Menghitung Berthing Energy Kapal
1
0
Artikel ini untuk memberikan perhitungan beban tambatan dan berlabuh (berthing energy) pada bollard dan fender. Dengan asumsi bollards dan fender dipasang di piles, maka gaya akibat sandar kapal dapat ditransfer ke pile untuk perhitungan beban desain pile jetty atau pengaturan mooring di jetty.
Beban berlabuh untuk kondisi saat merapat ke pelabuhan akan dinilai berdasarkan energi labuh yang dihitung sesuai dengan standard BS 6349-Bagian 4: tentang kode praktik untuk desain sistem fendering dan tambatan. Mooring load untuk mooring kapal akan dihitung berdasarkan analisis hidrodinamik menggunakan software yang sesuai. Berdasarkan beban berlabuh dan beban tambatan ini, tumpukan dermaga, spatbor dermaga, tali tambat, dan peralatan relatif harus dirancang sedemikian hingga sehingga aman saat operasi.
Pertimbangan Sea State Condition
Sea state condition seperti kedalaman air di dekat dermaga harus dipertimbangkan dalam desain, dan keadaan laut harus dipertimbangkan untuk kondisi yang berbeda seperti
(1) Kondisi laut untuk kapal Berlabuh
Negara laut dianggap jinak, dan sesuai dengan kondisi berlabuh yang ditentukan oleh BS 6349- Bagian 4, “Tempat berlabuh terlindung, sulit” harus dipilih.
(2) Kondisi laut untuk kapal Kondisi Tambatan Permanen
Untuk tambatan kapal di lokasi, periode pengembalian angin 10 tahun harus dipertimbangkan untuk beban lingkungan.
- Tinggi Gelombang
- Kecepatan Angin
- Kecepatan Saat Ini
Dasar Perhitungan Berthing Energy
Jumlah total energi E (kNm) yang akan diserap, oleh sistem fender baik sendiri atau dengan kombinasi sistem fender dan struktur itu sendiri dengan beberapa fleksibilitas, dapat dihitung dari rumus energi berikut:
E=0.5*Cm*Mv *Vb2 *Ce *Cs *Cc
di mana Cm adalah koefisien hidrodinamik.
Mv adalah perpindahan kapal (t).
Vb adalah kecepatan kapal normal ke tempat berlabuh (m/s).
Ce adalah koefisien eksentrisitas.
Cs adalah koefisien kelembutan.
Cc adalah koefisien konfigurasi tempat berlabuh.
Energi ini tergantung pada kecepatan normal kapal ke dermaga dan sejumlah faktor yang memodifikasi energi kinetik kapal untuk diserap oleh sistem fender dan struktur.
(1) Kecepatan Berlabuh, Vb
Kecepatan berlabuh kapal normal ke tempat berlabuh tergantung pada ukuran dan jenis kapal, frekuensi kedatangan, kemungkinan kendala pada gerakan mendekati tempat berlabuh, dan kondisi gelombang, arus dan angin yang mungkin ditemui di tempat berlabuh. Kecepatan kapal yang menutup dengan tempat berlabuh adalah yang paling signifikan dari semua faktor dalam perhitungan energi yang akan diserap oleh sistem fendering.
Dalam kondisi yang lebih sulit, kecepatan dapat diperkirakan dari bawah Gambar di mana lima kurva diberikan sesuai dengan kondisi navigasi berikut.
a) Tempat berlabuh yang baik, terlindung;
b) Sulit berlabuh, terlindung;
c) Berlabuh baik, terkena gelombang dan/atau arus;
d) Sulit berlabuh, terkena gelombang dan/atau arus;
e) Berlabuh yang merugikan, terkena gelombang dan / atau arus.
Ukuran kapal vs Perhitungan Kecepatan Berlabuh
(2) Koefisien Massa Hidrodinamik, CM
Koefisien massa hidrodinamik memungkinkan pergerakan air di sekitar kapal diperhitungkan ketika menghitung total energi kapal dengan meningkatkan massa sistem. Koefisien massa hidrodinamik CM dapat dihitung dari persamaan berikut (BSI, 2014):
CM = 1 + 2T/B = 1,5
Di mana T adalah draft kapal (m).
B adalah balok kapal (m).
(3) Koefisien Eksentrisitas, CE
Sebuah kapal biasanya akan berlabuh pada sudut tertentu dan karenanya berputar secara bersamaan pada saat tabrakan pertama. Selama proses ini, sebagian energi kinetik kapal diubah menjadi energi balik dan energi yang tersisa ditransfer ke tempat berlabuh. Koefisien eksentrisitas mewakili proporsi energi yang tersisa terhadap energi kinetik kapal saat berlabuh. Rumus untuk menghitung koefisien diberikan sebagai berikut (BSI, 2014):
Di mana K adalah jari-jari putaran kapal.
K = (0,19Cb + 0,11) L
L adalah panjang lambung antara tegak lurus (m).
Cb adalah koefisien
blok Cb = perpindahan (kg)/(L(m) x balok(m) x draft(m) x densitas air(kg/m3))
R adalah jarak titik kontak dari pusat massa (m).
γ adalah sudut antara garis yang menghubungkan titik kontak ke pusat massa dan vektor kecepatan.
(4) Koefisien Kelembutan, CS
Koefisien kelembutan memungkinkan porsi energi tumbukan yang diserap oleh lambung kapal. Sedikit penelitian tentang penyerapan energi oleh lambung kapal telah terjadi, tetapi telah diterima secara umum bahwa nilai CS terletak antara 0,9 dan 1,0. Untuk kapal, yang dilengkapi dengan fender karet kontinu, CS dapat dianggap 0,9. Untuk semua kapal lain CS = 1.
(5) Koefisien Konfigurasi Tempat Berlabuh / Efek Bantalan Air, CC
Koefisien konfigurasi dermaga memungkinkan porsi energi kapal, yang diserap oleh efek bantalan air yang terperangkap di antara lambung kapal dan dinding dermaga. Nilai Cc berada di antara lambung kapal dan dinding dermaga. Nilai CC dipengaruhi oleh jenis konstruksi Wharf, dan jaraknya dari sisi kapal, sudut berlabuh, bentuk lambung kapal, dan berada di bawah keel clearance. Nilai 1,0 untuk CC harus digunakan untuk struktur dermaga bertumpuk terbuka, dan nilai Cc antara 0,8 dan 1,0 direkomendasikan untuk digunakan dengan dinding dermaga padat.
4.5.2 Berlabuh Energi Distribusi
Diasumsikan bahwa spatbor berlabuh pertama akan menyerap 100% dari total energi berlabuh.
Mengestimasi Beban Berlabuh (Berthing Load)
Biasanya fender seperti super-cone fender atau fender lainnya harus digunakan untuk menyerap energi berlabuh untuk kapal kapal besar dimana karakteristik kompresi fender dan gaya reaksi harus digunakan untuk menentukan kompresi fender akibat benturan lambung kapal saat sandar.
Menurut energi berlabuh yang dihitung, beban berlabuh dapat diekstraksi dari kurva generik spatbor kerucut super. Dalam grafik karakteristik fender di bawah, dua kurva disertakan. Kurva bawah mewakili persentase energi maksimum yang diserap oleh fender vs persentase defleksi maksimum fender.
Kurva yang lebih tinggi mencerminkan persentase reaksi maksimum fender vs persentase defleksi maksimum. Dengan asumsi beban Berthing diserap oleh satu fender, kita dapat menghitung energi ini dalam hal kapasitas penyerapan energi maksimum fender (garis merah). Defleksi fender yang sesuai dapat dihitung dari grafik yang lebih rendah (Garis Biru). Untuk persentase defleksi yang sama, reaksi sesuai yang dihasilkan dapat dihitung dari kurva yang lebih tinggi.
Pentingnya Fender
Terkait kondisi saat berthing; maka salah satu bagian penting di dermaga sandar adalah fender (bantalan dermaga) dimana sistem fender sangat diperlukan, sebab fender memiliki kegunaan sebagai bantalan pada sisi dermaga yang meredam benturan yang terjadi ketika kapal merapat ke dermaga. Terdapat berbagai jenis tipe fender yang ada dan salah satunya merupakan super cone fender. Fender jenis ini memiliki kinerja yang sangat stabil bahkan pada sudut kompresi yang besar,dan memberikan kekuatan geser yang sangat baik (lihat PIANC, 2022). Namun pada kenyataannya, fender seringkali terabaikan dan banyak kerusakan yang dialami akibat dari beberapa faktor yang ada, seperti seringnya mengalami benturan dari kapal. Oleh sebab itu, sistem fender harus direncanakan dengan baik dan benar, dengan cara menentukan tipe fender sesuai dengan kapasitas maksimum kapal, sehingga didapatkan nilai berthing energy.
About The Author
