Analisis Pengaruh Fouling Lambung terhadap Hambatan Kapal pada Kondisi Operasional Tertentu: Pendekatan Model Kekasaran Permukaan Berbasis Metode Granville–Demirel dengan Validasi Data Operasional

Authors

Syarifah Ghaifira Nur Aisyah Universitas Ibnu Sina
Agustin Dwi Sumiwi Universitas Ibnu Sina
Ramdhani Yusli Arbain Sugoro Universitas Ibnu Sina

DOI:

https://doi.org/10.55642/eatij.v6i03.1285

Keywords:

fouling lambung; hambatan gesek; kekasaran permukaan; fungsi Granville; ITTC-1957; EEOI; optimasi docking

Abstract

Fouling biologi pada lambung kapal merupakan salah satu faktor terbesar peningkatan hambatan gesek dan konsumsi bahan bakar, dengan estimasi kerugian industri global mencapai USD 150 miliar per tahun. Penelitian ini menyajikan analisis sistematis pengaruh fouling lambung terhadap hambatan kapal pada kondisi operasional nyata menggunakan model kekasaran permukaan berbasis pendekatan Granville–Demirel yang menggabungkan fungsi kekasaran permukaan ΔU⁺ dengan persamaan ITTC-1957. Kebaruan penelitian mencakup: (1) kuantifikasi peningkatan koefisien gesek ΔCF untuk lima tingkat fouling (bersih, slime, makroalga, barnacle, heavy fouling) dengan kekasaran ekuivalen ks = 0–3.000 µm pada rentang kecepatan 8–18 knot; (2) model pertumbuhan fouling temporal (Bogard-type exponential) yang menghubungkan waktu sejak docking dengan kekasaran permukaan; (3) analisis penalti ekonomi–emisi terintegrasi mencakup biaya bahan bakar ekstra dan peningkatan emisi CO₂ per tahun; dan (4) analisis sensitivitas tornado chart untuk mengidentifikasi parameter dominan. Hasil menunjukkan bahwa barnacle fouling (ks = 1.200 µm) pada kecepatan desain 14 knot meningkatkan hambatan total 45,3%, konsumsi BB 42,8%, dan emisi CO₂ 38.200 ton/tahun. Kehilangan kecepatan pada daya konstan 5.600 kW mencapai 2,4 knot (17,1%). Model pertumbuhan fouling memprediksi interval docking optimal 28–32 bulan untuk meminimalkan total biaya siklus hidup.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Schultz, M. P., Bendick, J. A., Holm, E. R., and Hertel, W. M., 2011, Economic impact of biofouling on a naval surface ship, Biofouling, vol. 27, no. 1, pp. 87–98.

Demirel, Y. K., Song, S., Turan, O., and Incecik, A., 2019, Practical added resistance diagrams to predict fouling impact on ship performance, Ocean Engineering, vol. 186, pp. 106–116.

Munk, T., Kane, D., and Yebra, D. M., 2009, The effects of corrosion and fouling on the performance of ocean-going vessels, in Advances in Marine Antifouling Coatings and Technologies, Woodhead Publishing, Cambridge, pp. 148–176.

IMO, 2011, Guidelines for the Control and Management of Ships Biofouling to Minimize the Transfer of Invasive Aquatic Species, MEPC.207(62), International Maritime Organization, London.

Demirel, Y. K., Uzun, D., Zhang, Y., Fang, H. C., Day, A. H., and Turan, O., 2017, Effect of barnacle fouling on ship resistance and powering, Biofouling, vol. 33, no. 10, pp. 819–834.

Usman, E., Djatmiko, E. B., and Murdjito, 2020, Analisis pengaruh kondisi fouling terhadap performa kapal di perairan Indonesia, Jurnal Teknologi Kelautan, vol. 24, no. 2, pp. 112–124.

Chambers, L. D., Stokes, K. R., Walsh, F. C., and Wood, R. J. K., 2006, Modern approaches to marine antifouling coatings, Surface and Coatings Technology, vol. 201, no. 6, pp. 3642–3652.

Madin, J. and Denny, M. W., 1993, Fouling community succession on hard substrata in a subtidal habitat, Marine Ecology Progress Series, vol. 95, pp. 213–226.

Yebra, D. M., Kiil, S., and Dam-Johansen, K., 2004, Antifouling technology — past, present and future steps towards efficient and environmentally friendly antifouling coatings, Progress in Organic Coatings, vol. 50, no. 2, pp. 75–104.

Molland, A. F., Turnock, S. R., and Hudson, D. A., 2017, Ship Resistance and Propulsion, 2nd ed., Cambridge University Press, Cambridge.

Holm, E. R., Haslbeck, E. G., and Horinek, A. A., 2003, Evaluation of brush and spray applied silicone coatings for reduction of macrofouling, Biofouling, vol. 19, no. 5, pp. 297–305.

Terlizzi, A., Conte, E., Zupo, V., and Mazzella, L., 2000, Biological succession on silicone fouling-release surfaces: long-term exposure tests in the harbour of Ischia, Italy, Biofouling, vol. 15, no. 4, pp. 327–342.

IMO, 2009, Guidelines for Voluntary Use of the Ship Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI), MEPC.1/Circ.684, International Maritime Organization, London.

Granville, P. S., 1958, The frictional resistance and turbulent boundary layer of rough surfaces, Journal of Ship Research, vol. 2, no. 3, pp. 52–74.