PENGARUH OKSIGEN TERHADAP KEBAKARAN HUTAN

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Hutan dan lahan merupakan sumber daya alam yang sangat potensial untuk dimanfaatkan bagi pembangunan Nasional. Kendati demikian terhadap hutan dan lahan sering terjadi ancaman dan gangguan sehingga menghambat upaya-upaya pelestariannya. Salah satu bentuk ancaman dan gangguan tersebut adalah kebakaran hutan dan lahan (Kertadikara, 1992).

Pembakaran merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas, atau panas dan cahaya. Pembakaran sempurna bahan bakar terjadi hanya jika ada pasokan oksigen yang cukup. Oksigen (O_­­2) merupakan salah satu elemen bumi paling umum yang jumlahnya mencapai 20.9% dari udara. Bahan bakar padat atau cair harus diubah ke bentuk gas sebelum dibakar. Biasanya diperlukan panas untuk mengubah cairan atau padatan menjadi gas. Bahan bakar gas akan terbakar pada keadaan normal jika terdapat udara yang cukup.

Hampir 79% udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen, dan sisanya merupakan elemen lainnya. Nitrogen dianggap sebagai pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada untuk mencapai oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran. Nitrogen mengurangi efisiensi pembakaran dengan cara menyerap panas dari pembakaran bahan bakar dan mengencerkan gas buang. Nitrogen juga mengurangi transfer panas pada permukaan alat penukar panas, juga meningkatkan volum hasil samping pembakaran, yang juga harus dialirkan melalui alat penukar panas sampai ke cerobong. Nitrogen ini juga dapat bergabung dengan oksigen (terutama pada suhu nyala yang tinggi) untuk menghasilkan oksida nitrogen (NOx), yang merupakan pencemar beracun.

Ketiga unsur ,segiyiga api yaitu bahan bakar, panas, dan oksigen, yang memungkinkan timbulnya api disebut dengan segitiga api (fire triangle). Api tersebut hanya dapat terjadi bila ketiga komponen berada pada saat yang bersamaan, jika tidak tak akan ada api sama sekali. Untuk itu, prinsip dasar dalam usaha pencegahan atau pengendalian terjadinya kebakaran hutan dilakukan dengan cara memutuskan salah satu dari ketiga komponen tersebut. Hal yang umum dilakukan adalah dengan cara mengurangi peran komponen bahan bakar dan panas yang dapat dilakukan dengan berbagai macam teknik.

Bagaimana api beraksi dan bagaimana cepatnya laju penjalaran api ditentukan oleh intensitas kebakarannya. Intensitas kebakaran akan secara langsung mempengaruhi tingginya tingkat kerusakan, dan selanjutnya menentukan berapa luas tajuk tanaman yang akan dikonsumsi, mati atau tidak tersentuh oleh api. Laju penjalaran api dari api muka akan menentukan waktu tetap untuk suhu api yang mematikan pohon pada suatu titik yang diberikan, suatu faktor yang relevan untuk kehidupan hewan dan tanaman.

Berlanjutnya flame front akan menentukan apakah hewan dapat menyelinap melalui belakang api ke daerah terbakar yang relatif aman. Selain itu, faktor-faktor yang memungkinkan terjadinya penjalaran juga akan mempengaruhi perilaku api. Sebagai contoh, dengan aerasi yang baik, maka bahan bakar halus akan terbakar lebih intensif dan menjalar dengan lebih cepat.

Ratusan senyawa dihasilkan selama reaksi exothermic pembakaran. Senyawa ini dilepaskan melalui oksidasi maupun ke atmosfer. Banyak dari senyawa ini mempunyai temperatur penguapan yang tinggi dan sebagai konsekuensinya selalu siap berkondensasi menjadi jelaga, ter, dan air dalam kolom pendinginan udara di atas api, menghasilkan awan dari asap yang dapat dilihat. Dampak asap dan penyusunnya terhadap lingkungan dapat bervariasi, mulai dari yang bersifat lokal, yaitu menghalangi pemandangan, hingga kemungkinan pemanasan iklim global. Dampak ini sebagian besar merupakan hasil dari produk kimia utama dan emisi sekunder dari pembakaran.

B. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui hubungan jumlah oksigen terhadap nyala api.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Segi tiga api sangat penting karena dapat memberi tahu kita bagaimana kita dapat memadamkan api Kita dapat mengurangi atau menghilangkan salah satu dari unsur tersebut misal mengurangi bahan bakar, panas atau udara, agar kebakaran tidak membesar dan api bisa dipadamkan. Kita memotong bahan ketika api menyala dengan mermbuat sekat bakar, tempat dimana api menjalar keluar untuk membakar. Kita dapat meredam panas dengan menyemprotkan air ke atas api, kita dapat memutuskan oksigen atau udara dengan melemparkan lumpur atau tanah di atas api ().

Definisi api adalah aksi kimia yang dihantarkan oleh perubahan panas, sinar dan nyala serta emisi (pengeluaran) suara. Oksigen merupakan bahan yang amat diperlukan dalam suatu reaksi pembakaran yaitu reaksi oksidasi. Pemanasan pada benda yang mudah terbakar merupakan sumber panas. Ketika api sudah menyala maka sumber panasnya adalah api itu sendiri (Husi, 1994).

Oksigen menyebabkan reaksi oksidasi dan ketika kekurangan oksigen maka pembakaran akan melambat dan pada akhirnya akan berhenti. Bahan yang mudah terbakar ada dua jenis yaitu :

1) Berbentuk cair dengan temperatur lebih dingin dan lebih berbahaya karena dapat terbakar pada suhu kamar.

2) Berbentuk padat dengan temperatur lebih tinggi, tidak mudah terbakar pada suhu kamar kecuali ada pemicu

Api biasanya terjadi di tempat yang beroksigen baik itu ruang terbuka ataupun tertutup. Jika titik api telah timbul maka penyebaran api keseluruh lahan hutan dapat terjadi melalui tiga mekanisme yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi terjadi jika panas dipindahkan langsung melalui suatu bentuk struktur dari sumber api yang terdekat, konveksi terjadi jika gas / udara panas meningkat didalam hutan dimana api dengan mudah menjalar dari tanah kelantai diatasnya melalui serasa hutan/ataupun melalui tanah dan pohon lainnya, radiasi merupakan penjalaran api menurut garis lurus dari bahan yang terbakar ke bahan terdekat yang mudah terbakar (Sumardi, 2004).

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 ().

Dalam pembakaran proses yang terjadi adalah oksidasi dengan reaksi sebagai berikut :

Karbon + oksigen = Karbon dioksida + panas

Hidrogen + oksigen = Uap air + panas

Sulfur + oksigen = Sulfur dioksida + panas

Pembakaran di atas dikatakan sempurna bila campuran bahan bakar dan oksigen (dari udara) mempunyai perbandingan yang tepat, hingga tidak diperoleh sisa. Bila oksigen terlalu banyak, dikatakan campuran “lean” (kurus). Pembakaran ini menghasilkan api oksidasi. Sebaliknya, bila bahan bakarnya terlalu banyak (atau tidak cukup oksigen), dikatakan campuran “rich” (kaya). Pembakaran ini menghasilkan api reduksi. Api reduksi ditandai oleh lidah api panjang, kadang-kadang sampai terlihat berasap. Keadaan ini juga disebut pembakaran tidak sempurna. Seperti diketahui, oksigen untuk pembakaran diperoleh dari udara yang terdiri dari 20% O₂ dan 80% N_2.

Api biasanya terjadi di tempat yang beroksigen baik itu ruang terbuka ataupun tertutup. jika titik api telah timbul maka penyebaran api keseluruh lahan hutan dapat terjadi melalui tiga mekanisme yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi terjadi jika panas dipindahkan langsung melalui suatu bentuk struktur dari sumber api yang terdekat, konveksi terjadi jika gas / udara panas meningkat dihutan, dimana api dengan mudah menjalar dari tanah kelantai hutan diatasnya, radiasi merupakan penjalaran api menurut garis lurus dari bahan yang terbakar ke bahan terdekat yang mudah terbakar (Sumardi, 2004).

Kebakaran hutan dan lahan dapat dicegah/dikendalikan, karena kita telah mengetahui bahwa apabila muu daerah rawan kebakaran tidak diadakan pencegahan sudah dapat dipastikan akan terjadi kebakaran hutan/lahan. Berdasarkan hal tersebut di atas, sudah saatnya pengendalian kebakaran hutan dan lahan ditangani secara terencana, menyeluruh, terpadu dan berkelanjutan. Dengan kata lain, bahwa pengendalian kebakaran hutan dan lahan tidak hanya tertuju pada pemadaman saat kebakaran hutan musim kemarau, tetapi hal-hal lain yang bersifat pencegahan harus direncanakan dan dilakukan berkelanjutan baik pada musim kemarau maupun pada musim penghujan.

III. METODE PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Adapun praktikun Dasar Perlindungan Hutan Sub Kebakaran Hutan ini dilakukan pada tanggal, Sabtu, 26 April 2008 di ruangan 203 Gedung Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.

B. Bahan dan Alat

Bahan

Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

1. Lilin sebagai bahan praktikum.

2. Korek api sebagai bahan pembakar.

Alat

Adapun alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

1. Gelas 3 buah dalam ukuran berbeda, sebagai media uji.

2. Tally sheet sebagai tempat mencatat hasil praktikum

3. Alat-alat tulis sebagai alat untuk membantu mencatat data.

4. Stop watch sebagai alat hitung waktu.

C. Prosedur Praktikum

1. Disediakan alat dan bahan praktikum yang dibutuhkan.

2. Diukur volume ketiga gelas

3. Dihidupkan lilin dengan korek dengan panjang yang sama

4. Ditutup lilin yang menyala dengan gelas-gelas kemudian dihitung lamanya lilin menyala setelah ditutup

5. Dilakukan percobaan selama tiga kali ulangan

6. Dillakukan hal serupa terhadap gelas sedang dan besar

7. Dicacat hasil pada Tabel

Volume Oksigen	Ulangan	Lama menyala	Keterangan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Tabel 1. Hasil Pengamatan Lama Nyala Api.

Volume (m3)	Ulangan	Lama Menyala (detik)	Keterangan
289.53	1 2 3	5’ 5’ 5’	Panjang lilin = 45º
384.69	1 2 3	5’ 6’ 7’
407.85	1 2 3	7’ 5’ 5’

B. Pembahasan

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.

Dari praktikum yang dilakukan dengan menggunakan wadah gelas yang berukuran kecil dengan volume 289.53 m³, gelas berukuran sedang dengan volume sebesar 384.69 m³ dan berukuran gelas besar dengan volume 407.85 m³ didapatkan lama nyala lilin yang berbeda-beda pada setiap wadah. Dari hasi percobaan didapat bahwa hasil nyala api menyala terlama terdapat pada gelas yang sedang yaitu rata-rata waktu 6’.

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).
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.

Api dapat merambat dari suatu tempat ketempat lain dikarenakan api media penghantar dapat berupa kayu yang mudah terbakar ataupun berupa kertas atau benda lain yang sudah kering, tetapi walaupun begitu hal itu tidak akan lepas dari pengaruh udara/oksigen dalam perambatannya, apabila didalam suatu bakaran api tidak terdapat oksigen, maka api tersebut akan cepat padam, dikarenakan tekanan udara didalamnya cukup besar dan telah penuh dengan gas lain yang dapat mengakibatkan api tidak bias menyala, hal ini sesuai dengan literature dari Sumardi (2004), yang menyatakan bahwa Oksigen menyebabkan reaksi oksidasi dan ketika kekurangan oksigen maka pembakaran akan melambat dan pada akhirnya akan berhenti.

Dari hasil praktikum didapat bahwa yang lilin yang lebih besar memiliki waktu meyala yang lebih besar dikarenakan besarnya sumbu lilin, dan lebih banyaknya kadar oksigen yang terdapat pada gelas kaca tersebut. Hubungan jumlah oksigen terhadap nyala api ialah semakin banyak kadar oksigen yang terdapat pada suatu tepat yang bernyala api maka semakin lama waktu nyala apai dan dapat mengakibatkan api semkain besar, tetapi sebaliknya apabila jumlah kadar oksigen yang terdapat pada suatu areal yang terdapat nyala api sedikit, maka nyala api yang terjadipun semaki kecil.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Oksigen merupakan salah satu faktor penyebab nyala api penting dalam hal penyebaran dan lama nyala api.

2. Nyala api akan mati apabila api tidak mendapatkan oksigen lagi.

3. Hubungan antara nyala api dan oksigen yaitu apabila nyala api tidak mendapatkan jumlah kadar oksigen yang mencukupi maka api akan padam, tetapi sebaliknya apabila api mendapatkan suplay yang pas, maka api akan menyala lebih lama, dan besar.

4. Dalam percobaan ini nyala lilin cepat mati dikarenakan oksigen yang terdapat didalam gelas telah habis dalam keadaan tertutup.

5. Perbedaan lama nyala api dalam proses perambatan maupun nyalanya disebabkan oleh faktor oksigen dan faktor bahan bakar terbakarnya.

6. Dari hasil didapat bahwa lilin yang mempunyai ruang gelas lebih besar lebih lama manyala karena kadar oksigen yang terdapat juga lebih banyak.

B. Saran

Adapun saran dalam praktikum ini adalah diharapkan kepada para praktikan didalam melakukan praktikum agar lebih teliti, baik dalam melakukan pengamatan, maupun dalam melakukan prosedur praktikum.