Tinggi metasentris (GM) adalah angka stabilitas yang paling sering disebut di anjungan dan di kantor perencanaan. Panduan ini mendalami GM: dari mana KM dan KG berasal, bagaimana koreksi permukaan bebas bekerja, apa yang terjadi saat muatan ditambah atau dipindah, dan mengapa GM bisa terlalu kecil maupun terlalu besar. Konsep dasarnya ada di dasar stabilitas kapal untuk planner.

Rumus inti GM

GM = KM − KG − FSC

Komponen Ditentukan oleh Cara mendapatkannya
KM Bentuk lambung dan sarat Tabel hidrostatik di buku stabilitas, pada displasemen atau sarat saat itu
KG Cara kapal dimuat Σ(berat × VCG) / Σ berat, termasuk kapal kosong
FSC Tangki yang terisi sebagian Σ momen permukaan bebas / displasemen

KM dari hidrostatik. KM = KB + BM, dengan BM = momen inersia bidang garis air / volume benaman. Planner tidak menghitungnya sendiri; nilai KM dibaca dari tabel hidrostatik pada sarat yang sesuai. KM berubah dengan sarat, sehingga setiap perubahan muatan besar menuntut pembacaan ulang.

KG dari pemuatan. KG kapal kosong berasal dari percobaan kemiringan (inclining experiment) dan tercantum di buku stabilitas. Sisanya dihitung dari momen setiap berat terhadap lunas, sama seperti titik berat gabungan muatan di dalam kontainer.

FSC dari tangki. Setiap tangki yang tidak penuh menaikkan G secara virtual. Buku stabilitas biasanya memberi momen permukaan bebas maksimum per tangki; jumlahnya dibagi displasemen.

Contoh: menambah dan memindah muatan

Kapal ilustratif, bukan kapal nyata. Kondisi awal: Δ = 12.000 t, KG = 7,400 m, KM = 8,600 m, jumlah momen permukaan bebas 1.800 t·m.

  • GM padat = 8,600 − 7,400 = 1,200 m.
  • FSC = 1.800 / 12.000 = 0,150 m, sehingga GM cair = 1,050 m.

Langkah 1: memuat 600 t kontainer di dek dengan VCG 13,0 m.

  • Δ baru = 12.600 t.
  • KG baru = (12.000 × 7,400 + 600 × 13,0) / 12.600 = (88.800 + 7.800) / 12.600 = 7,667 m.
  • KM pada Δ 12.600 t dibaca ulang dari hidrostatik: 8,580 m (contoh).
  • FSC = 1.800 / 12.600 = 0,143 m.
  • GM cair = 8,580 − 7,667 − 0,143 = 0,770 m.

GM turun 0,28 m hanya karena 600 t diletakkan tinggi di dek.

Langkah 2: memindah 200 t dari dek (VCG 13,0 m) ke palka (VCG 4,0 m).

  • Pergeseran G = w × d / Δ = 200 × 9,0 / 12.600 = 0,143 m ke bawah.
  • KG baru = 7,667 − 0,143 = 7,524 m. Displasemen dan KM tidak berubah.
  • GM cair = 8,580 − 7,524 − 0,143 = 0,913 m, dibulatkan 0,91 m.

Langkah 3: efek melintang. Bila 50 t dipindah 10 m ke satu sisi, G bergeser 50 × 10 / 12.600 = 0,040 m ke samping. Sudut miring (list) ≈ arctan(0,040 / 0,913) ≈ 2,5°. Makin kecil GM, makin besar list untuk pergeseran berat yang sama.

Ulangi langkah ini dengan angka Anda di kalkulator GM dasar dan kalkulator titik berat gabungan.

GM terlalu kecil: kapal lembek

Kapal dengan GM kecil disebut lembek (tender). Ciri dan risikonya:

  • oleng lambat dengan sudut besar akibat angin samping, belokan tajam, atau ombak;
  • list besar dari pergeseran berat yang kecil, seperti contoh di atas;
  • margin keselamatan habis oleh kesalahan kecil, misalnya VGM yang salah atau tangki yang lupa dicatat;
  • pada sudut besar, kurva GZ bisa gagal memenuhi kriteria IS Code meski GM masih positif.

GM terlalu besar: kapal kaku

Kapal dengan GM besar disebut kaku (stiff). Ia cepat kembali tegak, tetapi olengnya pendek dan menyentak. Percepatan melintang yang tinggi menambah gaya pada lashing dan twistlock, dapat merusak stack kontainer di dek, menggeser muatan breakbulk, dan membuat awak tidak nyaman. Perhitungan lashing di Cargo Securing Manual atau perangkat lunak lashing memakai GM sebagai masukan, dan sebagian kapal mencantumkan batas GM maksimum. Pembahasannya ada di lashing kontainer di kapal, dan gaya lashing dapat diperkirakan dengan kalkulator lashing.

Periode oleng: perkiraan kasar

Rumus praktis yang sering dipakai (pendekatan, bukan rumus resmi untuk kapal Anda):

T ≈ C × B / √GM, dengan T periode oleng dalam detik, B lebar kapal dalam meter, dan C sekitar 0,7 sampai 0,8.

Untuk kapal ilustratif dengan B = 25 m dan C = 0,78:

GM cair (m) Perkiraan periode oleng (detik) Sifat
0,30 sekitar 36 Sangat lembek, waspada
0,91 sekitar 20 Sedang, umumnya nyaman
3,00 sekitar 11 Kaku, gaya lashing tinggi

Angka di tabel hanya ilustrasi. Koefisien C bergantung pada distribusi berat dan bentuk lambung; IS Code memakai rumus sejenis dengan koefisien yang dihitung dari dimensi kapal untuk kriteria cuaca. Periode oleng yang diukur di laut berguna untuk mendeteksi kejanggalan, bukan untuk menggantikan perhitungan.

GM berubah selama pelayaran

GM saat berangkat bukan GM sepanjang pelayaran. Beberapa hal yang menggeser GM di laut:

  • Pemakaian bahan bakar dan air tawar. Tangki di dasar ganda (double bottom) letaknya rendah. Ketika isinya terpakai, berat rendah hilang sehingga KG naik dan GM turun. Tangki yang mulai kosong juga menambah permukaan bebas.
  • Pergantian ballast. Memindah atau mengganti ballast di laut mengubah KG dan bisa membuat beberapa tangki setengah isi sekaligus untuk sementara.
  • Muatan dek yang menyerap air. Kayu atau muatan berpori di dek dapat bertambah berat karena air hujan dan ombak, dan berat itu berada tinggi.
  • Pelabuhan antara. Pada rute multi-port, setiap bongkar dan muat membentuk kondisi baru yang harus diperiksa ulang.

Karena itu kondisi kedatangan dan kondisi antara terburuk wajib dihitung, bukan hanya kondisi berangkat.

Kesalahan umum saat menghitung GM

  • Memakai KM dari sarat awal setelah ratusan ton muatan ditambahkan.
  • Lupa memasukkan FSC, atau hanya memakai permukaan bebas tangki yang sedang dipakai.
  • Salah tanda pergeseran berat: memindah berat ke atas menaikkan KG, ke bawah menurunkannya.
  • Memakai VCG kontainer seragam untuk semua tier tanpa mengikuti tinggi tier sebenarnya, misalnya high cube di tier atas dek.
  • Mengandalkan GM tanpa kurva GZ, padahal kriteria IS Code juga menilai lengan penegak pada sudut besar.

GM minimum dari buku stabilitas

Buku stabilitas biasanya berisi kurva GM minimum (atau KG maksimum) terhadap sarat, kadang juga terhadap trim. Kurva ini sudah memasukkan kriteria stabilitas utuh IS Code 2008 dan, untuk kapal tertentu, kriteria lain yang disyaratkan. Cara memakainya:

  1. Hitung GM cair untuk setiap kondisi: berangkat, kedatangan, dan kondisi antara terburuk.
  2. Baca GM minimum pada sarat dan trim kondisi tersebut, dengan interpolasi bila perlu.
  3. Pastikan GM cair lebih besar dari GM minimum dengan margin yang wajar, dan tidak melebihi batas atas bila ada.

Sarat dan trim yang dipakai untuk membaca kurva dibahas di trim dan draft kapal. STOWAGE.ID Vessel Stowage menghitung GM dan membandingkannya dengan kurva GM minimum dari darat sebagai pendukung perencanaan. Loading computer kapal yang disetujui klas dan buku stabilitas tetap menjadi acuan resmi.