Klasifikasi Bahan Peledak

Bahan Peledak 

Bahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak mekanik, kimia dan nuklir seperti terlihat pada Gambar 1.1 (J.J. Manon, 1978). Karena pemakaian bahan peledak dari sumber kimia lebih luas dibanding dari sumber energi lainnya, maka pengklasifikasian bahan peledak kimia lebih intensif diperkenalkan. Pertimbangan pemakaiannya antara lain, harga relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time) dan dibanding nuklir tingkat bahayanya lebih rendah. Oleh sebab itu modul ini hanya akan memaparkan bahan peledak kimia.

Gambar 1.1. Klasifikasi bahan peledak menurut J.J. Manon (1978)

Bahan peledak permissible dalam klasifikasi di atas perlu dikoreksi karena saat ini bahan peledakan tersebut sebagian besar merupakan bahan peledak kuat. Bahan peledak permissible digunakan khusus untuk memberaikan batubara ditambang batubara bawah tanah dan jenisnya adalah blasting agent yang tergolong bahan peledak kuat, sehingga pengkasifikasian akan menjadi seperti dalam Gambar 1.2.

Sampai saat ini terdapat berbagai cara pengklasifikasian bahan peledak kimia, namun pada umumnya kecepatan reaksi merupakan dasar pengklasifikasian tersebut. Contohnya antara lain sebagai berikut:

1.    Menurut R.L. Ash (1962), bahan peledak kimia dibagi menjadi:

1. Bahan peledak kuat (high explosive) bila memiliki sifat detonasi atau meledak dengan kecepatan reaksi antara 5.000 – 24.000 fps (1.650 – 8.000 m/s)

Bahan peledak lemah (low explosive) bila memiliki sifat deflagrasi atau terbakar kecepatan reaksi kurang dari 5.000 fps (1.650 m/s).

Gambar 1.2. Klasifikasi bahan peledak

2.    Menurut Anon (1977), bahan peledak kimia dibagi menjadi 3 jenis seperti terlihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1. Klasifikasi bahan peledak menurut Anon (1977)

JENIS	REAKSI	CONTOH
Bahan peledak lemah (low explosive)	Deflagrate (terbakar)	black powder
Bahan peledak kuat (high explosive)	Detonate  (meledak)	NG, TNT, PETN
Blasting agent	Detonate  (meledak)	ANFO, slurry, emulsi

Bahan Peledak Industri

Bahan peledak industri adalah bahan peledak yang dirancang dan dibuat khusus untuk keperluan industri, misalnya industri pertambangan, sipil, dan industri lainnya, di luar keperluan militer. Sifat dan karakteristik bahan peledak (yang akan diuraikan pada pembelajaran 2) tetap melekat pada jenis bahan peledak industri.  Dengan perkataan sifat dan karakter bahan peledak industri tidak jauh berbeda dengan bahan peledak militer, bahkan saat ini bahan peledak industri lebih banyak terbuat dari bahan peledak yang tergolong ke dalam bahan peledak berkekuatan tinggi (high explosives).

Klasifikasi bahan peledak menurut Mike Smith (1988) seperti terlihat pada Gambar 1.3 dapat dijadikan contoh pengklasifikasian bahan peledak untuk industri.

Gambar 1.3. Klasifikasi bahan peledak menurut Mike Smith (1988)

Reaksi dan Produk Peledakan

Peledakan akan memberikan hasil yang berbeda dari yang diharapkan karena tergantung pada kondisi eksternal saat pekerjaan tersebut dilakukan yang mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak tersebut. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia pembentuk bahan peledak yang menimbulkan pembakaran, dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi. Proses dekomposisi bahan peledak diuraikan sebagai berikut:

a)        Pembakaran adalah reaksi permukaan yang eksotermis dan dijaga keberlangsungannya oleh panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi pembakaran memerlukan unsur oksigen (O₂) baik yang terdapat di alam bebas maupun dari ikatan molekuler bahan atau material yang terbakar. Untuk menghentikan kebakaran cukup dengan mengisolasi material yang terbakar dari oksigen. Contoh reaksi minyak disel (diesel oil) yang terbakar sebagai berikut:

         CH₃(CH₂)₁₀CH₃ + 18½ O₂  --> 12 CO₂ + 13 H₂O

b)        Deflagrasi adalah proses kimia eksotermis di mana transmisi dari reaksi dekomposisi didasarkan pada konduktivitas termal (panas). Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan dan menimbulkan gelombang kejut (shock wave) dengan kecepatan rambat rendah, yaitu antara 300 – 1000 m/s atau lebih rendah dari kecep suara (subsonic). Contohnya pada reaksi peledakan low explosive (black powder) sebagai berikut:

v  Potassium nitrat + charcoal + sulfur

20NaNO₃ + 30C + 10S  -->  6Na₂CO₃ + Na₂SO₄ + 3Na₂S +14CO₂ + 10CO + 10N₂

v  Sodium nitrat + charcoal + sulfur

20KNO₃ + 30C + 10S  -->  6K₂CO₃ + K₂SO₄ + 3K₂S +14CO₂ +10CO + 10N₂

c)      Ledakan, menurut Berthelot, adalah ekspansi seketika yang cepat dari gas menjadi bervolume lebih besar dari sebelumnya diiringi suara keras dan efek mekanis yang merusak. Dari definisi tersebut dapat tersirat bahwa ledakan tidak melibatkan reaksi kimia, tapi kemunculannya disebabkan oleh transfer energi ke gerakan massa yang menimbulkan efek mekanis merusak disertai panas dan bunyi yang keras. Contoh ledakan antara lain balon karet ditiup terus akhirnya meledak, tangki BBM terkena panas terus menerus bisa meledak, dan lain-lain.

d)      Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk membebaskan energi hingga berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya. Kecepatan rambat reaksi pada proses detonasi ini berkisar antara 3000 – 7500 m/s. Contoh kecepatan reaksi ANFO sekitar 4500 m/s. Sementara itu shock compression wave mempunyai daya dorong sangat tinggi dan mampu merobek retakan yang sudah ada sebelumnya menjadi retakan yang lebih besar. Disamping itu shock wave dapat menimbulkan symphatetic detonation, oleh sebab itu peranannya sangat penting di dalam menentukan jarak aman (safety distance) antar lubang. Contoh proses detonasi terjadi pada jenis bahan peledakan antara lain:

v  TNT           : C₇H₅N₃O₆  --> 1,75 CO₂ + 2,5 H₂O + 1,5 N₂ + 5,25 C

v  ANFO       : 3 NH₄NO₃ + CH₂  -->  CO₂ + 7 H₂O + 3 N₂

v  NG            : C₃H₅N₃O₉  --> 3 CO₂ + 2,5 H₂O + 1,5 N₂ + 0,25 O₂

v  NG + AN  : 2 C₃H₅N₃O₉ + NH₄NO₃  --> 6 CO₂ + 7 H₂O + 4 N₄ + O₂

Dengan mengenal reaksi kimia pada peledakan diharapkan peserta akan lebih hati-hati dalam menangani bahan peledak kimia dan mengetahui nama-nama gas hasil peledakan dan bahayanya.