Skidding Loadout Module

4 0

Dalam industri konstruksi lepas pantai (offshore), operasi loadout merupakan salah satu tahapan kritis yang memerlukan perencanaan dan perhitungan teknis yang cermat. Loadout adalah proses pemindahan struktur offshore yang telah selesai difabrikasi dari darat (fabrication yard) ke atas barge transportasi untuk selanjutnya dibawa ke lokasi instalasi di laut. Keberhasilan operasi ini sangat bergantung pada koordinasi yang tepat antara pergerakan struktur, sistem ballasting barge, dan kondisi pasang surut air laut.

Artikel ini bertujuan untuk memberikan pemahaman teknis mengenai proses loadout menggunakan metode skidding serta perhitungan ballasting yang diperlukan selama operasi berlangsung. Secara khusus, artikel ini membahas penentuan jendela waktu loadout berdasarkan kurva pasang surut, penentuan jumlah ballast/de-ballast untuk setiap tangki aktif pada setiap tahapan, kebutuhan kapasitas pompa, serta perencanaan kondisi darurat jika operasi harus dihentikan sementara.

Artikel ini juga membahas secara komprehensif mengenai operasi loadout struktur CPP2 Deck sebagai sample untuk proyek Pertamina PHE WMO menggunakan metode skidding ke atas barge transportasi. Fokus utama pembahasannya meliputi prinsip-prinsip ballasting barge selama operasi loadout, tahapan-tahapan loadout yang terstruktur, konfigurasi pompa ballast, serta analisis kondisi darurat (halted condition).

Module adalah struktur atau komponen besar yang difabrikasi di darat (fabrication yard) untuk kemudian dipasang di lepas pantai. Dalam konteks dokumen Anda, module yang dimaksud adalah CPP2 Deck — sebuah topside platform tiga tingkat (Main Deck, Cellar Deck, dan Sub Cellar Deck) dengan berat sekitar 2.387 MT yang memiliki 4 kaki berdiameter 56,5 inci. Module bisa berupa deck/topside, jacket, atau komponen platform lainnya. Intinya, module adalah “barang besar” hasil fabrikasi yang harus dipindahkan dari darat ke laut.

Loadout adalah proses pemindahan module dari fabrication yard (darat) ke atas barge (kapal tongkang datar) untuk selanjutnya ditransportasikan ke lokasi instalasi di laut. Ini merupakan salah satu tahapan paling kritis dalam proyek offshore karena melibatkan pemindahan beban sangat besar dari struktur tetap (jetty/dermaga) ke struktur terapung (barge) yang dipengaruhi oleh pasang surut, gelombang, dan kondisi laut. Tantangan utamanya adalah menjaga agar barge tetap rata dan sejajar dengan jetty selama beban berpindah, sehingga diperlukan sistem ballasting yang terkoordinasi dengan baik.

Skidding adalah salah satu metode loadout di mana module digeser/digeserkan secara horizontal di atas rel atau beam (skid beam) menggunakan sistem tarik (winch). Prosesnya seperti ini: skid beam dipasang memanjang dari jetty hingga ke atas barge, kemudian module yang duduk di atas skid shoe (semacam “sepatu” peluncur) ditarik perlahan menggunakan winch sehingga bergeser dari darat ke atas barge. Di antara jetty dan barge terdapat link bridge yang menjembatani celah antara keduanya.

Jadi Skidding Loadout Module secara keseluruhan berarti proses memindahkan struktur besar (module) dari darat ke atas barge dengan cara menggeserkannya (skidding) di atas skid beam. Metode ini berbeda dengan metode lain seperti SPMT (Self-Propelled Modular Transporter) yang menggunakan kendaraan beroda banyak untuk mengangkut module, atau crane lifting yang mengangkat module menggunakan crane. Keunggulan metode skidding antara lain cocok untuk beban sangat berat, pergerakan lebih terkontrol, dan risiko lebih rendah dibandingkan lifting. Namun kelemahannya memerlukan perencanaan ballasting barge yang sangat detail karena beban berpindah secara bertahap dan terus-menerus dari satu titik.

METODOLOGI DAN DASAR DESAIN

Data Pasang Surut

Operasi loadout CPP2 Deck pada saat itu dijadwalkan pada tanggal 13 Oktober 2016. Loadout harus dilakukan pada saat pasang naik dan diselesaikan sebelum mencapai puncak pasang. Data prediksi pasang surut diambil dari Tabel Pasang Surut Indonesia 2016 yang diterbitkan oleh Hidro-Oseanografi TNI AL untuk lokasi terdekat, yaitu Pelabuhan Ciwandan. Pendekatan ini sudah cukup memberikan estimasi yang akurat untuk perencanaan operasi di fabrication yard Grenyang, Cilegon, Banten.

Konfigurasi Skidding

CPP2 Deck dimuat ke barge transportasi menggunakan metode skidding. Dua set skid beam diletakkan di atas flat top barge dan dua set link bridge dipasang pada pin tepi jetty untuk memberikan transisi yang mulus selama pergerakan skid shoe. Sistem penarik menggunakan winch digunakan untuk menarik deck ke posisi akhir di atas barge. CPP2 Deck ditopang oleh 4 skid shoe yang ditempatkan di sepanjang ROW-A dan ROW-B.

Konfigurasi Beban

Beban pada setiap skid shoe CPP2 Deck diambil dari hasil penimbangan terbaru oleh F   abricators, dengan penambahan berat skid shoe dan skid frame. Distribusi beban pada masing-masing skid shoe ditunjukkan pada tabel berikut:

Total berat CPP2 Deck dengan skid shoes adalah sekitar 2.387,44 MT. Distribusi beban yang tidak simetris antara ROW-A dan ROW-B memerlukan perhatian khusus dalam perhitungan momen transversal selama operasi ballasting.

Sistem Pompa Ballast

Minimum 24 pompa dengan kapasitas 6 m³/menit disediakan untuk operasi loadout. Dari jumlah tersebut, 12 pompa digunakan sebagai pompa ballast aktif dan 12 pompa sebagai cadangan. Tangki aktif yang digunakan selama operasi loadout terdiri dari 6 tangki di sisi dekat jetty dan 6 tangki di sisi jauh barge.

Sesuai persyaratan Noble Denton untuk pompa ballast loadout, kapasitas pompa yang digunakan dalam perhitungan hanya 2/3 (66,67%) dari kapasitas maksimum spesifikasi pompa. Densitas air laut yang digunakan dalam perhitungan adalah 1,025 ton/m³.

Data Barge

Barge yang digunakan untuk operasi loadout ini adalah barge tipe 330 feet bernama WINPAN CB1 dengan spesifikasi sebagai berikut:

Penomoran tangki dimulai dari haluan (bow), yaitu TK 1 hingga TK 8, dengan penamaan sisi: -P (port), -CP (center port), -CS (center starboard), dan -S (starboard). Elevasi jetty di atas puncak beton di yard Fabricators yang digunakan dalam perhitungan adalah +2,08 m di atas Chart Datum.

PRINSIP BALLASTING LOADOUT

Prinsip operasi ballast barge untuk loadout CPP2 Deck dapat dibagi menjadi tiga fase utama. Selama seluruh operasi loadout, bagian atas skid beam pada dek barge harus dijaga tetap rata dengan jetty tanpa trim dan heel.

Fase Pertama – Konfigurasi Awal Ballast 

Fase pertama bertujuan untuk mendapatkan konfigurasi ballast awal di mana setiap tangki barge memiliki jumlah air ballast/de-ballast yang memadai untuk digunakan sepanjang operasi loadout dan memiliki draft yang sesuai sehingga elevasi atas skid beam pada dek barge sama dengan elevasi atas jetty (Initial Ballast Step 0).

Ballast awal juga harus dioptimalkan untuk memiliki jumlah air yang cukup di dalam tangki-tangki yang ditentukan sebagai cadangan untuk melawan perubahan pasang surut dalam kondisi operasi terhenti (halted condition). Tangki ballast aktif yang dipilih untuk operasi loadout ini berada di tangki 2 P/S, 3 P/S, 4 P/S (area haluan) dan tangki 5 P/S, 6 P/S, 7 P/S (area buritan).

Apabila terdapat perbedaan ketinggian pasang surut dengan tabel prediksi, praktik normal yang dilakukan adalah mempertahankan kondisi ballast awal dan menggeser waktu mulai operasi sekitar plus minus 1 hingga 3 jam, sehingga draft barge awal tetap sama dan hanya waktu mulai loadout yang disesuaikan berdasarkan pasang surut aktual pada hari tersebut.

Fase Kedua – Pemindahan Modul ke Barge

Fase kedua merupakan proses pemindahan modul ke atas barge dari sisi buritan hingga skid shoe terakhir mendarat di ujung barge. Fase ini dibagi menjadi 5 langkah (Step 1 hingga Step 5), yaitu setiap setengah panjang link bridge dan jarak antara baris skid shoe pertama ke baris kedua. Operasi ballast dan de-ballast dilakukan pada setiap langkah untuk mengimbangi perubahan draft, pasang surut, serta momen longitudinal dan transversal selama skid shoe mendarat ke atas barge. Kecepatan pergerakan modul harus dikontrol dengan cermat dan disesuaikan berdasarkan kapasitas pompa ballast.

Fase Ketiga – Pemindahan ke Posisi Akhir

Fase ketiga adalah memindahkan modul ke depan hingga mencapai posisi akhir di atas barge (Step 6). Setelah seluruh skid shoe mendarat di barge, pergerakan selanjutnya hanya memerlukan ballasting untuk mengimbangi perubahan momen longitudinal tanpa perlu menjaga kerataan dengan jetty, karena seluruh beban telah berpindah ke barge. Setelah modul berada di posisi akhir dan platform diturunkan ke penyangganya, barge kemudian di-ballast/de-ballast untuk mencapai konfigurasi ballast transportasi akhir yang ditentukan oleh kontraktor transportasi.

MOORING PLAN

Mooring adalah sistem penambatan atau pengikatan barge ke dermaga (jetty) agar barge tetap pada posisinya selama operasi loadout berlangsung. Ini sangat penting karena selama proses skidding, barge harus tetap diam dan sejajar dengan jetty — kalau barge bergeser sedikit saja, skid beam tidak akan sejajar dan bisa terjadi kegagalan operasi atau bahkan kecelakaan. Sistem mooring pada operasi loadout biasanya terdiri dari kombinasi tali tambat (mooring lines), winch, bollard, dan deadman yang bekerja bersama menahan gaya-gaya yang bekerja pada barge seperti arus, angin, pasang surut, dan gaya reaksi dari proses skidding itu sendiri.

Deadman adalah struktur penahan (anchor point) yang ditanam atau ditempatkan di darat sebagai titik ikat untuk tali mooring atau tali penarik. Dalam dokumen plan dibawah ini, terlihat ada dua jenis deadman yang digunakan:

Yang pertama adalah Concrete Deadman dengan berat 115 ton beton, yang berfungsi sebagai titik tambat utama mooring barge. Blok beton masif ini ditempatkan di area jetty dan berfungsi sebagai “jangkar darat” yakni tali mooring dari barge dikaitkan ke deadman ini untuk menahan barge agar tidak bergerak. Beratnya yang 115 ton diperlukan karena harus mampu menahan gaya tarik yang sangat besar dari barge berukuran 330 ft.

Yang kedua adalah Deadman 1 yang terlihat pada gambar penampang (section drawings), terletak di sisi haluan (bow) barge sebagai titik tambat di sisi jauh dari jetty. Prinsipnya adalah deadman harus cukup berat dan kuat sehingga tidak bergeser ketika tali mooring menariknya. Semakin besar barge dan beban operasi, semakin besar pula deadman yang diperlukan.

SMS Winch (SMS Winch c/w 40T concrete block) adalah winch yang digunakan dalam sistem mooring barge. Dalam konteks loadout module CPP2 Deck, ada perbedaan fungsi antara winch-winch yang digunakan:

• SMS Winch C/W 40T Concrete digunakan untuk mooring — yaitu menahan posisi barge terhadap jetty. Winch ini dilengkapi dengan pemberat beton 40 ton sebagai counterweight untuk menjaga stabilitas winch itu sendiri saat menahan tarikan. SMS Winch ini ditempatkan di area jetty dan berfungsi menjaga barge tetap rapat dan sejajar dengan dermaga.
• Sementara itu, Winch #1 dan Winch #2 (complete with 90T Deadman) adalah winch penarik utama yang digunakan untuk menarik Module CPP2 Deck dari jetty ke atas barge selama proses skidding. Winch ini terhubung ke deadman 90 ton sebagai titik reaksinya.

Untuk barge sebesar WINPAN CB1 (330 ft x 120 ft), sistem mooring harus cukup kuat untuk menahan gaya-gaya yang bekerja selama operasi loadout. Gaya-gaya tersebut meliputi gaya dorong dari proses skidding (saat module ditarik ke barge, ada gaya reaksi yang mendorong barge menjauhi jetty), gaya arus dan angin yang bekerja pada permukaan barge yang sangat luas (36,6 m lebar), serta perubahan gaya akibat pasang surut yang mengubah ketinggian air dan sudut tali mooring.

TAHAPAN LOADOUT CPP2 DECK

• Step 0 – Konfigurasi Ballast Awal: Persiapan ballast awal pada seluruh tangki aktif untuk mencapai draft dan elevasi yang sesuai.
• Step 1: Memindahkan deck ke buritan barge hingga garis tengah skid shoe depan berada di tengah link bridge. De-ballast tangki 2, 3, 4 (P+S) dan ballast tangki 5, 6, 7 (P+S) untuk mengimbangi perubahan draft, pasang surut, dan momen. Durasi: 48 menit.
• Step 2: Melanjutkan pergerakan hingga garis tengah skid shoe depan mendarat di ujung barge. Operasi ballast serupa dengan Step 1. Durasi: 42 menit.
• Step 3: Memindahkan modul ke depan hingga bagian depan skid shoe kedua mencapai tepi jetty. De-ballast tangki 5, 6, 7 (P+S) dan ballast tangki 2, 3, 4 (P+S) – berlawanan dengan Step 1 dan 2. Durasi: 20 menit.
• Step 4: Memindahkan modul hingga garis tengah skid shoe kedua berada di tengah link bridge. De-ballast tangki 2, 3, 4 (P+S) dan ballast tangki 5, 6, 7 (P+S). Durasi: 26 menit.
• Step 5: Melanjutkan hingga garis tengah skid shoe kedua mendarat di ujung barge. Operasi ballast serupa dengan Step 4. Durasi: 30 menit.
• Step 6: Memindahkan modul ke posisi akhir di barge. Ballast tangki 5, 6, 7 (P+S) dan tangki 2, 3, 4 (P+S) untuk mengimbangi momen longitudinal. Pada tahap ini tidak perlu menjaga kerataan dengan jetty. Durasi: 34 menit.

Summary tahapan loadout Module CPP2 adalah sebagai berikut:

PERHITUNGAN BARGE BALLASTING

Prinsip Perhitungan
Perhitungan ballast pada setiap tahapan loadout dilakukan dengan mempertimbangkan keseimbangan barge dalam tiga aspek utama: draft (sarat), trim (kemiringan longitudinal), dan heel (kemiringan transversal). Tujuan utamanya adalah menjaga agar permukaan atas skid beam pada barge selalu sejajar dengan permukaan skidway jetty selama operasi berlangsung.

Untuk setiap tahapan, berat modul yang berpindah ke barge dihitung berdasarkan posisi skid shoe relatif terhadap barge. Momen longitudinal dan transversal yang dihasilkan kemudian dikompensasi melalui operasi ballast/de-ballast pada tangki-tangki aktif yang telah ditentukan. Selain itu, perubahan ketinggian pasang surut juga diperhitungkan karena berpengaruh langsung terhadap elevasi relatif antara barge dan jetty.

Distribusi Berat dan Draft per Tahapan
Pada setiap tahapan loadout, persentase berat CPP2 Deck yang ditransfer ke barge bervariasi secara signifikan. Tabel berikut merangkum perubahan beban, draft, dan stabilitas pada setiap tahapan:

Nilai GMT mengalami penurunan dari 22,20 m pada Step 0 menjadi 18,38 m pada Step 6. Meskipun mengalami penurunan, nilai GMT tetap cukup besar untuk menjamin stabilitas barge sepanjang operasi. Pada semua tahapan, trim dan heel dipertahankan pada nilai nol (0,000 m) yang menunjukkan keberhasilan perhitungan ballast dalam menjaga kerataan barge.

PERSIAPAN DALAM OPERASI BARGE BALLAST DE-BALLASTING

Periksa Pasang Surut

Tide (Pasang Surut) adalah naik turunnya permukaan air laut secara periodik yang disebabkan oleh gaya gravitasi bulan dan matahari. Dalam operasi loadout, tide sangat krusial karena barge mengapung di air — ketika air naik, barge ikut naik, dan ketika air turun, barge ikut turun. Sementara jetty adalah struktur tetap yang tidak bergerak mengikuti air. Jadi perubahan tide langsung mempengaruhi perbedaan ketinggian antara barge dan jetty, yang harus dikompensasi melalui ballasting agar skid beam di barge tetap sejajar dengan skidway di jetty. Operasi loadout CPP2 Deck akan dilakukan pada saat pasang naik (rising tide) dimulai dari tide 0,60 m dan diselesaikan sebelum mencapai puncak pasang pada 0,80 m. Ini dipilih karena pada saat pasang naik, kenaikan air bersifat gradual dan lebih mudah diprediksi serta dikompensasi melalui ballasting.

Data Pasang Surut

Tide Table (Tabel Pasang Surut) adalah tabel yang berisi prediksi ketinggian pasang surut untuk setiap jam dalam setiap hari selama setahun di suatu lokasi tertentu. Dalam dokumen Anda, tide table yang digunakan adalah Tabel Pasang Surut Indonesia 2016 yang diterbitkan oleh Hidro-Oseanografi TNI AL untuk lokasi Pelabuhan Ciwandan, karena merupakan lokasi referensi terdekat dengan fabrication yard di Grenyang.

Pada tabel diatas untuk tanggal loadout menunjukkan ketinggian pasang surut setiap jam (kolom 1 sampai 24 mewakili jam 01:00 sampai 24:00) bisa dibaca bahwa pada jam ke-6 (06:00) ketinggian sekitar 0,5-0,6 m, dan naik secara gradual menuju puncak sekitar 0,8 m. Data inilah yang menjadi dasar penentuan waktu mulai dan durasi operasi loadout.

Data Chart Datum Jetty

Chart Datum adalah bidang referensi ketinggian nol (titik nol) yang digunakan sebagai acuan untuk mengukur semua ketinggian terkait pasang surut dan kedalaman air. Chart datum biasanya ditetapkan pada ketinggian air terendah yang pernah tercatat atau diprediksi (Lowest Astronomical Tide), sehingga hampir semua ketinggian pasang surut bernilai positif di atasnya. Dalam dokumen Anda, chart datum ditetapkan pada elevasi +0,00 m, dan semua pengukuran ketinggian — baik tide, jetty, maupun kedalaman laut — mengacu pada titik ini. Pada gambar section drawing terlihat jelas: Chart Datum (+0,00 m) berada di bawah MSL dan di atas sea bed.

Data MSL

MSL (Mean Sea Level) atau Muka Air Laut Rata-rata adalah ketinggian rata-rata permukaan air laut yang dihitung dari pengamatan dalam periode panjang (biasanya 18,6 tahun). MSL berada di antara highest tide dan lowest tide. Dalam gambar section drawing, MSL ditunjukkan pada elevasi +0,60 m di atas chart datum. MSL penting sebagai referensi umum, tetapi untuk operasi loadout yang lebih kritis adalah ketinggian tide aktual pada saat operasi berlangsung, bukan rata-ratanya.

Jetty Elevation

Jetty Elevation adalah ketinggian permukaan atas dermaga (jetty) yang diukur dari chart datum. Dalam dokumen Anda, elevasi jetty di PT. Gunanusa Utama Fabricators ditetapkan pada +2,08 m di atas Chart Datum. Ini adalah angka yang sangat penting karena menjadi target elevasi yang harus dicapai oleh permukaan atas skid beam di barge. Jetty bersifat tetap dan tidak berubah, sementara elevasi barge berubah-ubah mengikuti tide dan ballasting. Jadi seluruh perhitungan ballast pada dasarnya bertujuan menjaga agar elevasi atas skid beam barge selalu sama dengan 2,08 m di atas chart datum.

Catat Pasang Tertinggi & Terendah

Highest Tide adalah ketinggian pasang surut tertinggi yang terjadi di lokasi tersebut. Dalam gambar section drawing, highest tide ditunjukkan pada elevasi +1,00 m di atas chart datum. Ini penting untuk perencanaan karena pada saat highest tide, air naik paling tinggi sehingga barge juga terangkat paling tinggi. Jika tidak dikompensasi dengan de-ballasting (mengeluarkan air dari tangki barge), maka permukaan barge akan lebih tinggi dari jetty.

Lowest Tide adalah ketinggian pasang surut terendah dimana lowest tide berada pada +0,20 m di atas chart datum. Pada saat lowest tide, air surut paling rendah sehingga barge turun paling rendah. Jika tidak dikompensasi dengan ballasting (mengisi air ke tangki barge), maka permukaan barge akan lebih rendah dari jetty.

Jadi rentang pasang surut (tidal range) di lokasi ini adalah dari +0,20 m hingga +1,00 m, atau sekitar 0,80 m. Setiap perubahan 1 cm ketinggian air mempengaruhi barge sebesar TPC (Ton Per Cm) yaitu 37,80 ton — artinya untuk mengkompensasi perubahan tide 1 cm, diperlukan ballast/de-ballast sebanyak 37,80 ton air.

Draft Tongkang (Barge Draft)

Barge Draft pada saat loadout adalah kedalaman bagian barge yang terendam di bawah permukaan air selama operasi loadout. Draft adalah jarak vertikal dari bagian terbawah barge (keel/lunas) hingga permukaan air. Dalam operasi loadout CPP2 Deck, draft barge berubah seiring bertambahnya beban yang berpindah ke barge.

Draft awal (Step 0) adalah 5,27 m, yaitu sebelum ada beban module yang berpindah ke barge. Pada kondisi ini barge sudah diberi ballast awal sehingga elevasinya sesuai dengan jetty. Draft akhir (Step 6) adalah 5,47 m, yaitu setelah seluruh beban CPP2 Deck (2.387,44 MT) telah berpindah ke barge. Selisihnya 0,20 m menunjukkan bahwa barge tenggelam lebih dalam 20 cm akibat penambahan berat module.

Hubungan antara semua parameter ini bisa dijelaskan melalui rumus sederhana. Elevasi atas barge dihitung dari: ketinggian tide + kedalaman barge (depth) dikurangi draft barge. Dengan depth barge WINPAN CB1 sebesar 6,10 m, maka pada Step 0 elevasi atas barge adalah 0,60 + 6,10 – 5,27 = 1,43 m di atas chart datum. Ditambah tinggi skid beam di atas dek barge, totalnya harus sama dengan elevasi jetty 2,08 m. Ketika tide naik dari 0,60 m menjadi 0,80 m (naik 0,20 m), barge ikut naik 0,20 m — untuk mengkompensasinya, air ballast ditambahkan sehingga draft bertambah dan barge kembali turun ke elevasi yang sama dengan jetty.

PARAMETER DALAM BARGE BALLASTING CALCUILATION

Mean Draft adalah sarat rata-rata barge, yaitu rata-rata dari draft di haluan (Forward Perpendicular/FP) dan draft di buritan (Aft Perpendicular/AP). Formulanya adalah Mean Draft = (Draft AP + Draft FP) / 2. Dalam dokumen Anda pada Step 0, Draft AP = 5,27 m dan Draft FP = 5,27 m, sehingga Mean Draft = 5,27 m. Ketika kedua nilai sama, artinya barge tidak mengalami trim (rata sempurna), yang memang menjadi tujuan utama perhitungan ballast loadout ini.

TPC (Tonnes Per Centimetre Immersion) adalah jumlah berat (dalam ton) yang diperlukan untuk menambah atau mengurangi draft barge sebesar 1 cm secara merata (tanpa trim). TPC bergantung pada luas waterplane area (bidang air) barge pada draft tertentu. Formulanya adalah TPC = (Aw × ρ) / 100, di mana Aw adalah waterplane area dalam m² dan ρ adalah densitas air laut (1,025 ton/m³). Dalam dokumen Anda, TPC = 37,80 ton/cm. Artinya setiap penambahan beban 37,80 ton akan menambah draft barge sebesar 1 cm. Parameter ini sangat penting dalam perhitungan halted condition — misalnya untuk mengkompensasi kenaikan tide 15 cm, diperlukan ballast sebesar 15 × 37,80 = 567 ton.

LWL (Length of Waterline) adalah panjang barge yang diukur pada garis air (waterline) pada draft operasi tertentu. Dalam dokumen Anda, LWL = 100,65 m, yang kebetulan sama dengan LOA (Length Overall) karena barge tipe flat top memiliki bentuk kotak (box-shaped) di mana seluruh panjang barge bersentuhan dengan air. LWL digunakan dalam perhitungan momen dan stabilitas longitudinal.

Trim Moment adalah momen total yang menyebabkan barge miring ke arah memanjang (haluan-buritan). Trim moment dihitung dari jumlah seluruh momen longitudinal semua komponen berat terhadap titik tengah barge. Formulanya adalah Trim Moment = Σ(W_i × LCG_i), di mana W_i adalah berat setiap komponen dan LCG_i adalah jarak longitudinal center of gravity komponen tersebut dari titik referensi. Trim Moment pada semua step mesti sama dengan 0,00 ton.m atau mendekati 0, yang menunjukkan bahwa perhitungan ballast berhasil menyeimbangkan semua momen longitudinal sehingga barge tidak mengalami trim sama sekali.

MCT (Moment to Change Trim 1 cm) adalah besarnya momen yang diperlukan untuk mengubah trim barge sebesar 1 cm. MCT menunjukkan seberapa “resisten” barge terhadap perubahan trim — semakin besar MCT, semakin sulit barge untuk trim. Formulanya adalah MCT = (Δ × GML) / (100 × LWL), di mana Δ adalah displacement barge (berat total), GML adalah metacentric height longitudinal, dan LWL adalah panjang garis air. Dalam dokumen Anda, MCT pada Step 0 = 315,29 ton.m/cm. Artinya diperlukan momen sebesar 315,29 ton.m untuk mengubah trim barge 1 cm. Nilai MCT menurun sedikit seiring bertambahnya beban dan draft, dari 315,29 pada Step 0 menjadi 309,35 pada Step 6.

Trim adalah perbedaan draft antara buritan dan haluan barge. Trim menunjukkan kemiringan barge dalam arah memanjang. Formulanya adalah Trim = Draft AP – Draft FP. Jika nilainya positif, barge trim by stern (buritan lebih dalam); jika negatif, trim by bow (haluan lebih dalam); jika nol, barge rata sempurna (even keel). Diharapkan, trim pada semua step adalah 0,000 m, yang merupakan kondisi yang diinginkan selama loadout agar skid beam tetap sejajar dengan jetty.

Heel Moment adalah momen total yang menyebabkan barge miring ke arah melintang (port-starboard/kiri-kanan). Formulanya adalah Heel Moment = Σ(W_i × TCG_i), di mana W_i adalah berat setiap komponen dan TCGi adalah jarak transversal center of gravity komponen dari centerline barge. Heel Moment pada semua step hendaknya sama dengan 0,00 ton.m atau mendekati 0. Meskipun CPP2 Deck memiliki distribusi berat yang sedikit tidak simetris (TCG = 0,575 m pada Step 1 misalnya), perhitungan ballast telah mengkompensasi hal ini sehingga total heel moment tetap nol.

MCH (Moment to Change Heel 1 cm) adalah besarnya momen yang diperlukan untuk mengubah heel (kemiringan transversal) barge sebesar 1 cm perbedaan draft antara sisi port dan starboard. MCH menunjukkan resistensi barge terhadap kemiringan melintang. Formulanya adalah MCH = (Δ × GMT) / (100 × B), di mana Δ adalah displacement, GMT adalah metacentric height transversal, dan B adalah lebar barge. Dalam dokumen Anda, MCH pada Step 0 = 40,38 ton.m/cm dan menurun menjadi 34,82 ton.m/cm pada Step 6. Nilai MCH yang lebih kecil dibandingkan MCT menunjukkan bahwa barge lebih sensitif terhadap kemiringan melintang dibandingkan memanjang, yang logis karena lebar barge (36,60 m) lebih kecil dibandingkan panjangnya (100,65 m).

Heel adalah kemiringan barge ke arah melintang (ke port atau starboard), serupa dengan trim tetapi dalam arah transversal. Konvensi yang digunakan adalah negatif untuk kemiringan ke port dan positif ke starboard. Diharapkan, heel pada semua step adalah 0,000 m, yang menunjukkan barge tetap rata dalam arah melintang sepanjang operasi.

LCB (Longitudinal Centre of Buoyancy) adalah posisi titik pusat gaya apung (buoyancy) barge dalam arah memanjang, diukur dari titik referensi (biasanya midship atau aft perpendicular). LCB menunjukkan di mana resultan gaya apung bekerja pada barge. Agar barge dalam kondisi even keel (tanpa trim), LCB harus berada pada posisi yang sama dengan LCG (Longitudinal Centre of Gravity). Dalam dokumen Anda, LCB = 0,000 m pada semua step, yang berarti titik pusat gaya apung tepat di midship (tengah barge). Tanda negatif pada konvensi dokumen maka akan berarti ke arah aft (buritan).

LCF (Longitudinal Centre of Flotation) adalah titik pusat geometris dari waterplane area (luas bidang air) barge. LCF adalah titik di mana barge “berputar” ketika mengalami trim — artinya jika ada beban yang ditambahkan tepat di atas LCF, barge akan tenggelam merata tanpa trim. Formulanya ditentukan oleh geometri waterplane: LCF = Σ(x × d_A) / A_w, di mana x adalah jarak elemen area dari titik referensi dan d_A adalah elemen luas area. Jika LCF = 0,000 m, itu berarti titik pusat flotasi tepat di tengah barge. Ini tipikal untuk barge berbentuk kotak simetris.

F.S. Effect (Free Surface Effect) adalah efek pengurangan stabilitas barge akibat adanya permukaan air bebas (free surface) di dalam tangki yang tidak terisi penuh. Ketika tangki terisi sebagian, air di dalamnya bisa bergerak mengikuti kemiringan barge, yang secara efektif mengurangi metacentric height (GM). Formulanya adalah FSE = Σ(ρ_t × i) / Δ, di mana ρ_t adalah densitas cairan dalam tangki, i adalah second moment of area (momen inersia) permukaan cairan dalam tangki, dan Δ adalah displacement barge. F.S. Effect pada Step 0 = 0,52 m dan bervariasi antara 0,52 hingga 0,71 m pada step lainnya. Nilai ini mengurangi GMT efektif — misalnya pada Step 0, KMT = 25,78 m, dan GMT setelah koreksi free surface = 22,20 m, sehingga koreksi total (termasuk posisi KG) membuat perbedaan signifikan. Tangki yang 100% penuh atau 0% kosong tidak memberikan free surface effect, sementara tangki yang terisi sebagian memberikan kontribusi terbesar.

KMT (Transverse Metacentric Height above Keel) adalah jarak vertikal dari keel (lunas/dasar barge) ke titik metacentre transversal (M). Metacentre adalah titik virtual di mana garis gaya apung yang baru (setelah barge miring sedikit) berpotongan dengan garis tengah vertikal barge. KMT adalah parameter hidrostatik yang bergantung pada geometri barge dan draft, bukan pada distribusi berat. Formulanya adalah KMT = KB + BMT, di mana KB adalah jarak keel ke centre of buoyancy dan BMT adalah metacentric radius transversal. BMT sendiri dihitung dari BMT = IT / ∇, di mana IT adalah momen inersia transversal waterplane area dan ∇ adalah volume displacement. KMT menurun dari 25,78 m pada Step 0 menjadi 24,97 m pada Step 6 seiring bertambahnya draft.

GMT (Transverse Metacentric Height) adalah jarak vertikal dari centre of gravity (G) ke metacentre transversal (M), yang merupakan ukuran utama stabilitas transversal barge. GMT positif berarti barge stabil — jika miring akan kembali tegak. Semakin besar GMT, semakin stabil barge. Formulanya adalah GMT = KMT – KG – F.S. Effect, di mana KG adalah jarak keel ke centre of gravity keseluruhan. Dalam dokumen Anda, GMT pada Step 0 = 22,20 m dan menurun menjadi 18,38 m pada Step 6. Penurunan ini terjadi karena KG naik seiring bertambahnya beban CPP2 Deck yang memiliki VCG (Vertical Centre of Gravity) tinggi yaitu 28,157 m. Meskipun menurun, nilai GMT 18,38 m masih sangat besar dan menunjukkan stabilitas yang excellent untuk operasi loadout.

KML (Longitudinal Metacentric Height above Keel) adalah jarak vertikal dari keel ke titik metacentre longitudinal. KML jauh lebih besar dari KMT karena momen inersia longitudinal waterplane area jauh lebih besar dari momen inersia transversal (barge lebih panjang dari lebarnya). Formulanya adalah KML = KB + BML, di mana BML = IL / ∇, dengan IL adalah momen inersia longitudinal waterplane area. Dalam dokumen Anda, KML pada Step 0 = 176,89 m — jauh lebih besar dari KMT (25,78 m), yang menunjukkan barge sangat resisten terhadap trim dibandingkan heel.

GML (Longitudinal Metacentric Height) adalah jarak dari centre of gravity ke metacentre longitudinal, yang merupakan ukuran stabilitas longitudinal barge. Formulanya adalah GML = KML – KG – F.S. Effect (longitudinal). Dalam dokumen Anda, GML pada Step 0 = 173,31 m dan menurun menjadi 163,31 m pada Step 6. Nilai GML yang sangat besar dibandingkan GMT menjelaskan mengapa MCT jauh lebih besar dari MCH — barge sangat sulit untuk trim tetapi relatif lebih mudah untuk heel (meskipun tetap sangat stabil untuk keduanya).

Secara ringkas, semua parameter ini saling terhubung dalam menjamin keselamatan operasi loadout. KMT dan KML ditentukan oleh bentuk dan geometri barge, GMT dan GML menunjukkan stabilitas aktual setelah memperhitungkan posisi titik berat dan free surface effect, MCT dan MCH menentukan berapa momen yang diperlukan untuk mengubah trim/heel, TPC menentukan berapa berat yang diperlukan untuk mengubah draft, sementara LCB dan LCF menentukan titik-titik keseimbangan barge. Seluruh parameter ini dihitung pada setiap tahapan loadout untuk memastikan barge tetap stabil dan rata sepanjang operasi.

BALLAST DE-BALLASTING CALCULATION

Step 0 merupakan kondisi awal sebelum operasi loadout dimulai. Pada tahap ini belum ada beban module yang berpindah ke barge (0 MT, 0%), sehingga draft barge murni ditentukan oleh berat barge sendiri dan air ballast awal yang telah diisi, yaitu 5,27 m. Ketinggian pasang surut pada saat ini adalah 0,60 m di atas chart datum. Nilai GMT sebesar 22,20 m merupakan yang tertinggi sepanjang operasi karena titik berat keseluruhan masih rendah (belum ada beban tinggi dari CPP2 Deck). Tidak ada durasi karena ini hanyalah kondisi siap sebelum operasi dimulai pada pukul 06:00.

Step 1 dan Step 2 merupakan fase pemindahan skid shoe baris pertama (ROW-2) dari jetty ke barge. Pada Step 1, sekitar 27,9% beban (665,91 MT) telah berada di link bridge/barge setelah skid shoe depan mencapai tengah link bridge selama 48 menit. Menariknya, draft masih tetap 5,27 m dan pasang surut masih 0,60 m — ini karena operasi ballast berhasil mengkompensasi penambahan beban dengan mengeluarkan air dari tangki sisi haluan (de-ballast TK-2, 3, 4) sambil mengisi tangki sisi buritan (ballast TK-5, 6, 7).

Pada Step 2, beban meningkat drastis menjadi 55,8% (1.331,82 MT) saat skid shoe depan mendarat di ujung barge. Draft mulai naik menjadi 5,32 m karena total berat di barge bertambah signifikan, dan pasang surut juga naik menjadi 0,65 m. Durasi 42 menit sedikit lebih singkat karena jarak perpindahan lebih pendek.

Step 3 adalah tahap unik di mana beban di barge tetap sama (1.331,82 MT, 55,8%) karena pada tahap ini module hanya bergeser maju di atas barge tanpa ada skid shoe tambahan yang melewati link bridge. Yang berubah adalah posisi titik berat di atas barge, sehingga momen longitudinal berubah dan memerlukan operasi ballast yang berlawanan arah dengan Step 1-2 — kali ini tangki haluan diisi dan tangki buritan dikosongkan.

Draft naik sedikit menjadi 5,35 m akibat kenaikan pasang surut ke 0,68 m yang memerlukan penambahan ballast. GMT turun menjadi 18,79 m — nilai terendah kedua sepanjang operasi — karena pada kondisi ini barge menahan beban besar dengan distribusi yang kurang optimal. Durasi hanya 20 menit karena ini merupakan perpindahan internal tanpa transisi kritis melewati link bridge.

Step 4 dan Step 5 merupakan fase pemindahan skid shoe baris kedua (ROW-1) dari jetty ke barge, mirip dengan Step 1-2 tetapi untuk skid shoe belakang. Pada Step 4, beban meningkat menjadi 77,9% (1.859,63 MT) saat skid shoe kedua berada di tengah link bridge dengan draft 5,40 m dan pasang 0,73 m selama 26 menit. GMT justru naik sedikit menjadi 19,32 m dibandingkan Step 3 karena distribusi beban menjadi lebih merata dengan dua baris skid shoe di barge.

Pada Step 5, seluruh beban 100% (2.387,44 MT) telah berpindah ke barge saat skid shoe kedua mendarat di ujung barge. Draft mencapai 5,45 m dan pasang sudah 0,78 m mendekati puncak. Durasi 30 menit mencerminkan kehati-hatian pada tahap kritis ini.

Step 6 adalah tahap akhir di mana module digeser maju ke posisi final di barge. Beban tetap 100% (2.387,44 MT) karena seluruh deck sudah di barge, tetapi draft naik sedikit menjadi 5,47 m akibat penyesuaian ballast untuk mengkompensasi perubahan momen longitudinal dan pasang surut yang mencapai 0,80 m (mendekati puncak pasang). GMT bernilai 18,38 m — terendah sepanjang operasi — karena titik berat keseluruhan berada pada posisi tertinggi. Durasi 34 menit digunakan untuk memindahkan module sejauh 11,593 m ke posisi akhir.

Pada tahap ini tidak perlu lagi menjaga kerataan dengan jetty karena seluruh beban sudah berpindah, sehingga operasi ballast hanya fokus menjaga barge tetap even keel.

Secara keseluruhan, tabel dibawah ini menunjukkan bahwa selama 200 menit operasi loadout, draft barge meningkat 20 cm (dari 5,27 m ke 5,47 m) akibat penambahan beban 2.387,44 MT, pasang surut naik 20 cm (dari 0,60 m ke 0,80 m), dan GMT menurun sekitar 3,82 m (dari 22,20 m ke 18,38 m) tetapi tetap pada nilai yang sangat aman untuk stabilitas barge. Keberhasilan mempertahankan trim dan heel pada nilai nol di setiap step membuktikan bahwa perencanaan ballasting telah dilakukan dengan sangat baik.

PEMERIKSAAN KAPASITAS POMPA

Berdasarkan analisis ballast yang telah dilakukan, kapasitas pompa yang diperlukan pada setiap tahapan telah diperiksa. Pada setiap langkah, kapasitas aktual pompa memiliki cadangan minimum 150% sebagaimana disyaratkan oleh pedoman Noble Denton untuk operasi loadout.

Laju pompa tertinggi yang diperlukan terjadi pada operasi de-ballast tangki TK-2P pada Step 4, yaitu sebesar 3,89 t/m. Dengan kapasitas pompa terpasang sebesar 6 m³/menit (setara sekitar 6,15 t/m dengan densitas air laut 1,025 t/m³) dan hanya menggunakan 2/3 kapasitas (4,0 t/m), masih tersedia cadangan yang memadai untuk seluruh tahapan operasi.

Tangki pasangan (Tank Pair) diorganisir menjadi tiga kelompok: Pair 1 (TK-2 dan TK-7), Pair 2 (TK-3 dan TK-6), dan Pair 3 (TK-4 dan TK-5). Pengaturan ini memungkinkan kompensasi momen yang efisien di sepanjang barge, di mana saat tangki di satu sisi di-de-ballast, tangki pasangan di sisi lainnya diisi (di-ballast), dan sebaliknya.

PERENCANAAN KONDISI DARURAT (HALTED CONDITION)

Perencanaan kondisi darurat merupakan aspek kritis dalam operasi loadout. Analisis ini mempertimbangkan skenario di mana operasi harus dihentikan sementara, misalnya akibat kegagalan sistem penarik, ketika modul sebagian berada di barge dan sebagian masih di jetty.

Skenario Analisis
Diasumsikan operasi dihentikan pada Step 2 (skid shoe pertama telah mendarat di ujung barge dan skid shoe kedua masih di jetty) pada ketinggian pasang 0,65 m pukul 07:30. Analisis dilakukan untuk dua kondisi: melawan pasang naik dan melawan pasang turun.

Hasil Analisis
Total kapasitas pompa yang tersedia (147,6 ton/menit) jauh melebihi kebutuhan (6,3 ton/menit), sehingga sistem mampu menjaga kerataan barge dengan jetty selama kondisi halted. Rasio kapasitas tersedia terhadap kebutuhan adalah sekitar 23:1, memberikan margin keamanan yang sangat besar.

Untuk menghadapi pasang surut terendah berikutnya (0,5 m pada pukul 14:00) setelah pasang tertinggi (0,8 m pada pukul 09:00), diperlukan de-ballast sebesar 1.134 ton dalam 5 jam dengan kebutuhan laju pompa hanya 3,78 ton/menit. Kapasitas pompa tersedia tetap sangat memadai. Seluruh 24 pompa dapat dimanfaatkan selama kondisi halted jika diperlukan, dan kapasitas ini cukup untuk mempertahankan kerataan barge dengan jetty saat menghadapi pasang naik maksimum maupun pasang turun minimum berikutnya.

KESIMPULAN

Berdasarkan analisis perhitungan ballast loadout CPP2 Deck yang telah dilakukan, beberapa kesimpulan penting dapat ditarik:

• Pertama, metode skidding terbukti merupakan pilihan yang tepat untuk loadout CPP2 Deck dengan berat total 2.387,44 MT. Penggunaan 4 skid shoe pada 2 baris (ROW-A dan ROW-B) memberikan distribusi beban yang terkontrol selama proses pemindahan.
• Kedua, pembagian operasi loadout menjadi 6 tahapan (Step 1 hingga Step 6) dengan durasi total 200 menit memungkinkan kontrol ballasting yang presisi pada setiap transisi kritis, terutama saat skid shoe melewati link bridge dan mendarat di ujung barge.
• Ketiga, sistem ballasting dengan 24 pompa berkapasitas 6 m³/menit (12 aktif + 12 cadangan) terbukti memadai untuk menjaga kerataan barge dengan jetty sepanjang operasi. Penggunaan hanya 2/3 kapasitas pompa sesuai persyaratan Noble Denton memberikan margin keamanan yang cukup.
• Keempat, analisis kondisi halted menunjukkan bahwa sistem mampu mengakomodasi penghentian operasi darurat dengan kapasitas pompa yang jauh melebihi kebutuhan (147,6 ton/menit vs 6,3 ton/menit yang diperlukan).
• Kelima, stabilitas barge tetap terjaga sepanjang operasi dengan nilai GMT berkisar antara 18,38 m hingga 22,20 m, yang menunjukkan cadangan stabilitas yang sangat memadai untuk operasi loadout ini.

Jika ingin belajar Perhitungan Manual Barge Ballast De-Ballasting, silahkan contact saya.

About Post Author

Muh. Burhanuddin

Industrial Engineer, Specialist in Heavy Cargo Transportation and Heavy Lifting Works. Hobby in computer programming, reading and writing. No occupation except waiting for a prayer time. Ready for working as a surveyor, transport planer, or as lifting engineer.

https://www.alvinburhani.net

Happy

0 0 %

Sad

0 0 %

Excited

2 100 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %