i
USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
Home Applied Fire Extinguisher – Alat Pemadam Api Ringan
Skala Rumah Tangga yang Murah dan Mudah Digunakan
Sebagai Cara Efektif Tanggap Darurat Bencana Kebakaran
BIDANG KEGIATAN:
PKM-KC
Diusulkan Oleh :
Bimantara Adi W 6511040013 Angkatan 2011
Hanoni 6511040018 Angkatan 2011
Deny Sukmantino 6511040031 Angkatan 2011
Dyah Pita Loka PP 6510040001 Angkatan 2010
POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA
SURABAYA
2013
ii
1. Judul Kegiatan : Home Applied Fire Extinguisher – Alat
Pemadam Api Ringan Skala Rumah Tangga
yang Murah dan Mudah Digunakan Sebagai
Cara Efektif Tanggap Darurat Bencana
Kebakaran
2. Bidang Kegiatan : ( ) PKM-P ( ) PKM-M (√ ) PKM-KC
(Pilih salah satu) ( ) PKM-K ( ) PKM-T
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Bimantara Adi Withaka
b. NIM : 6511040013
c. Jurusan : Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja
d. Universitas/Institut/Politeknik : Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Taman Puspasari G/35, Candi, Sidoarjo
f. Alamat email : [email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 3 orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar : Lukman Handoko, S.KM, MT
b. NIDN : 0025037705
c. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Sukolilo Park Regency Blok i-4
Surabaya/081335791473
6. Biaya Kegiatan Total : Rp. 4.400.000,00
a. Dikti : Rp. 4.400.000,00
b. Sumber lain (sebutkan ) : -
7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 3 bulan
1
A. Latar Belakang Masalah
Kebakaran adalah api yang tidak diinginkan dan tidak dapat
dikendalikan. Kebakaran dapat juga digolongkan sebagai kecelakaan karena
peristiwa ini tidak diinginkan dan terjadi secara tiba-tiba. Peristiwa ini juga
sangat merugikan karena menimbulkan kerusakan dan kerugian yang sangat
besar, baik bagi material dan harta benda maupun jiwa.
Peristiwa kebakaran tidak hanya terjadi di perusahaan-perusahaan atau
pabrik-pabrik yang memiliki potensi bahaya kebakaran yang tinggi, namun
seringkali justru terjadi di daerah pemukiman warga. Akan sangat berbahaya
apabila kebakaran terjadi di wilayah pemukiman yang padat karena
penyebaran api akan berlangsung sangat cepat.
Selain itu, umumnya jika kebakaran terjadi pada rumah tangga maka
cara pemadamannya adalah menggunakan air. Padahal tidak semua jenis
kebakaran dapat secara efektif dan aman dipadamkan dengan air. Ada
beberapa jenis kebakaran yang tidak boleh dipadamkan oleh air, contohnya
adalah kebakaran karena terjadinya korsleting listrik.
Oleh karena kerugian yang diakibatkan sangat besar, maka kebakaran
harus dapat dengan segera ditanggulangi. Salah satu caranya adalah dengan
menggunakan alat pemadam api ringan atau biasa dikenal dengan APAR.
APAR dapat digunakan untuk memadamkan api yang baru terjadi dengan
cepat dan efektif. Namun APAR sangat jarang ditemui di rumah tangga, saat
ini hanya ada di industri maupun perkantoran. Hal ini dikarenakan harga
APAR yang cukup mahal dan cara penggunaannya yang rumit.
Selain itu, umumnya jika kebakaran terjadi pada rumah tangga maka
cara pemadamannya adalah menggunakan air. Padahal tidak semua jenis
kebakaran dapat secara efektif dan aman dipadamkan dengan air. Ada
beberapa jenis kebakaran yang tidak boleh dipadamkan oleh air, contohnya
adalah kebakaran karena terjadinya korsleting listrik.
Dari permasalahan di atas, diperlukan penyelesaian dengan cara
membuat APAR bagi rumah tangga yang harganya murah dan mudah
digunakan. Dengan begitu kejadian kebakaran di pemukiman, bahkan
pemukiman padat penduduk dapat ditanggulangi.
B. Perumusan Masalah
1. Bagaimana cara menanggulangi kejadian kebakaran yang terjadi di
pemukiman warga?
2. Bagaimana cara membuat APAR yang murah dan mudah digunakan?
C. Tujuan
Tujuan program ini adalah untuk :
1. Menanggulagi kebakaran yang terjadi di lingkungan pemukiman warga
2. Membuat produk APAR yang murah dan mudah digunakan
2
D. Luaran yang Diharapkan
Adapun luaran yang diharapkan dari penelitian teknologi ini, yaitu sebagai
berikut.
1. Artikel ilmiah tentang pembuatan produk APAR sederhana dalam
skala rumah tangga
2. Prototype APAR sederhana dalam skala rumah tangga yang
diharapkan dapat diaplikasikan pada masyarakat.
E. Kegunaan
Menghasilkan suatu produk APAR sederhana yang murah dan mudah
digunakan serta dapat diaplikasikan dalam skala rumah tangga sehingga dapat
digunakan untuk memadamkan kebakaran secara efektif dan cepat. Dengan
begitu dapat menanggulangi kebakaran yang akan terjadi di pemukiman
warga.
F. Tinjauan Puskata
Bahaya kebakaran adalah bahaya yang ditimbulkan oleh adanya nyala api
yang tidak terkendali. Pencegahan bahaya kebakaran adalah segala usaha
yang dilakukan agar tidak terjadi penyalaan api yang tidak terkendali.
Sedangkan penanggulangan bahaya kebakaran mengandung arti bahwa
peristiwa kebakaran sudah terjadi sehingga menimbulkan bahaya terhadap
keselamatan jiwa, harta benda, maupun lingkungan.
Pada saat kejadian kebakaran tindakan awal adalah sangat
menentukan karena pada saat itu api masih kecil dan mudah dikendalikan.
Karena itu, tindakan awal haruslah cepat dan tepat, dan untuk ini diperlukan
pengetahuan tentang cara-cara pencegahan dan penanggulangan kebakaran
yang baik.
Prinsip Terjadinya Api
Api terjadi dari 3 unsur, yaitu:
Bahan bakar
Panas
Dan oksigen
Bahan-bahan mudah terbakar contohnya:
Bahan padat: kayu, kertas, plastic, karet, dsb.
Bahan cair: bensin, spirtus, solar, oli, dsb.
Bahan gas: Acetilyn ( C2H2), propan ( C3H8 ), butan ( C4H10 )
Prosentase oksigen diudara bebas adalah 21 % dan suatu tempat
dinyatakan masih memiliki keaktifan pembakaran bila kadar oksigennya
lebih dari 15 %. Sedang pembakaran tidak akan terjadi bila kadar
oksigennya kurang dari 12 %.
3
Nyala api terjadi karena adanya reaksi dari 3 unsur, yaitu bahan
bakar, panas, dan oksigen yang berjalan dengan cepat dan seimbang.
Dengan mencegah salah satu dari ketiga unsur tersebut, maka api akan
dapat dipadamkan.
Prinsip Pemadaman Api
Berdasarkan teori segitiga api, maka dapat diketahui prinsip-prinsip
pemadaman kebakaran adalah dengan cara menghilangkan bahan bakar,
memisahkan uap bahan bakar dengan udara, mendinginkan dan memutus
rantai reaksi pembakaran.
Sedapat mungkin di dalam memadamkan kebakaran, salah satu
unsur dari segi api (bahan bakar - panas - udara), dihilangkan.
Teknik Pemadaman
Dari prinsip pemadaman api tersebut, dapat diketahui teknik-teknik
pemadaman api, yaitu dengan cara.
Starvation : menghilangkan atau mengurangi bahan bakar
sampai di bawah batas bisa terbakar = low flammable limit.
Smothering : menyelimuti atau menghilangkan atau
memisahkan udara dengan bahan bakar) sedangkan Dilution adalah
mengurangi atau memisahkan kadar zat asam.
Cooling : mengurangi panas sampai bahan bakar mencapai
suhu di bawah titik nyala atau mendinginkan).
Cut Chain Reaction : memutuskan rantai reaksi pembakaran baik
secara kimiawi maupun mekanis
Alat Pemadam Api Ringan (APAR)
APAR ( Portable Fire Extinguishers ) merupakan alat pemadam api
yang mudah dilayani oleh satu orang dan digunakan untuk memadamkan
api pada awal terjadinya kebakaran. APAR adalah alat pemadam api yang
mudah dilayani oleh satu orang dan digunakan untuk memadamkan api
pada awal terjadinya kebakaran .yang tergolong APAR bila berat
keseluruhan dari alat tersebut tidak boleh melebihi 16 kg.
Klasifikasi Kebakaran di Indonesia
Menurut Peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi No 04 /
men/1980,tanggal 14 april tentang syarat-syarat pemasangan dan
pemeliharaan Alat Pemadam Api Ringan ( APAR ).Klasifikasi kebakaran
yang ada di Indonesia ini menganut dari standard National Fire Protection
Association Amarika Serikat ( NFPA)
Kelas A : Bahan bakar padat ( bukan logam )
Kelas B : Bahan cair atau gas mudah terbakar
Kelas C : Instalasi listrik bertegangan.
Kelas D : Kebakaran logam.
4
Jenis Media Pemadaman Api
Mengenal berbagai jenis media pemadam api dimaksudkan agar
dapat menentukan jenis media yang tepat,sehingga dapat dicapai
pemadaman yang efektif,efisien dan aman .Media pemadam api yang
umum dipakai untuk alat pemadam api ringan adalah :
1. Air
Air digunakan sebagai media pemadam kebakaran karena secara
fisik mengambil panas dan sangat tepat untuk memadamkan bahan padat
(kelas A) karena dapat menembus sampai bagian dalam .Macam APAR air
dapat dibedakan menjadi 3 yaitu air dengan pompa tangan ,air bertekanan
dan asam soda/soda acid.
2. Busa
Ada dua macam busa yaitu busa kimia dan busa mekanik.Busa kimia
dibuat dari gelembung yang berisi antara lain zat arang dan carbon
dioksida,sedangkan busa mekanik dibuat dari campuran zat arang dengan
udara.
Busa memadamkan api melalui kombinasi tiga aksi pemadaman
yaitu
Menutupi yaitu membuat selimut busa di atas bahan yang terbakar
sehingga kontak dengan oksigen (udara) terputus.
Melemahakan yaitu mencegah penguapan cairan yang mudah
terbakar
Mendinginkan yaitu menyerap kalori cairan yang mudah terbakar
sehingga suhunya turun.
Busa kimia dihasilkan oleh reaksi larutan dua macam kimia yaitu
larutan A berisi ALSO4 ( Alumunium sulfat ) dan larutan B yang berisi
NaHCO3 (Sodium bikarbonat) serta tambahan bahan kimia lainnya untuk
keseimbangan .reaksi kedua campuran tersebut jaka direaksikan akan
menghasilkan carbon dioksida.
Ada dua sistem busa kimia yaitu sistem larutan dan sistem
serbuk.Kehilangan tekanan dapat digantikan kembali pada bagian yang
masih tertinggal.
3. Serbuk kimia kering
Daya pemadaman serbuk kimia kering bergantung kepada jumlah
serbuk yang dapat menutupi permukaan yang terbakar.Makin halus butir-
butir serbuk kimia kering makin luas permukaan yang ditutupi.
4. Carbon dioksida ( CO2)
Media pemadam api CO2 didalam tabung harus dalam keadaan fase
cair bertekanan tinggi.Bahan pemadam api gas asam arang (CO2) efektif
untuk kebakaran kelas B (minyak ,dsb) dan kelas C (listrik).Gas CO2
berfungsi untuk mengurangi kadar oksigen dan efektif digunakan untuk
5
pemadaman didalam ruangan . Tabung serbuk kimia kering berisi dua
macam bahan yaitu :
Sodium bikarbonat atau natrium bikarbonat
Gas CO2 atau Nitrogen ( sebagai pendorong)
Khusus untuk pemadaman kebakaran kelas D ( logam ) ,seperti
magnesium , titanium ,zirconium ,dll digunakan metal dry powder yaitu
campuran dari sodium ,pontasium dan barium chlorida.
5. Halon
Gas halon bila terkena panas api pada suhu sekitar 485 derajat
celcius akan mengalami proses penguraian .Zat-zat yang dihasilakn dari
proses penguraian tersebut akan mengikat unsur oksigen dan hidrogen dari
udarasehingga menghasilkan unsur baru.
Pada saat terjadi kebakaran ,apabila digunakan halon untuk
memadamkan api maka seluruh penghuni harus meninggalkan ruangan
kecuali bagi yang sudah mengetahui betul cara pemakaian.
6. Uap
Bahan pemadaman api berbentuk uap ( steam ) biasa digunakan
untuk pemadaman kebakaran pada ruang tertutup.Uap ini dalam
pemadaman kebakaran berfungsi untuk mengurangi kadar oksigen.
7. Jenis padat
Contoh dari pemadaman jenis padat adalah selain dry powder : pasir,
selimut api ( fire blanket )
6
G. Metode Pelaksanaan
Produk APAR yang akan dibuat adalah APAR dengan media pemadaman
api gas karbon dioksida (CO2) yang dihasilkan dengan cara mereaksikan
asam cuka dengan soda kue. Bahan-bahan tersebut disimpan dalam tabung
bertekanan, stored pressure system. Gas korbon dioksida sangat efektif untuk
memadamkan api karena terjadinya arus pendek listrik. Gas ini bekerja
dengan mengisolasi oksigen di lingkungan api hingga api dapat dipadamkan.
Metode pelaksanaan program ini dijelaskan dalam diagram alir di bawah
ini.
Langkah awal dalam program ini adalah penelitian awal. Pada penelitian
ini bertujuan untuk memperoleh campuran yang paling tepat. Pada penelitian
ini memerlukan 5 paduan soda kue dan asam cuka, yaitu:
1. 200 ml asam cuka dan 20 gram soda kue
2. 200 ml asam cuka dan 30 gram soda kue
3. 200 ml asam cuka dan 50 gram soda kue
4. 300 ml asam cuka dan 20 gram soda kue
5. 400 ml asam cuka dan 20 gram soda kue
Dari kelima campuran tersebut lalu dihitung berapa lama aliran gas karbon
dioksida dapat dihasilkan dan dicatat hasilnya. Dicatat pula seberapa cepat
campuran tersebut memadamkan api. Dari percobaan ini akan diketahui efek
penambahan baik asam cuka maupun sodium karbonat ke karbon dioksida
yang dihasilkan. Hasil dari penelitian ini akan menjadi dasar dalam penentuan
campuran dalam prototype.
Selanjutnya adalah perancangan tabung. Tabung APAR harus dibuat
sedemikian sehingga memenuhi standart. Yang dimaksud memenuhi standart
disini adalah tekanan minimal dari tabung harus sesuai dengan standart
peraturan yang ada. Berdasarkan NFPA, tekanan minimum untuk suhu 210C
Penelitian Awal
Menentukan konsentrasi campuran
Perancangan Desain
Perhitungan dan pembuatan desain APAR
Pembuatan APAR
Membuat tabung apar sesuai standar
Pengisian APAR
Pengujian tekanan
Pengemasan
Pengujian Alat
Menguji apar:
- apakah dapat memadamkan api?
- berapa lama masa kadaluarsanya
Finishing Product
Pembuatan prototype apar berdasarkan dari hasil penelitian-penelitian sebelumnya
7
adalah 5860 kPa (NFPA, 2000). Sehingga tekanan minimum tabung didesain
6000 kPa. Tekanan ini dapat dicapai dengan menggunakan rumus:
PV = nRT
Dimana:
P = Tekanan (Pa)
V = Volume (liter)
n = mol (mol)
R = konstanta, 8.314 J·K−1·mol−1
T = Suhu (Kelvin)
Dengan menggunakan rumus gas ideal dan diketahui suhu sekitar (suhu
ruang 28oC) serta tekanan yang diinginkan (6000 kPa) maka volume tabung
dapat ditentukan.
Selain itu, tabung juga dibuat sedemikian sehingga mudah digunakan.
Oleh karena itu, ukuran tabung APAR akan dibuat mengikuti anthropometri
genggaman tangan manusia dewasa. Dengan begitu diharapkan tabung APAR
akan sangat ergonomi.
Selain itu tabung APAR dibentuk sprei agar mempermudah
penggunaannya. Dengan begitu, desain selanjutnya adalah pendesainan
diameter nozzle sprei pada APAR. Pendesaianan diamater nozzle diperlukan
untuk mengatur kecepatan aliran gas. Pendesainan ini disesuaikan dengan
standard NFPA, untuk tekanan 6000 kPa, termasuk tekanan tinggi, maka
ukuran diameter pipa dan nozzle minimal 1/18 in atau 3,18 mm.
Pemilihan material untuk pembuatan tabung disesuaikan dengan standar
yang ada. Berdasarkan permenaker PER. 01/MEN/1982 tentang bejana
tekan, syarat bejana tekan adalah menggunakan material baja zat arang
dengan kekuatan tarik antara 35 kg/mm2 sampai 56 kg/mm
2. Oleh karena itu
dipilih material pelat besi baja ASTM 36 yang memiliki kekuatan tarik
minimum 40 kg/mm2 dan kekuatan tarik maksimum 51 kg/mm
2.
Setelah dilakukan perancangan desain tabung, selanjutnya adalah proses
pembuatan tabung. Material, yaitu besi baja ASTM 36, di proses pada mesin
CNC untuk menghasilkan produk sesuai desain. Kemudian produk diisi
dengan larutan cuka dan selanjutnya soda kue. Lalu tabung ditutup rapat.
Setelah itu, untuk prosedur keselamatan produk dilakukan pengujian tekanan
tabung APAR. Proses terakhir adalah pengemasan dan labeling. Produk
APAR dikemas secara menarik dan atraktif. Juga diberi label, peringatan-
peringatan dan cara penggunaan alat.
Pengujian alat bertujuan untuk menentukan masa kadaluarsa dari produk.
Dalam penelitian ini dibuat 8 sampel. Selanjutnya tiap sampel dibuka dan
digunakan tiap minggunya untuk menentukan masa kadaluarsa dari APAR
tersebut. Produk yang dihasilkan diharapkan dapat bertahan atau memiliki
masa kadaluarsa sama dengan atau lebih lama dari 2 bulan.
8
Proses pengujian dilakukan dengan melakukan simulasi pembakaran
dengan membakar kayu bakar. Setelah api menyala cukup besar lalu sampel
diujicobakan untuk memadamkan api. Untuk prosedur keselamatan maka
disediakan APAR untuk memadamkan api apabila sampel tidak bekerja atau
bekerja namun tidak dapat memadamkan api.
Setelah penelitian-penelitian tersebut, lalu dibuat prototype produk APAR
sederhana sebanyak 2 buah. APAR tersebut
dibuat sesuai dengan desain dan diberi label-label tipe APAR, komposisi
APAR, instruksi penggunaan, waktu kadaluarsa, peringatan dan kelengkapan
lainnya.
H. Jadwal Kegiatan
No Kegiatan Minggu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Pengadaan
Bahan
2 Penelitian Awal
3 Perancangan
Desain
4 Pembuatan
Sampel
5 Pengujian
Sampel
6 Pembuatan
Prototype
I. Rancangan Biaya
No Deskripsi Jumlah Biaya Satuan Total
Bahan Habis Pakai
1 Kertas A4 80 gram 1 rim Rp40.000,00 Rp40.000,00
2 Soda kue 20 Botol @ 45gr Rp8.000,00 Rp80.000,00
3 Asam Cuka 10 Botol @650 ml Rp15.000,00 Rp150.000,00
4 Botol 5 botol Rp5.000,00 Rp25.000,00
5 Solar 5 liter Rp4.500,00 Rp22.500,00
6 Besi tebal 4mm 4x8 feet
1 plat Rp950.000,00 Rp950.000,00
7 Korek api 5 Buah Rp2.500,00 Rp12.500,00
8 Kayu bakar 4 Rp135.000,00 Rp540.000,00
9
Peralatan Penunjang
1 Timbangan Digital 1 Buah Rp450.000,00 Rp450.000,00
2 Beaker Glass 500 ml 1 Buah Rp30.000,00 Rp30.000,00
3 APAR 2 Buah Rp600.000,00 Rp1.200.000,00
Lain-Lain
1 Transportasi
Rp200.000,00
2 Dokumentasi
Rp200.000,00
3 Biaya Pembuatan Botol
10 Botol Rp50.000 Rp500.000,00
Rp4.400.000,00
Pemasukan
1 DIKTI
Rp4.400.000,00
J. Daftar Pustaka
Departemen Pendidikan Nasional. 2003. Modul Klasifikasi dan Media
Pemadam Kebakaran. Jakarta: Departmen Pendidikan Nasional
Departemen Pendidikan Nasional. 2003. Peralatan Pemadaman
Kebakaran.Jakarta: Departmen Pendidikan Nasional
Marie Helmenstine, Anne, Ph.D. Homemade Fire Extinguisher Science
Project (online). (http://www.about.com/ Homemade-Fire-Extinguisher-
Science-Project.htm, Diakses 22 Oktober 2012)
Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi. 1982. Peraturan Menteri Tenaga
Kerja dan Transmigrasi PER. 01/MEN/1982 tentang Bejana Tekan. Jakarta:
Kementrian Tenaga Kerja dan Transmigrasi
NFPA. 2000. Standart for Carbon Dioxide Extinguishing System. Quincy:
National Fire Protection Association
10
K. Lampiran
L.1 Biodata Ketua Beserta Anggota Kelompok
Daftar Riwayat Hidup Ketua
Nama Lengkap : Bimantara Adi Withaka
Tempat, Tanggal Lahir : Surabaya, 28 April 1993
Alamat : Taman Puspasari G/35 Sidoarjo
Agama : Islam
No Telepon : 085706508218
E-mail : [email protected]
Surabaya, 22 Oktober 2012
Bimantara Adi Withaka
Daftar Riwayat Hidup Anggota
Nama Lengkap : Hanoni
Tempat, Tanggal Lahir : Gresik, 14 Januari 1993
Alamat : Jl. Awikoen Jaya no 19A Gresik
Agama : Islam
No Telepon : 08563211250
E-mail : [email protected]
Surabaya, 22 Oktober 2012
Hanoni
11
Daftar Riwayat Hidup Anggota
Nama Lengkap : Deny Sukmantino
Tempat, Tanggal Lahir : Kediri 4 Nopember 1992
Alamat : Jaln tinalan 1 No.57 - Kediri
Agama : Islam
No Telepon : 08563646401
E-mail : [email protected]
Surabaya, 22 Oktober 2012
Deny Sukmantino
Daftar Riwayat Hidup Anggota
Nama Lengkap : Dyah Pita Loka PP
Tempat, Tanggal Lahir : Lamongan, 26 Mei 1992
Alamat : Jl. Taman Bantas No 24, Randuagung,
Gresik
Agama : Islam
No Telepon : 085649482296
E-mail : [email protected]
Surabya, 22 Oktober 2012
Dyah Pita Loka PP
12
L.2 Biodata Dosen Pendamping
Nama Lengkap dan Gelar : Lukman Handoko, S.KM, MT
Golongan Pangkat dan
NIP
: Penata Muda Tinkat I/ IIIB/
197703252003121002
Tempat, Tanggal Lahir : Nganjuk, 25 Maret 1977
Alamat : Sukolilo Park Regency Blok i-4 Surabaya
Agama : Islam
Jabatan Fungsional : Asisten Ahli
Jabatan Struktural : Dosen Teknik Keselamatan dan Kesehatan
Kerja
Fakultas/Program Studi : D4 Teknik Keselamatan dan Kesehatan
Kerja
Perguruan Tinggi : Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
No. Telp/ HP : 081335791473
E-mail : [email protected]
Top Related