A.A. B. Dinariyana

Jurusan Teknik Sistem PerkapalanFakultas Teknologi Kelautan ITS Surabaya

2013

2

KG : Tinggi titik berat kapal diukur dari lunas kapal.

KM : Tinggimetasenter diukur dari lunas kapal.

GM : Tinggi melintang metasenter(KM-KG atau KB+BM-KG)

BM : Jari-jari metasenter

Untuk mengapung secara seimbang pada permukaan air yang tenang, kapal harusmemindahkan air seberat kapal dan titik berat gravitasi G harus berada pada garisvertikal yang sama dengan titik tekan keatas B yang diakibatkan oleh air.

B

G

M

K

GM

KG

BM

KB

KM

Jika garis kerja gaya apung pada keadaan tegak (B) dangaris kerja gaya apung dalam keadaan miring (B1) dilanjutkan, keduanya akan berpotongan di suatu titik. Titik potong ini kita beri nama M, singkatan darimetasenter.

3

M

L1

L

G

B B1

W

W1

Jika kapal mengalami oleng, sebagian dari buoyancy WOW1 akanberpindah sebesar LOL1.

Titik berat WOW1, g akan berpindahke posisi g1.

Titik tekan keatas B juga akanberpindah ke posisi B1 yang manaBB1 berpindah paralel terhadap gg1

4

v = volume yang dipindahkan

V = volume displasmen kapalBB1=vgg1

V

Untuk sudut oleng sampai dengan kira-kira 15o titik metasenter

dapat diasumsikan berada pada satu titik yang sering disebut

sebagai titik metasenter awal (initial metacenter).

Ketinggian KM sangat tergantung pada bentuk badan kapal yang

berada dibawah permukaan air.

Jarak vertikal antara G dan M disebut dengan tinggi metasenter.

Jika G berada dibawah M, kapal dikatakan memiliki tinggi

metasenter positif (positive metacenter height).

Jika G berada diatas M, kapal memiliki tinggi metasenter negatif.

5

Kapal dikatakan pada kondisi stabil jika ketika padakondisi oleng, kapal dapat kembali pada kondisi awal.

Kondisi ini dapat dicapai jika titik G berada di bawahmetacenter M (kapal harus memiliki tinggi metasenterawal positif).

6

Posisi titik G tidak berubah akibat keolengan dangaya gravitasi bekerja secara vertikal ke arahbawah melalui titik G.

Titik pusat gaya apung B bergerak ke titikpusatnya yang baru B1.

Gaya apung keatas B bekerja melalui titik B1 danmetasenter M.

Momen yang bekerja terhadap G adalahmoment yang mengembalikan kapal kepadaposisi awal (tegak). Momen ini disebut momenpenegak yang disebut pula momen stabilitasstatis yang besarnya merupakan perkalianantara gaya W dan panjang lengan GZ

7Moment of Statical Stability = W x GZ

Lengan GZ adalah lenganpenegak (righting arm/lever) yang merupakan jarak tegak lurusantara titik G garis vertikal yang melalui titik pusat gaya apung.

Pada sudut oleng yang kecil(kurang dari 15o)

GZ = GM x sin

Moment of Statical Stability = W x GM x sin

8

Apabila kapal mengalami oleng padasudut yang kecil dan cenderung untukoleng lebih jauh lagi, kondisi inidisebut sebagai keseimbangan labil.

Pada kondisi ini, kapal memiliki nilaiGM yang negatif yang mana titik G berada diatas titik M.

Gambar disamping memperlihatkankapal yang berada padakeseimbangan labil yang mengalamioleng pada sudut yang kecil.

Momen stabilitas statis, W x GZ menjadi momen pembalik (capsizing moment) yang cenderungmeningkatkan keolengan kapal.

9

Apabila titik G berhimpit dengan M seperti terlihat pada gambardisamping, kapal disebut memilikikeseimbangan netral.

Apabila kapal oleng pada sudutyang kecil, kapal akan cenderungtetap pada posisinya.

Kapal memiliki nilai GM=0 (nol), dimana KG = KM.

Moment of Statical Stability = W x GZ, namun pada kondisi ini nilai GZ = 0 (nol).

10

Pada keseimbangan netral tidakada momen penegak yang mengembalikan kapal keposisiawal dan momen pembalik yang menyebabkan kapal oleng lebihbesar lagi.

Kapal akan bergerak naik turunsecara vertikal pada sudut olengyang tetap sampai ada gaya luartambahan yang diberikankepada kapal.

11

Untuk mengembalikan kapal ke keseimbangan stabil darikondisi keseimbangan labil maupun netral, titik pusatgravitasi kapal harus dibuat lebih rendah.

Untuk memindahkan titik G menjadi lebih rendah dapatdilakukan dengan berbagai cara diantaranya: Massa dari muatan yang telah ada di kapal dipindahkan ke

posisi yang lebih rendah,

Massa muatan yang baru diletakkan dibawah titik pusatgravitasi kapal,

Massa dari muatan yang terletak diatas titik G dipindahkan darikapal, atau

Permukaan bebas pada tangki-tangki yang ada dikapalditiadakan/dikurangi.

12

Sangat penting untuk mengatur waktu yang diperlukan oleh kapaluntuk kembali ke posisi awalnya dari kondisi oleng.

Apabila kapal memiliki nilai GM yang besar (2 m sampai dengan3m), momen penegak (righting moment) pada sudut yang kecilakan relatif besar. Pada kondisi ini kapal memerlukan momenyang besar untuk membuat kapal oleng.

Jika kapal mengalami oleng, kapal cenderung akan kembali padaposisi awal dengan cepat. Kapal akan memiliki periode oleng yang pendek.

Pada kondisi ini kapal dikatakan sebagai kapal kaku atau stiff dan merupakan kondisi yang tidak diinginkan.

13

Pada kondisi kapal yang stiff, periode oleng

kapal biasanya lebih rendah dari 8 detik.

Untuk mengurangi kondisi ini, posisi titik

pusat gravitasi G dibuat lebih keatas.

14

Apabila jarak GM relatif kecil (0.16m to 0.20m), momenpenegak pada sudut oleng yang kecil juga relatif kecil.

Kapal akan lebih mudah oleng dan cenderung lambatuntuk kembali keposisi awal. Pada kondisi ini kapaldikatakan memiliki periode oleng yang kecil. Sebagaicontoh untuk periode oleng 30 sampai dengan 35 detik, kapal dikatakan tidak kaku atau tender.

Seperti halnya pada kondisi stiff, kapal dengan periodeoleng yang besar juga tidak diinginkan. Memperbesar GM dapat mengurangi periode oleng dengan memindahkantitik pusat G ke posisi yang lebih rendah.

15

Pada saat proses bongkar muat, perlu

diperhatikan kondisi GM sehingga kapal tidak

berada pada kondisi stiff maupun tender.

Periode oleng 20 sampai dengan 25 detik

umumnya dapat diterima.

16

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, kapal yang memilikimetasenter awal yang negatif akan berada padakeseimbangan labil apabila mengalami keolengan padasudut yang kecil.

17

Apabila sudut oleng semakin besar, titik pusat apung B akanbergerak/berpindah semakin kebawah. Apabila titik B berpindahpada posisi tepat dibawah titik G, momen pembalik (capsizing moment) akan hilang seperti terlihat pada gambar disebelah kiri.

Sudut oleng pada kondisi ini disebut sudut sandar angle of loll.Pada sudut ini, GZ bernilai nol dimana titik G tetap berada padagaris sumbu (centerline).

18

Apabila kapal oleng melewati angle of loll dari 1 ke 2, titik pusat apung B akanbergerak lebih jauh ke bawah dan akan muncul momen yang membalikkan kapalke angle of loll seperti terlihat pada gambar sebelah kanan.

Dapat dilihat bahwa kapal akan oleng (osilasi) terhadap angle of loll dan tidakterhadap garis vertikal. Kapal akan tenggelam apabila titik B tidak bergerak lebihjauh untuk berada vertikal dibawah titik G.

Angle of loll akan bergerak ke kanan dan ke kiri tergantung pada gaya luar yang diakibatkan oleh angin dan ombak.

Akan selalu muncul kemungkinan bahwa titik G akan berada diatas titik M danmengakibatkan kondisi keseimbangan labil yang mengakibatkan tenggelamnyakapal.

19

Nilai GM sangat berpengaruh terhadap kestabilan kapal. Tabeldibawah ini memperlihatkan nilai GM yang umum untuk berbagaitipe kapal pada kondisi muatan penuh.

Pada sarat dibawah sarat penuh, dengan bertambahnya jarak KM , nilai GM kapal akan lebih besar dibandingkan dengan nilai yang tercantum pada tabel diatas.

Untuk seluruh kondisi sarat, nilai GM tidak boleh kurang dari 0,15 m. 20

Ship Stability for Masters and Mates, Fourth

Edition, Revised, D.R. Derrett, B-H Newnes,

1990

21