permukaan air dan dapat dikontrol arah pergerakannya dari jarak jauh dengan menggunakan sebuah joystick. Untuk mencapai tujuan tersebut, oil skimmer dilengkapi dengan propeller yang digerakkan oleh motor DC yang dihubungkan dengan Arduino Mega 2560 sebagai kontrolernya. Proses pengujian dilakukan dengan melakukan variasi kecepatan pada rotary disc pada tiga jenis tumpahan bahan bakar berbeda (Pertalite, Pertamax, dan solar). Jumlah minyak yang terkumpul oleh oil skimmer kemudian ditentukan volume nya menggunakan gelas ukur untuk setiap percobaanya. Akhirnya karakteristik dan pengaruh kecepatan rotary disc pada oil skimmer terhadap volume minyak yang terkumpul dikaji untuk mengetahui performa dari oil skimmer.
Kata kunci: Tumpahan minyak, Oil skimmer, Rotary Disc

## I. PENDAHULUAN
Minyak merupakan salah satu sumber pencemaran di perairan. Pencemaran ini dapat terjadi karena adanya kecelakaan  minyak  yang  biasanya  disebut  dengan oil spill . Oil  spill ini  dapat  terjadi  pada  saat  eksplorasi minyak  bumi,  pengilangan  minyak,  kecelakaan transportasi,  kebocoran  pipa  dan  lain  sebagainya  [1]. Dari beberapa penyebab tersebut, kecelakaan kapal dan kebocoran  pipa  adalah  beberapa  yang  sering  terjadi. Sebagai  contoh  adalah oil  spill yang  terjadi  di
kabupaten  Cilacap.  Dalam  kurun  waktu  1989  sampai 2015,  terdapat  17  kasus oil  spill dimana  13  kasus disebabkan oleh kecelakaan kapal di pelabuhan dan 4 kasus disebabkan karena adanya kebocoran pipa [2].
Tumpahan minyak akan terapung pada permukaan air  karena  adanya  perbedaan  densitas  dan  akan menyebar  secara  cepat  karena  pengaruh  angin, gelombang,  dan  arus  [3].  jika  hal  ini  dibiarkan  maka akan  berdampak  pada  terganggunya  keberlangsungan hidup organisme, kerusakan ekosistem disekitar pantai
Jurnal ECOTIPE, Vol. 8, No.1, April 2021, Hal. 53-58 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v8i1.1466
Kajian Penanganan Tumpahan Minyak … (Supriyono, dkk.)
seperti  mangrove  dan  penurunan  kualitas  ekonomi akibat lingkungan yang rusak [4][5].
Karena  dampaknya  yang  begitu  membahayakan dan  sangat  cepat  dirasakan  oleh  sekelilingnya,  para peneliti  berusaha  mengembangkan  metode  untuk membersihkan  air  dari  tumpahan  minyak.  Beberapa metode  telah  dikembangkan  antara  lain  physical method  (booms,  skimmers,  absorbent),  chemical methods (dispersants, solidifiers), dan thermal atau in- situ  burning  methods  [6].  Dari  metode  tersebut, skimmer  method  merupakan  salah  satu  metode  yang paling  banyak  digunakan  karena  metodenya  yang sederhana, ramah lingkungan karena tidak menggunakan  zat  aditif  berbahaya,  serta  yang  paling aman  karena  tidak  ada  proses  yang  membahayakan seperti halnya pada metode in-situ burning [7].
Prinsip  kerja  dari  oil  skimmer  yaitu    dengan memanfaatkan  media  berputar  untuk  memisahkan  air dan minyak. Media berputar ini dapat berupa drum, belt atau disc. Minyak yang mengambang pada permukaan air  kemudian  akan  menempel  pada  elemen  yang berputar  tersebut  karena  adanya  sebuah  gaya  yang disebut  dengan  gaya  adhesi.  Minyak  yang  menempel kemudian  dipisahkan  dengan  menggunakan  elemen yang  disebut  dengan  scrabber  dan  akan  mengalir kedalam tangki penampungan [8].
Paper  ini  bertujuan  untuk  menangani  tumpahan minyak  pada  permukaan  air  dengan  menggunakan metode skimmer. Tipe skimmer yang digunakan adalah oil  skimmer  tipe rotary  disc .  Tipe  ini  dipilih  karena merupakan  yang  paling  baik  digunakan  untuk mengambil  minyak  dengan  viskositas  sedang. Berdasarkan  penelitian  sebelumnya  yang  dilakukan oleh Elzahaby dkk. pada tahun 2008. Kecepatan rotary disc mempengaruhi volume minyak  yang  terkumpul. Dari  kecepatan rotary  disc 20  rpm  hingga  120  rpm, hasil  yang  diperoleh  adalah  semakin  besar  kecepatan rotary  disc maka  minyak  yang  dikumpulkan  semakin sedikit [7]. Berdasarkan informasi tersebut maka dalam penelitian ini kami mencoba menggunakan rotary disc dengan kecepatan yang lebih kecil. Harapannya adalah kita dapat mengetahui kecepatan optimum rotary disc pada saat penanganan tumpahan minyak yang ditandai dengan  lebih  banyaknya  jumlah  minyak  yang terkumpul.  Kecepatan rotary  disc yang  digunakan adalah 16 rpm, 18 rpm, dan 20 rpm. Selain melakukan variasi  kecepatan,  pada  penelitian  ini  juga  dilakukan
optimalisasi  dengan  menambah  jumlah rotary  disc menjadi 3 disc .

## II. METODE PENELITIAN

## A. Komponen pada Oil Skimmer
Oil  skimmer yang  dikonstruksi  tersusun  dari komponen-komponen berikut ini :
1. Pipa pengapung
Karena  minyak  selalu  terapung  pada  permukaan air,  maka oil  skimmer yang  akan  dirancang  harus mampu  terapung  didalam  air.  Oleh  karena  itu dibutuhkan  sebuah  pengapung  yang  terbuat  dari material  dengan  densitas  yang  lebih  rendah  daripada densitas  air.  Dalam  paper  ini,  pengapung  berbentuk tabung  dan  terbuat  dari  material  polyvinyl  chloride (PVC) dengan diameter ∓ 5 inchi. Bentuk dan dimensi dari pengapung ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah ini:
Gambar 1. Bentuk dan dimensi dari pengapung

## 2. Rotary Disc
Untuk  dapat  mengambil  tumpahan  minyak, material yang dipilih harus memiliki sifat oleophilic / adhesion .  Dalam  paper  ini,  material  yang digunakan  sebagai rotary  disc adalah  kaca acrylic . Material  ini  terbuat  dari  serat artificial yang  terbuat dari  kelompok  khusus  dari  senyawa vinyl (terutama acrylonitrile )  dan  bersifat  termoplastik  [8].  Jenis material ini juga sangat mudah ditemukan dipasar. Ada 3 rotary disc dengan ketebalan masing-masing adalah 5 mm dan diameternya adalah 60 mm. Pada rotary disc juga  terdapat scrabber yang  digunakan  untuk melepaskan minyak yang telah menempel pada rotary disc .  Minyak  yang  sudah  terlepas  tersebut  kemudian akan mengalir dan masuk kedalam tangka
Jurnal ECOTIPE, Vol. 8, No.1, April 2021, Hal. 53-58 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v8i1.1466
penampungan. Bentuk dan dimensi dari rotary disc dan scrabber ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Bentuk dan dimensi dari rotary disc
3. Propeller
Propeller merupakan  sebuah  komponen  yang digunakan  untuk  menggerakkan oil  skimmer .  Pada paper ini terdapat dua buah propeller yang diletakkan disebelah kanan dan kiri oil skimmer . Arah pergerakan dari oil  skimmer ini  selanjutnya  dapat  ditentukan dengan  mengatur  besar  kecilnya  kecepatan  pada masing-masing propeller .  Bentuk propeller yang digunakan dalam paper ini ditunjukkan pada Gambar 3 di bawah ini:
Gambar 3. Bentuk dan dimensi dari propeller
B. Blok Diagram dan Prinsip Kerja Alat
Rotary disc dan propeller digerakkan oleh motor DC. Terdapat 3 motor DC yang digunakan, 1 motor DC digunakan  untuk  menggerakkan rotary  disc dan  2 motor  DC  digunakan  untuk  menggerakan propeller . Seluruh  motor  DC dihubungkan  dengan  motor driver tipe  BTS7960.  Jenis driver ini  dipilih  karena kemampuannya yang dapat digunakan pada arus yang lebih  tinggi  (maximum  43  A)  dan  sudah  dilengkapi dengan thermal  over  current . Driver ini  kemudian dihubungkan  dengan  Arduino  Mega  2560  sebagai kontrolernya.
Rotary  disc dan propeller dapat  diatur kecepatannya  dari  jarak  jauh  dengan  menggunakan
joystick.  Controller  joystick  yang  digunakan  adalah controller joystick PS2 yang terdiri dari consoles atau transmitter dan receiver .  Pergerakan  maju,  mundur, kiri, dan kanan dari oil skimmer dapat dicapai dengan mengatur  kecepatan  kedua propeller menggunakan joystick ini.
Selain dapat digunakan untuk mengatur kecepatan propeller ,  joystick  juga  dapat  digunakan  untuk mengatur kecepatan rotary disc . Data kecepatan rotary disc setiap saatnya dapat diketahui dengan memanfaatkan  sensor  encoder  yang  terpasang  pada rotary disc . Kecepatan rotary disc ini kemudian dapat ditampilkan  pada  sebuah  LCD. Oil  skimmer juga dilengkapi  dengan  sumber  tegangan  eksternal  untuk mensuplai  daya  yang  dibutuhkan  pada  seluruh komponen  yang  ada  pada oil  skimmer .  Secara sederhana cara kerja oil skimmer dapat diringkas dalam bentuk  diagram  blok  pada  Gambar  4  di  bawah  ini sedangkan  komponen-komponen oil  skimmer yang dikonstruksi ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 4. Diagram blok pada oil skimmer
Gambar 5. Oil skimmer yang dikonstruksi dan komponen- komponennya
Jurnal ECOTIPE, Vol. 8, No.1, April 2021, Hal. 53-58 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v8i1.1466

## C. Langkah eksperimen
Pengambilan  tumpahan  minyak  dilakukan  dalam kolam buatan yang ditunjukkan pada Gambar 6. Kolam ini  berbentuk  segiempat  dan  disetiap  sisinya  terdapat terpal yang tidak tembus air untuk menampung air dan minyak.  Sebelum  eksperimen  dilakukan  terlebih dahulu  kolam  buatan  diisi  dengan  air  dan  minyak dengan  persentasi  160  :  1  (4800  liter  air  dan  30  liter minyak). Setelah itu oil skimmer dimasukkan kedalam kolam  buatan,  atur  kecepatan rotary  disc dan  tunggu hingga  kecepatannya  stabil.  Setelah  kecepatan rotary disc stabil, gerakkan oil skimmer ke titik yang terdapat minyak. Proses pengambilan data dilakukan pada tiga variasi kecepatan rotary disc dan tiga jenis bahan bakar yang  berbeda.  Bahan  bakar  yang  terambil  oleh oil skimmer selanjutnya ditentukan volume nya menggunakan gelas ukur.
Gambar 6. Oil skimmer pada saat di dalam kolam buatan

## III. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Dalam  penelitian  ini, oil  skimmer diuji performanya pada tiga kecepatan rotary disc dan jenis bahan  bakar  yang  berbeda.  Dalam  eksperimen  ini bahan bakar yang digunakan sebagai sampel tumpahan minyak adalah Pertamax, Pertalite, dan solar. Tabel 1 di  bawah  ini  menunjukkan  hasil  percobaan  pada tumpahan Pertamax pada 3 kecepatan berbeda (16 rpm, 18 rpm, dan 20 rpm). Pada saat kecepatan rotary disc 16 rpm, volume Pertamax yang terambil adalah 324 ml. Pada  saat  kecepatan rotary  disc 18  rpm, volume Pertamax  yang  terambil  adalah  338  ml.  Sedangkan pada  saat  kecepatan rotary  disc 20  rpm, volume Pertamax yang terambil adalah 587 ml. Secara singkat dapat disimpulkan dari eksperimen ini bahwa semakin
tinggi  kecepatan rotary  disc maka  semikan  banyak tumpahan Pertamax yang terambil oleh oil skimmer .
Tabel 1. Eksperimen pada tumpahan Pertamax dengan kecepatan berbeda
No Kecepatan Rotary disc (rpm) Volume Pertamax yang terambil (ml) 1 16 324 2 18 338 3 20 587
Tabel  2  di  bawah  ini  menunjukkan  hasil percobaan  pada  tumpahan  Pertalite  pada  3  kecepatan berbeda  (16  rpm,  18  rpm,  dan  20  rpm).  Pada  saat kecepatan rotary disc 16 rpm, volume Pertamax yang terambil adalah 218 ml. Pada saat kecepatan rotary disc 18 rpm, volume Pertamax yang terambil adalah 491 ml. Sedangkan  pada  saat  kecepatan rotary  disc 20  rpm, volume Pertamax  yang  terambil  adalah  708  ml.  Hasil ini sama dengan data hasil eksperimen pada tumpahan Pertamax. Semakin tinggi kecepatan rotary disc maka volume tumpahan  Pertalite  akan  semakin  banyak. Kesamaan  karakteristik  ini  diduga  karena  adanya kesamaan  karakteristik  antara  Pertamax  dan  Pertalite. Kedua  jenis  bahan  bakar  tersebut  (Pertamax  dan Pertalite) tersusun dari senyawa kimia yang sama yaitu hidrokarbon  [10][11].  Selain  itu  kedua  jenis  bahan bakar  tersebut  juga  memiliki  viskositas  yang  hampir sama [12][13].
Tabel 2. Eksperimen pada tumpahan Pertalite dengan
kecepatan berbeda No Kecepatan Rotary Disc (rpm) Volume Pertalite yang terambil (ml) 1 16 218 2 18 491 3 20 708
Tabel  3  di  bawah  ini  menunjukkan  hasil percobaan  pada  tumpahan  solar.  Pada  saat  kecepatan rotary disc 16 rpm, volume solar yang terambil adalah 580  ml  dan  pada  saat  kecepatan rotary  disc 18  rpm, volume solar yang terambil adalah 675 ml. Namun pada saat kecepatan rotary disc 20 rpm, volume solar yang terambil turun menjadi 430 ml. Ini terjadi karena faktor viskositas  bahan  bakar  yang  mana  viskositas merupakan salah satu faktor yang sangat berpengaruh pada  proses  pengambilan  minyak  menggunakan oil skimmer [14]. Viskositas bahan bakar solar ini nilainya
Jurnal ECOTIPE, Vol. 8, No.1, April 2021, Hal. 53-58 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v8i1.1466
Kajian Penanganan Tumpahan Minyak … (Supriyono, dkk.)
lebih  besar  jika  dibandingkan  dengan  viskositas Pertalite dan Pertamax [12].
Penurunan  jumlah  solar  yang  terkumpul  juga dapat  diakibatkan  karena  adanya  kontribusi  gaya sentrifugal  pada rotary  disc yang  berputar.  Ketika kecepatan  putaran rotary  disc semakin  tinggi  maka gaya  sentrifugal  juga  akan  semakin  besar.  Jika  gaya tarik  menarik  antara  molekul  pada  solar  dan  pada rotary disc (gaya adhesi) lebih kecil dibandingkan gaya sentrifugalnya  maka  akan  mengakibatkan  solar  yang telah  menempel  pada rotary  disc menjadi  terlempar keluar  akibatnya volume solar  yang  terambil  menjadi menurun  karena  adanya  solar  yang  jatuh/terlempar pada saat pengambilan data. Dari eksperimen ini dapat disimpulkan  bahwa  dalam  pengambilan/penanganan tumpahan  minyak  menggunakan oil  skimmer tipe rotary  disc ,  kecepatan rotary  disc harus  diperhatikan pada saat percobaan.
Tabel 3. Eksperimen pada tumpahan solar dengan
kecepatan berbeda No Kecepatan Rotary disc (rpm) Volume solar yang terambil (ml) 1 16 580 2 18 675 3 20 430

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan uraian di atas maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Semakin  besar  kecepatan  dari rotary  disc maka volume tumpahan  minyak  yang  terambil  akan semakin besar.
2. Dalam  proses  pengambilan  tumpahan  minyak pada  permukaan  air,  sangat  penting  dalam menentukan  kecepatan rotary  disc .  Pergerakan rotary disc yang terlalu tinggi akan mengakibatkan  minyak  yang  telah  menempel pada rotary  disc menjadi  terlempar  sehingga minyak yang diperoleh menjadi lebih sedikit.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Pelaksanaan penelitian dan penyusunan jurnal ini mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), Kemenristek  DIKTI  yang  telah  membiayai  penelitian
ini  serta  seluruh  staf  dan  mahasiswa  yang  turut  serta membantu  pelaksanaan  penelitian  dan  penyusunan jurnal ini.

## REFERENSI
[1] F. S. Pamungkas, H. Haeruddin, and S. Rudiyanti, “The Effectiveness of The Use of Oil Skimmer in Efforts  Handling  Oil  Spill  in  Tegalsari  Fishing Port,  Tegal,” J.  Maquares ,  vol.  6,  pp.  120–127, 2017.
[2] M.  Wibowo,  “Computational  Modeling  of  Oil Spill Pollution Distribution in Cilacap Seawaters,” J. Teknol. Lingkung. , vol. 19, no. 2, p. 191, 2018.
[3] M. Fingas, The Basics of Oil Spill Cleanup , Third Edit. New York: CRC Press, 2012.
[4] S. Khandakar, M. N. Islam, R. I. Rubel, and S. S. Yusuf,  “Construction  of  an  Economic  Blanket Belt  Oil  Skimmer,” Bitlis  Eren  Univ.  J.  Sci. Technol. , vol. 7, no. 2, pp. 115–122, 2017.
[5] Muarif,  A.  Damar,  S.  Hariyadi,  M.  Boer,  and Dewayani  Soetrisno,  “The  Sensitivity  Levels  of Indonesian Mangrove to Oil Spills,” J. Mns. dan Lingkung. , vol. 23, no. 3, pp. 374–380, 2016.
[6] A.  Tuan  Hoang,  V.  Viet  Pham,  and  D.  Nam Nguyen,  “A  Report  of  Oil  Spill  Recovery Technologies,” Int. J. Appl. Eng. Res. , vol. 13, no. 7, pp. 4915–4928, 2018.
[7] A. Elzahaby, A. Bakry, A. E. Kabeel, and  ahmed M. Khaira, “Effect of Adhering Surface Type of an  Oleophilic  Disk  Skimmer  on  the  Oil  Spills Recovery  From  Water,”  in Ninth  International Congress of Fluid Dynamics & Propulsion , 2010, no. December, pp. 1–9.
[8] R. Yadav, D. Jolapara, D. Jawalekar, R. Joshi, and S. Holay, “Design , Analysis and Manufacturing of Disc Type Oil Skimmer,” IOSR J. Eng. , vol. 1, pp. 70–73, 2019.
[9] P.  Grill  and  F.  Linde, Oil  Skimming  Business Potential  and  Strategic  Options  Facing  a Marginalised  Business  Segment  at  Sandvik
Jurnal ECOTIPE, Vol. 8, No.1, April 2021, Hal. 53-58 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti (SINTA 4), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI: 10.33019/jurnalecotipe.v8i1.1466
Process  Systems  Peter  Grill .  Stocholm:  KTH Industrial Engineering and Management, 2013.
[10] Pertamina, “Material Safety Data Sheet (Lembar Data  Keselamatan  Bahan)  -  Premium,” PT. Pertamina , pp. 1–9, 2007.
[11] Pertamina, “Material Safety Data Sheet (Lembar Data  Keselamatan  Bahan)  -  Pertamax,” PT. Pertamina , 2007.
[12] L.  Purwanti, Uji  Viskositas  Bahan  Bakar  Cair Alami dengan Menggunakan Viskosimeter Ostwald .  Yogyakarta:  Universitas  Gadjah  Mada, 2015.
[13] D.  Yuliyanto  and  E.  Widodo,  “Pengaruh  Jenis Bahan  Bakar  Terhadap  Viskositas  dan  TBN Pelumas SAE10W-30 pada Motor Bakar 125cc,”
R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) J. , vol. 3,
no. 1, p. 1, 2018.
[14] M.  A.  Dawood  and  R.  J.  Algawi,  “Study  of operating  conditions  for  oil  skimmer  apparatus from  water,”  in International  Conference  on
Environmental  Impacts  of  the  Oil  and  Gas Industries , 2018, pp. 65–70.