Sebelum kita dapat
melakukan usaha penanggulangan kebakaran, adalah wajar apabila kita perlu untuk
mengetahui dan mengenal terlebih dahulu apa dan bagaimanakah kebakaran itu.
Setelah itu maka kita akan menyadari bahwa peristiwa/masalah kebakaran
sesungguhnya merupakan masalah yang menjadi ancaman bagi semua orang, baik
disadari ataupun tidak.
Untuk itu tulisan ini dibuat tanpa maksud menggurui mengajak semua pihak untuk
lebih mengenal tentang Kebakaran khususnya api dengan lebih baik.
KIMIA
API
Kita semua tahu
bahwa untuk dapat menghadapi dan mengalahkan musuh, kita harus tahu segala hal
tentang musuh kita kekuatan, kelemahan, strategi perang, dan lainnya. Memiliki
gambaran tentang kemungkinan aksi yang akan dilakukan oleh musuh, membuat kita
dapat membuat rencana untuk menga-tasi aksi tersebut, dan lebih baik lagi
melakukan pencegahan agar aksi tersebut tidak dapat berjalan. Demikian juga
apabila kita mengahadapi masalah kebakaran, kita harus tahu tentang
bagaimanakah api dapat terjadi, bagaimana api dapat menyebar, apa yang dapat
menimbulkan api, bagaimana mencegah api timbul, dan banyak lagi, sehingga kita
siap menghadapi musuh kita semua, yaitu kebakaran.
A.
PEMBAKARAN
Pembakaran dan api
adalah dua kata yang akan selalu berhubungan dan dalam ilmu kebakaran dua kata
tersebut sudah menjadi tak terpisahkan.
Pembakaran/api adalah peristiwa proses reaksi oksidasi cepat yang biasanya
menghasilkan panas dan cahaya (energi panas dan energi cahaya).
Selanjutnya apakah reaksi oksidasi itu?; Dalam konteks masalah kebakaran dapat
dikatakan bahwa reaksi oksidasi adalah reaksi pengikatan unsur oksigen oleh
reduktor/pereduksi (bahan bakar). Sedang dalam konteks lebih luas, dalam ilmu
kimia, reaksi oksidasi didefinisikan sebagai reaksi pemberian elektron oleh oksidator/pengoksidasi
kepada reduktor/pereduksi.
Di atas telah disebutkan bahwa pembakaran/api adalah peristiwa oksidasi cepat,
berarti ada reaksi oksidasi lambat. Untuk rekasi oksidasi lambat sebagai
contohnya adalah peristiwa perkaratan besi. Satu hal yang perlu di pahami
adalah bahwa hanya gas yang dapat terbakar. Jadi bahan bakar dengan bentuk
fisik padatan dan cairan sebelum ia dapat terbakar ia harus dirubah dahulu ke
bentuk fisik gas. Untuk bahan bakar padat harus mengalami pyrolysis, sehingga
ter-bentuk gas-gas yang lebih seder-hana yang akan terbakar. Sedang untuk bahan
bakar bentuk cairan oleh panas akan diuapkan, lalu uap bahan bakar tadi yang
akan terbakar.
Kembali ke masalah kebakaran ada peristiwa yang sering terjadi seiring dengan kebakaran,
yaitu ledakan/explosion. Ledakan/explosion adalah peristiwa oksidasi yang
sangat cepat.
B.
NYALA API
Selama ini api,
umumnya, selalu identik dengan nyala api, sesungguhnya ini adalah salah satu
dari bentuk api. Nyala api sesung-guhnya adalah gas hasil reaksi dengan panas
dan cahaya yang ditimbulkannya. Warna dari nyala api ditentukan oleh
bahan-bahan yang bereaksi (terbakar). Warna yang dihasilkan oleh gas
hidrokarbon, yang bereaksi sempurna dengan udara (oksigen) adalah biru terang.
Nyala api akan lebih mudah terlihat ketika karbon dan padatan lainnya atau
liquid produk antara dihasilkan oleh pembakaran tidak sempurna naik dan
berpijar akibat temperatur dengan warna merah, jingga, kuning, atau putih,
tergantung dari tem-peraturnya.
C. BARA
API
Bara api memiliki cirri khas yaitu tidak terlihatnya nyala api, akan tetapi
adanya bahan-bahan yang sangat panas pada permukaan dimana pembakaran terjadi.
Contoh yang baik untuk bara api adalah batu bara. Warna dari bara api pada
permukaan benda berhubungan dengan temperaturnya. Beberapa warna yang terlihat
dan tempe-raturnya ditampilkan seperti di tabel 1.
SEGITIGA
API
Dari bahasan sebelumnya kita telah tahu bahwa pembakaran/api adalah suatu
reaksi oksidasi, jadi harus ada oksidator/pengoksidasi dan reduktor/
pereduksi/bahan yang dioksidasi. Dari sini kita telah men-dapatkan dua komponen
peristiwa/reaksi pembakaran/api, yaitu oksidator yaitu oksigen dan reduktor di
sini adalah bahan bakar. Lalu selain itu apa lagi? Dalam kehidupan sehari-hari
kita mengetahui bahwa suatu benda yang dapat terbakar (bahan bakar) dalam
kondisi normal tidaklah terbakar, baru apabila kita panaskan untuk beerapa lama
dia akan dapat terbakar. Ini juga berarti kita telah mendapatkan satu lagi
komponen pembakaran/api, dari apa yang sudah umum kita ketahui.
Dalam ilmu kebakaran ketiga komponen tersebut dikenal dengan segitiga api,
yaitu sebuah bangun dua dimensi berbentuk segitiga sama sisi. Dimana
masing-masing sisi mewakili satu komponen kebakaran/api, yaitu: Oksigen, Panas
dan Bahan bakar. Lalu mengapa segitiga sama sisi? Jawabannya adalah bahwa suatu
peristiwa/reaksi pembakaran akan dapat terjadi apabila ketiga komponen tersebut
berada dalam keadaan keseimbangannya. Kese-imbangan dimaksud di sini bukanlah
sama dalam jumlah atau banyaknya, akan tetapi suatu bahan akan dapat terbakar
apabila kondisi di mana terjadi/akan terjadi pembakaran/api memiliki
perbandingan tertentu antara bahan dimaksud dengan oksigen yang harus tersedia.
Selain itu kondisi temperatur bahan dan atau lingkungan reaksi memiliki
tem-peratur (yang menggambarkan tingkat kepanasan suatu benda) tertentu juga.
D.
OKSIGEN
Pada sisi pertama
dari segitiga adalah oksigen. Oksigen adalah gas yang tidak dapat terbakar
(nonflam-meable gas) dan juga merupakan satu kebutuhan untuk kehidupan yang
sangat mendasar. Di atas permukaan laut, atmosfir kita me-miliki oksigen dengan
konsentrasi sekitar 21%. Sedang untuk ter-jadinya pembakaran/api oksigen
dibutuhkan minimal 16%. Kembali lagi, oksigen itu sendiri tidak terbakar, ia
hanya mendukung proses pembakaran.
E.
PANAS
Sisi kedua adalah
panas. Panas adalah suatu bentuk energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan
temperatur suatu benda/ bahan bakar sampai ketitik dimana jumlah uap bahan
bakar tersebut tersedia dalam jumlah cukup untuk dapat terjadi penyalaan.
1. Sumber-sumber
Panas
Sumber-sumber panas/energi panas sangatlah beragam, dapat disebutkan disini
adalah:
Arus listrik
Panas akibat arus listrik dapat terjadi akibat adanya hambatan terhadap aliran
arus, kelebihan beban muatan, hubungan pendek, dan lain-lain;
Kerja mekanik
Panas yang dihasilkan oleh kerja mekanik biasanya dari gesekan dua benda atau
gas yang diberi tekanan tinggi;
Reaksi kimia
Pada reaksi kimia, hubungan dengan panas, terdapat dua macam reaksi yaitu
reaksi endotermis dan eksotermis. Reaksi endotermis adalah reaksi yang
mem-butuhkan panas untuk dapat berjalan, sedang rekasi eksotermis adalah
kebalikannya yaitu menghasilkan panas dan reaksi inilah yang merupakan sumber
panas. Reaksi kimia disini tidak hanya terbatas pada reaksi perubahan atau
pembentukan senyawa baru, akan tetapi dapat juga dalam bentuk proses pencampuran
dan atau pelarutan;
Reaksi nuklir
Reaksi nuklir yang menghasilkan panas dapat berupa fusi atau fisi.
Radiasi matahari
Sinar matahari dapat menjadi sumber panas yang dapat menye-babkan kebakaran
apabila intensitasnya cukup besar, atau di ter/difokuskan oleh suatu alat
optik.
2. Cara-cara
Perpindahan Panas
Panas dapat berpindah dan dalam suatu kejadian kebakaran perpindahan panas ini
harus mendapat perhatian yang besar, karena apabila perpindahan panas tidak
terkontrol akan dapat mengakibatkan kebakaran meluas dan atau mengakibatkan
kebakaran lain.
Perpindahan panas ini dapat terjadi dengan berbagai cara, yaitu: konduksi,
konveksi dan radiasi; dan khusus dalam masalah kebakaran ada juga yang
disnyulutan langsung.
Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi secara molekuler, jadi panas
berpindah di dalam suatu bahan penghantar (konduktor) dari satu titik ketitik
lain yang memiliki temperatur lebih rendah. Sebagai gambaran adalah apabila
kita memanaskan salah satu ujung sebuah tongkat besi maka lambat laun panas
akan berpindah keujung lainnya, sedangkan tongkat tersebut tidak berubah
bentuk.
Konveksi
Konveksi adalah perpindahan panas yang berhubungan dengan bahan fluida atau
bahan yang dapat mengalir dalam bentuk gas atau cairan. Pada konveksi panas berpindah
dengan berpindahnya bahan penghantar, atau lebih tepat bahan pembawa panas
tersebut. Sebagai gambaran adalah apabila terjadi kebakaran di lantai bawah
sebuah bangunan bertingkat, maka panas akan dibawa oleh asap atau gas hasil
pembakaran yang panas ke lantai di atasnya.
Radiasi
Perpindahan panas dengan cara radiasi tidak membutuhkan suatu bahan penghantar
seperti pada dua perpindahan panas sebe-lumnya. Pada radiasi panas berpindah
secara memancar, jadi panas dipancarkan segala arah dari suatu sumber panas.
Sebagai contohnya adalah radiasi sinar matahari, yang kita semua tahu bahwa
dari jarak yang jutaan kilometer melalui ruang kosong di antariksa panas
matahari dapat sampai ke bumi.
F.
BAHAN BAKAR
Sisi yang lain (ke-tiga) adalah bahan bakar. Berbeda dengan apa yang umum
disebut sebagai bahan bakar oleh setiap orang, bahan bakar dalam hubungannya
dengan ilmu kebakaran adalah setiap benda, bahan atau material yang dapat
terbakar dianggap sebagai bahan bakar. Apabila kita perhatikan, maka akan kita
dapati bahwa hidup kita selalu dikelilingi oleh bahan bakar. Oleh karena itu
adalah sesuatu yang wajib bagi kita untuk selalu siap siaga menghadapi ancaman
bahaya kebakaran.
Ada beberapa
istilah yang perlu diketahui dalam hubungannya dengan bahan bakar, yaitu:
Flash point: temperatur terendah pada saat dimana suatu bahan bakar cair
menghasilkan uap dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan nyala sesaat dari
campuran bahan bakar dan udara (oksigen).
Fire
point : temperatur (akibat pemanasan) dimana
suatu bahan bakar cair dapat memproduksi uap dengan cukup cepat sehingga
memungkinkan terjadinya pembakaran yang kontinyu/terus menerus.
TETRAHEDRON
API
Pada perkembangan selanjutnya,ditemukan bahwa selain ketiga komponen seperti
yang dimaksud dalam segitiga api ada lagi komponen keempat dalam proses
pembakaran yang dibutuhkan oleh proses pembakaran untuk mendukung
kesinambungannya dan juga untuk bertambah besar, yaitu rantai reaksi
kimia antara bahan bakar dengan bahan pengoksidasi/oksidator. Seiring dengan
menyalanya api, molekul bahan bakar juga berkurang berubah menjadi molekul yang
lebih sederhana. Dengan berlanjutnya proses pembakaran, naiknya temperatur
menyebabkan oksigen tambahan terserap ke area nyala api. Lebih banyak molekul
bahan bakar akan terpecah, bergabung ke rantai reaksi, mencapai titik nyalanya,
mulai menyala, menyebabkan naiknya temperatur, menyeap oksigen tambahan, dan
melanjutkan rantai reaksi. Proses rantai reaksi ini akan berlanjut sampai seluruh
substansi/bahan yang terkait mencapai area yang lebih dingin dinyala api.
Selama tersedia bahan bakar dan oksigen dalam jumlah yang cukup, dan selama
temperatur mendukung,reaksi rantai akan meningkatkan reaksi pembakaran.
Sehingga dengan demikian segitiga api tadi dengan adanya faktor rantai reaksi
kimia, yang juga termasuk komponen pembakaran, berubah menjadi satu bangun tiga
dimensi segitiga piramida (tetrahedron).
GAS
BERACUN HASIL PEMBAKARAN
Selain bahaya panas tinggi ternyata ada satu bahaya yang menjadi penyebab utama
kematian dalam peristiwa kebakaran, yaitu asap. Mengapa asap menjadi penyebab
utama? Hal ini dikarenakan asap mengandung bermacam-macam gas beracun yang
dihasilkan oleh peristiwa pembakaran.
Beberapa gas beracun yang paling banyak dan selalu ada pada peristiwa kebakaran
dapat dilihat dibawah ini.
Karbon
monoksida (Carbon monoxide)
Karbon monoksida (CO) adalah pembunuh terbesar dalam peristiwa kebakaran karena
tingkat kehadirannya yang sangat tinggi dan juga cepatnya ia mencapai konsentrasi
mematikan pada peristiwa kebakaran. Karbon monoksida adalah hasil produksi dari
pembakaran tidak sempurna yang dihasilkan dari pembakaran senyawa-senyawa
organic dan berbagai bentuk karbon. Sering juga kematian akibat karbon
monoksida terjadi akibat masuknya asap knalpot ke kabin mobil.
Karbon monoksida berbahaya karena ia adalah gas yang tidak berbau, tidak
berwarna, dan tidak terlihat. Gas ini mematikan pada konsentrasi 1,28 persen
volume dalam udara dalam 1 sampai 3 menit; 0,64 persen mematikan dalam 10
sampai 15 menit; 0,32 persen mematikan dalam 30 sampai 60 menit, dan 0,16
persen mematikan dalam waktu 2 jam. Pada konsentrasi 0,05 persen gas ini tetap
menyimpan bahaya.
Karbon
dioksida (Carbon dioxide)
Karbon dioksida (Carbon dioxide) adalah hasil dari pembakaran sempurna senyawa
organic atau senyawa karbon. Bertambahnya konsentrasi karbon dioksida akan
mengakibatkan meningkatnya kecepatan pernafasan; sampai di mana tubuh tidak
mampu lagi. Kegagalan pernafasan akhirnya akan terjadi. Karbon dioksida dalam
jumlah yang sangat banyak dapat mengakibatkan sesak nafas karena kekurangan
oksigen dalam darah, selain itu juga dapat berfungsi sebagai bahan pemadam api.
Konsentrasi lebih dari 5 persen di lingkungan dapat merupakan tanda
bahaya,bukan karena keberadaannya akan tetapi karena kondisi tersebut adalah
kondisi yang jauh dari kondisi normal.
Hidrogen
sianida (Hydrogen cyanide)
Walau Hidrogen sianida (HCN) jauh lebih beracun dari Karbon monoksida tetapi
dalam kebakaran,biasanya, jumlahnya sangat kecil. Pada konsentrasi 100 ppm
dapat menyebabkan kematian dalam waktu 30 sampai 60 menit. Hidrogen sianida
dihasikan dari pembakaran senyawan hirokarbon terklorinasi di udara, plastik,
kulit karet, sutra, wool, atau juga kayu. Seperti halnya karbon monoksida
hydrogen sianida lebih ringan dari udara sehingga tingkat bahayanya lebih
tinggi pada kebakaran dalam ruangan, dibanding kebakaran luar ruangan.
Phosgene
(COCl2)
Phosgene juga dihasilkan pada dekomposisi atau pembakaran senyawa hidrokarbon
terklorinasi, seperti karbon tetraklorida, Freon, atau etilene diklorida.
Phosgene beracun dan berbahaya pada konsentrasi yang sangat kecil sekalipun.
Konsntrasi 25 ppm dapat mematikan dalam waktu
30 sampai 60 menit.
Hidrogen
klorida (Hydrogen Chloride)
Hidrogen klorida (HCl) dihasilkan oleh pembakaran bahan-bahan yang mengandung
klorin. Walau tidak beracun seperti hydrogen sianida ataupun phosgene, HCl
berbahaya apabila kita berada dalam waktu yang cukup lama di lingkungan yang
terdapat gas ini.
TAHAPAN
KEBAKARAN DALAM RUANGAN
Pada umumnya kebakaran dalam ruangan dengan terbagi dalam tiga tahapan.
Masing-masing tahapan memiliki ciri-ciri karaktersitik dan efeknya berhubungan
dengan bahan yang terbakar yang berbeda-beda. Lama dari masing-masing tahapan
bervariasi tergantung keadaan dari penyulutan, bahan bakar, dan ventilasi, akan
tetapi secara keseluruhan tahapannya adalah kebakaran awal kebakaran bebas
kebakaran menyurut.
A. Kebakaran
Tahap Awal Ini adalah tahapan awal dari suatu kebakaran setelah terjadi penyulutan.
Nyala api masih
terbatas dan pembakaran dengan lidah api terlihat. Konsntrasi Oksigen dalam
ruangan masih dalam kondisi normal (21%) dan temperatur dalam ruangan secara
keseluruhan belum meningkat. Gas panas hasil pembakaran dalam betuk kepulan
bergerak naik dari titik nyala. Dalam kepulan gas panas terkandung
bermacam-macam material seperti deposit karbon (jelaga) ataupun padatan lain,
uap air, H2S, CO2, CO, dan gas beracun lainnya,semuanya tergantung dari jenis
bahan bakar atau bahan yang terbakar. Panas akan dihantar secara konveksi oleh
material-material tadi ke atas ruangan dan mendorong oksigen kebawah yang
berarti ke titik nyala untuk mendukung pembakaran selanjutnya.
B. Tahap
Penyalaan-bebas
Kebakaran akan menghebat sejalan dengan bertambahnya bahan yang terbakar.
Konveksi, konduksi, dan kontak langsung memperluas perambatan api dan keluar
dari bahan bahakar awal sampai bahan didekatnya mencapai temperatur
penyalaannya dan mulai terbakar. Radiasi panas dari nyala api mulai menyebabkan
bahan bahan lain mencapai titik nyalanya, memperluas kebakaran kesamping.
Kecepatan perluasan kebakaran kesamping tergantung dari berapa dekat bahan di
dekatnya dan juga susunan bahannya. Gas panas yang dihasilkan pembakaran
berkumpul di langit-langit ruangan membentuklapisan asap. Temperatur dari
lapisan asp ini meningkat. Lapisan yang lebih tinggi di ruangan tersebut
memiliki konsentrasi oksigen paling rendah; temperatur tinggi; dan jelaga,
asap, dan produk pirolisis yang belum terbakar sempurna pada saat itu sangatlah
berbeda dengan kondisi di dekat lantai ruangan. Pada daerah dekat lantai
lapisan udaranya masih relatif dingin dan mengandung udara segar (konsentrasi
oksigen mendekati normal) yang bercampur dengan hasil pembakaran. Kemungkinan
untuk hidup masih cukup di dalam ruangan apabila seseorang bertahan pada posisi
merendah pada lapisan dingin dan tidak menghirup gas di bagian atas. Ketika
lapisan panas mencapai titik kritisnya pada + 600oC (1100oF), ini sudah cukup
untuk menghasilkan radiasi panas yang menyebabkan bahan bakar lainnya (seperti
karpet dan furnitur) di dalam ruang mencapai titik nyalanya. Pada saat ini
seisi ruangan akan menyala secara serentak, dan ruangan dikatakan mengalami
flashover. Saat ini terjadi, temperatur seluruh ruangan mencapai titik maksimalnya
dan kemungkinan hidup dalam berada di dalam ruangan ini untuk lebih dari
beberapa detik sangat tidak mungkin. Flashover oleh ahli ilmu kebakaran
didefinisikan sebagai proses pengembangan, radiasi, dan pembakaran lengkap dari
semua bahan bakar dalam suatu ruangan.
Api/kebakaran adalah suatu aksi kesetimbangan kimia antara bahan bakar, udara,
dan temperatur (bahan bakar oksigen - panas). Apabila ventilasi terbatas,
pertumbuhan api
akan lambat, peningkatan temperatur akan lebih bertahap, asap akan dihasilkan
lebih banyak, dan penyalaan gas panas akan tertunda sampai didapat tambahan
udara (oksigen) yang cukup.
C. Tahap Api
Mengecil
Akhirnya, bahan bakar habis dan nyala api secara bertahap akan berkurang dan
berkurang. Apabila konsentrasi oksigen dibawah 16%, nyala api dari pembakaran
akan berhenti meskipun masih terdapat bahan bakar yang belum terbakar.
Pembakaran yang terjadi adalah pembakaran tanpa nyala api. Temperatur masih
tinggi di dalam ruangan, tergantung dari bahan penyekat dan ventilasi dari
ruangan tersebut. Beberapa bahan masih mengalami pirolisis atau terbakar tidak
sempurna menghasilkan gas karbon monoksida dan gas bahan bakar lain, jelaga,
dan bahan bakar lain yang terkandung dalam asap. Apabila ruangan tidak memiliki
ventilasi yang cukup, maka akan terbentuk campuran gas yang dapat terbakar.
Maka apabila ada sumber penyalaan yang baru, akan dapat terjadi kebakaran kedua
diruangan tersebut, sering disebut backdraft atau ledakan asap.
Sebelum kita dapat
melakukan usaha penanggulangan kebakaran, adalah wajar apabila kita perlu untuk
mengetahui dan mengenal terlebih dahulu apa dan bagaimanakah kebakaran itu.
Setelah itu maka kita akan menyadari bahwa peristiwa/masalah kebakaran
sesungguhnya merupakan masalah yang menjadi ancaman bagi semua orang, baik
disadari ataupun tidak.
Untuk itu tulisan ini dibuat tanpa maksud menggurui mengajak semua pihak untuk
lebih mengenal tentang Kebakaran khususnya api dengan lebih baik.
KIMIA
API
Kita semua tahu
bahwa untuk dapat menghadapi dan mengalahkan musuh, kita harus tahu segala hal
tentang musuh kita kekuatan, kelemahan, strategi perang, dan lainnya. Memiliki
gambaran tentang kemungkinan aksi yang akan dilakukan oleh musuh, membuat kita
dapat membuat rencana untuk menga-tasi aksi tersebut, dan lebih baik lagi
melakukan pencegahan agar aksi tersebut tidak dapat berjalan. Demikian juga
apabila kita mengahadapi masalah kebakaran, kita harus tahu tentang
bagaimanakah api dapat terjadi, bagaimana api dapat menyebar, apa yang dapat
menimbulkan api, bagaimana mencegah api timbul, dan banyak lagi, sehingga kita
siap menghadapi musuh kita semua, yaitu kebakaran.
A.
PEMBAKARAN
Pembakaran dan api
adalah dua kata yang akan selalu berhubungan dan dalam ilmu kebakaran dua kata
tersebut sudah menjadi tak terpisahkan.
Pembakaran/api adalah peristiwa proses reaksi oksidasi cepat yang biasanya
menghasilkan panas dan cahaya (energi panas dan energi cahaya).
Selanjutnya apakah reaksi oksidasi itu?; Dalam konteks masalah kebakaran dapat
dikatakan bahwa reaksi oksidasi adalah reaksi pengikatan unsur oksigen oleh
reduktor/pereduksi (bahan bakar). Sedang dalam konteks lebih luas, dalam ilmu
kimia, reaksi oksidasi didefinisikan sebagai reaksi pemberian elektron oleh oksidator/pengoksidasi
kepada reduktor/pereduksi.
Di atas telah disebutkan bahwa pembakaran/api adalah peristiwa oksidasi cepat,
berarti ada reaksi oksidasi lambat. Untuk rekasi oksidasi lambat sebagai
contohnya adalah peristiwa perkaratan besi. Satu hal yang perlu di pahami
adalah bahwa hanya gas yang dapat terbakar. Jadi bahan bakar dengan bentuk
fisik padatan dan cairan sebelum ia dapat terbakar ia harus dirubah dahulu ke
bentuk fisik gas. Untuk bahan bakar padat harus mengalami pyrolysis, sehingga
ter-bentuk gas-gas yang lebih seder-hana yang akan terbakar. Sedang untuk bahan
bakar bentuk cairan oleh panas akan diuapkan, lalu uap bahan bakar tadi yang
akan terbakar.
Kembali ke masalah kebakaran ada peristiwa yang sering terjadi seiring dengan kebakaran,
yaitu ledakan/explosion. Ledakan/explosion adalah peristiwa oksidasi yang
sangat cepat.
B.
NYALA API
Selama ini api,
umumnya, selalu identik dengan nyala api, sesungguhnya ini adalah salah satu
dari bentuk api. Nyala api sesung-guhnya adalah gas hasil reaksi dengan panas
dan cahaya yang ditimbulkannya. Warna dari nyala api ditentukan oleh
bahan-bahan yang bereaksi (terbakar). Warna yang dihasilkan oleh gas
hidrokarbon, yang bereaksi sempurna dengan udara (oksigen) adalah biru terang.
Nyala api akan lebih mudah terlihat ketika karbon dan padatan lainnya atau
liquid produk antara dihasilkan oleh pembakaran tidak sempurna naik dan
berpijar akibat temperatur dengan warna merah, jingga, kuning, atau putih,
tergantung dari tem-peraturnya.
C. BARA
API
Bara api memiliki cirri khas yaitu tidak terlihatnya nyala api, akan tetapi
adanya bahan-bahan yang sangat panas pada permukaan dimana pembakaran terjadi.
Contoh yang baik untuk bara api adalah batu bara. Warna dari bara api pada
permukaan benda berhubungan dengan temperaturnya. Beberapa warna yang terlihat
dan tempe-raturnya ditampilkan seperti di tabel 1.
SEGITIGA
API
Dari bahasan sebelumnya kita telah tahu bahwa pembakaran/api adalah suatu
reaksi oksidasi, jadi harus ada oksidator/pengoksidasi dan reduktor/
pereduksi/bahan yang dioksidasi. Dari sini kita telah men-dapatkan dua komponen
peristiwa/reaksi pembakaran/api, yaitu oksidator yaitu oksigen dan reduktor di
sini adalah bahan bakar. Lalu selain itu apa lagi? Dalam kehidupan sehari-hari
kita mengetahui bahwa suatu benda yang dapat terbakar (bahan bakar) dalam
kondisi normal tidaklah terbakar, baru apabila kita panaskan untuk beerapa lama
dia akan dapat terbakar. Ini juga berarti kita telah mendapatkan satu lagi
komponen pembakaran/api, dari apa yang sudah umum kita ketahui.
Dalam ilmu kebakaran ketiga komponen tersebut dikenal dengan segitiga api,
yaitu sebuah bangun dua dimensi berbentuk segitiga sama sisi. Dimana
masing-masing sisi mewakili satu komponen kebakaran/api, yaitu: Oksigen, Panas
dan Bahan bakar. Lalu mengapa segitiga sama sisi? Jawabannya adalah bahwa suatu
peristiwa/reaksi pembakaran akan dapat terjadi apabila ketiga komponen tersebut
berada dalam keadaan keseimbangannya. Kese-imbangan dimaksud di sini bukanlah
sama dalam jumlah atau banyaknya, akan tetapi suatu bahan akan dapat terbakar
apabila kondisi di mana terjadi/akan terjadi pembakaran/api memiliki
perbandingan tertentu antara bahan dimaksud dengan oksigen yang harus tersedia.
Selain itu kondisi temperatur bahan dan atau lingkungan reaksi memiliki
tem-peratur (yang menggambarkan tingkat kepanasan suatu benda) tertentu juga.
D.
OKSIGEN
Pada sisi pertama
dari segitiga adalah oksigen. Oksigen adalah gas yang tidak dapat terbakar
(nonflam-meable gas) dan juga merupakan satu kebutuhan untuk kehidupan yang
sangat mendasar. Di atas permukaan laut, atmosfir kita me-miliki oksigen dengan
konsentrasi sekitar 21%. Sedang untuk ter-jadinya pembakaran/api oksigen
dibutuhkan minimal 16%. Kembali lagi, oksigen itu sendiri tidak terbakar, ia
hanya mendukung proses pembakaran.
E.
PANAS
Sisi kedua adalah
panas. Panas adalah suatu bentuk energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan
temperatur suatu benda/ bahan bakar sampai ketitik dimana jumlah uap bahan
bakar tersebut tersedia dalam jumlah cukup untuk dapat terjadi penyalaan.
1. Sumber-sumber
Panas
Sumber-sumber panas/energi panas sangatlah beragam, dapat disebutkan disini
adalah:
Arus listrik
Panas akibat arus listrik dapat terjadi akibat adanya hambatan terhadap aliran
arus, kelebihan beban muatan, hubungan pendek, dan lain-lain;
Kerja mekanik
Panas yang dihasilkan oleh kerja mekanik biasanya dari gesekan dua benda atau
gas yang diberi tekanan tinggi;
Reaksi kimia
Pada reaksi kimia, hubungan dengan panas, terdapat dua macam reaksi yaitu
reaksi endotermis dan eksotermis. Reaksi endotermis adalah reaksi yang
mem-butuhkan panas untuk dapat berjalan, sedang rekasi eksotermis adalah
kebalikannya yaitu menghasilkan panas dan reaksi inilah yang merupakan sumber
panas. Reaksi kimia disini tidak hanya terbatas pada reaksi perubahan atau
pembentukan senyawa baru, akan tetapi dapat juga dalam bentuk proses pencampuran
dan atau pelarutan;
Reaksi nuklir
Reaksi nuklir yang menghasilkan panas dapat berupa fusi atau fisi.
Radiasi matahari
Sinar matahari dapat menjadi sumber panas yang dapat menye-babkan kebakaran
apabila intensitasnya cukup besar, atau di ter/difokuskan oleh suatu alat
optik.
2. Cara-cara
Perpindahan Panas
Panas dapat berpindah dan dalam suatu kejadian kebakaran perpindahan panas ini
harus mendapat perhatian yang besar, karena apabila perpindahan panas tidak
terkontrol akan dapat mengakibatkan kebakaran meluas dan atau mengakibatkan
kebakaran lain.
Perpindahan panas ini dapat terjadi dengan berbagai cara, yaitu: konduksi,
konveksi dan radiasi; dan khusus dalam masalah kebakaran ada juga yang
disnyulutan langsung.
Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi secara molekuler, jadi panas
berpindah di dalam suatu bahan penghantar (konduktor) dari satu titik ketitik
lain yang memiliki temperatur lebih rendah. Sebagai gambaran adalah apabila
kita memanaskan salah satu ujung sebuah tongkat besi maka lambat laun panas
akan berpindah keujung lainnya, sedangkan tongkat tersebut tidak berubah
bentuk.
Konveksi
Konveksi adalah perpindahan panas yang berhubungan dengan bahan fluida atau
bahan yang dapat mengalir dalam bentuk gas atau cairan. Pada konveksi panas berpindah
dengan berpindahnya bahan penghantar, atau lebih tepat bahan pembawa panas
tersebut. Sebagai gambaran adalah apabila terjadi kebakaran di lantai bawah
sebuah bangunan bertingkat, maka panas akan dibawa oleh asap atau gas hasil
pembakaran yang panas ke lantai di atasnya.
Radiasi
Perpindahan panas dengan cara radiasi tidak membutuhkan suatu bahan penghantar
seperti pada dua perpindahan panas sebe-lumnya. Pada radiasi panas berpindah
secara memancar, jadi panas dipancarkan segala arah dari suatu sumber panas.
Sebagai contohnya adalah radiasi sinar matahari, yang kita semua tahu bahwa
dari jarak yang jutaan kilometer melalui ruang kosong di antariksa panas
matahari dapat sampai ke bumi.
F.
BAHAN BAKAR
Sisi yang lain (ke-tiga) adalah bahan bakar. Berbeda dengan apa yang umum
disebut sebagai bahan bakar oleh setiap orang, bahan bakar dalam hubungannya
dengan ilmu kebakaran adalah setiap benda, bahan atau material yang dapat
terbakar dianggap sebagai bahan bakar. Apabila kita perhatikan, maka akan kita
dapati bahwa hidup kita selalu dikelilingi oleh bahan bakar. Oleh karena itu
adalah sesuatu yang wajib bagi kita untuk selalu siap siaga menghadapi ancaman
bahaya kebakaran.
Ada beberapa
istilah yang perlu diketahui dalam hubungannya dengan bahan bakar, yaitu:
Flash point: temperatur terendah pada saat dimana suatu bahan bakar cair
menghasilkan uap dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan nyala sesaat dari
campuran bahan bakar dan udara (oksigen).
Fire
point : temperatur (akibat pemanasan) dimana
suatu bahan bakar cair dapat memproduksi uap dengan cukup cepat sehingga
memungkinkan terjadinya pembakaran yang kontinyu/terus menerus.
TETRAHEDRON
API
Pada perkembangan selanjutnya,ditemukan bahwa selain ketiga komponen seperti
yang dimaksud dalam segitiga api ada lagi komponen keempat dalam proses
pembakaran yang dibutuhkan oleh proses pembakaran untuk mendukung
kesinambungannya dan juga untuk bertambah besar, yaitu rantai reaksi
kimia antara bahan bakar dengan bahan pengoksidasi/oksidator. Seiring dengan
menyalanya api, molekul bahan bakar juga berkurang berubah menjadi molekul yang
lebih sederhana. Dengan berlanjutnya proses pembakaran, naiknya temperatur
menyebabkan oksigen tambahan terserap ke area nyala api. Lebih banyak molekul
bahan bakar akan terpecah, bergabung ke rantai reaksi, mencapai titik nyalanya,
mulai menyala, menyebabkan naiknya temperatur, menyeap oksigen tambahan, dan
melanjutkan rantai reaksi. Proses rantai reaksi ini akan berlanjut sampai seluruh
substansi/bahan yang terkait mencapai area yang lebih dingin dinyala api.
Selama tersedia bahan bakar dan oksigen dalam jumlah yang cukup, dan selama
temperatur mendukung,reaksi rantai akan meningkatkan reaksi pembakaran.
Sehingga dengan demikian segitiga api tadi dengan adanya faktor rantai reaksi
kimia, yang juga termasuk komponen pembakaran, berubah menjadi satu bangun tiga
dimensi segitiga piramida (tetrahedron).
GAS
BERACUN HASIL PEMBAKARAN
Selain bahaya panas tinggi ternyata ada satu bahaya yang menjadi penyebab utama
kematian dalam peristiwa kebakaran, yaitu asap. Mengapa asap menjadi penyebab
utama? Hal ini dikarenakan asap mengandung bermacam-macam gas beracun yang
dihasilkan oleh peristiwa pembakaran.
Beberapa gas beracun yang paling banyak dan selalu ada pada peristiwa kebakaran
dapat dilihat dibawah ini.
Karbon
monoksida (Carbon monoxide)
Karbon monoksida (CO) adalah pembunuh terbesar dalam peristiwa kebakaran karena
tingkat kehadirannya yang sangat tinggi dan juga cepatnya ia mencapai konsentrasi
mematikan pada peristiwa kebakaran. Karbon monoksida adalah hasil produksi dari
pembakaran tidak sempurna yang dihasilkan dari pembakaran senyawa-senyawa
organic dan berbagai bentuk karbon. Sering juga kematian akibat karbon
monoksida terjadi akibat masuknya asap knalpot ke kabin mobil.
Karbon monoksida berbahaya karena ia adalah gas yang tidak berbau, tidak
berwarna, dan tidak terlihat. Gas ini mematikan pada konsentrasi 1,28 persen
volume dalam udara dalam 1 sampai 3 menit; 0,64 persen mematikan dalam 10
sampai 15 menit; 0,32 persen mematikan dalam 30 sampai 60 menit, dan 0,16
persen mematikan dalam waktu 2 jam. Pada konsentrasi 0,05 persen gas ini tetap
menyimpan bahaya.
Karbon
dioksida (Carbon dioxide)
Karbon dioksida (Carbon dioxide) adalah hasil dari pembakaran sempurna senyawa
organic atau senyawa karbon. Bertambahnya konsentrasi karbon dioksida akan
mengakibatkan meningkatnya kecepatan pernafasan; sampai di mana tubuh tidak
mampu lagi. Kegagalan pernafasan akhirnya akan terjadi. Karbon dioksida dalam
jumlah yang sangat banyak dapat mengakibatkan sesak nafas karena kekurangan
oksigen dalam darah, selain itu juga dapat berfungsi sebagai bahan pemadam api.
Konsentrasi lebih dari 5 persen di lingkungan dapat merupakan tanda
bahaya,bukan karena keberadaannya akan tetapi karena kondisi tersebut adalah
kondisi yang jauh dari kondisi normal.
Hidrogen
sianida (Hydrogen cyanide)
Walau Hidrogen sianida (HCN) jauh lebih beracun dari Karbon monoksida tetapi
dalam kebakaran,biasanya, jumlahnya sangat kecil. Pada konsentrasi 100 ppm
dapat menyebabkan kematian dalam waktu 30 sampai 60 menit. Hidrogen sianida
dihasikan dari pembakaran senyawan hirokarbon terklorinasi di udara, plastik,
kulit karet, sutra, wool, atau juga kayu. Seperti halnya karbon monoksida
hydrogen sianida lebih ringan dari udara sehingga tingkat bahayanya lebih
tinggi pada kebakaran dalam ruangan, dibanding kebakaran luar ruangan.
Phosgene
(COCl2)
Phosgene juga dihasilkan pada dekomposisi atau pembakaran senyawa hidrokarbon
terklorinasi, seperti karbon tetraklorida, Freon, atau etilene diklorida.
Phosgene beracun dan berbahaya pada konsentrasi yang sangat kecil sekalipun.
Konsntrasi 25 ppm dapat mematikan dalam waktu
30 sampai 60 menit.
Hidrogen
klorida (Hydrogen Chloride)
Hidrogen klorida (HCl) dihasilkan oleh pembakaran bahan-bahan yang mengandung
klorin. Walau tidak beracun seperti hydrogen sianida ataupun phosgene, HCl
berbahaya apabila kita berada dalam waktu yang cukup lama di lingkungan yang
terdapat gas ini.
TAHAPAN
KEBAKARAN DALAM RUANGAN
Pada umumnya kebakaran dalam ruangan dengan terbagi dalam tiga tahapan.
Masing-masing tahapan memiliki ciri-ciri karaktersitik dan efeknya berhubungan
dengan bahan yang terbakar yang berbeda-beda. Lama dari masing-masing tahapan
bervariasi tergantung keadaan dari penyulutan, bahan bakar, dan ventilasi, akan
tetapi secara keseluruhan tahapannya adalah kebakaran awal kebakaran bebas
kebakaran menyurut.
A. Kebakaran
Tahap Awal Ini adalah tahapan awal dari suatu kebakaran setelah terjadi penyulutan.
Nyala api masih
terbatas dan pembakaran dengan lidah api terlihat. Konsntrasi Oksigen dalam
ruangan masih dalam kondisi normal (21%) dan temperatur dalam ruangan secara
keseluruhan belum meningkat. Gas panas hasil pembakaran dalam betuk kepulan
bergerak naik dari titik nyala. Dalam kepulan gas panas terkandung
bermacam-macam material seperti deposit karbon (jelaga) ataupun padatan lain,
uap air, H2S, CO2, CO, dan gas beracun lainnya,semuanya tergantung dari jenis
bahan bakar atau bahan yang terbakar. Panas akan dihantar secara konveksi oleh
material-material tadi ke atas ruangan dan mendorong oksigen kebawah yang
berarti ke titik nyala untuk mendukung pembakaran selanjutnya.
B. Tahap
Penyalaan-bebas
Kebakaran akan menghebat sejalan dengan bertambahnya bahan yang terbakar.
Konveksi, konduksi, dan kontak langsung memperluas perambatan api dan keluar
dari bahan bahakar awal sampai bahan didekatnya mencapai temperatur
penyalaannya dan mulai terbakar. Radiasi panas dari nyala api mulai menyebabkan
bahan bahan lain mencapai titik nyalanya, memperluas kebakaran kesamping.
Kecepatan perluasan kebakaran kesamping tergantung dari berapa dekat bahan di
dekatnya dan juga susunan bahannya. Gas panas yang dihasilkan pembakaran
berkumpul di langit-langit ruangan membentuklapisan asap. Temperatur dari
lapisan asp ini meningkat. Lapisan yang lebih tinggi di ruangan tersebut
memiliki konsentrasi oksigen paling rendah; temperatur tinggi; dan jelaga,
asap, dan produk pirolisis yang belum terbakar sempurna pada saat itu sangatlah
berbeda dengan kondisi di dekat lantai ruangan. Pada daerah dekat lantai
lapisan udaranya masih relatif dingin dan mengandung udara segar (konsentrasi
oksigen mendekati normal) yang bercampur dengan hasil pembakaran. Kemungkinan
untuk hidup masih cukup di dalam ruangan apabila seseorang bertahan pada posisi
merendah pada lapisan dingin dan tidak menghirup gas di bagian atas. Ketika
lapisan panas mencapai titik kritisnya pada + 600oC (1100oF), ini sudah cukup
untuk menghasilkan radiasi panas yang menyebabkan bahan bakar lainnya (seperti
karpet dan furnitur) di dalam ruang mencapai titik nyalanya. Pada saat ini
seisi ruangan akan menyala secara serentak, dan ruangan dikatakan mengalami
flashover. Saat ini terjadi, temperatur seluruh ruangan mencapai titik maksimalnya
dan kemungkinan hidup dalam berada di dalam ruangan ini untuk lebih dari
beberapa detik sangat tidak mungkin. Flashover oleh ahli ilmu kebakaran
didefinisikan sebagai proses pengembangan, radiasi, dan pembakaran lengkap dari
semua bahan bakar dalam suatu ruangan.
Api/kebakaran adalah suatu aksi kesetimbangan kimia antara bahan bakar, udara,
dan temperatur (bahan bakar oksigen - panas). Apabila ventilasi terbatas,
pertumbuhan api
akan lambat, peningkatan temperatur akan lebih bertahap, asap akan dihasilkan
lebih banyak, dan penyalaan gas panas akan tertunda sampai didapat tambahan
udara (oksigen) yang cukup.
C. Tahap Api
Mengecil
Akhirnya, bahan bakar habis dan nyala api secara bertahap akan berkurang dan
berkurang. Apabila konsentrasi oksigen dibawah 16%, nyala api dari pembakaran
akan berhenti meskipun masih terdapat bahan bakar yang belum terbakar.
Pembakaran yang terjadi adalah pembakaran tanpa nyala api. Temperatur masih
tinggi di dalam ruangan, tergantung dari bahan penyekat dan ventilasi dari
ruangan tersebut. Beberapa bahan masih mengalami pirolisis atau terbakar tidak
sempurna menghasilkan gas karbon monoksida dan gas bahan bakar lain, jelaga,
dan bahan bakar lain yang terkandung dalam asap. Apabila ruangan tidak memiliki
ventilasi yang cukup, maka akan terbentuk campuran gas yang dapat terbakar.
Maka apabila ada sumber penyalaan yang baru, akan dapat terjadi kebakaran kedua
diruangan tersebut, sering disebut backdraft atau ledakan asap.
Dalam
penyelenggaraan operasi SAR, kita akan dihadapkan dengan System SAR, yaitu :
SANDI ANGKA
