Analisis Potensi dan Kekuatan Serat Bambu Petung Sebagai Material Utama Pembuatan Lambung Kapal Pengganti Bahan Fiberglass Ditinjau Dari Kekuatan Bending

Abstract

Material konvensional seperti baja dan kayu memainkan peran penting dalam pembuatan kapal. Dengan berkembangnya dunia maritim saat ini, kebutuhan akan material konvosional seperti baja dan kayu semakin meningkat untuk memenuhi kebutuhan material dalam pembuatan kapal. Oleh karena itu, selain menggunakan baja dan kayu sebagai bahan baku, perlu juga dikembangkan material untuk pembuatan kapal. Seperti diketahui saat ini banyak kapal khususnya kapal yang sudah menggunakan bahan baku komposit fiberglass. Namun kekurangan dari bahan fiberglass adalah kurang ramah lingkungan karena tidak dapat terurai secara alami saat didaur ulang. Kapal fiberglass lebih sulit dikendalikan dibandingkan kapal kayu. Pengembangkan material komposit saat ini dilakukan untuk menemukan alternatif pengganti serat sintetis sebagai serat penguat komposit. Serat sintetis dapat digantikan menggunakan serat alam salah satunya adalah serat bambu petung (Dendrocalamus asper). Penelitian ini bertujuan untuk mengisi kesenjangan pengetahuan terkait potensi dan kekuatan serat bambu sebagai bahan utama dalam pembuatan kapal, yang diharapkan penelitian ini dapat memberikan kontribusi pada pengembangan solusi konstruksi kapal yang berkelanjutan. Pentingnya mencari alternatif bahan juga memberikan peluang baru bagi pengembangan teknologi konstruksi kapal yang berkelanjutan dan efisien. Dalam penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2024 – Oktober 2024 dan dilakukan pada 3 laboratorium berbeda yakni, Lab. Hidrodinamika, Fakultas Teknik, Universitas Jember; Lab. Pengujian Bahan, Jurusan Fisika, Fakultas MIPA,Universitas Jember; dan Lab. Uji Material, Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Jember. Pembuatan material komposit berpenguat serat anyaman bambu petung ini menggunakan metode vacuum infusion dengan perlakuan alkali NaOH 6% selama 1 jam dan variasi arah serat 30o , 45o , 60o yang masing-masing berlapis 4 layer, dan dilakukan pengujian bending serta pengamatan SEM dan fotomikro. Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa perbedaan orientasi serat pada komposit yang menggunakan serat anyaman bambu petung dapat mempengaruhi nilai kuat bending, dan modulus elastisitas bending. Serat pada masing-masing arah mempunyai ikatan yang berbeda-beda menyebabkan faktor tidak seragamnya proses penempatan serat sehingga mengakibatkan serat tidak merata dan matriks tidak mengikat serat secara optimal sehingga menghasilkan nilai berbeda-beda juga. Dalam pengujian bending pada arah serat 30o didapatkan nilai tertinggi sebesar 58,35 MPa, sedangkan nilai terendah didapatkan sebesar 56,39 MPa, dan didapatkan nilai rata-rata adalah 57,32 MPa, serta didapatkan nilai modulus elastisitas sebesar 2147,62 MPa. Dalam pengujian bending pada arah serat 45o didapatkan nilai tertinggi sebesar 85,34 MPa, sedangkan nilai terendah didapatkan sebesar 83,74 MPa, dan didapatkan nilai rata-rata adalah 84,54 MPa, serta didapatkan nilai modulus elastisitas sebesar 2917,20 MPa. Dalam pengujian bending arah serat 90o didapatkan nilai tertinggi sebesar 130,25 MPa, sedangkan nilai terendah didapatkan sebesar 128,37 MPa, dan didapatkan nilai rata-rata adalah 129,35 MPa, serta didapatkan nilai modulus elastisitas sebesar 4581,39 MPa. Dengan hasil tersebut maka, penelitian arah serat anyaman bambu petung dengan metode vacuum infusion belum memenuhi standar BKI yang telah ditentukan sebesar 150 MPa, sehingga dapat disimpulkan bahwa material komposit berpenguat serat bambu petung tidak layak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan kapal pengganti bahan fiberglass. Meski begitu, berdasarkan ketentuan Biro Klasifikasi Indonesia dalam Buku Peraturan Klasifikasi dan Konstruksi Kapal Laut (Kapal Kayu) Tahun1996, penelitian serat anyaman bambu petung dengan metode vacuum infusion arah serat 90° dapat memenuhi pada semua golongan kelas kuat, arah serat 45° memenuhi pada kelas kuat II, sedangkan arah serat 30° memenuhi pada kelas kuat III. Pada pengamatan SEM dapat mengetahui penyebaran resin, dimana tidak terjadi menumpukan pada salah satu bagiannya, namun masih terdapat celah pada area tertentu yang tidak dialiri oleh resin. Sedangkan hasil pengamatan fotomikro menunjukkan bahwa bentuk patahan yang terjadi adalah fiber pull out, dimana kegagalan material ini disebabkan karena ketidakmaksimalan matriks dalam mengikat serat.