Mooring merupakan prinsip dasar dari pemilihan bollard. Prinsip mooring pada dasarnya adalah untuk menahan posisi kapal yang bersandar pada dermaga. Mooring bisa ditempatkan di dermaga (offshore sttucture) dan juga bisa ditempatkan di luar dermaga (offshore structure). Mooring yang terdapat di bagian offshore berupa buoy mooring sedangkan mooring yang terdapat di bagian onshore berupa mooring dolphin yang merupakan perpanjanngan dermaga. Selain itu, ada juga mooring yang langsung menempel di struktur dermaga. Pada kasus kali ini, mooring yang digunakan adalah mooring yang menempel ke dermaga. Sistem mooring tersebut menghasilkan gaya mooring. Gaya mooring yang berasal dari kapal merupakan gaya-gaya horizontal dan vertikal yang disebabkan oleh angin dan arus. Sistem mooring didesain untuk dapat mengatasi gaya-gaya akibat kombinasi angin dan arus. Keseluruhan gaya angin dan arus yang terjadi dapat dimodelkan sebagai gaya-gaya dalam arah transversal dan longitudinal yang dikombinasikan dengan gaya-gaya yang bekerja pada dermaga.
Gaya mooring akibat angin
Kapal yang ditambatkan mengalami pengaruh dari arah angin dominan dan akan menyebabkan gerakan kapal yang bisa menimbulkan gaya pada dermaga. Besar gaya akibat angin dihitung dengan persamaan berikut:
Gaya akibat angin dengan arah transversal dengan badan kapal: 2
Fwt 0. 5 a CDw A wt U
dengan
Awt Loa f
Gaya akibat angin dengan arah longitudinal dengan badan kapal:
2
Fwl 0. 5 a CDw A wl U
dengan
Dimana:
FWT
= gaya akibat angin arah transversal (kN).
FWL
= gaya akibat angin arah longitudinal (kN).
= massa jenis angin (0,001 ton/m ).
3
Awl B f
3
= massa jenis air (1,025 ton/m ).
CDw
= koefisien drag angin.
AWT
= luas bidang proyeksi kapal yang tidak basah arah transversal (m ).
AWL
= luas bidang proyeksi kapal yang tidak basah arah longitudinal (m ).
U
= kecepatan angin (m/s).
2
2
Nilai dari koefisien drag angin dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel Nilai koefisien drag angin untuk setiap bentuk bidang proyeksi
(Sumber: OCDI)
Gaya mooring akibat arus
Seperti halnya angin, arus yang bekerja pada bagian kapal yang terendam air juga akan menyebabkan terjadinya gaya pada kapal yang kemudian diter uskan pada alat penambat yaitu bollard. Besar gaya akibat arus dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Gaya arus dengan arah transversall dengan badan kapal:
Fct 0. 5 CDc A ct Vt
2
dengan
Act Lbp d
Gaya arus dengan arah longitudinal dengan badan kapal:
Fcl 0. 5 CDc A cl Vt
2
dengan
Acl Bd
Dimana:
FCT
= gaya akibat arus arah transversal (kN).
FCL
= gaya akibat arus arah longitudinal (kN).
= massa jenis air (ton/m ).
C
= koefisien tekanan arus.
ACT
= luas bidang proyeksi kapal yang basah arah transversal (m ).
ACL
= luas bidang proyeksi kapal yang basah arah longitudinal (m ).
VT
= kecepatan arus untuk gaya arah transversal (m/s).
VL
= kecepatan arus untuk gaya arah longitudinal (m/s).
3
2
2
Nilai dari koefisien tekanan arus dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Tabel Nilai koefisien drag angin untuk setiap bentuk bidang proyeksi
(Sumber: OCDI)
Hubungan antara gaya-gaya yang bekerja pada kapal
Gaya arus bekerja pada sisi badan kapal yang berada di bawah air (draft) sedangkan gaya angin bekerja pada sisi badan kapal yang berada di atas air. Perhitungan besarnya gaya akibat arus dan angin yang telah diproyeksikan menurut arah longitudinal (x) dan tr ansversal (y) dapat menggunakan persamaan ber ikut:
Dimana:
Fm.max
= gaya mooring maksimum (kN).
Rm
= gaya mooring pada titik tambat (kN).
V
= sudut vertikal tali (Gambar 2).
H
= sudut horizontal tali (Gambar 3).
Gambar 2 Ilustrasi sudut vertikal tali.
Gambar 3 Ilustrasi sudut horizontal tali.
Gaya pada tali tersebut merupakan gaya reaksi akibat adanya gaya mooring yang bekerja pada tali penahan kapal. Sistem gaya yang bekerja disederhanakan dengan mengasumsi bahwa gaya longitudinal yang bekerja akan ditahan oleh sping lines dan untuk gaya transversal oleh breastling lines
Berdasarkan Oil Companies International Marine Forum (OCIMF), batasan sudut horizontal dan vertikal mooring lines untuk kondisi optimal adalah sebagai berikut:
sudut horizontal breastling lines maksimal 15°.
sudut horizontal spring lines maksimal 10°.
sudut vertikal mooring lines maksimal 25°.
Jika tali yang digunakan kapal untuk bertambat diasumsikan 6 buah, 4 buah tali yang berfungsi sebagai breasting lines, dan 2 buah spring lines. Sepertiga dari total gaya yang tegak lurus kapal harus dapat dipikul oleh satu titik mooting breasting lines. Gaya arah sejajar kapal tetap dipikul oleh spring lines.
Tali mooring untuk tiap-tiap gaya yang bekerja diasumsikan mempunyai karakteristik yang sama. Perhitungan gaya mooring pada titik-titik tambat dapat dihitung berdasarkan jenis bollard yang digunakan. Jenis bollard yang digunakan adalah Tee Bollard dapat dilihat pada Gambar 4 yang diambil dari Trelleborg.
Gambar 4 Tee Bollard
Berikut mengenai kapasitas gaya yang dapat ditampung Tee Bollard:
Dari data yang didapat, analisis beban mooring dapat dilihat pada perhitungan berikut:
(menurut OCDI dan Port Designer's Handbook) Data kapal
Data lingkungan
Massa jenis angin
Massa jenis air
t on a 0.001 3 m t on 1.025 3
m
Koefisien Drag Angin
CDw 1.
Koefisien Drag Arus
CDc 1.
Kecepatan Angin
U 30
Kecepatan Arus
m
Draft kapal
d 11 .8m
Length overall
Loa 200
Length between perpendicular
Lbp 170
Moulded breadth
B 2 9. 9m
Moulded depth
D 15.35m
Laden freeboard
f D d 3.55m
s
Vt 1.5
m s
Pengaruh dari Angin Arah Transversal 2
Luas bidang proyeksi kapal tidak basah
Awt Loa f
Gaya Transversal
Fwt 0. 5 a CDw A wt U
Fwt 4.348 10 N
Luas bidang proyeksi kapal tidak basah
Awl B f
A wl 106. 145m
Gaya Longitudinal
Fwl 0. 5 a CDw A wl U
Fwl 6. 5 10 N
Luas bidang proyeksi kapal tidak basah
Act Lbp d
A ct 2 .0 06 1 0 m
Gaya Transversal
Fct 0. 5 CDc A ct Vt
A wt 710m 2
5
Arah Longitudinal 2
2
4
Pengaruh dari Arus Arah Transversal 3
2
6
Fct 2 .0 98 1 0 N
2
Arah Longitudinal 2
Luas bidang proyeksi kapal tidak basah
Acl B d
Gaya Longitudinal
Fcl 0. 5 CDc A cl Vt
A cl 352. 82m 2
5
Fcl 3 .6 91 1 0 N
Gaya mooring total arah transversal
6
Gaya total transversal
FT Fwt Fct
Sudut vertikal
vt 25deg
Sudut horisontal
ht 0deg
FT 2 .5 33 1 0 N
FT
Beban tarik kapal
Rmt
4
5
Rmt 6 .9 88 1 0 N
cos vt cos ht
Gaya mooring total arah longitudinal
5
Gaya total longitudinal
FL Fwl Fcl
Sudut vertikal
vl 25deg
Sudut horisontal
hl 45deg
Beban tarik kapal
Rml
FL 4 .3 41 1 0 N
FL
5
Rml 6 .7 73 1 0 N
cos vl cos hl
Dari perhitungan tersebut, didapat: 5
Gaya mooring total arah transversal, R mt = 6.988x10 N = 78.546 ton.
Gaya mooring total arah longitudinal, Rml = 6.773x10 N = 76.137 ton.
5
Dilihat dari hasil di atas, gaya mooring total terbesar merupakan gaya mooring total yang berasal dari arah transversal. Dengan Rmt = 78.546 ton, maka kapasitas bollard yang diambil adalah Tee Bollard 100 ton.
