Mengenal dan memahami proses terbentuk dan terjadinya Api

-
proses terjadinya api

Kecil menjadi teman, Besar menjadi lawan, itulah kira kira analogi API. Api bisa mendatangkan keuntungan jika terkendali dan bisa juga mendatangkan kerugian ketika api itu tidak terkendali.

Mengutip peribahasa "Tak kenal maka tak sayang", maka sebaiknya kita mulai berkenalan dengan api dan prosesnya agar kita paham apa itu api. Mengerti dan mengenal tipe api dan karakteristiknya merupakan hal yang fundamental dalam pengelolaan resiko kebakaran.

Api adalah hasil dari proses kebakaran maupun pembakaran. Lalu apa bedanya ya antara kebakaran dan pembakaran???.. terdapat perbedaan pengertian antara arti fire (kebakaran) dan combustion(pembakaran), meski proses nya sama, tetapi pembakaran merupakan proses yang terkendali dengan kenaikan suhu secara bertahap. Berbeda dengan kebakaran, kebakaran adalah api yang tidak terkendali atau yang kehadirannya tidak diharapkan dan bisa menciptakan dampak catastrophic (contohnya menyebabkan kematian). 

Api merupakan reaksi kimia berkelanjutan antara bahan bakar dengan oksigen diiringi dengan kenaikan suhu dan kemunculan cahaya. Proses reaksi ini biasanya terkait dengan teroksidasinya bahan bakar oleh oksigen yang ada di atmosfir, akan tetapi ada beberapa bahan bakar yang sudah mengandung oksigen.

Terdapat dua jenis api yaitu menyala (flaming) dan membara (smoldering). Api menyala adalah proses pembakaran yang melibatkan gas (bahan bakar dan oksidator dalam bentuk gas), contohnya adalah ketika kita menyalakan lilin. Api membara melibatkan permukaan dari bahan bakar padat dengan gas oksidator (biasanya oksigen di udara). Hampir semua kerusakan akibat kebakaran adalah jenis api menyala, contohnya adalah arang. Tetapi yang harus diingat adalah api menyala biasanya diawali dengan api membara yang kecil. 

Pada masa lalu, proses pembentukan api digambarkan oleh tiga komponen yang dibutuhkan proses kebakaran maupun pembakaran untuk terjadi. Komponen pertama adalah oksidator, pada umumnya oksidator pada proses kebakaran adalah oksigen. Oksigen harus berada dalam komposisi yang tepat (antara 16% dan 21% terhadap udara) untuk mendukung proses ini. Komponen kedua adalah material yang bisa terbakar atau bahan bakar. Bahan bakar dapat berupa gas (contoh gas methane), zat cair (contoh bensin) atau zat padat (contoh kayu) Komponen ketiga adalah energi panas atau sumber penyalaan dengan energi panas yang cukup untuk menaikkan suhu bahan bakar ke suhu penyalaannya. Ketiga komponen ini biasa dikenal sebagai segitiga api.

Seiring dengan waktu, segitiga api yang menggambarkan tiga komponen proses pembentukan api digantikan oleh gambaran baru yaitu segi empat api (fire tetrahedron) dimana terdapat komponen baru yaitu reaksi berantai kimia. Reaksi berantai kimia ini terjadi ketika bahan bakar mulai terurai atau terpecah oleh panas. Peneliti menemukan bahwa keberlangsungan pembakaran bahan bakar dipengaruhi oleh sebagian panas (sekitar 13%) hasil pembakaran yang di transfer balik ke bahan bakar, sehingga menyebabkan bahan bakar mulai terurai dan melepaskan suatu "spesies" yaitu suatu radikal bebas (suatu atom atau sekumpulan atom yang tidak stabil dan harus bergabung dengan atom lain untuk mencapai kestabilan) dan terproduksi komponen gas mudah terbakar. Proses penguapan dapat terjadi dengan atau tanpa dekomposisi kimia, jika dekomposisi kimia terjadi maka proses ini dikenal sebagai pyrolysis (Pyrolysis adalah proses pemecahan bahan bakar padat menjadi komponen gas ketika dipanaskan).

Ketika proses pembentukan api dimulai, maka proses ini akan terus berlangsung sampai salah satu kondisi dibawah terjadi:
  • Bahan bakar habis terkonsumsi
  • Konsentrasi komponen oksidasi di bawah dari level yang dibutuhkan untuk mendukung proses pembakaran. Salah satu contohnya pemadaman menggunakan gas inert.
  • Energi panas dengan jumlah yang cukup mendukung proses terjadinya api telah dihilangkan atau dicegah untuk kontak dengan bahan bakar. Salah satu contoh mengurangi energi panas adalah mengaplikasikan air untuk penyerapan panas.
  • Proses pembentukan api dihalangi secara kimia atau didinginkan ke suhu yang cukup untuk mencegah reaksi pembakaran lebih lanjut. Salah satu contoh dengan menggunakan sistem pemadaman yang bekerja dengan memasukkan unsur kimia ke dalam proses pembakaran
Penemuan dari penelitian ini berujung pada pengembangan model baru yang menggambarkan keempat proses dan dengan juga memasukkan tambahan reaksi kimia berkelanjutan di dalam model baru tersebut


terbentuknya segi tiga api

Proses pembentukan api secara spontan atau penyalaan sendiri (auto ignition)
Proses ini mempunyai sedikit perbedaan proses normalnya dimana proses ini tidak memerlukan sumber penyalaan untuk terjadinya proses pembentukan api. Dalam proses pembakaran spontan tersebut, bahan bakar memanaskan dirinya sendiri ke titik suhu penyalaan sendiri sebelum mulai proses pembakaran. Sebagai contoh batubara, batubara adalah material pada berpori dimana udara dapat masuk dan menyatu dalam material tersebut, tetapi panas yang di hasilkan terperangkap akibat dari sifat batubara itu sendiri. Saat batubara mulai panas akibat dari panas yang terperangkap di dalam batubara, suhu yang dihasilkan menyentuh suhu penyalaan dan proses pembakaran terjadi.

Meski secara teori terlihat simpel, tetapi proses terbentuknya api banyak dipengaruhi banyak faktor seperti aliran udara, suhu lingkungan, konsentrasi bahan bakar, bentuk dan ukuran bahan bakar dll.

Dalam proses kebakaran maupun pembakaran, terdapat produk yang dihasilkan dari proses ini sebagai hasil reaksi antara oksidator, bahan bakar dan sumber panas. Produk tersebut adalah :
  • Panas
  • Cahaya
  • Asap
  • Gas Api
  • Efek Fisiologis
  • Efek racun dari Gas Api
Setelah kita mengetahui proses terjadinya kebakaran, maka kita akan bisa menentukan pengendalian untuk mengelola resiko kebakaran ke level resiko yang bisa terima dengan menerapkan beberapa pengendalian resiko. Kegagalan dalam pengelolaan resiko dapat berakibat fatal seperti kematian, kerusakan properti hingga terganggunya proses produksi. Semoga postingan ini bisa membantu kita untuk mengendalikan resiko kebakaran

Referensi:

  • DeHaan, John D. 2007. Kirks's Fire Investigation sixth edition. Pearson Prentice Hall
  • Schroll, R. Craig. 2002. Industrial Fire Protection Handbook second edition. CRC Press
  • Cote P.E., Arthur. 2003. Fire Protection Handbook Nineteenth Edition Volume I & II. NFPA
  • Ladwig,, Thomas H. 1990. Industrial Fire Prevention and Protection. Van Nostrand Reinhold
  • Shackelford, Ray. 2008. Fire Behavior and Combustion Processes 1st Edition. Delmar Cengage Learning

    Komentar

    Posting Komentar

    Postingan populer dari blog ini

    Transfer panas secara konveksi dan perannya terhadap kebakaran

    -
    Gambar
    Postingan kali ini kita akan membahas salah satu metode transfer panas yaitu konveksi.  Konveksi merupakan mekanisme utama penyebaran api jika terjadi kebakaran di suatu bangunan, terutama kebakaran di gedung bangunan tinggi. Pada saat dimulai proses terbentuknya api atau kebakaran, terjadi pergerakan udara panas yang luar biasa yang mengarah ke bagian atas struktur dan menjauhi lokasi awal api (panas selalu berjalan ke suhu yang lebih dingin). Pada saat penyebaran, semakin banyak bahan bakar yang terpanaskan sehingga udara panas ini membawa gas mudah terbakar jauh dari lokasi awal api ke lokasi yang lebih banyak oksigennya Secara konsep, konveksi adalah distribusi panas atau perpindahan panas dari satu tempat ke tempat lain melalui fluida. Oh ya fluida itu adalah suatu zat yang bisa mengalami perubahan-perubahan bentuknya secara terus menerus bila terkena tekanan atau gaya walaupun relative kecil atau bisa juga dikatakan suatu zat yang mengalir. Fluida mencakup zat cair, gas, air dan
    Baca selengkapnya

    Konsep dalam mengendalikan bahaya kebakaran

    -
    Gambar
    Untuk mencapai fire safety goal atau tujuan untuk mewujudkan area kerja atau area operasional yang aman dari bahaya kebakaran, maka harus dilakukan implementasi pengendalian untuk tujuan tersebut Dalam manajemen resiko, pengelolaan akan selalu terkait dengan mengurangi kemungkinan proses terjadinya api maupun kebakaran dan meminimalkan dampaknya jika terjadi kebakaran, nah pengendalian bahaya ini adalah salah satu prosesnya. Dalam konsep segi empat api (fire tetrahedron), harus ada empat komponen yang harus hadir untuk proses terjadinya api yaitu panas, oksidator, bahan bakar dan reaksi kimia. Untuk pengendalian bahaya kebakaran, umumnya akan fokus disalah satu komponen tersebut, biasanya terkait dengan panas dan bahan bakar. Sebagai contoh pengendalian bahaya di bengkel las, kita tidak bisa mengendalikan atau menghilangkan sumber panasnya karena itu merupakan bagian dari proses pengelasan tersebut, sehingga fokus pengendaliannya pada pengendalian bahan bakar. Bertolak belakang untuk
    Baca selengkapnya

    Melihat proses pembakaran (combustion) atau terbentuknya api dari lilin

    -
    Gambar
    LILIN yang terbakar dan menyala adalah contoh termudah untuk melihat proses terjadinya api dan transfer panas. Lilin secara simpel mendemonstrasikan proses dan fenomena fisik dari transfer panas. Meskipun api lilin terlihat simpel, tetapi kenyataanya terdapat rangkaian dari reaksi kompleks dengan semua komponen yang berbeda ketika lilin bereaksi dengan udara dan panas. Pada saat lilin dipicu untuk terbakar dengan cara diberikan sumber panas dari luar, maka terbentuk suatu kolam dari lilin yang meleleh yang terbentuk di dasar sumbu lilin. Kolam ini harus terbentuk, termasuk panjang sumbu yang cukup agar lilin bisa terbakar. Cairan lilin ini kemudian mengalir naik ke bagian atas sumbu akibat dari fenomena kapilaritas. Cairan lilin yang naik ini mulai menguap akibat adanya sumber panas dari luar dan membentuk gas dan kemudian proses terbentuknya api dimulai. Ketika sumber panas dari luar dihilangkan, lilin masih tetap bisa mempertahankan proses pembakarannya akibat dari panas yang tertran
    Baca selengkapnya