Apa Yang Dimaksud Segitiga Api?

Kali ini kita akan coba membahas topik khusus mengenai segitiga api secara umum, meski pada perkembangannya segitiga api ini berkembang menjadi fire tetrahedron akibat dari tambahan komponen berupa reaksi berantai kimia. Secara konsep, segitiga api dapat memberikan gambaran konsep utama dari suatu proses terjadinya api.

Segitiga api adalah gambaran sederhana dari tiga komponen yang harus ada agar api dapat terjadi, ketiga komponen tersebut terdiri dari bahan bakar, sumber panas dan oksigen. Ketiga komponen ini juga biasanya ditemukan diteori segi empat api (fire tetrahedron).

Oksigen normalnya selalu tersedia dan dalam jumlah yang cukup untuk proses terbentuknya api terjadi. Bahan bakar dibutuhkan untuk berekasi dengan oksigen. Pada umumnya bahan bakar berupa material berbahan dasar karbon yang akan dikonsumsi seluruhnya ataupun sebagian ketika reaksi proses pembakaran terjadi. Yang terakhir adalah sumber panas, karena bahan bakar dan oksigen akan bereaksi pada suhu tinggi, maka suatu sumber panas dibutuhkan untuk menyebabkan reaksi tersebut terjadi. Agar reaksi pembakaran atau terbentuknya api tersebut dapat terus terjadi tanpa membutuhkan sumber panas dari luar, maka dibutuhkan reaksi antara oksigen dan bahan bakar yang cukup dan dengan kecepatan yang cukup untuk menghasilkan panas sendiri untuk mempertahankan proses pembakaran itu sendiri. Oleh karena itu ketiga komponen dari segitiga api tersebut yang berupa oksigen, bahan bakar dan sumber panas harus ada, dalam kombinasi yang tepat untuk bereaksi agar terjadinya api

Semua bahan bakar atau material memiliki kemampuan untuk terbakar jika diberikan panas yang cukup. Panas ini yang akan memecah molekul dan mengeluarkan uap mudah terbakar. Ketika uap atau gas sudah dihasilkan yang terlepas, maka uap atau gas ini yang tersulut oleh sumber panas sehingga menyebabkan terproduksinya panas lebih banyak sehingga terjadi proses kebakaran.

Segitiga api yang terdiri dari tiga komponen, memerlukan reaksi rantai kimia yang terjadi diantara ketiga komponen tersebut, reaksi rantai kimia ini menjadi komponen keempat dalam istilah segi empat api. Apa saja yang terbakar, maka keempat komponen tersebut akan hadir dan menghilangkan salah satu faktor tersebut akan mencegah terjadinya api.

 

Ketiga komponen dalam segitiga api tidak mempunyai nilai atau jumlah yang tetap dan nilai yang bervariasi pada setiap komponen akan mempengaruhi komponen lainnya. Bahan bakar yang sudah dihangatkan tidak membutuhkan sumber panas yang tinggi untuk terbakar jika dibandingkan dengan bahan bakar yang tidak dalam keadaan hangat. Contohnya, jika bensin tumpah di jalanan dengan suhu lingkungan sekitar 10 derajat celcius akan mempunyai kemungkinan kecil untuk tersulut jika dibandingkan dengan tumpahnya bensin di area yang sama tetapi dengan suhu lingkungan sekitar 32 derajat celcius. Jika suatu bahan bakar berada di lingkungan yang kaya akan oksigen akan lebih mudah pula untuk tersulut.

Komponen oksigen dari segitiga api dapat dipandang lebih ilmiah lagi sebagai oksidator. Beberapa kimia mempunyai sifat seperti oksigen. Contohnya Klorin, yang akan berkontribusi memperbesar kebakaran karena sifatnya yang sebagai oksidator. Beberapa bahan lainnya seperti ammonium nitrat, mengandung cukup oksigen di dalam struktur kimianya yang menyebabkan tidak diperlukannya oksigen dari luar untuk terjadinya api.

Bentuk dari material bahan bakar juga memegang peranan penting segitiga api. Blok kayu lebih sulit untuk tersulut terbakar dibandingkan dengan serbuk kayu, hal ini dikarenakan perbedaan perbandingan rasio volume terhadap luas permukaan. Jika Volume besar dan total luas permukaan kecil seperti blok kayu, maka energi panas dari sumber panas akan mudah hilang. Jika volume kecil dan total luas permukaan besar seperti sebuk kayu, panas tidak hilang dengan mudah dan penyalaan api akan mudah terjadi.

Sebagai contoh gambar dibawah ini, sebuah balok kayu dengan ukuran 3 x 3 inci mempunyai luas permukaan 54 inci persegi. Jika balok tersebut di potong dengan ukuran 1 inci balok, maka total volume tetap sama, tetapi luas permukaan menjadi 162 inci persegi. Jika setiap 1 inci balok dipotong menjadi 0.33 inci, maka total volume tetap sama tetapi sekarang luas permukaan menjadi 2187 inci persegi.

Debu adalah contoh lain sebagai perbandingan volume terhadap luas permukaan. Jika dalam kondisi dan konsentrasi yang tepat, maka ada debu yang dapat menyebabkan ledakan. Debu gandum dan debu batubara adalah contoh umum tipe debu yang dapat meledak.

Dalam kebakaran, uap bahan bakar yang sebenarnya terbakar, sehingga semakin dekat wujud bahan bakar pada wujud uap atau gas, maka semakin mudah bahan bakar tersebut untuk terbakar. Bahan bakar cair lebih mudah terbakar dibanding bahan bakar padat, bahan bakar gas lebih mudah terbakar dibanding bahan bakar cair. Wujud dari bahan bakar ini berdampak pada usaha kita untuk mengendalikan resiko kebakaran. Yang harus diingat adalah bahwa setiap perubahan wujud dari materi bahan bakar berarti akan merubah juga sifat dan perilaku dari bahan bakar tersebut di kondisi tertentu.

Segitiga Api dan kaitannya dengan proses pemadamannya

Proses kebakaran dapat dihentikan atau diinterupsi dengan cara menghilangkan salah satu komponen pada segitiga api. Pada dasarnya pemadaman dapat dilakukan dengan cara berikut ini:

  • Mengurangi suhu atau penghilangan energi panas
  • Penghilangan bahan bakar
  • Penghilangan atau pengurangan konsentrasi Oksigen

Mengurangi suhu atau penghilangan energi panas dari komponen segitiga api, pada umumnya cara ini menggunakan air untuk mendinginkan suhu dari bahan bakar hingga mencapai suhu dibawah suhu penyalaanya. Proses ini mencegah bahan bakar untuk menghasilkan uap karena suhu sekitar menurun. Ketika bahan bakar berhenti menghasilkan uap, maka proses kebakaran berhenti. Jika proses pendinginan ini tidak memadai, maka ada potensi bahan bakar tersebut akan terbakar lagi karena suhu sekitar masih tinggi.

Bahan bakar padat dan cair dengan suhu titik nyala yang rendah dapat dipadamkan dengan pendinginan, akan tetapi uap mudah terbakar mungkin masih terproduksi, jika suhu dari bahan bakar tersebut masih di atas dari suhu titik nyala, sumber panas apapun yang mempunyai cukup energi akan menyebabkan bahan bakar tersebut terbakar kembali.

Penghilangan bahan bakar dari komponen segitiga api, cara ini merupakan cara yang paling efektif memadamkan api. Sumber bahan bakar dapat dihilangkan dengan cara mengehentikan aliran bahan bakar cair atau gas, contohnya seperti menutup katup (valve) sumber bahan bakar.

Pada saat kebakaran hutan, tim pemadam kebakaran akan menghilangkan bahan bakar seperti semua tumbuh tumbuhan yang berada di depan api yang belum terbakar, sehingga api tidak tersebar lebih luas. Usaha ini dapat dilakukan dengan menggunakan buldoser atau secara manual dengan menggunakan gergaji untuk menghilangkan semua bahan bakar yang terdapat di jalur kebakaran tersebut.

Penghilangan atau pengurangan konsentrasi Oksigen, mengurangi jumlah oksigen yang tersedia untuk proses pembakaran dapat mengurangi berkembangnya api dan juga dapat memadamkan secara total api tersebut. Contoh yang sederhana adalah ketika terjadi kebakaran pada wajan atau panci masak, maka dengan meletakkan tutup pada wajan atau panci tersebut dapat memadamkan kebakaran. Contoh lainnya adalah pengurangan konsentrasi oksigen di suatu ruangan tertutup dengan cara membanjiri ruangan tersebut dengan gas inert seperti Karbon Dioksida yang mempunyai berat 1.5 kali dari udara, gas ini akan mengganti oksigen di ruangan tersebut. Karena Karbon Dioksida tidak termasuk dalam proses pembakaran, maka api akan padam dengan adanya Karbon Dioksida. Contoh gas inert lainnya seperti gas Nitrogen. Aplikasi inert untuk suatu bahan bakar akan berbeda antara karbon dioksida dan Nitrogen, sebagai contoh untuk Gasoline, maksimum Oksigen yang harus dicapai ketika menggunakan gas Nitrogen adalah 9% dan jika menggunakan gas inert karbon dioksisa, maka maksimum konsentrasi Oksigen yang harus dicapai adalah 11%.

Oksigen bisa juga dipisahkan dari bahan bakar dengan menyelimuti bahan dengan busa (foam). Busa tersebut akan menciptakan lapisan di atas permukaan bahan bakar dan menghalangi oksigen terhadap bahan bakar.

Kedua metode di atas tidak akan efektof terhadap bahan bakar yang mempunya kandungan oksigen di dalam struktur kimianya sehingga ketika di proses pembakaran tetap terjadi dengan menggunakan oksigen internal dari bahan bakar tersebut.

Demikian sekilas mengenai penjelasan tentang segitiga api yang terdiri dari tiga komponen yang terdiri dari bahan bakar, sumber panas dan Oksigen. Semoga bermanfaat tulisan ini.