eISSN: 2721-5717; pISSN: 2747-2124

## ZONA LAUT

## JURNAL INOVASI SAINS DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
-spasi -Times New Roman 11 Italic- -spasi -Times New Roman 11 Italic-

## RANCANG BANGUN MODEL UJI KAPAL GENERAL CARGO 8202 DWT UNTUK PENGUJIAN HIDROSTATIS
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic- *Yuni Ari Wibowo, Anas Noor Firdaus, Lulut Alfaris, Nunik Wijayanti Program Studi Teknologi Kelautan, Politeknik Kelautan dan Perikanan Pangandaran *yuniariwibowo@ymail.com
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstrak
Perkembangan  industri  maritim  Indonesia  tidak  bisa  terlepas  dari  pertumbuhan  sarana  transportasi  laut,  dalam  hal  ini yaitu pertumbuhan armada kapal. Namun dibalik pertumbuhan tersebut kecelakaan kapal masih menjadi isu yang cukup krusial. Salah satu penyebabnya adalah tenggelam yang diakibatkan buruknya stabilitas kapal. Perpindahan muatan di atas kapal dari aktivitas bongkar-muat ( loading-unloading ) menyebabkan berubahnya stabilitas kapal. Pada umumnya stabilitas  kapal  dapat  dianalisis  menggunakan  pendekatan  numerik  dengan  analisis  hidrostatis,  namun  untuk mengakomodasi perilaku non-linier dibutuhkan eksperimen model uji. Penelitian ini berfokus pada rancang bangun model uji kapal General Cargo 8202 DWT. Model uji dibuat dengan skala 1:60 yang memiliki panjang model (L) 1.80m, lebar (B)  0.3m,  tinggi  (D)  0.23m  dan  sarat  air  (T)  0.12m.  Model  uji  dibuat  dengan  memodelkan  linesplane  kemudian menyusunnya menjadi model 3D. Setiap station pada kapal dipolakan pada kayu, dipotong dan disusun membentuk pola kapal,  kemudian  dilapisi  dengan  multiplek  dan  fiber.  Prosedur  rancang  bangun  model  uji  yang  dibuat  mengacu  pada standar International Towing Tank Conference (ITTC). Pengujian kolam dilakukan untuk mengidentifikasi sarat air dan kemiringan  kapal  pada  3  kondisi  muatan: lightweight , ballasted  load dan full  load .  Berdasarkan  hasil  pengujian didapatkan sarat air yang sesuai dengan desain ukuran utama serta kemiringan yang cenderung stabil. Times New Roman 11 Italic- Kata Kunci: Eksperimen, Hidrostatis, Model uji, Stabilitas. -spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstract
The development of Indonesia's maritime industry cannot be separated from the growth of sea transportation facilities, in this case, namely the growth of the fleet of ships. However, despite this growth, ship accidents are still a crucial issue. One of the causes is sinking caused by poor ship stability. Transfer of cargo on board from loading-unloading activities causes changes in the stability of the ship. In general, ship stability can be analyzed using a numerical approach with hydrostatic analysis, but to accommodate non-linear behavior, model-test experiments are needed. This research focuses on the design of the model test of the General Cargo 8202 DWT ship. The model-test was made with a 1:60 scale which has a model length (L) of 1.80m, breadth (B) of 0.3m, height (D)  of 0.23m and a draft (T) of 0.12m. The model-test is designed by modeling the linesplane and then compiling it into a 3D model. Each station on the ship is patterned on wood, cut and arranged to form a ship pattern, then covered with multiplex and fiber. The design procedure for the model- test made refers to the International Towing Tank Conference (ITTC) standard. Pond testing was carried out to identify the draft and inclination of the ship at 3 loading conditions: lightweight, ballasted load and full load. Based on the test results, the model-test’s draft was in accordance with the principal dimensions and the inclination tended to be stable.
Keyword: Experiment, Hydrostatic, Model-Test, Stability. -spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic- 1. PENDAHULAN
Dunia maritim Indonesia tidak bisa dilepaskan dari kegiatan transportasi logistik melalui perairan Indonesia menggunakan media kapal. Dengan adanya program tol laut, pertumbuhan armada kapal nasional Indonesia tercatat meningkat cukup  signifikan  secara year  on  year (yoy) dari tahun  2017, yaitu  8,56%  di tahun  2018 dengan jumlah armada pemegang SIUPAL dan SIOPSUS mencapai 27.567 armada dan 8.88% di tahun 2019
yang  mencapai  32.587  armada  [1][2].  Namun,  dibalik  pertumbuhan  armada  tersebut,  kecelakaan  kapal  di perairan Indonesia tidak serta merta nihil. Sejak tahun 2017 hingga 2022 kecelakaan kapal mencapai 142 kasus dengan  rata-rata  23  kasus  kecelakaan  terjadi  tiap  tahunnya  [3].  Salah  satu  penyebab  kecelakaan  adalah tenggelam akibat buruknya stabilitas kapal. Dalam perancangan kapal stabilitas menjadi unsur yang krusial, oleh karena itu diperlukan kajian dengan analisis hidrostatis untuk meng-evaluasi properti hidrostatis seperti displacement, center of gravity, center of buoyancy dan titik metacenter [4][5][6].
Pada umumnya analisis hidrostatis dapat dilakukan dengan pendekatan numerik dengan pemodelan komputer [7],  namun  untuk  mengakomodasi  perilaku  non-linier  dibutuh-kan  eksperimen  dengan  model  uji  mengacu pada standar ITTC [8]. Pada penelitian ini difokuskan untuk merancang bangun model uji kapal General Cargo 8202 DWT, dimulai dari desain rencana garis/ linesplan, penyusunan model 3D, pembuatan model uji berskala dengan material multiplek berlapis fiber [9][10][11].
Penelitian  ini  berfokus  pada  model  kapal  jenis  General  Cargo  8202  DWT  berukuran  panjang  108m  yang diskalakan ke dalam rasio 1:60 untuk dibuatkan model uji dengan panjang 1.80m . Ukuran utama kapal General Cargo 8202 DWT dan model uji dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Ukuran utama kapal General Cargo 8202 DWT dan model uji berskala 1:60
No  Parameter Ukuran Utama (m) Kapal sebenarnya Model kapal berskala 1 Length over All (LoA) 108.00 1.80 2 Length Between Perpendiculars (LBP) 100.20 1.67 3 4 5 6 7 8 Breadth (B) Height (D) Draft (T) Block Coeff. (Cb) LCB length from zero pt. (+ve fwd) LCF length from zero pt. (+ve fwd) 18.00 14.00 7.00 0.66 52.87 48.87 0.30 0.23 0.12 0.66 0.88 0.80

## 2. METODE
Tahapan  penelitian  dimulai  dengan  studi  literatur  pembuatan  model  uji  dan  pengumpulan  data  kapal  yang meliputi ukuran utama kapal dan intact stability booklet dari General Cargo 8202 DWT. Langkah selanjutnya adalah  memodelkan  linesplan  kapal General  Cargo pada  MAXSURF  untuk  menggambarkan  bentuk rancangan kapal dan properti hidrostatiknya. Analisis hidrostatis dilakukan untuk mendapatkan data berupa displacement, center of gravity, center of buoyancy dan titik metacenter per ketinggian waterline . Tahapan selanjutnya adalah rescaling linesplan pada MAXSURF dengan skala 1:60. Setelah melalui proses rescaling  maka  proses  masuk  ke  tahap  fabrikasi  model  uji.  Masing-masing  station  pada  desain  model  uji kemudian dicetak menjadi mal dan ditempelkan pada plywood/ multiplek untuk kemudian dipotong menjadi potongan-potongan  station  yang  siap  disusun.  Potongan  multiplek  tersebut  dirangkai  sesuai  dengan  desain linesplan dan ditutup kulit menggunakan potongan multiplek. Kulit lambung tersebut diratakan dengan dempul dan dilapisi pada bagian terluarnya dengan resin/ serat fiber. Setelah proses pelapisan fiber selesai, bagian kulit dihaluskan dengan aplas untuk kemudian dilakukan pengecatan dan pemberian marking ukuran panjang dan waterline .
Pada  tahapan  ini  dilakukan  kalibrasi  massa  model  uji  dan  posisi  pusat  massa  apakah  sudah  sesuai  dengan pengujian hidrostatis. Kalibrasi dilakukan dengan meletakkan model uji ke dalam air untuk melihat ketinggian sarat air beserta kemiringan ke arah longitudinal maupun transversal ( trim dan heel ). Penyesuaian massa dan posisi  titik  pusat  massa  dilakukan  dengan  menambahkan  massa  tambahan  (muatan)  ke  dalam  model  uji sehingga  kondisinya  menjadi  sama  dengan  properti  hidrostatisnya.  Tahapan-tahapan  tersebut  dapat  dilihat pada bagan alir yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Tahapan pembuatan rancang bangun model uji dari kapal General Cargo 8202 DWT

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Desain Linesplane
Linesplan kapal General Cargo 8202 DWT dimodelkan dengan menggunakan  perangkat lunak MAXSURF dengan menampilkan penampang memanjang (sheer plan), penampang melintang (body plan) dan penampang vertikal  (half  breadth  plan)  sebagaimana  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Desain  linesplan  ini  bertujuan untuk menggambarkan rancangan model beserta dengan properti hidrostatisnya.
Gambar 1. Linesplan General Cargo : sheer plan , body plan , half breadth plan dan isometric 3D view

## 3.2 Properti Hidrostatis
Properti  hidrostatis  didapatkan  dengan  melakukan  analisis  hidrostatis  untuk  mendapatkan  hasil  yang mencakup draft (T), kemiringan kapal ( trim dan heel ), displacement (  ), center of buoyancy, water plan are
(WPA) dan tinggi metacenter, baik longitudinal maupun transversal (KML, KMT, BML dan BMT). Properti hidrostatis  dari  kapal General  Cargo tersebut  ditunjukkan  pada  Tabel  2  yang  disajikan  per  ketinggian waterline. Properti hidrostatis kapal General Cargo 8202 DWT pada Tabel 2 disajikan ke dalam 15 waterline sesuai dengan sarat air kapal sebesar 7.00m dengan increment sebesar 0.5m. Didapati kemiringan kapal arah longitudinal  dan  transversal  (trim  dan  heel)  sebesar  0.00  deg  dan  displacement  kapal  pada  sarat  air  7.00m sebesar 8624.52 m-Ton.

## 3.3 Model 3D
Linesplan General Cargo 8202 DWT direscale ke rasio 1:60 untuk menjadi model uji. Berdasarkan linesplan tersebut kemudian digenerate dalam bentuk 3D untuk memodelkan kulit lambung dari model uji (Gambar 3).
Gambar 3. Model 3D kulit dari model uji: isometric view, top view, front view dan side view

## 3.4 Station Model Uji
Pengaturan  jarak  antar  station  pada  model  uji  disesuaikan  dengan  kebutuhan  proses  fabrikasi  dan memperhatikan  juga  detail  bentuk  dari  lambung  kapal.  Pengaturan  jarak  antar  station  dimulai  dari  sisi paramidle  body,  atau  bagian  lambung  kapal  yang  memiliki  lebar  yang  sama.  Kemudian  dilanjutkan  pada bagian depan dan belakang kapal dengan jarak station yang semakin rapat agar dapat mengakomodasi bentuk lekukan  lambung  kapal.    Jarak  station  pada  model  uji  dibagi  ke  dalam  28  potongan  secara  memanjang ditunjukkan pada Gambar 4.
Tabel 1. Properti hidrostatis kapal General Cargo 8202 DWT
Draft Trim Heel Displacement Center of Buoyancy [m] WPA KMT KML BMT BML [m] [deg] [deg] [m-Tons] x y z [m2] [m] [m] [m] [m] 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.50 0.00 0.00 423.42 54.46 0.00 0.27 968.22 42.88 835.09 42.61 834.82
Draft Trim Heel Displacement Center of Buoyancy [m] WPA KMT KML BMT BML 1.00 0.00 0.00 947.28 54.18 0.00 0.54 1065.31 22.86 461.87 22.32 461.33 1.50 0.00 0.00 1508.01 54.03 0.00 0.80 1119.17 15.87 327.10 15.07 326.29 2.00 0.00 0.00 2091.32 53.92 0.00 1.07 1156.08 12.41 256.34 11.34 255.27 2.50 0.00 0.00 2691.17 53.86 0.00 1.33 1184.35 10.44 211.99 9.10 210.66 3.00 0.00 0.00 3304.17 53.84 0.00 1.60 1207.75 9.22 181.48 7.62 179.88 3.50 0.00 0.00 3928.14 53.87 0.00 1.86 1227.53 8.43 158.67 6.58 156.81 4.00 0.00 0.00 4561.74 53.94 0.00 2.12 1245.30 7.93 141.01 5.80 138.89 4.50 0.00 0.00 5204.16 54.05 0.00 2.38 1262.45 7.60 126.95 5.22 124.56 5.00 0.00 0.00 5855.58 54.22 0.00 2.65 1280.87 7.42 115.83 4.77 113.18 5.50 0.00 0.00 6517.51 54.42 0.00 2.91 1304.31 7.33 107.99 4.42 105.08 6.00 0.00 0.00 7194.32 54.67 0.00 3.18 1340.85 7.33 104.97 4.15 101.79 6.50 0.00 0.00 7894.41 54.96 0.00 3.45 1393.98 7.41 106.74 3.96 103.29 7.00 0.00 0.00 8624.52 55.30 0.00 3.73 1457.55 7.55 110.92 3.82 107.19
Gambar 2. Potongan 28 station dari model uji

## 3.5 Fabrikasi Model Uji
Station pada bagian Gambar 4 kemudian dicetak dan ditempelkan pada papan multiplek atau kayu sehingga membentuk mal, kemudian papan dipotong mengikuti alur dari mal yang terbentuk (Gambar 5). Mal disusun berdasarkan  jarak  antar  station  pada  landasan  dasar  dan  ditautkan  antara  satu  mal  dengan  mal  yang  lain sehingga membentuk sebuah rangka kapal (Gambar 6).

## Gambar 4. Penyusunan potongan station pada landasan dasar dan ditautkan antar station

## 3.6 Pemasangan Kulit pada Model Uji
Tahapan yang dilakukan setelah rangka kapal mulai terbentuk adalah pemasangan kulit lambung pada rangka model  uji.  Kulit  lambung  dibuat  dari  potongan  memanjang  multiplek  dengan  lebar  yang  tipis  agar  mudah dilengkungkan  untuk  menutupi  seluruh  bagian  rangka  kapal.  Potongan  memanjang  tersebut  kemudian direkatkan antara satu potongan dengan potongan yang lain pada rangka kapal dengan menggunakan lem. Setelah  kulit  tertempel  pada  rangka  model  uji,  dilakukan  proses  pendempulan  untuk  meratakan  bentuk lambung kapal. Proses pendempulan yang dilakukan untuk melapisi kulit lambung dilakukan untuk menjaga bentuk lambung kapal sesuai dengan desain yang streamline , sehingga aliran yang melewati model kapal dapat berpropagasi  secara  halus,  mengurangi  gaya  friksi  akibat  tidak  beraturannya  model  yang  tidak  streamline. Setelah  dilakukan  pendempulan  tahan  yang  dilakukan  adalah  menghaluskan  dempul  dengan  menggunakan amplas (Gambar 7).
Gambar 5. Proses pendempulan pada kulit lambung model uji

## 3.7 Laminasi Fiber
Setelah proses pendempulan dilakukan, bagian terluar dari kulit dilapisi dengan laminasi fiber. Laminasi fiber merupakan proses pelapisan kapal dengan merekatkan serat fiberglass pada lambung kapal. Hal ini bertujuan agar lambung kapal menjadi kedap air, sehingga tidak ada air yang keluar masuk dari atau ke dalam bagian kapal, selain itu juga dapat memperkuat konstruksi antar kulit di lambung kapal (Gambar 8).
Setelah  proses  laminasi  fiber,  dilakukan  proses  pengecata  dan  pemberian marking .  Pengecatan  dilakukan dengan  menyemprotkan paint  spray ke  bagian  luar  lampung  kapal.  Warna  yang  digunakan  adalah  warna kuning sesuai dengan standar pengujian. Setelah cat kering dibuatkan marker ukuran baik secara memanjang maupun vertikal agar memudahkan dalam proses pengukuran saat pengujian.
Gambar 6. Proses laminasi fiberglass pada kulit lambung model uji

## 3.8 Kalibrasi Massa dan Posisi Pusat Massa
Pengujian  awal  dilakukan  dengan  mengkalibrasi  massa  dan  posisi  pusat  massa  pada  model  uji.  Kalibrasi dilakukan dengan meletakkan model uji pada bak air dan dilakukan pengamatan visual pada sarat air ( draft ) model  uji  dan  kemiringan  kapal  baik  dari  sumbu  longitudinal  maupun  transversal  (kondisi trim dan heel ) (Gambar 9). Penambahan massa sebagai muatan tambah dilakukan untuk menyesuaikan sarat air (indikator massa) dan kemiringan trim serta heel (indikator posisi pusat massa).
Gambar 7. Pengujian awal dengan kalibrasi massa dan posisi pusat massa

## 3.9. Pengujian di Kolam
Pengujian model uji di kolam dilakukan dengan tujuan menguji sarat air dan kemiringan kapal ( heel dan trim ) jika  diberi  kondisi  pembebanan  ( Load  Condition/  LC )  yang  meliputi selfweight (LC100), ballast  loaded
(LC200) dan full loaded (LC300) (Gambar 10). Sarat air yang terbentuk dari masing-masing pengujian beserta kemiringannya kemudian diukur dan diidentifikasi sebagaimana terlihat pada Tabel 3.
Gambar 8. Pengujian model uji di kolam untuk kondisi pembebanan selfweight, ballast dan full loaded
Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 3 dapat diidentifikasi bahwa saat kapal pada kondisi muatan penuh ( full  loaded )  sarat  air  ( draft )  berada  pada  0.12m  sesuai  dengan  desain  ukuran  utama.  Kemiringan  kapal terhadap sumbu transversal ( heel ) cenderung stabil, yaitu berada di bawah +/- 1.00 deg untuk ketiga kondisi muatan. Kemiringan terhadap longitudinal kapal ( trim ) cenderung bergerak ke trim by bow (bernilai positif) pada semua kondisi pembebanan.
Tabel 2. Hasil pengujian model uji di kolam
No Load Cond (LC) Deskripsi LC Sarat Air (m) Penambahan Muatan (kg) Kemiringan kapal (deg) Heel (+Stbd) Trim (+Bow) T1 (Bow) T2 (Mid) T3 (Stern) 1 100 Lightship 0.06 0.07 0.08 0.00 0.33 0.67 2 200 Ballast Loaded 0.09 0.08 0.07 1.80 0.86 1.58 3 300 Full Loaded 0.12 0.12 0.12 18.00 -0.57 1.11

## 4. KESIMPULAN
Industri  maritim  Indonesia  berkembang  sejalan  dengan  pertumbuhan  armada  kapal  sebagai  sarana  utama transportasi laut. Kecelakaan kapal, khususnya tenggelam, menjadi isu serius karena kurangnya stabilitas kapal akibat perubahan muatan selama proses bongkar-muat. Untuk mengatasi perilaku non-linier, perlu dilakukan eksperimen dengan model uji kapal. Penelitian ini menitikberatkan pada pembuatan model uji General Cargo 8202 DWT dalam skala 1:60, mengikuti standar International Towing Tank Conference (ITTC). Pengujian dilakukan di kolam untuk mengidentifikasi tingkat sarat air dan kemiringan kapal dalam tiga kondisi muatan berbeda: lightweight, ballasted load, dan full load. Hasil pengujian menunjukkan bahwa stabilitas kapal relatif stabil sesuai dengan desain utama kapal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  P. P. RI, “Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 2 Tahun 2015 Tentang Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional (RPJMN) 2015-2019.” Jakarta, 2014.
[2]  D. Hubla, “Laporan Tahunan 2020 Direktorat Jenderal Perhubungan Laut.” Jakarta, 2020.
[3]  K. N. K. Transportasi, “Statistik Investigasi Kecelakaan Transportasi KNKT 2022,” Jakarta, 2022.
[4]  Z. Ren, X. Han, A. S. Verma, J. A. Dirdal, and R. Skjetne, “Sea state estimation based on vessel motion responses: Improved smoothness and robustness using Bézier surface and L1 optimization,” Mar. Struct. , vol. 76, no. June 2020, p. 102904, 2021, doi: 10.1016/j.marstruc.2020.102904.
[5]  Y.  Wang,  J.  Liu,  W.  Liu,  Y.  Liu,  and  Z.  Yuan,  “Data-driven  methods  for  detection  of  abnormal  ship behavior: Progress and trends,” Ocean Eng. , vol. 271, no. 6, 2023, doi: 10.1016/j.oceaneng.2023.113673.
[6]  F. M. Dewadi et al. , Desain Penelitian Bidang Teknik . Padang: Get Press Indonesia, 2023.
[7]  P. R. of Shipping, “Computer Software for Onboard Stability Calculations.” Gdansk, 2021.
[8]  ITTC, “Recommended Procedures and Guidelines, Model Manufacture: Ship Models.” Zurich, 2017.
[9]  R. Japri, “Perancangan Konstruksi Profil Pada Kapal General Cargo Dengan Menggunakan Metode Ship Comparative,” Zo.  Laut    J.  Inov.  Sains  Dan  Teknol.  Kelaut. ,  vol.  2,  no.  2,  pp.  26–34,  2021,  doi: 10.20956/zl.v2i2.14367.
[10] C. B. Barrass and D. R. Derrett, Ship Stability for Masters and Mates . Oxford: ELsevier, 2012.
[11] M. Martelli and M. Figari, “A design framework for combined marine propulsioncontrol systems: From conceptualisation to sea trialsvalidation,” Ocean
Eng. , vol. 254, 2022, doi:
10.1016/j.oceaneng.2022.111282.