Teori Api&Anatomi Kebakaran.ppt

FIRE THEORY
Teori Api dan Anatomi Kebakaran

• Api adalah hasil dari proses pembakaran atau
reaksi oksidasi
• Kebakaran adalah rekasi oksidasi yang
menghasilkan panas
• Rekasi oksidasi yang berlangsung denga n
lambat dikenal dengan proses perkaratan /
korosi
• Rekasi oksidasi yang berlangsung cepat adalah
kebakaran pada cairan yan mudah terbakar
• Reaksi oksidasi yang berlangsung sangat cepat
adalah ledakan (explosion)

• Laju reaksi oksidasi
Karat
Sangat lambat(bulan
Pemanasan spontan(jam)
Kebakaran bahan
mudah terbakar (detik)
Ledakan (mikro detik)

Empat hal harus ada pada saat yang sama
untuk terjadinya api atau proses kebakaran:
1. Oksigen untuk melangsungkan kebakaran
2. Panas, untuk memanaskan bahan-bahan
sehingga mencapai suhu dimana bahan
tersebut menyala
3. Bahan bakar atau bahan mudah terbakar
4. Reaksi kimia, kebakaran adalah reaksi yang
menghasilkan panas

Segitiga Kebakaran (Fire Triangle)
• Oksigen, panas, dan bahan bakar sering
dikenali sebagai segitiga kebakaran (fire
triangle)
• Tambahan elemen keempat, reaksi kimia
dikenal sebagai “tetrahedron” kebakaran
• Kebakaran adalah proses oksidasi bahan bakar
oleh oksigen di udara
• Bila kebakaran berlangsung pad ruang tertutup
maka tekanan ruangan menjadi naik dan dapat
menimbulkan ledakan.

Teori Api dan Anatomi
Kebakaran
Panas
Zat
pengoksidasi
Reaksi Kimia
Berantai
Panas

Proses Kebakaran
• Kebakaran dapat dikelompokkan menjadi dua
sebagai berikut:
– Flame fire (kebakaran dengan penyalaan)
– Surface fire (kebakaran permukaan)
• Flame fire membakar secara langsung gas atau
uap bahan bakar
• Surface fire terjadi pada permukaan bahan
bakar padat dan sering disebut sinar/cahaya
atau kebakaran membara di dalam

Proses kebakaran
• Flame fire berlangsung dengan cepat dan
menghasilkan panas yang tinggi
• Ada dua jenis flame fire sebagi berikut:
– Premixed flame fire, kebakaran pada
pembakar gas atau kompor dan relatif dapat
dikendalikan
– Diffusion flame fire, kebakaran gas dengan
campuran uap dan udara. Kebakaran ini sulit
dikendalikan

Proses Kebakaran
• Surface fire berlangsung dengan temperatur
yang sama dengan flame fire
• Surface fire digambarkan dengan segitiga yang
terdiri dari panas, bahan bakar dan udara
• Flame fire digambarkan dengan menambahkan
komponen keempat reaksi kimia berantai
• Kedua jenis kebakaran ini dapat terjadi sendiri-
sendiri atau bersamaan

Bahan Pengoksidasi
• Semua bahan yang menghasilkan oksigen
• Oksigen merupakan bahan pengoksidasi yang
paling umum
• Bahan pengoksidasi yang lain adalah
– Bromate&Bromine
– Chlorates&chlorine
– Fluorine&iodine
– Nitrates,Nitric Acid&Nitrites
– Perchlorates,Permanganates&Peroxides

Oksigen
• Oksigen ada di atmosfer dengan komposisi
kurang dai 21% pada suhu ruang 210C
• Pembakaran bisa berlangsung pada konsentrasi
oksigen yang paling rendah 14%
• Konsentrasi oksigen >21% adalah kaya oksigen
(oxygen enriched)
– Bahan mudah terbakar
– Kebakaran berlangsung dengan cepat

Bahan bakar
• Bahan bakar adalah bahan yang
mengalami oksida (terbakar) oleh zat
pengoksidasi (oksigen)
• Dikenal juga dengan bahan pereduksi
(reducing agent)
• Bahan bakar bisanya terdiri dari unsur C
(karbon) dengan kombinasi unsur H
(Hidrogen) dan O (oksigen)

Bahan bakar
• Bahan bakar Hidrokarbon
– Bahan bakar minyak
– Plastik
– Dsb
• Bahan bakar selulosa
– Kayu dan kertas
• Gas hidrogen
• Logam mudah terbakar
– Magnesium dan sodium

Bahan bakar
• Bahan bakar dapat berupa bahan padat,
cair dan gas
• Untuk dapat terbakar, bahan bakar harus
berubah bentuk menjadi gas
• Diperlukan energi untuk mengubah bahan
padat dan cair menjadi gas
• Perubahan dari bahan padat menjadi cair
disebut dengan proses pyrolysis

Bahan bakar
• Kemudahan suatu bahan bakar untuk
terbakar tergantung pada rasio ,uas
permukaan terhadap massanya

Bahan bakar
• Perubahan bahan bakar cair menjadi gas dikenal
dengan proses penguapan
• Perubahan dari bentuk cair menjadi gas memerlukan
energi panas yang lebih kecil dari proses pirolysis
• Kemudahan suatu bahan bakar cair untuk terbakar
tergantung pada rasio luas permukaan terhadap
volumenya
• Makin sedikit energi panas yang diperlukan untuk
mengubah suatu bahan bakar menjadi bentuk gas makin
mudah bahan bakar tersebut terbakar

Bahan bakar
• Untuk terjadi pembakaran gas harus
bercampur dengan udara
(pengoksidasi)dalam perbandingan yang
sesuai
• Perbandingan ini dikenal sebagai rentang
dapat terbakar/meledak dalam bentuk
persentase

Bahan Bakar
• Untuk terjadi pembakaran gas harus bercampur dengan
udara (pengoksidasi) dalam perbandingan yang sesuai
• Perbandingan ini dikenal sebagai rentang dapat
terbakar/meledak dalam bentuk persentase volum
• Persentaase terendah suatu campuran bahan bakar
untuk dapat terbakar dikenal dengan LFL (Lower
Flammable Limit)
• Persentase tertinggi suatu campuran bahan bakar masih
dapat terbakar dikenal dengan UFL (Upper Flammable
Limit)
Teori Api&Anatomi Kebakaran

Bahan bakar
Bahan bakar LFL UFL
Asetilen 2.5 100.0
CO 12.5 74.0
Etil alkohol 3.3 19.0
Gasolin 1.4 7.6
Hidrogen 4.0 75.0
Metana 5.0 15.0
Propana 2.1 9.5
Sumber: NFPA 325

Panas
• Panas adalah komponen energi dari fire
tetrahedron
• Panas dapat menyebabkan terjadinya proses
sbb:
– Proses pyrolisis dan penguapan dari bahan bakar
padat dan cair segingga menghasilkan ga atau uap
yang dapat menyala
– Tersedianya energi untuk penyalaan
– Menghasilkan terus-menerus dan menyalakan uap
dan gas bahan bakar untuk berlangsungnya reaksi
pembakaran secara terus menerus

Panas
Panas dapat berpindah melalui tiga cara
sebagai berikut:
• Konduksi
• Konveksi
• Radiasi

Panas
Panas yang menyebabkan terjadinya
penyalaan dari bahan bakar dapat
dihasilkan oleh sumber energi sbb:
•Energi kimia
•Energi listrik
•Energi mekanik
•Energi nuklir

Panas
Energi Kimia
• Panas dari energi kimia merupakan sumber panas
paling umum dari rekasi pembakaran
• Hampir semua reaksi oksidasi menghasilkan panas
• Pemanasan spontan merupakan bentuk dari energi
panas kimia yang terjadi bila material mengalami
kenaikan suhu tanpa ada penambahan suhu dari luar
• Kebakaran akan terjadi bila suhu untuk terjadinya
penyalaan spontan tercapai

Panas
Energi Kimia
Penyalaan spontan dapat terjadi bila
• Laju produksi panas cukup tinggi untuk
meningkatkan suhu material sampai mencapai
suhu penyalaannya
• Suplai udara (ventilasi) harus memadai untuk
mendukung terjadinya pembakaran
• Material terisolasi sedemikian rupa sehingga
panas yang dihasilkan tidak hilang

Panas
Energi listrik
• Panas dari energi listrik dapat menaikkan suhu sampai
mengakibatkan kebakaran pada bahan yang mudah
terbakar
• Panas dari listrik dapat terjadi dengan cara:
– Arus mengalir pada tahanan
– Kelebihan arus atau kelebihan beban
– Bunga (busur( api listrik
– Percikan api listrik
– Listrik statik
– Kilat / halilintar

Panas
Energi Mekanik
• Panas karena energi mekanik dihasilkan dari
gesekan dan kompresi
• Panas karena gesekan dihasilkan bila dua
permukaan benda saling bergesekan
• Gesekan bisa menghasilkan panas atau
percikan api
• Panas karena kompresi dihasilkan bila gas
dikompres (diberi tekanan)

Panas
Energi nuklir
• Panas dari energi nuklir dihasilkan bila
terjadi pemisahan atom (fisi) atau
penggabungan atom (fusi)
• Panas dari cahaya matahari merupakan
hasil dari rekasi fusi dan merupakan salah
salah satu bentuk energi nuklir

Tahap Perkembangan Kebakaran
• Bila keempat komponen dari fire tetrahedron ada secara
bersamaan maka akan terjadi penyalaan
• Kebakaran bisa berkembang bila panas dipindahkan
dari material yang terbakar ke bahan bakar yang lain
• Penyebaran kebakaran di areal terbuka dapat meningkat
karena angin dan kemiringan
• Pertumbuhan dan perkembangan kebakaran dalam
ruangan biasanya dikendalikan oleh ketersediaan
oksigen dan bahan bakar
• Bila jumlah oksigen terbatas, kebakaran dikendalikan
oleh ventilasi

Kebakaran dalam ruangan berlangsung
menurut tahap perkembangan sbb:
•Penyalaan (ignition)
•Pertumbuhan (growth)
•Flashover
•Berkembang pernuh (fully developed)
•Penurunan (decay)

Temperature
rise
Time
ignition
Post flasover
Fully
developed
fire
growth
Flashover
decay

Penyalaan
• Penyalaan adalah periode ketika empat
elemen fire tetrahedron ada secara
bersamaan dan proses pembakaran mulai
terjadi
• Penyalaan dapat terjadi karena
– Percikkan api (spark) atau nyala api (flame)
– Suhu penyalaan tercapai sebagai hasil dari
pemanasan spontan

Pertumbuhan
• Setelah terjadi penyalaan, kebakaran akan
berkembang dengan terjadinya pemanasan
pada bagian bahan bakar yang lainnya
• Makin berkembang kebakaran makin tinggi suhu
yang dihasilkan dalam ruangan
• Makin tinggi suhu dalam ruangan akan semakin
mudah bahan yang belum terbakar untuk
terbakar

Flasover
• Flashover adalah fase transisi kebakaran dari
pertumbuhan menjadi berkembang penuh
• Selama flashover, kondisi dalam ruangan berubah
dengan sangat cepat karena semua permukaan bahan
terbakar
• Ini terjadi karena selama tahap pertumbuhan panas
yang dihasilkan menyebabkan terjadinya proses
pyrolysis
• Kondisi ini sangat membahayakan keselamatan orang
dan regu pemadam kebakaran.

Berkembang Penuh (fully developed)
• Hal ini terjadi bila semua bahan yang mudah
terbakar di dalam ruangan terbakar
• Pada periode ini dihasilkan panas paling
maksimum dan gas hasil pembakaran
• Bila tidak ada ventilasi yang memadai,
dihasilkan gas yang tidak terbakar dalam jumlah
besar
• Gas yang tidak terbakar ini akan mengalir ke
ruangan sebelah dan menyala bila tersedia
banyak udara

Penurunan
• Begitu bahan bakar sudah hampir habis,
laju panas yang dihasilkan mulai menurun
• Kebakaran akan dikendalikan oleh
ketersediaan bahan bakar dan suhu dalam
ruangan mulai turun

Faktor yang mempengaruhi perkembangan
kebakaran
• Ukuran, jumlah dan pengaturan dari bukaan
ventilasi volume ruangan
• Sifat termal dari dinding ruangan
• Tinggi ruangan
• Ukuran, komposisi dan lokasi dari bahan bakar
yang pertama kali menyala
• Ketersediaan dan lokasi dari tambahan bahan
bakar

Kejadian-kejadian Khusus
• Selama berkembangnya kebakaran kondisi-
kondisi tertentu dapat terjadi dan ini perlu
dipertimbangkan untuk keselamatan
• Kondisi-kondisi tersebut adalah sebagai
berikut:
– Flameover/rollover
– Lapisan panas gas (thermal layering of gases)
– Backdraft
– Boiloever/slopover
– Hasil pembakaran

Flameover/Rollover
• Kondisi dimana nyala api berpindah atau menyeberang
ke daerah yang mengandung gas-gas yang belum
terbakar selama kebakaran terjadi
• Berbeda dengan flashoever
• Dapat terjadi pada tahap perkembangan, ketika lapisan
gas panas yang terbentuk mencapai titik/suhu penyalaan
• Dapat diamati ketika gas-gas yang belum terbakar
keluar dari ruangan pada tahap pertumbuhan dan tahap
berkembang penuh

Lapisan Panas Gas
• Gas-gas dari pembakaran akan membentuk lapisan-
lapisan berdasarkan suhu. Heat Stratification dan
thermal balance
• Gas terpaan ada dilapisan teratas, gas terdingin berada
dilapisan terendah
• Penggunaan air untuk memadamkan api pada lapisan
teratas akan menyebabkan keseimbangan panas
TERGANGGU dan panas menyebar keseluruh
lapisan/ruangan, dan ini BERBAHAYA
• Buka/ sediakan jalan keluar agar gas-gas yang panas
keluar

Backdraft
• Adalah ledakan yang terjadi akibat pembakaran
gas panas karena adanya penambahan udara
pada ruangan yang sedang terbakar
• Kondisi dibawah ini adalah tanda-tanda akan
terjadinya Backdraft:
– Asap bertekanan keluar melalui celah kecil
– Asap hitam berubah menjadi kunig keabu-abuan
– Panas berlebihan yang terkurung
– Nyala api yang kecil atau tak terlihat
– Asap keluar gedung dengan interval /sedikit-sedikit
– Jendela-jendela dipenuhi asap

Boilover/Slopoever
• Boilover dapat terjadi pada saat minyak dalam tangki
yang sedang terbakar, dipadamkan dengan air
• Air memiliki berat jenis lebih besar dari minyak
sehingga akan terus turun ke dasar tangki sementara
minyak terus terbakar
• Panas yang berpindah secara konveksi dari
permukaan minyak ke dasar tangki menyebabkan air
mendidih dan berubah mejadi uap
• Perubahan dari cair menjadi uap menjadikan volume
air meningkat lebih dari 1000 kali dan mengangkat
minyak diatasnya yang sedang terbakar

Kejadian-kejadian Khusus
Hasil Pembakaran
• Panas (heat) = kebakaran meluas, dehidrasi, menciderai
orang, dll
• Asap (smoke) : SO2, uap air, partikel-partikel karbon, dll
= gangguan pernafasan, cidera, meninggal
• Nayal api
• Gas-gas : CO, CO2 , HCN, dll = beracun, merusak
sistem syaraf, meninggal
• Petugas pemadam kebakaran harus menggunakan
SCBA untuk melindungi diri dari asap

Prinsip Pencegahan Kebakaran
• Mengetahui bagaimana dan mengapa
kebakaran terjadi, berguna untuk
menentukan cara pengendalian dan
pemadamannya
• Surface fire memiliki tiga komponen yang
dapat dikendalikan, sedangkan flame fire
memiliki empat komponen

Prinsip pencegahan Kebakaran
• Pencegahan kebakaran, pada dasarnya,
didasarkan atas prinsip menjaga agar sumber
bahan bakar dan sumber api terepisah
• Dengan menyingkirkan satu dari keempat elemn
penyebab kebakaran, kebakaran tidak akan
terjadi atau akan padam
• Prinsipnya, alat pemadam kebakaran
memadamkan kebakaran dengan
menyingkirkan satu atau lebih dari
segitiga/tetrahedron kebakaran

Teknik Pemadaman kebakaran
Pada prinsipnya yang dapat kita pisahkan
adalah bahan yang dapat terbakar dengan
sumber panas

Teori Pemadaman Kebakaran
Kebakaran dapat dikendalikan dengan cara sebagai
berikut:
• Pans dapat dihilangkan dengan pendinginan
• Oksigen dapat disingkirkan dengan menghilangkan
udara
• Bahan bakar dapat disingkirkan dengan menghilangkan
udara
• Bahan bakar dapat disingkirkan ke areal dimana tidak
ada cukup panas atau nyala api
• Reaksi kimia dari flame fire dapat diganggu dengan
menghentikan oksidasi bahan bakar dan produksi radikal
bebas

Penurunan suhu
• Metode yang paling umum untuk pendinginan adalah
menyiramkan air
• Proses penurunan suhu dilakukan sampai titik dimana
suda tidak dihasilkan cukup uap untuk terbakar
• Bahan bakar padat dan cair dengan flash point tinggi
dapat dipadamkan dengan cara pendinginan
• Produksi uap, sulit diturunkan dengan pendinginan bila
yang terbakar adalah bahan bakar cair atau gas dengan
flash point rendah

Pemisahan Bahan bakar
• Pemisahan bahan bakar yang sedang terbakar efektif
untuk memadamkan kebanyakan kebakaran
• Memisahkan bahan bakar dapat dilakukan dengan
– Mematikan aliran bahan bakar cair atau gas (menutup valve)
– Menyingkirkan bahan bakar padat pada jalur kebakaran
• Cara lain adalah membiarkan sampai bahan bakar
tersebut habis terbakar

Pemisahan Oksigen
• Mengurangi ketersediaan oksigen untuk proses
pembakaran akan mematikan kebaka
• ran
• Pemadaman cara ini dapat dilakukan dengan:
– Menutup wadah dimana kebakaran terjadi (seperti
menutup drum berisi bahan bakar yang sedang
terbakar)
– Menambahkan gas Inert seperti CO2
– Menyelimuti bahan bakar dengan larutan busa (foam)

Menghambat rekasi pembakaran
• Beberapa tepung kering dan halon menghambat reaksi
pemakaran dan menghentikan nyala api
• Metode ini efektif untuk bahan bakar gas dan cair
• Untuk bahan bakar yang larut dalam air, pemadaman
dengan air akan mengencerkan bahan bakar sehingga
tidak dapat menyala lagi
• Bila bahan bakar tidak larut dalam air dan lebih ringan
dari air, bahan bakar akan mengambang dipermukaan
sehingga kebakaran dapat terus berlangsung

Penggolongan Kebakaran
• Tidak semua kebakaran sama, biasanya
dikelompokkan berdasarkan pada tipe bahan
bakar yang sedang terbakar
• Jika anda menggunakan tipe alat pemadam
kebakaran yang salah pada kelas kebakaran
yang salah, anda dapat membuat permasalahan
bertambah parah
• Oleh karena itu, sangat penting untuk
memahami keempat kelas kebakaran yang
berbeda

Kelas A---- Bahan padat mudah terbakar
yang bukan logam
Kelas B---- Cairan mudah terbakar
Kelas C---- Listrik:peralatan listrik yang
mudah bertegangan
Kelas D---- bahan logam

Kebakaran Kelas A
• Kayu
• Kertas
• Pakaian
• Sampah
• Plastik

Kebakaran Kelas A
• Gunakan air untuk memadamkan
kebakaran jenis ini
• Kebakaran kelas A sukar dipadamkan
dengan cara menyingkirkan oksigen
seperti menggunakan CO2
• Diperlukan pengaruh pendinginan untuk
pemadaman secara total sampai
mencapai suhu dibawah titik nyalanya

Kebakaran Kelas B
• Semua bahan non logam dalam bentuk cairan,
yang mudah terbakar
• Termasuk dalam kelompok ini gas yang mudah
terbakar
– Bensin
– Minyak
– Cat
– Lemak
– Asseton
– LPG,dsb

Kebakaran kelas B
• Menutupi (smothering) atau menyelimuti
(blanketing) adalah cara yang paling efektif
untuk memadamkan
– Pemisahan oksigen
– Mengurangi produksi uap
• Metode pemadaman lainnya adalah
– Memisahkan bahan bakar
– Menurunkan suhu
– Menghentikan reaksi berantai dengan tepung kering

Kebakaran Kelas C
• Selama peralatan listrik tercolok pada listrik
termasuk kebakaran kelas C
– Peralatan rumah tangga
– Trafo
– Komputer
– Tv, radio
– Panel listrik
– Transmisi listrik
– Dsb…

Kebakaran Kelas D
• Kebakaran ini jarang sekali ditemui kecuali anda bekerja
di laboratorium atau industri yang menggunakan bahan
logam
• Diperlukan pemadam kebakaran khusus (metal X, foam)
untuk memadamkan kebakaran jenis ini
– Potassium
– Sodium
– Alumunium
– Magenesium
– Calsium
– Zinc,dll

Kebakaran Kelas D
• Bahan-bahan logam ini sangat berbahaya bila
dalam bentuk tepung/serbuk
• Konsentrasi tertentu dari debu logam di udara
dapat menyebabkan ledakan yang dasyat bila
ada sumber penyalaan
• Air dan jenis alat pemadaman kebakaran yang
biasa tidak akan efektif memadamkan
kebakaran jenis ini
• Bahan logam yang terbakar harus diperlakukan
sesuai dengan rekomendasi pada MSDS nya

• Hampir semua alat pemadam kebakaran
dilengkapi dengan tabel yang menunjukkan
kelas kebakaran yang dapat dipadamkan
• Sebagai contoh, alat pemadam kebakaran
sederhana menggunakan air mungkin memiliki
label seperti dibawah ini, menunjukkan bahwa
hanya dianjurkan digunakan untuk kebakaran
kelas A

Teori Api&Anatomi Kebakaran.ppt

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Teori Api&Anatomi Kebakaran.ppt

Similar to Teori Api&Anatomi Kebakaran.ppt (11)

Recently uploaded

Recently uploaded (6)

Teori Api&Anatomi Kebakaran.ppt