BAHAN PELEDAK

BAHAN PELEDAK

Bahan peledak (explosives) adalah bahan/zat yang berbentuk  cair, padat, gas atau campurannya yang apabila dikenai suatu  aksi berupa panas, benturan, gesekan akan berubah secara  kimiawi menjadi zat-zat lain yang lebih stabil, yang sebagian  besar atau seluruhnya berbentuk gas dan perubahan tersebut  berlangsung dalam waktu yang amat singkat, disertai efek  panas dan tekanan yang sangat tinggi.

Komposisi Kimia Bahan Peledak

Berdasarkan komposisi kimia, bahan peledak dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1.  Senyawa tunggal terdiri dari satu macam senyawa saja yang sudah merupakan  bahan peledak. Senyawa tunggal ini dibagi menjadi dua kelompok, yaitu :

1. Senyawa an-organik misalnya : PbN6, Amonium nitrat.

2. Senyawa organik misalnya : Nitrogliserin, Trinitrotoluena  dan lain-lain.

 3. Campuran yang merupakan penggabungan dari berbagai macam senyawa tunggal.   Misalnya : dinamit, black powder, ANFO, dan lain-lain.

Jenis-jenis Peledak

Ledakan merupakan reaksi kimia yang merambat dari satu titik ke titik lain dalam massa bahan peledak tersebut. Berdasarkan kecepatan rambat tersebut bahan peledak dibagi menjadi :

a)    Bahan peledak rendah (Low explosives). Kecepatan rambat reaksinya rendah (umumnya dibawah 1.000 m/detik), umumnya digunakan sebagai bahan pendorong atau propelan. Misalnya : black powder (sumbu api), propelan (single base, double base).

b)    Bahan peledak tinggi (High Explosives) yang terdiri dari :

·         Bahan peledak non initial

·         Bahan peledak penghantar

·         Bahan peledak penghancur

·         Bahan peledak initial. Misalnya: Mercury fuminate, Tetrazene, Diazodiaminophenol.

Kepekaan Ledakan

1.    Peledak pertama, Peledak inisiasi yaitu bahan peledak yang mudah meledak dengan adanya api, benturan, gesekan dan semacamnya. Misalnya : PbN6, Hg(ONC)2, C6H2N4O5 dan lain-lain. Bahan ini biasanya digunakan sebagai muatan primer dalam pemicu.

2.    Peledak kedua, Peledak non inisiasi yaitu bahan peledak  yang hanya meledak bila telah dipicu oleh peledak pertama.

Permissible explosive

Khusus untuk tambang batubara bawah tanah. Untuk menghindari ledakan dari gas metan (CH4) dan debu akibat aktifitas peledakan

Ciri-Ciri:

   - Temperatur peledakan rendah

   - Volume gas sedikit dan tidak beracun

   - Penyalaan singkat

Contoh: Nitroglyserin, Straight dynamite, Amonium   dynamite

Propelan

Propelan merupakan suatu bahan bakar yang proses pembakarannya tidak memerlukan udara (oksigen), karena kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk proses pembakaran telah terkandung dalam Propelan itu sendiri.

1.    Berdasarkan fasa propelan dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu :

a.    Propelan padat terdiri dari : dasar tunggal (single base),  dasar ganda (double base) dan komposisi.

b.    Propelan cair dapat dibedakan menjadi monopropelan dan bipropelan. Monopropelan artinya dalam propelan tersebut telah mengandung unsur utama dalam tiap molekulnya.Bipropelan berarti bahan bakar dan oksidator terpisah dan baru akan tercampur di dalam ruang bakar.

2.    Berdasarkan sifat campurannya, propelan padat dapat menjadi dua macam, yaitu:

a.    Tipe propelan padat homogen, yaitu propelan padat dengan nitroselulosa   sebagai bahan dasar dalam komposisinya dan bahan lain yang pada umumnya berupa senyawa organik.

1)    Disebut single base propelan kalau propelan homogen tersebut dibuat dari nitroselulosa   sebagai bahan utama dalam komposisinya.

2)    Disebut double base propelan bila propelan homogen tersebut dibuat dengan nitroselulosa dan nitrogliserin sebagai bahan utama dalam komposisinya.

3)    Disebut triple base propelan bila propelan homogen tersebut dibuat dengan nitroselulosa, nitrogliserin, dan nitroguanidin sebagai bahan utama dalam komposisinya.

b.    Tipe komposisi propelan padat, yaitu suatu jenis propelan padat yang dibuat dengan mencampurkan bahan bakar dengan bahan pengikat lainnya dengan oksidator ditambah berbagai macam additive.

TRINITROTOLUENA  (TNT)

Preparasi

Ø  Dalam industri, TNT disintesis dalam tiga langkah. Pertama, toluena dinitrasi dengan campuran asam sulfat dan asam nitrat untuk menghasilkan mono-nitrotoluene atau MNT. MNT dipisahkan dan kemudian direnitrasi membentuk dinitrotoluene atau DNT. Pada tahap akhir, DNT dinitrasi membentuk Trinitrotoluena atau TNT menggunakan campuran asam nitrat anhidrat dan oleum.

Ø  Asam nitrat habis dikonsumsi untuk proses industri, tapi asam sulfat encer dapat digunakan kembali. Setelah nitrasi, TNT distabilkan dengan proses yang disebut sulphitation, di mana crude TNT diperlakukan dengan larutan sulfit dan larutan natrium untuk menghilangkan isomer TNT dan produk reaksi yang tidak diinginkan.

Ø  Air bilasan dari sulphitation dikenal sebagai red water dan merupakan polutan yang signifikan dan merupakan produk limbah dari pembuatan TNT.

Karakter Explosive

ü  TNT berbeda dengan dinamit. TNT adalah senyawa kimia yang spesifik, sementara dinamit adalah suatu campuran nitrogliserin yang dikompresi menjadi bentuk silinder dan dibungkus dengan kertas.

ü  Setelah ledakan, TNT terurai sebagai berikut:

       2C₇H₅N₃O₆ → 3N₂ + 5H₂O + 7CO + 7C

Reaksi ini eksotermik dengan energi aktivasi yang tinggi. Adanya karbon pada produk, menyebabkan ledakan TNT memiliki penampilan jelaga. Dan karena TNT memiliki kelebihan karbon, campuran bahan peledak yang kaya dengan senyawa oksigen dapat menghasilkan lebih banyak energi per kilogram dari TNT saja.

Aplikasi

TNT paling umum digunakan untuk bahan peledak dan industri aplikasi militer. Hal ini dinilai karena ketidakpekaannya terhadap shock dan gesekan, yang mengurangi risiko ledakan disengaja. TNT meleleh pada 80°C (176°F), jauh di bawah suhu di mana ia akan meledak secara spontan, sehingga aman bila dikombinasikan dengan bahan peledak lain. TNT tidak menyerap atau larut dalam air, yang memungkinkan untuk digunakan secara efektif dalam lingkungan basah. Selain itu, cukup stabil bila dibandingkan bahan peledak tinggi lainnya.

Meskipun TNT tersedia dalam berbagai ukuran (misalnya 250 g, 500 g, 1.000 g), namun lebih sering ditemui dalam campuran dengan bahan peledak lain/ditambah bahan lainnya.

NITROGLISERIN (NG)

Kandungan utama dari bahan peledak ini adalah nitrogliserin, nitoglikol, nitrocotton dan material selulosa.Kadang-kadang ditambah juga ammonium atau sodiumnitrat. Nitrogliserin merupakan zat kimia berbentuk cair yang tidak stabil dan mudah meledak, sehingga pengangkutannya sangat beresiko tinggi.

Alfred Nobel yang pertama kali menemukan kiieselguhr sebagai penyerap nitrogliserin yang baik dan hasil campurannya itu dinamakan bahan peledak dinamit. Saat itu kandungan kiieselguhr dan NG divariasikan untuk memberikan energi yang diinginkan dan keamanan dalam pengangkutannya.

Bahan peledak ini mempunyai sifat plastis yang konsisten (seperti lempung atau dodol), berkekuatan (strength) yang tinggi, densitas tinggi, dan ketahanan terhadap air sangat baik, sehingga dapat digunakan langsung pada lubang ledak yang berair. Bahan dikemas (dibungkus) oleh kertas mengandung polyethylene

untuk mencegah penyerapan air dari udara bebas.

Adapun kelemahan bahan peledak j ini :

Ø  Mengandung resiko kecelakaan tinggi pada saat pembuatan di pabrik maupun pengangkutan.

Ø  Sensitif terhadap gesekan, sehingga sangatberbahaya apabila tertabrak atau tergilas olehkendaraan.

Ø  Membuat kepala pusing.

Ø  Tidak dapat digunakan pada lokasi peledakan yang bertemperatur tinggi.

Ø  Biaya pembuatan tinggi.

ANFO

Adalah singkatan dari ammoniun nitrat (AN) sebagai zat pengoksida dan

fuel oil (FO) sebagai bahan bakar. Setiap bahan bakar berunsur karbon, baik berbentuk serbuk maupuncair, dapat digunakan sebagai pencampur dengansegala keuntungan dan kerugiannya. Pada tahun1950-an di Amerika masih menggunakan serbukbatubara sebagai bahan bakar dan sekarangsudah diganti dengan bahan bakar minyak,khususnya solar.

Di Indonesia perusahan bahan peledakyang sudah memproduksi ANFO (bukanhanya AN) adalah PT. Dahana denganmerk dagang “Danfo” dan PT. Pindaddengan merk dagang “Panfo”.

PENTA ERYTHRITOL TETRANITRATE (PETN)

Pentaeritritol tetranitrate (PETN) sangat terkenal sebagai bahan peledak. Karena PETN merupakan salah satu bahan peledak tinggi yang paling kuat dan dikenal dengan faktor efektivitasrelatif dari 1,66. PETN praktis tidak larut dalam air (0,01 g/100 ml pada suhu 50 ° C), lemah larut dalam nonpolar umum pelarut seperti hidrokarbon alifatik (seperti bensin) atau tetrachloromethane , tetapi larut dalam beberapa pelarut organik lainnya, terutama dalam aseton

Di lingkungan, PETN mengalami biodegradasi . Beberapa bakteri denitrate PETN untuk trinitrat dan kemudian dinitrate, yang kemudian lebih lanjut terdegradasi. PETN memiliki rendahvolatilitas dan kelarutan rendah dalam air, dan karena itu memiliki rendah bioavailabilitas untuk sebagian besar organisme. Its toksisitas relatif rendah, dan yang transdermal penyerapan jugatampaknya menjadi rendah. Ini merupakan ancaman bagi air organisme . Hal ini dapat terdegradasike pentaeritritol oleh besi logam. Senyawa ini dihasilkan oleh reaksi pentaetritiol dengankonsentrasi asam nitrat. Dalam reaksi ini, membentuk endapan. Mentah dapat direkristalisasi dariaseton untuk memberikan kristal processable.

C (CH2 OH)4 + 4 HNO3 → C (CH2ONO2) 4+ 4 H2O

PETN diproduksi oleh berbagai produsen sebagai bedak tentang konsistensi garam popcorn halus,atau bersama-sama dengan nitroselulosa dan plasticizer sebagai lembar plasticized tipis (misalnya primasheet 1000 atau detasheet). Residu PETN mudah terdeteksi di rambut orang menanganinya..Retensi residu tertinggi adalah pada rambut hitam;. beberapa residu tetap ada bahkan setelah dicuci.

1.      Alat Pemicu Ledak

·         Blasting Machine (BM)

Alat pemicu pada peledakan listrik dinamakan blasting machine (BM) atau exploder merupakan sumber energi penghantar arus listrik menuju detonator. Cara kerja  BM pada umumnya didasarkan atas penyimpanan atau pengumpulan arus pada sejenis kapasitor dan arus tersebut dilepaskan seketika pada saat yang dikehendaki. Pengumpulan arus listrik dapat dihasilkan malalui:

1        Gerakan mekanis untuk tipe generator, yaitu dengan cara memutar engkol (handle) yang telah disediakan. Putaran engkol dihentikan setelah lampu indikator menyala yang menandakan arus sudah maksimum dan siap dilepaskan. Saat ini tipe generator sudah jarang digunakan.

2        Melalui baterai untuk tipe kapasitor, yaitu dengan cara mengontakkan kunci kearah starter dan setelah lampu indikator menyala yang menandakan arus sudah terkumpul maksimum dan siap dilepaskan.

·         shot gun atau shot firer 

Alat pemicu nonel (starter non-electric) dinamakan shot gun atau shot firer atau shot shell primer. Seperti diketahui bahwa sumbu nonel mengandung bahan reaktif  (HMX) yang akan aktif atau terinisiasi oleh gelombang kejut akibat impact.  Alat pemicu nonel dilengkapi dengan peluru yang disebut shot shell primer dengan ukuran tertentu. Shot shell primer diaktifkan oleh pemicu, yaitu pegas bertekanan tinggi yang yang terdapat di dalam alat pemicu nonel. Pada dasarnya bahwa alat pemicunya menggunakan striker yang disisipkan di bagian atas barrel, kemudian transmisi impact melalui shot shell primer ke sumbu nonel menggunakan hentakkan kaki. Sedangkan pada alat pemicu nonel digenggam dan untuk melepas pegas di dalam alat pemicu agar shot shell primer mentransmisikan impact ke sumbu nonel dengan cara dipukul.

2.      Alat Bantu Ledak Listrik

Peledakan listrik memerlukan alat bantu agar peledakan listrik berlangsung dengan aman dan terkendali. Alat bantu berfungsi sebagai pengukur tahanan, pengukur kebocoran arus, detektor petir, dan kawat utama atau lead wire atau lead lines ataufiring line. 

·         Pengukur tahanan (Blastometer atau BOM)

Alat pengukur tahanan kawat listrik untuk keperluan peledakan dibuat khusus untuk pekerjaan peledakan dan tidak disarankan digunakan untuk keperluan lain. Sebaliknya, alat pengukur tahanan yang biasa dipakai oleh operator listrik umum, yaitu multitester, dilarang digunakan untuk mengukur kawat pada peledakan listrik. Ruas kawat yang harus diukur tahanannya adalah seluruh legwire dari sejumlah detonator yang digunakan, connecting wire, bus wire, dan kawat utama. Dengan demikian jumlah tahanan seluruh rangkaian dapat dihitung dan voltage BM dapat ditentukan setelah arus dihitung.

Cara pengukuran tahanan ruas kawat menggunakan blastometer (BOM) pada prinsipnya sama, hanya pada pengukuran legwire perlu ekstra hati-hati.  Prosedur pengukuran adalah sebagai berikut:

1)    Untuk kawat penyambung (connecting wire), bus wire, dan kawat utama:

ð  Kedua ujung kawat dihubungkan pada sepasang terminal yang tersedia pada BOM, kemudian kencangkan.

ð  BOM dikontakkan, biasanya dengan menekan tombol, sehingga jarum menunjukkan angka tertentu, yaitu nilai tahanan kawat tersebut.

ð  Catat angkanya sebagai data hasil pengukuran tahanan

2)    Untuk legwire pada detonator listrik:

ð  Kedua ujung legwire dari detonator dihubungkan pada sepasang terminal yang tersedia pada BOM, kemudian kencangkan.

ð  BOM dikontakkan, biasanya dengan menekan tombol, sehingga jarum menunjukkan angka tertentu, yaitu nilai tahanan legwire dan kawat pijar (bridge wire) di dalam detonator tersebut. Apabila jarum tidak bergerak, berarti detonator rusak dan jangan dipakai, sebab ada kemungkinan kawat pijar dalam fusehead putus. 

ð  Bila jarum bergerak, catat angkanya (biasanya sekitar 1,5 ohms) sebagai data hasil pengukuran tahanan.

·         Multimeter peledakan

Multimeter peledakan disebut juga Blasting Multimeter adalah instrumen penguji yang sekaligus dapat mengukur tahanan, voltage, dan arus. Alat multimeter peledakan dirancang khusus untuk keperluan peledakan dan berbeda dengan multimeter untuk keperluan operator listrik umum. Kegunaan multimeter peledakan adalah:

ð  Mengukur tahanan sebuah kawat detonator dan tahanan suatu sistem rangkaian peledakan listrik,

ð  Memeriksa ada-tidaknya arus tambahan di lokasi peledakan,

ð  Mengukur kebocoran arus antara kawat detonator (legwire) dengan bumi,

ð  Memeriksa kemenerusan (kontinuitas) dan ada-tidaknya arus pendek pada kawat utama, connecting wire, dan legwire pada detonator

·         Rheostat dan Fussion tester

Alat ini digunakan untuk menguji efisiensi blasting machine (BM) tipe generator maupun kapasitor dalam mengatasi tahanan sejumlah detonator . Alat ini terdiri dari suatu seri resistor (coils) dengan tahanan yang berbeda. Setiap tahanan ditandai dengan nilai ohms tertentu yang ekuivalen dengan sejumlah detonator listrik yang memiliki panjang legwire tembaga 30 ft (±10 m). Pengujian efisiensi BM dilakukan sebagai berikut (lihat Gambar 1.7):

1        Ambil sejumlah detonator listrik dan hubungkan secara seri,

2        Salah satu kabel dari detonator dihubungkan dengan nilai ohm rheostat yang ekuivalen dengan jumlah detotanor tersebut,

3        Hubungkan salah satu kawat detonator lainnya ke BM,

4        Hubungkan rheostat dengan BM,

5        Pengujian dimulai dengan mengontakkan BM, bila seluruh detonator meledak, maka output dari BM cocok digunakan untuk peledakan seri dari sejumlah detonator pada tahanan yang sama.

·         Detektor kilat (lightning detector)

Peledakan listrik sangat rawan terhadap udara mendung atau pada daerah-daerah yang memiliki intensitas kilat dan petir cukup tinggi. Debu dan badai listrik yang tinggi melebihi listrik statis pada atmosfir ditambah dengan petir sangat berbahaya terhadap operasi peledakan. Untuk membantu pemantauan awal terhadap fenomena tersebut diperlukan detektor kilat.

3.      Alat Bantu Peledak Lain

·         Kawat utama (lead wire)

Kawat utama termasuk pada peralatan peledakan, karena dapat dipakai berulang kali. Berbeda dengan lead-in line atau extendaline atau “sumbu nonel utama” pada peledakan nonel akan langsung rusak dan tidak boleh dipakai lagi karena HMX yang terdapat didalamnya sudah bereaksi habis, walaupun sumbunya tetap nampak utuh. Kawat utama berfungsi sebagai penghubung rangkaian peledakan listrik dengan alat pemicu ledak listrik atau blasting machine. Ukuran untuk peledakan pada kondisi normal adalah kawat tembaga ganda berukuran 23/0,076 yang diisolasi dengan plastik PVC dengan tahanan 5,8 ohms per 100 m. Atau dapat pula digunakan kawat tembaga ganda berukuran 24/0,20 mm dengan tahanan 4,6 ohms per 100 m.