Abstrak—Bagian konstruksi lunas merupakan salah satu konstruksi vital yang harus memiliki kekuatan yang baik dan memenuhi standar biro klasifikasi. Saat ini lunas kapal wisata banyak menggunakan kayu Jati dan kayu Ulin dimana bahan baku tersebut mengalami kelangkaan. Material bambu laminasi berpotensi untuk dibuat sebagai lunas kapal kayu. Laminasi bambu perlu diperkuat dengan material lain. Aluminium adalah salah satu bahan konstruksi secara umum atau yang memiliki tingkat rasio kekuatan dan berat yang sangat baik dibanding material lain. Oleh karena itu dilakukan penelitian dengan tujuan membuat lunas kapal wisata menggunakan material laminasi bambu hybrid aluminium. Pengujian dilakukan dengan menganalisa teknis dan ekonomis. Analisa teknis dilakukan sesuai standar ASTM D3500 dan uji kekuatan tekuk sesuai standar ASTM D3043 terhadap variasi spesimen A1, A2, dan A3. Berdasarkan perhitungan hasil pengujian, didapatkan nilai kuat tarik sebesar 127,296 MPa, 148,363 MPa, dan 176,386 MPa berturut-turut. Didapatkan hasil uji kuat tekuk sebesar 102,684. MPa, 131,291 MPa, dan 136,790 MPa dengan persyaratan nilai kuat tarik dan tekuk sesuai rules BKI 2013 sebesar 42,169 MPa, dan 71,098 MPa, maka material laminasi bambu hybrid aluminium memenuhi syarat minimal material pembentuk lunas kapal kayu sesuai rules BKI 2013. Lunas kapal wisata KM.GAYYAS menggunakan material laminasi bambu hybrid aluminium lebih ekonomis dibandingkan lunas kapal menggunakan material kayu Ulin solid. Presentase ekonomis dari biaya pembuatan lunas kapal wisata dengan dimensi lunas mengacu pada BKI menggunakan material laminasi bambu hybrid aluminium tiap variasi berturut-turut sbesar 22%, 38%, 44%. Biaya pembuatan kapal wisata panjang ≤ 24 meter antara full laminasi bambu Ori sebesar Rp 142.208.923. Persentase pengurangan biaya pembuatan kapal wisata berbahan dasar bambu Ori ketika bagian lunas diganti dengan laminasi bambu hybrid aluminium variasi A1, A2, dan A3 berturut-turut sebesar 1 – 2%.

Kata Kunci—Lunas, Kapal wisata, bambu Ori, aluminium.

I.    PENDAHULUAN

ONTRUKSI lunas merupakan salah satu kontruksi yang vital dan harus memenuhi persyaratan kekuatan mekanik dan karakteristik fisik klasifikasi. Saat ini lunas kapal wisata banyak menggunakan kayu jati dan kayu ulin, namun seiring berjalannya waktu jenis kayu tersebut kini mengalami kelangkaan. Dari faktor kelangkaan tersebut berkembanglah material baru yang memiliki kekuatan yang baik, salah satunya menggunakan laminasi bambu. Laminasi bambu saat ini sudah menjadi alternatif terbaru material pembuatan kapal wisata [1].

Kecenderungan material bambu yang tidak tahan terhadap jamur dan kumbang bubuk dapat merusak struktur bambu yang berdampak pada berkurangnya kekuatan mekanik dari bambu [2]. Ketahanan material bambu terhadap air cukup rendah dibandingkan dengan ketahanan jenis kayu lain seperti kayu Jati dan Ulin dan memerlukan biaya ekstra untuk proses pengawetan agar material bambu tahan lama. Kekuatan antar sambungan dari bambu tergolong rendah sehingga perlu dipadukan dengan material lain untuk meningkatkan kekuatan dari bambu tanda merusak sifat fisik dan mekanik dari bambu itu sendiri [3].

Metode laminasi pada kapal merupakan pembuatan suatu bentuk pada kapal dimana bagian konstruksinya dibuat dari susunan beberapa papan atau bilah kayu yang dipadukan satu sama lain dengan menggunakan perekatan khusus yang bertujuan menciptakan suatu konstruksi yang mudah dibentuk dengan ketebalan lebih tipis sehingga menciptakan kekuatan yang baik [4]. Metode laminasi dapat dilakukan dengan memadukan beberapa jenis material yang berbeda untuk memperoleh sifat fisik dan mekanik yang baik untuk material tersebut. Penggabungan beberapa jenis material menjadi sebuah material baru disebut juga material hybrid.

Dilakukan sebuah inovasi yakni dengan memadukan bambu dan aluminium untuk bahan dasar pembuatan lunas kapal menjadi sebuah komposisi material hybrid. Lunas kapal merupakan kontruksi penguat memanjang kapal yang berada dibawah dan tepat ditengah-tengah kapal. Penggabungan antara material aluminium dan bambu menjadi bahan dasar yang tepat. Untuk mengetahui kelayakan laminasi bambu hybrid aluminium sebagai material pembentuk lunas kapal wisata.

II.    URAIAN PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen statistik. Metode eksperimen yang dimaksud adalah suatu penelitian yang dilakukan untuk mengetahui suatu akibat yang ditimbulkan dari suatu perlakuan beban yang diberikan secara sengaja terhadap laminasi bambu hybrid aluminium dalam pembebanan yang berakibat pada kondisi aktual lunas kapal wisata. Penulis melakukan eksperimen pengujian kuat tarik dan kuat tekuk, variasi untuk pengujian tarik dilakukan tiga variasi dengan perbandingan lapisan bambu dengan aluminium sebesar 3 : 1, 2 : 1, dan 1 : 1 sedangkan untuk pengujian tekuk dilakukan tiga variasi sama dengan variasi dalam pengujian tarik. Studi literatur yang dilakukan adalah yang berkaitan dengan pemahaman teori dan konsep mengenai laminasi bambu hybrid aluminium sebagai material lunas pada kapal wisata panjang ≤ 24 meter.

Selain data hasil dari pengujian yang dilakukan oleh penulis, penelitian ini akan menggunakan data penunjang yang diambil sesuai dengan hasil dari penelitian sebelumnya. Data yang dibutuhkan dalam pengerjaan penelitian ini diantaranya hasil pengujian kuat tarik dan tekuk dari bambu Ori, termasuk berat jenis dan karakteristik lainnya. Regulasi yang digunakan dalam menentukan ukuran konstruksi kapal wisata ini mengacu pada rule BKI 2013, sehingga aturan yang berkaitan dengan semua perhitungan yang ada mengacu pada regulasi tersebut.

Ukuran utama kapal didapatkan dengan melakukan survei di pulau Gili Genting, Madura, Jawa Timur sebagai acuan kapal wisata panjang ≤ 24 meter. Karena pembangunan kapal wisata ini masih berasaskan kearifan lokal dan bersifat tradisional, maka dalam mendapatkan data untuk lines plan dilakukan pengukuran secara langsung terhadap koordinat-koordinat pada tiap gading yang ada. Proses pengukuran ini dilakukan secara terus-menerus hingga mendapatkan data koordinat dari tiap gading yang ada pada kapal tersebut. Dari data koordinat tersebut selanjutnya akan dilakukan proses redraw menggunakan software AutoCad untuk mendapatkan bentuk body plan, penulis melakukan proses desain kapal ikan menggunakan software Maxsurf Modeler untuk mendapatkan lines plan kapal ikan secara keseluruhan.

Untuk mendapatkan data mekanik dari laminasi bambu hybrid aluminium, penulis melakukan eksperimen pengujian terhadap material tersebut. Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian kuat tarik dan kuat tekuk. Standar yang digunakan dalam pengujian ini yaitu menurut ASTM D3500 [5]untuk uji tarik dan ASTM D3043 [6] untuk uji tekuk .

Analisa teknis digunakan pada tahap setelah didapatkan hasil pengujian spesimen. Tahap ini untuk mengetahui apakah kekuatan laminasi bambu hybrid aluminium dari segi kuat tarik dan kuat tekuk memenuhi standar dari BKI. Standar hasil uji tarik dan tekuk minimum yang ditentukan oleh BKI adalah 42,169 MPa utuk uji tarik dan 71,098 MPa untuk uji tekuk [5].

Dalam menentukan ukuran konstruksi kapal tersebut menggunakan rule Biro Klasifikasi Indonesia tahun 2013 tentang ”Rules for Small Vessels up to 24m” [7] dan menggunakan formulasi persamaan momen [8]. Ukuran dari konstruksi kapal dipengaruhi oleh jenis bahan laminasi. Diberikan tabel dengan angka penunjuk panjang masing-masing elemen konstruksi.

Untuk penentuan ukuran lunas didapatkan dengan melihat tabel penunjuk. Tabel penunjuk dilihat sesuai dengan panjang L member konstruksi. Dari tabel penunjuk hanya diketahui tinggi dan luas penampang, untuk mendapatkan lebar dapat dicari dengan membagi luas penampang dengan tinggi, tapi sebelumnya luas penampang harus dikalikan dengan faktor pengali yaitu massa jenis material. Faktor pengali didapatkan dari.

(1)

Rumus tersesebut digunakan apabila massa jenis material tidak sama dengan 0,56 g/cm³. Faktor pengali tersebut digunakan untuk menentukan lebar dari komponen konstruksi lunas. Setelah didapatkan luas maka dikali dengan faktor pengali baru dibagi dengan tinggi yang didapatkan dari tabel angka penunjuk. Dari angka penenjuk tersebut maka didapatkan nilai lebar kali tinggi dari komponen konstruksi.

Setelah mengetahui ukuran tiap bagian konstruksi kapal. Selanjutnya dihitung biaya material yang diperlukan untuk pembangunan kontruksi lunas dan linggi kapal tersebut. Penghitungan biaya material disesuaikan dengan volume konstruksi tiap bagiannya.

III.    HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Pengujian Sifat Fisik dan Mekanik

Pengujian fisik yang dilakukan dengan cara mengukur berat jenis laminasi bambu hybrid aluminium yang digunakan sebagai spesimen uji. Untuk menentukan berat jenis. Laminasi bambu hybrid aluminium harus diukur beratnya kemudian dibagi dengan volume material tersebut.

Gambar 1. Mengukur berat Laminasi Bambu Hybrid Aluminium

Metode pengujian tarik dibagi menjadi dua kategori: A untuk spesimen kecil dan B untuk spesimen besar. Laminasi bambu hybrid aluminium termasuk dalam kategori A, sedangkan dimensi spesimen untuk kategori A dibagi dalam tiga tipe: A untuk tebal bilah lebih dari ¼ inci atau 6 mm, B untuk tebal bilah kurang dari ¼ inci atau 6 mm, dan C untuk plywood dengan sudut susunan serat selain 0° atau 90° [3].

Gambar 2. Spesimen uji tarik [1]

Berikut ini merupakan hasil uji tarik laminasi bambu hybrid aluminium pada masing-masing variasi dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil pengujian tarik

Dari Tabel 1 dapat diketahui bahwa kuat tarik laminasi bambu hybrid aluminium variasi A3 dengan jumlah lapisan aluminum sebanyak 3 lapis lebih besar dari pada variasi lain. Pada variasi A1 memiliki nilai kuat tarik sebesar 127,296 MPa, nilai MoE sebesar 23,997 GPa, dan nilai strain sebesar 37,891 %. Sedangkan pada variasi A2 memiliki nilai kuat tarik sebesar 148,363 MPa, nilai MoE sebesar 31,040 GPa, dan nilai strain sebesar 24,219% dan untuk variasi A3 memiliki nilai kuat tarik sebesar 176,386 MPa, nilai MoE sebesar 36,358 GPa, dan nilai strain sebesar 33,646%.

Metode pengujian tekuk dibagi menjadi empat kategori: A untuk pengujian tekuk di titik tengah (center-point test), B untuk pengujian tekuk di dua titik (two-point test), C untuk pengujian momen alami (pure moment test), dan D untuk pengujian tekuk sebagai persyaratan jaminan mutu. Bambu laminasi termasuk dalam kategori A dengan hasil pengujian yang terbaca meliputi total defleksi dan modulus elastisitas. Penampang melintang spesimen uji tekuk bambu laminasi disyaratkan harus berbentuk bujur sangkar dengan ukuran tebal = lebar, sedangkan panjang minimum spesimen adalah 24 kali tebal bilah. Bila tebal bilah lebih dari ¼ inci atau 6 mm, maka tebal dan lebar penampang melintang spesimen uji harus 2 inci atau 50 mm, sedangkan bila tebal bilah kurang dari ¼ inci atau 6 mm, maka tebal dan lebar penampang melintang spesimen uji harus 1 inci atau 25 mm [4].

Gambar 2. Spesimen uji tekuk [4]

Berikut ini merupakan hasil uji tarik laminasi bambu hybrid aluminium pada masing-masing variasi dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Hasil pengujian tarik

Sedangkan pada Tabel 2 memperlihatkan hasil pengujian kuat tekuk didapatkan sebagai berikut, untuk variasi A1, A2, A3 berturut-turut memiliki nilai kuat tekuk sebesar 102,684 MPa, 131,291 MPa, dan 136,790 MPa nilai MoE sebesar 8,834 GPa, 10,243 Gpa, dan 10,561 GPa dan nilai defleksi sebesar 18 mm, 19,75 mm, dan 19,75 mm.

Menurut peraturan dari BKI tahun 2013 tentang ”Rules for Small Vessels up to 24 m”, menyebutkan bahwa laminasi yang akan digunakan sebagai material konstruksi harus memiliki nilai kuat tarik minimum 42,169 MPa. Nilai bending strength minimum yang disyaratkan oleh BKI adalah sebesar 71,098 MPa. Dari hasil pengujian kuat tarik dan kuat tekuk pada variasi A1, A2, dan A3 laminasi bambu hybrid aluminium tersebut memenuhi syarat minimum BKI sebagai material konstruksi kapal kayu.

B.    Perhitungan Ukuran Konstruksi

Perhitungan ukuran komponen konstruksi lunas kapal wisata didapatkan dari hasil perhitungan menggunakan rumus empiris menurut rule BKI 2013 tentang “Rules for Small Vessels up to 24m”. Survei yang telah dilakukan oleh penulis guna mendapatkan data mengenai model kapal wisata panjang ≤ 24 meter menghasilkan ukuran utama kapal dan rencana garis (lines plan) dari bentuk kapal ikan yang berada di Paciran, Lamongan. Ukuran utama kapal wisata sebagai berikut.

Panjang kapal (Loa)                                    : 15,77 meter

Panjang garis air (Lpp)                 : 12,37 meter

Lebar kapal (B)                                                                          : 3,80 meter

Tinggi Kapal (H)                                                                       : 0,96 meter

Sarat (T)                                                                                                                    : 0,48 meter

Kecepatan (Vs)                                                                          : 7 knot

Dari hasil survei tersebut juga didapatkan rencana garis (lines plan). Lines plan didapatkan dari hasil pengukuran tiap gading kapal. Hasil dari redraw tersebut akan  menghasilkan lines plan  kapal wisata yang dimaksud. Rencana garis (lines plan) kapal wisata yang telah dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Lines plan KM.GAYYAS

Perhitungan ukuran komponen konstruksi kapal didapatkan setelah melakukan perhitungan menggunakan rumus empiris. Hasil dari perhitungan tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Ukuran konstruksi masing-masing variasi material

*LBHA (Laminasi Bambu Hybrid Aluminium)

Dijelaskan bahwa terjadi penurunan dimensi lunas kapal wisata pada setiap penambahan lapisan aluminium. Pengurangan terjadi karena semakin besarnya berat jenis pada variasi A1, A2, dan A3 dibandingkan dengan berat jenis dari kayu Ulin.

C.    Analisis Ekonomis

Setelah mengetahui ukuran konstruksi lunas dan linggi kapal wisata. Selanjutnya dihitung biaya material yang diperlukan untuk pembuatan konstruksi tersebut. Penghitungan biaya material disesuaikan dengan volume konstruksi tiap bagiannya. Sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 4. yaitu biaya material untuk konstruksi kayu Ulin, laminasi bambu hybrid aluminium variasi A1, A2, dan A3.

Tabel 4. Total biaya pengadaan material per variasi

*LBHA (Laminasi Bambu Hybrid Aluminium)

Hasil diatas merupakan rekap total biaya material pembuat lunas kapal yang terbagi atas beberapa variasi. Pada material kayu Ulin solid  dipilih ukuran balok kayu dengan dimensi 4x30x400 cm dan didapatkan biaya per m³ sebesar Rp. 40.000.000. Variasi A1 terdiri atas tiga komponen penyusun yaitu bilah bambu, bilah aluminium, dan lem. Dalam perhitungan biaya material pada masing-masing komponen tersebut, untuk bilah bambu dan aluminium total biaya diperoleh dari banyaknya lapisan yang terbentuk oleh komponen tersebut di dalam variasi ini. Diperoleh biaya material untuk material laminasi bambu hybrid aluminium variasi A1 untuk komponen bilah bambu sebesar Rp. 4.800.000 untuk bilah aluminium sebesar Rp. 4.050.000 dan untuk kebutuhan lem sebesar Rp. 17.325.000. Pada variasi A2 perbandingan bambu dan aluminium pada variasi ini adalah 2 : 1 dimana pada setiap tiga lapisan bambu terdapat satu lapisan yang diganti oleh bilah aluminium. Total biaya material laminasi bambu hybrid aluminium variasi A2 pada masing-masing komponen yang tersusun sebesar Rp. 4.266.667 untuk komponen bilah bambu, Rp. 5.400.000 untuk komponen bilah aluminium dan untuk kebutuhan lem diperoleh biaya sebesar Rp. 17.325.000. Perhitungan biaya material pada A3 dimana perbandingan komponen penyusun antara bambu dan aluminium sebesar 1 : 1. Didapatkan biaya material untuk masing-masing komponen pada material laminasi bambu hybrid aluminium variasi A3 sebesar Rp. 3.200.000 untuk komponen bilah bambu, dan untuk komponen nilah aluminium diperoleh biaya material sebesar Rp. 8.100.000, sedangkan biaya kebutuhan lem pada variasi ini sama dengan variasi sebelumnya yaitu sebesar Rp. 17.325.000.

Dari data tersebut maka didapatkan total biaya pengadaan material sesuai dengan volume lunas dan linggi kapal wisata yang terbentuk dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Total Biaya Pembuatan Lunas Kapal Wisata

*LBHA (Laminasi Bambu Hybrid Aluminium)

Biaya produksi merupakan biaya tenaga kerja yang dikeluarkan untuk pekerja pada proses pembuatan lunas kapal pada tiap variasi material penyusun. Proses pembuatan lunas kapal wisata membutuhkan perhitungan jumlah pekerja dan waktu yang dibutuhkan untuk membuat luans. Hal tersebut tersaji dalam Tabel 6 dimana diasumsikan jumlah pekerja yang terlibat dalam pembuatan lunas terdiri dari dua orang tukan kayu dan dua helper. Dalam satu hari kerja diasumsikan efektif selama 6 jam.

Tabel 6.Waktu Pembuatan Lunas Kapal per Variasi

*LBHA (Laminasi Bambu Hybrid Aluminium)

Setelah diperoleh jumlah hari dalam setiap pembuatan lunas maka perbitungan biaya produksi lunas kapal wisata dapat dilakukan. Jumlah pekerja dalam setiap pembuatan lunas diasumsikan berjumlah empat orang yang terdiri dari dua tukang kayu dan dua helper. Jumlah empat orang tersebut diilustrasikan dibagi menjadi dua kelompok. Masing-masing kelompok mengerjakan dua bagian yang berbeda contohnya bagian depan dan belakang. Biaya jasa pekerja per hari diasumsikan Rp. 150.000 untuk tukang kayu dan untuk helper sebesar Rp. 100.000. Hasil perhitunagn biaya jasa tersebut tersaji dalam Tabel 7.

Tabel 7. Total Biaya Jasa Pembuatan Lunas Kapal Wisata

*LBHA (Laminasi Bambu Hybrid Aluminium)

Perhitungan total biaya pembuatan lunas kapal wisata terdiri dari biaya pengadaan material dan biaya produksi dari lunas tersebut. Total biaya dibagi atas masing-masing variasi material penyusun lunas kapal. Berikut ini merupakan hasil dari perhitungan total biaya pembuatan lunas kapal wisata yang tersaji dalam Tabel 8.

Tabel 8. Total Biaya Pembuatan Lunas Kapal Wisata

*LBHA (Laminasi Bambu Hybrid Aluminium)

Biaya pembuatan lunas kapal wisata menggunakan material laminasi bambu hybrid aluminium tiap variasi sebesar Rp. 8.241.431, Rp. 6.615.860, dan Rp. 5.971.114, dibandingkan harga lunas kapal wisata menggunakan kayu solid sebesar Rp. 10.606.651, sehingga dapat menghemat biaya Rp. 2.365.220 atau 22%, Rp. 3.990.791 atau 38% dan  Rp. 4.635.537 atau 44%.

IV.    KESIMPULAN DAN SARAN

Setelah dilakukan pengujian dan penelitian, maka didapatkan beberapa kesimpulan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut:

• Nilai kuat tarik rata-rata yang diperoleh dari hasil pengujian material laminasi bambu hybrid aluminium variasi satu (A1), laminasi bambu hybrid aluminium variasi dua (A2), dan laminasi bambu hybrid aluminium variasi tiga (A3) berturut-turut adalah 124,101 Mpa, 117,234 Mpa, dan 176,386 Mpa.
• Nilai kuat tekuk rata-rata yang diperoleh dari hasil pengujian material laminasi bambu hybrid aluminium variasi satu (A1), laminasi bambu hybrid aluminium variasi dua (A2), dan laminasi bambu hybrid aluminium variasi tiga (A3) berturut-turut adalah 102,684 Mpa, 131,291 Mpa, dan 136,790
• Nilai kuat tarik rata-rata lunas kapal menggunakan material laminasi bambu hybrid aluminium variasi satu (A1), dua (A2), dan tiga (A3) memenuhi persyaratan teknis diperoleh dari nilai kuat tarik yang lebih besar dibanding dengan kuat tarik yang diizinkan BKI sebesar 42,169 MPa. Dari segi teknis lainnya, nilai kuat tekuk rata-rata lunas kapal menggunakan material laminasi bambu hybrid aluminium variasi satu (A1), dua (A2), dan tiga (A3) melebihi persyaratan teknis yang disyaratkan sebesar 71,098 Mpa.
• Biaya pembuatan lunas kapal menggunakan material laminasi bambu hybrid aluminium variasi satu (A1), dua (A2), dan tiga (A3) berturut-turut sebesar 8.241.431, Rp. 6.615.860, dan Rp. 5.971.114.
• Persentase nilai ekonomis dari perbandingan total biaya lunas kapal wisata menggunakan material kayu Ulin solid dengan material laminasi bambu hybrid aluminium variasi satu (A1), dua (A2), dan tiga (A3) berturut-turut sebesar 22% dengan selisih harga sebesar Rp. 3.461.016, 38% dengan selisih harga sebesar Rp. 4.669.922, dan 44% dengan selisih harga sebesar Rp.5.111.260.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terimakasih ditujukan kepada kedua orang tua. Juga kepada para staf dan ahli Laboratorium Teknologi dan Manajemen Produksi Departemen Teknik Perkapalan ITS yang telah membantu jalannya penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA