Inovasi Pada Kapal Dengan Multi-disiplin Ilmu

Oleh Jansen Novri

777 KB 9 tayangan 0 unduhan
 
Bagikan artikel

Transkrip Inovasi Pada Kapal Dengan Multi-disiplin Ilmu

Final Project Fisika Dasar Penggunaan Energi Kimia dalam Pelemparan Tali untuk Menahan Gerak Kapal saat Bersandar di Pelabuhan Kelompok 3: Jansen Novri Mardiansyah Pratama Rafly Raditya Raihan Fuad Yugo Widhi Nugroho Tujuan  Menciptakan solusi berbasis teknologi dalam proses penghentian gerak kapal di pelabuhan. Penjelasan Saat kapal mulai bergerak untuk sandar di pelabuhan, ABK (Anak Buah Kapal) dari atas kapal akan meluncurkan jangkar ke dasar laut melalui winchlass system untuk menahan atau mengurangi gerak kapal secara vertikal. Selain jangkar, ABK juga melemparkan tali (biasanya tali tambang) ke dermaga untuk dikaitkan kepada sebuah benda. Hal ini bertujuan untuk menahan gerak kapal secara horizontal. ABK menggunakan tenaganya sendiri untuk melemparkan tali tersebut, dengan langkah sebagai berikut: 1. 2. 3. 4. ABK mengambil tali yang akan dikaitkan di dermaga. ABK mulai memutar tali tersebut dengan ukuran awal tali yang pendek. ABK mulai menambah kecepatan putarnya, di saat yang bersamaan, ia juga mulai menambah panjang tali. Ketika merasa sudah cukup kencang, di saat ujung tali yang memulai gerak berada di bawah titik pusat, ABK akan melepas tali tersebut dan tali akan sampai di dermaga. Alasan Pemilihan Judul Karena pada langkah-langkah di atas ABK menggunakan tenaganya sendiri, dapat terjadi beberapa kemungkinan masalah, seperti: 1. ABK sedang tidak fit atau sakit. 2. Kecepatan awal lemparan terlalu kecil. 3. Sudut lempar tali tidak tepat. Ketiga masalah di atas dapat menyebabkan tali mendarat di tempat yang salah dan mengurangi tingkat efektivitas dan efisiensi kerja. Tinjauan tiap Jurusan Teknik Perkapalan a. Ukuran standar kapal yang berukuran besar seperti kapal penumpang. b. Massa kapal berdasarkan ukuran standar. c. Macam-macam gerak kapal akibat gelombang laut. Teknik Kimia a. Reaksi kimia yang dapat digunakan sebagai penghasil energi. b. Jenis dan massa jenis logam yang cocok untuk dipasang di ujung tali. c.Jenis tali yang cocok untuk dilemparkan ke dermaga. Teknik Komputer: a. Penggunaan sensor elektronik sebagai pendeteksi jarak pada kapal. Tinjauan Fisika Dasar 1) 2) 3) Kecepatan awal logam dan tali. Momentum logam dengan dermaga setelah logam mendarat. Penggunaan pegas untuk menghilangkan momentum logam dengan dermaga. Ukuran Standar Kapal  Untuk dapat berlayar, kapal harus menggunakan perbandingan dimensi ukuran utama yang telah ditentukan oleh standar yang ditetapkan oleh IMO (International Maritime Organization) atau BKI (Badan Klasifikasi Indonesia) . Ukuran Kapal Penumpang       Kapal penumpang termasuk dalam kapal cepat besar. Berdasarkan ukuran yang telah ditetapkan, dimensi kapal untuk panjang kapal (L) penumpang 100 meter sebagai berikut: Lebar (B) : 11,76 meter Tinggi (H): 7,81 meter Tinggi crane (T) : 4,35 meter Koefisien blok (Cb): 0,60 Massa Kapal Penumpang  Massa kapal = volume air laut yang dipindahkan oleh crane kapal dikali dengan massa jenisnya.  m = L x B x T x Cb x þ = 100m x 11,76m x 4,35m x 0,60 x 1,03ton/m³ = 3.200 ton Dengan massa sebesar ini, momentum kapal akan sangat besar walau hanya bergerak sangat pelan. Macam-Macam Gerak Kapal Reaksi Kimia sebagai Penghasil Energi  Dapat menggunakan reaksi oksidasi yang dilakukan dengan anoda magnesium pada air laut. 2Mg  2Mg++ +4e- (anode reaction) O2 +2 H2 O+4e-  4OH- (cathode reaction) 2Mg+2H2 O+O2 =2Mg++ +4OH- (cell reaction) Metode Lain   Mengubah air laut menjadi bahan bakar (fuel); tetapi sedang dalam penelitian Memanfaatkan grafin. Grafin yang dialiri air akan menghasilkan voltase; perlu penelitian lebih lanjut Spesifikasi Tali Pelempar Beban Berkaitan dengan Tingkat Keawetan dan Kekuatan Tali Berkaitan dengan Energi yang Digunakan   Bahan tali kedap air Bahan tali ringan namun kuat    Kekuatan tarik bagus (breaking load) Kekuatan aus tinggi Tahan dalam rentang suhu yang luas Bahan yang Direkomendasikan Polipropilena (ρ = 0.90 – 0.92 gram/cm3) Ada 2 jenis: PP Mono dan PP Multi Spesifikasi Logam di Ujung Tali   Massa jenis yang relatif kecil. Memiliki peluang berkarat paling kecil. Logam – logam yang lazim digunakan: 1. Perunggu (7.7 – 8.7 gram/cm3) 2. Baja (7.85 gram/cm3) 3. Besi (7.75 gram/cm3). Jenis Logam yang Direkomendasikan Jenis logam yang direkomendasikan adalah besi, dengan alasan sebagai berikut: 1. Memiliki massa jenis yang paling kecil 2. Paling murah. Akan tetapi, besi adalah logam yang mudah karat. Namun hal tersebut dapat diatasi dengan metode kimiawi seperti galvanisasi atau melalui pengecatan. Sensor Elektronik untuk Mendeteksi jarak 1. 2. Mempunyai transmitter sebagai pemancar gelombang ultrasonik dan receiver. Gelombang ultrasonik adalah gelombang mekanik longitudinal, memiliki frekuensi di atas 20 kHz. Penggunaan Sensor PING pada Kapal 1. 2. 3. Gelombang ultrasonik yang dipancarkan kapal mengenai obyek (dinding pelabuhan) dan memantul kembali ke sensor. PING mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang ultrasonik. PING akan membuat output low pada pin SIG Lebar pulsa high akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Kecepatan Awal Logam dan Tali Kecepatan awal tali dan logam dapat ditentukan melalui variabel bebas seperti: 1. Massa tali 2. Massa logam 3. Jarak kapal dengan target 4. Tinggi kapal 5. Sudut elevasi pelemparan 6. Waktu melayang  Misal : Massa logam = 10 kg Jarak target = 15 meter Tinggi kapal relatif permukaan laut = 5 meter Panjang minimal tali (mix rope) = 15,81 meter Diameter tali = 5 cm Massa tali = þ x V = 0,72 x 3,14 x 2,5 x 2,5 x 1581 = 22.000 gram = 22 kg Sudut elevasi = 30º Waktu melayang = 3 detik Jawab: s = Vox.t 15 = Vo cos 30º. 3 Vo = 5,75 m/s = 20,7 km/jam. Momentum logam dengan dermaga setelah mendarat. Saat mendarat, kecepatan diuraikan menjadi 2 vektor, yaitu terhadap sumbu x dan sumbu y Vtx = Vo . Cos 30º = 20,7 . Cos 30º = 17,92 m/s Vty didapat setelah tinggi logam maksimum diketahui Vty² = Voy² - 2gh 0 = (20,7 . Sin 30)² – 2(9,8)h 19,6 h =107 h = 5,45 meter (tinggi maksimum logam relatif permukaan laut adalah (5 + 5,45) meter = 10,45 meter) Tinjauan dari puncak menuju dermaga Vty² = Voy² + 2gh Vty² = 0 + 2(9,8)(10,45) Vty = 14,3 m/s Maka, resultan kecepatan logam saat mendarat v=V Vtx² + Vty² v=V 321,12 + 204,49 v = 22,92 m/s, dengan arah 38,59º ke selatan dari arah timur. Momentum yang diterima dermaga oleh logam sebesar px = m.vtx px = 10(17,93) = 179,3 kg m/s py = m.vty py = 10(14,31) = 143,1 kg m/s Resultan momentum yang diterima dermaga sebesar 229,4 kg m/s Penggunaan Pegas untuk Menghilangkan Momentum Logam    Penggunaan pegas diperlukan karena momentum logam saat mendarat dapat merusak dermaga dalam jangka panjang. Pegas berfungsi untuk menahan logam supaya tidak langsung mengenai dermaga. Pegas dipasang sesuai dengan sudut resultan kecepatan logam saat mendarat. Dengan mengabaikan energi luar, Em1 = Em2 ½ mv²= 1/2k x² misal, panjang logam yang digunakan sebesar 10 cm dengan diameter sesuai dengan diameter logam, maka k = mv²/ x² = 10 kg(22,92)²/(0,1)² = 525.326,4 N/m Kesimpulan    Dalam penghentian gerak kapal diperlukan tali penahan untuk menahan gerak kapal secara horizontal. Penggunaan tenaga manusia saat pelemparan tali dapat disubstitusi menggunakan teknologi, didukung dengan reaksi kimia sebagai penghasil energi dan sensor PING sebagai pengukur jarak. Momentum yang diterima dermaga oleh logam dapat diatasi dengan menggunakan pegas untuk menghindari kotak langsung logam dengan dermaga. Daftar Pustaka             http://www.southamptonvts.co.uk/admin/content/files/Pictures/Fi rst%20Ship%20SCT5.jpg http://www.asmarines.com/mengorder-tali-kapal http://www.asmarines.com/tali-tambat http://www.asmarines.com/tali-mix-rope http://www.plastic.web.id/forum/density-massa-jenis-plastik http://www.boatus.com/boattech/articles/rope.asp http://rumushitung.com/2013/05/31/tabel-massa-jenis-dan-berat-j enis/ http://kuliah.andifajar.com/sensor-ultrasonic/ http://parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.3.pdf http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/29570/4/Chapter %20II.pdf http://www.google.com/patents/US5427871 http://www.marinebio.net/marinescience/02ocean/swcompositio

Judul: Inovasi Pada Kapal Dengan Multi-disiplin Ilmu

Oleh: Jansen Novri


Ikuti kami