Saat digosok-gosokkan pada rambut yang kering penggaris plastik akan kelebihan muatan

ini yang dijawab untuk A dan B saja ya untuk tugas kinerja tidak kan ya?

nomor A Penggaris/Sisir plastik yang digosokkan pada kain wol menjadi bermuatan listrik karena elektron dari kain wol berpindah ke penggaris/sisir plastik, sehingga penggaris/sisir plastik kelebihan elektron. Akhirnya penggaris/sisir plastik tersebut menjadi bermuatan negatif. Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa sebuah benda netral dapat bermuatan listrik statis dengan jalan digosokkan. Contoh lainnya, yaitu ketika batang plastik digosok dengan kain wol, elektron-elektron dari kain wol berpindah ke batang plastik, sehingga batang plastik kelebihan elektron. Dengan demikian, batang plastik menjadi bermuatan negatif. Sebaliknya, ketika batang kaca digosok dengan kain sutera, maka elektron-elektron dari batang kaca berpindah ke kain sutera, sehingga batang kaca kekurangan elektron. Dengan demikian, batang kaca menjadi bermuatan positif. Deret benda yang menunjukkan bahwa benda akan memperoleh muatan negatif bila digosok dengan sembarang benda di atasnya, dan akan memperoleh muatan positif bila digosok dengan benda di bawahnya dinamakan deret tribolistrik. Deret Tribolistrik : 1) Bulu kelinci, 2) Gelas, 3) Mika, 4) Wol, 5) Bulu kucing, 6) Sutra, 7) Kapas, 8) Kayu, 9) Batu Ambar, 10) Damar, 11) Logam(Cu,Ni,Ag), 12) Belerang, 13) Logam(Pt,Au), 14) Seluloid Apakah sobekan kertas yang tertarik oleh penggaris plastik tersebut sebelumnya digosok dulu sehingga bermuatan? Jika tidak, dari mana muatan pada kertas sehingga dapat tertarik oleh penggaris plastic? Sobekan kertas tidak perlu digosokkan, yang di gosok-gosokkan ke rambut adalah penggaris plastik. penggaris yang digosok-gosokkan ke rambut menjadi bermuatan listrik. Muatan listrik itulah yang menyebabkan sobekan kertas kecil dapat tertarik ke penggaris. Penggaris plastik yang digosokkan pada rambut menjadi bermuatan listrik karena elektron dari rambut berpindah ke penggaris plastik, sehingga penggaris plastik kelebihan elektron. Akhirnya penggaris plastik tersebut menjadi bermuatan negatif dan bersifat menarik benda-benda kecil dan ringan termasuk potongan-potongan kertas kecil,sesaat kemudian potongan-potongan kertas kecil lepas kembali karena muatan penggaris tersebut dinetralkan kembali oleh molekul-molekul air di udara yang bersifat polar, yakni muatan negatif penggaris pergi menuju muatan positif molekul-molekul air di udara. Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa sebuah benda netral dapat bermuatan listrik statis dengan cara digosokkan atau jika secara lebih teknis dapat dikatakan bahwa listrik statis dapat tercipta akibat adanya suatu friksi atau gesekan 2 buah material yang berbeda (dalam hal ini digosokkan). Berikut penjelasan secara lebih teknis terkait listrik statis yang terjadi di dunia industri

nomor B sedang dikerjakan tolong tunggu ya

nomor B a) Mistar palstik <-> kain wol Mistar plastik akan mendapatkan sejumlah elektron dari kain wol. Sehingga mistar plastik bermuatan negatif, sedangkan kain wol bermuatan positif. Jika penggaris plastik (-) didekatkan pada penggaris plastik (-) akan terjadi GAYA TOLAK MENOLAK.

nomor B b) Batang Kaca <-> kain sutera batang kaca akan memberikan sejumlah elektron ke kain sutra. Sehingga batang kaca bermuatan positif,sedangkan kain sutera bermuatan negatif. Jika batang kaca (+) didekatkan pada batang kaca (+) akan terjadi GAYA TOLAK MENOLAK.

nomor B c) Mistar palstik <-> kain wol Mistar plastik akan mendapatkan sejumlah elektron dari kain wol. Sehingga mistar plastik bermuatan negatif, sedangkan kain wol bermuatan positif. Kaca <-> kain sutera Kaca akan memberikan sejumlah elektron ke kain sutra. Sehingga kaca bermuatan positif,sedangkan kain sutera bermuatan negatif. Jika penggaris plastik (-) didekatkan pada batang kaca (+) akan terjadi GAYA TARIK MENARIK.

apakah ada yabg kurang jelas?

alhamdulillah tolong jangab lupa berikan bintangnya ya terimakasih sebelumnya

Perlu diketahui pembaca sebelumnya bahwa tulisan ini dibuat tidak untuk menjelaskan panjang lebar mengenai perbedaan listrik statis dan dinamis, karena penulis yakin bahwa telah banyak artikel yang mungkin ada dan bisa menjelaskan hal tersebut. Tulisan ini dibuat untuk memberikan ulasan singkat dan praktis mengenai proses terciptanya listrik statis dan hubungannya dalam penyebab terjadinya kebakaran / ledakan.

Topik bahaya elektrostatik dalam industri telah lama diakui sebagai subjek yang penting tetapi sering disalahpahami. Di satu sisi, terlalu sering kecelakaan terjadi karena kurangnya pemahaman prinsip-prinsip dasar tentang listrik statis. Di sisi lain, dalam perjalanan investigasi kecelakaan ketika tidak ada penyebab yang jelas dapat diidentifikasi, elektrostatik sering disalahkan secara tidak tepat.

Sumber penyalaan / pengapian yang umum di dalam pabrik kimia adalah percikan yang dihasilkan dari akumulasi muatan listrik statis dan pelepasan muatan tiba-tiba. Listrik statis mungkin merupakan sumber penyalaan/pengapian yang paling sulit dipahami. Meskipun banyak upaya telah dilakukan, ledakan serius dan kebakaran yang disebabkan oleh penyalaan listrik statis terus mengganggu industri proses kimia.

Apakah Listrik Statis itu ?

Listrik statis adalah listrik yang tidak mengalir atau listrik yang muatan-muatan listriknya berada dalam keadaan diam. Selanjutnya, untuk menjelaskan bagaimana proses listrik statis bisa muncul dan bahkan menjadi salah satu penyebab kebakaran/ledakan pada industri petrochemical, akan lebih mudah bila dimulai dari penjelasan konsep atom dan pelajaran fisika dasar di bangku SMP tentang peristiwa penggaris bermuatan listrik yang mampu menarik potongan kertas kecil.

1. Konsep ATOM : Ion, Electron, Neutron

Kita telah sama-sama mengetahui bahwa apabila penggaris atau mistar plastik digosok-gosokkan pada rambut yang kering dan didekatkan pada sobekan kertas kecil, maka sobekan kertas kecil tersebut akan tertarik dan menempel pada penggaris. Mengapa hal itu dapat terjadi? Karena penggaris plastik yang digosok-gosokkan pada rambut menjadi bermuatan listrik. Muatan listrik itulah yang menyebabkan sobekan kertas kecil dapat tertarik ke penggaris.

Selanjutnya, tentu timbul pertanyaan, bagaimana muatan listrik tersebut dapat berada pada penggaris? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, kita harus memahami terlebih dahulu penjelasan tentang konsep susunan atom. Semua zat yang ada di alam ini tersusun dari atom yang sangat kecil. Atom tersebut terdiri atas partikel-partikel yang bermuatan positif, negatif, dan netral. Muatan positif disebut proton, muatan negatif disebut elektron dan muatan netral disebut neutron.

Kembali ke masalah penggaris bermuatan listrik, untuk menarik kertas kecil, Apakah harus menggosokkan penggaris mika ke rambut kering? Bagaimana kalau tidak kering, berminyak misalnya?

Mengapa harus yang kering? Tentu karena air mempunyai sifat konduktor yang baik dan energi yang ditimbulkan akibat gosokan antara rambut basah dan sisir plastik akan diserap oleh air tersebut, sehingga tidak muncul gejala kelistrikannya

Inti atom atau disebut nukleus terdiri atas proton dan neutron yang dikelilingi oleh elektron yang bergerak terus-menerus. Elektron pada atom dapat keluar atau masuk ke dalam susunan atom. Jika elektron keluar dari susunan atom, maka jumlah proton dalam atom lebih banyak dari jumlah elektron, sehingga atom menjadi bermuatan positif. Sedangkan apabila elektron masuk pada susunan atom, maka jumlah proton dalam atom lebih sedikit dari jumlah elektron, sehingga atom menjadi bermuatan negatif. Atom akan bersifat netral (tidak bermuatan) bila jumlah proton dalam inti atom sama dengan jumlah electron yang mengitari inti atom tersebut. Setelah memahami penjelasan tersebut, pertanyaan tadi dapat dijawab dengan penjelasan berikut.

Penggaris plastik yang digosokkan pada rambut menjadi bermuatan listrik karena elektron dari rambut berpindah ke penggaris plastik, sehingga penggaris plastik kelebihan elektron. Akhirnya penggaris plastik tersebut menjadi bermuatan negatif.

Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa sebuah benda netral dapat bermuatan listrik statis dengan jalan digosokkan. Contoh lainnya, yaitu ketika batang plastik digosok dengan kain wol, elektron-elektron dari kain wol berpindah ke batang plastik, sehingga batang plastik kelebihan elektron. Dengan demikian, batang plastik menjadi bermuatan negatif. Sebaliknya, ketika batang kaca digosok dengan kain sutera, maka elektron-elektron dari batang kaca berpindah ke kain sutera, sehingga batang kaca kekurangan elektron. Dengan demikian, batang kaca menjadi bermuatan positif.

Deret benda yang menunjukkan bahwa benda akan memperoleh muatan negatif bila digosok dengan sembarang benda di atasnya, dan akan memperoleh muatan positif bila digosok dengan benda di bawahnya dinamakan deret tribolistrik. Deret Tribolistrik : 1) Bulu kelinci, 2) Gelas, 3) Mika, 4) Wol, 5) Bulu kucing, 6) Sutra, 7) Kapas, 8) Kayu, 9) Batu Ambar, 10) Damar, 11) Logam(Cu,Ni,Ag), 12) Belerang, 13) Logam(Pt,Au), 14) Seluloid

Apakah sobekan kertas yang tertarik oleh penggaris plastik tersebut sebelumnya digosok dulu sehingga bermuatan? Jika tidak, dari mana muatan pada kertas sehingga dapat tertarik oleh penggaris plastic?

Sobekan kertas tidak perlu digosokkan, yang di gosok-gosokkan ke rambut adalah penggaris plastik. penggaris yang digosok-gosokkan ke rambut menjadi bermuatan listrik. Muatan listrik itulah yang menyebabkan sobekan kertas kecil dapat tertarik ke penggaris. Penggaris plastik yang digosokkan pada rambut menjadi bermuatan listrik karena elektron dari rambut berpindah ke penggaris plastik, sehingga penggaris plastik kelebihan elektron. Akhirnya penggaris plastik tersebut menjadi bermuatan negatif dan bersifat menarik benda-benda kecil dan ringan termasuk potongan-potongan kertas kecil,sesaat kemudian potongan-potongan kertas kecil lepas kembali karena muatan penggaris tersebut dinetralkan kembali oleh molekul-molekul air di udara yang bersifat polar, yakni muatan negatif penggaris pergi menuju muatan positif molekul-molekul air di udara.

Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa sebuah benda netral dapat bermuatan listrik statis dengan cara digosokkan atau jika secara lebih teknis dapat dikatakan bahwa listrik statis dapat tercipta akibat adanya suatu friksi atau gesekan 2 buah material yang berbeda (dalam hal ini digosokkan). Berikut penjelasan secara lebih teknis terkait listrik statis yang terjadi di dunia industri.

2. Dasar Pemahaman tentang Listrik Statis

Percikan dan busur listrik dapat terjadi dalam operasi normal peralatan listrik tertentu seperti saklar dan perangkat sejenis. Mereka juga terjadi selama gangguan isolasi pada peralatan listrik. Ketika listrik melompati celah di udara, maka pada itu disebut percikan (arc). Kita semua telah akrab dengan percikan listrik yang mungkin melompat dari ujung jari ke pelat logam setelah seseorang berjalan melintasi karpet.

Karena adanya “inertia (kelembaman) listrik” atau disebut induktansi, busur listrik dapat terjadi ketika dua kontak dipisahkan. Inersia atau induktansi ini, memiliki arti bahwa listrik yang sedang mengalir mencoba untuk terus mengalir, sama seperti roda yang sedang berputar mencoba untuk terus berputar. Sirkuit yang mengandung gulungan/kumparan memiliki inersia listrik dalam jumlah besar.

Akumulasi muatan listrik statis adalah hasil dari pemisahan fisik konduktor miskin dari konduktor yang baik atau konduktor miskin lainnya. Ketika bahan yang berbeda potensial saling bersentuhan, elektron bergerak melintasi antarmuka dari satu permukaan ke permukaan yang lain. Setelah pemisahan, lebih banyak elektron tetap berada di satu permukaan daripada di sisi lainnya; satu materi menjadi bermuatan positif dan yang lainnya bermuatan negatif.

Jika kedua bahan tersebut konduktor yang baik, penumpukan muatan sebagai akibat dari pemisahan kecil karena elektron mampu berlarian di antara permukaan. Namun, jika salah satu atau kedua bahan tersebut adalah isolator atau konduktor yang buruk, elektron tidak bergerak dan terperangkap di salah satu permukaan, dan besaran muatan menjadi jauh lebih besar. Proses ini berkaitan dengan apa yang disebut “Proses Relaksasi”.

Proses pelepasan muatan disebut relaksasi, dan waktu relaksasi sering dinyatakan sebagai waktu yang diperlukan untuk muatan tertentu untuk mengurangi setengah nilai aslinya. Jika waktu ini sangat singkat, potensial listrik statis yang besar dalam bahan bakar tidak tercipta karena proses relaksasi mengambil alih dan mengontrol muatan yang dapat meningkat.

Konduktor yang lebih miskin (umumnya produk yang lebih bersih) juga merupakan generator listrik yang lebih miskin; akan tetapi karena waktu relaksasi mereka jauh lebih lama, maka muatan listrik yang besar dapat dihasilkan.

Contoh sehari-hari yang menghasilkan akumulasi muatan listrik statis yaitu berjalan di karpet, menempatkan bahan yang berbeda di mesin pengering, melepas sweater, dan menyisir rambut. Kain yang menempel dan percikan yang kadang terdengar adalah hasil dari penumpukan muatan listrik statis.

3. Bagaimana Listrik Statis Bisa Menjadi Hazard di Dunia Operasi Petrochemical ?

Hal ini berhubungan dengan apa yang disebut “Ignition Source” atau sumber penyalaan. Sumber pengapian atau penyalaan adalah, menurut pengetahuan dan pengalaman ilmiah, sarana pelepasan energi yang mampu memicu penyalaan bahan yang mudah terbakar tertentu ketika bercampur dengan udara. Pada awal 1960-an, evaluasi kejadian kebakaran dan ledakan yang tak terhitung jumlahnya telah menunjukkan bahwa hanya ada 13 sumber pengapian yang berbeda untuk dipertimbangkan dan bertahan hingga saat ini. Hingga saat ini, hanya ditemukan 13 sumber penyalaan / pengapian yang harus ditangani. Mereka tercantum di bawah ini dengan contoh praktis singkat.

Lutgen & Wilson (1997) menyampaikan contoh sumber penyalaan yang dapat terjadi yaitu :

1.  Permukaan panas : pipa pemanas; casing alat listrik
2. Nyala Api & Gas Panas : autogeneous welding; exhaust gases
3. Mechanical sparks : pemotongan abrasif; gas flint lebih ringan
4.  Peralatan Listrik : electrical sparks saat menghubungkan atau memutus breaker
5. Cathodic protection, transient current sneak current : hubungan singkat ke bumi
6. Listrik Statis : spark discharge; brush discharge
7. Sambaran Petir
8. Gelombang Elektromagnetic (high frequency range) : induction heating; radiotelephone
9. Gelombang electromagnetic (optical range) : photo flash; laser
10. Ionizing radiation : X-rays; UV-rays
11. Ultrasonics : ultrasonic cleaning; ultrasonic testing
12. Tekanan Adiabatic : panas kompresi; drift wave
13. Reaksi Kimia : exothermic process

Dari penjelasan di atas dapat diketahui bahwa listrik statis menjadi sebuah hazard yang mengerikan dalam dunia industri khususnya petrochemical karena ia merupakan salah satu sumber penyalaan atau kebakaran yang “sering terabaikan”.

Bahaya utama listrik statis adalah percikan dari muatan listrik yang dapat menyalakan campuran yang mudah terbakar. Cairan yang mudah terbakar - seperti bensin, minyak tanah, bahan bakar jet, bahan bakar minyak dan produk sejenis - menjadi bermuatan listrik statis dari proses pemompaan, mengalir melalui pipa, menyaring, atau dengan air yang mengendap melalui mereka. Cairan yang berbeda tentu saja menghasilkan jumlah listrik statis yang berbeda. Bahan bakar cair hidrokarbon yang dimurnikan sangat bervariasi dalam kemampuannya untuk menghasilkan listrik statis. Secara garis besar, produk yang bersifat konduktor yang lebih baik juga merupakan generator listrik statis yang lebih baik; akan tetapi karena mereka adalah konduktor yang lebih baik, listrik statis yang dihasilkan akan dibuang jauh lebih mudah. Dalam kebanyakan kasus muatan elektrostatik yang dihasilkan dalam cairan dilepaskan secara instan ke tanah karena cairannya adalah konduktor yang baik.

Tetapi ada beberapa kasus di mana muatan terakumulasi dalam cairan karena cairan itu memiliki konduktivitas listrik yang rendah. Cairan seperti itu disebut akumulator statis. Akumulator statis didefinisikan sebagai suatu zat yang dapat mengakumulasi muatan elektrostatik dan mempertahankan muatan itu untuk jangka waktu yang signifikan. Zat-zat non konduktif menahan muatan karena muatan tidak dapat mengalir melalui atau melintasi substansi ke tanah. Benda konduktif yang tidak dibumikan juga merupakan akumulator listrik statis. Cairan akumulator listrik statis umumnya ditemukan dalam produk turunan minyak yang lebih halus.

Namun, perlu diketahui sebelumnya, untuk menyebabkan penyalaan elektrostatik yang dapat menimbulkan kebakaran atau ledakan, empat (4) item harus tersedia di tempat, yaitu :

1.   Campuran uap yang mudah terbakar,

2.   Alat/sarana untuk memisahkan muatan elektrostatik,

3.   Sarana untuk mengakumulasi muatan listrik yang terpisah, dan

4.   Pelepasan muatan elektrostatik dalam campuran uap yang mudah terbakar.

Contoh-contoh industri umum dari kegiatan yang dapat menimbulkan listrik statis yaitu memompa cairan nonkonduktif melalui pipa, mencampurkan cairan dengan sifat tak dapat bercampur, transfer bahan padatan secara penumatik, dan kebocoran uap yang kontak dengan konduktor tidak tergrounding. Muatan statis dalam contoh-contoh ini terakumulasi untuk mengembangkan tegangan yang besar. Grounding kemudian menghasilkan percikan besar dan cukup energi. Untuk operasi industri di mana uap yang mudah terbakar dapat muncul, setiap akumulasi muatan melebihi 0,1 mJ dianggap berbahaya. Muatan statis sebesar ini mudah dihasilkan. sebagai contoh, penumpukan muatan listrik statis yang dibuat dengan berjalan melintasi karpet rata-rata sekitar 20 mJ dan mencapai beberapa ribu volt.

Pelepasan muatan elektrostatik terjadi ketika dua material dengan beda potential atau kutub berada pada jarak cukup berdekatan untuk menghasilkan transfer muatan. Dalam lingkungan yang eksplosif, pengalihan muatan yang tiba-tiba ini mungkin memiliki cukup energi untuk menjadi sumber penyalaan. Untuk mencegah penyalaan ini, kita harus memahami konsep :

(1) bagaimana muatan listrik dapat terakumulasi pada objek,

(2) bagaimana muatan listrik dilepaskan dengan cara transfer muatan, dan

(3) bagaimana memperkirakan energi yang dihasilkan pada saat pelepasan muatan sehubungan dengan Minimum Ignition Energy (MIE) pada lingkungan eksplosif.

4. Akumulasi Muatan Listrik Statis

Ada empat proses akumulasi muatan yang relevan dengan pelepasan elektrostatik berbahaya di pabrik kimia, antara lain:

• Contact and Frictional Charging : Ketika dua bahan, dengan satu isolator, dibawa ke dalam suatu kontak, pemisah muatan terjadi pada antarmuka. Jika kedua objek tersebut kemudian dipisahkan, beberapa muatan tetap terpisah, menjadikan dua material memiliki muatan berlawanan tetapi dengan besaran yang sama.
• Double Layer Charging : Pemisahan muatan terjadi pada skala mikroskopik dalam cairan pada setiap antarmuka (padat-cair, gas-cair, atau cairan-cair). Ketika cairan mengalir, ia membawa muatan dan meninggalkan muatan dengan tanda berlawanan di permukaan lain, misalnya, dinding pipa.
• Induction Charging : Fenomena ini hanya berlaku untuk bahan yang konduktif secara elektrik. Seseorang dengan sepatu berinsulasi, misalnya, dapat mendekati bejana overhead yang bermuatan positif (yang sebelumnya diisi dengan padatan bermuatan positif). Elektron dalam tubuh orang tersebut (kepala, bahu, dan lengan) bermigrasi ke arah muatan positif pada vessel, sehingga mengumpulkan muatan positif dalam jumlah yang sama pada sisi tubuh yang berlawanan. Ini meninggalkan bagian bawah tubuh yang bermuatan positif oleh induksi. Ketika benda logam disentuh, ada transfer elektron, menciptakan percikan api.
• Charging by Transfer/Transport : Ketika tetesan cairan atau partikel padat bermuatan mengendap pada objek yang terisolasi, objek menjadi bermuatan. Muatan yang ditransfer adalah sebuah fungsi dari kapasitansi objek dan konduktivitas tetesan, partikel, serta antarmuka.

5. Pelepasan Listrik Statis

Objek yang terisi muatan listrik dapat dibuang ke tanah atau ke objek dengan muatan berlawanan ketika intensitas medan melebihi 3 MV/m (tegangan tembus udara) atau ketika permukaan mencapai densitas muatan maksimum 2,7 X l0-5 C/m2 oleh salah satu dari enam metode berikut ini :

• spark discharge : pelepasan muatan antara dua benda logam dan berbentuk seperti “spark”. Karena kedua objek bersifat konduktif, elektron bergerak keluar pada satu titik objek yang bermuatan, dan mereka memasuki objek kedua pada satu titik. Oleh karena itu, ia adalah percikan dengan energi yang cukup untuk dapat memicu penyalaan debu atau gas yang mudah terbakar.
• propagating brush discharge, : pelepasan muatan dari konduktor yang diarde ketika berdekatan dengan insulator bermuatan yang bersandar/menempel pada konduktor yang tergrounding. Pelepasan ini memiliki cukup energi, dan mereka dapat menyalakan gas dan debu yang mudah terbakar. Data menunjukkan bahwa propagating brush discharge tidak mungkin terjadi jika breakdown voltage dari insulator adalah 4 kV atau kurang.
•  conical pile discharge : brush discharge yang terjadi pada permukaan kerucut di sebuah tumpukan powder. Pelepasan muatan model ini terkait dengan transfer bahan isolasi polimer butiran ke dalam wadah besar dan silo. Pelepasan ini adalah hasil langsung dari pemadatan bubuk. Bubuk organik non-konduktif rentan terhadap fenomena ini. Kondisi yang diperlukan untuk pelepasan ini adalah (1) bubuk dengan resistivitas tinggi (1010 ohm m), (2) bubuk dengan partikel kasar (> 1 mm), (3) bubuk dengan muatan tinggi terhadap rasio massa (misalnya, dicharge oleh transportasi pneumatik), dan (4) laju pengisian di atas sekitar 0,5 kg/s.
• brush discharge : pelepasan muatan antara konduktor berujung tajam (radius 0,1-100 mm) dengan konduktor lain atau permukaan isolator yang bermuatan. pelepasan ini memancar dari konduktor dengan konfigurasi seperti sikat (brush). Pelepasan ini kurang kuat dibandingkan dengan spark discharge, dan tidak mampu untuk membakar dust. Namun, brush discharge dapat memicu penyalaan pada gas yang mudah terbakar.
• lightning-like discharge : Dalam kondisi atmosfer tertentu, energi dapat disimpan dalam awan dengan jumlah yang besar. Energi ini dapat dilepas mirip seperti pada sambaran petir. Contohnya adalah pelepasan muatan dari sebuah awan di lingkungan campuran uap ke atas permukaan powder dalam suatu vessel. Diketahui dari percobaan bahwa pelepasan tipe ini tidak terjadi di vessel atau wadah dengan volume kurang dari 60 m3 atau dalam silo dengan diameter kurang dari 3 m.
• corona discharge : mirip dengan brush discharge. elektroda konduktor memiliki titik yang tajam. pelepasan dari elektroda semacam itu hanya memiliki energi yang cukup untuk menyalakan gas yang paling sensitif (misalnya, hidrogen).

6. Energi Sumber Pengapian Elektrostatik

Sebuah percikan dihasilkan antara dua konduktor ketika jarak antara konduktor lebih kecil jika dibandingkan dengan diameter konduktor dan ketika intensitas medan listrik antara konduktor adalah sekitar 3 MV/m. Brush discharge dihasilkan jika jarak antara konduktor besar dibandingkan dengan jari-jari kelengkungan konduktor.

Kriteria yang biasanya digunakan untuk memperkirakan potensi bahaya pelepasan muatan adalah untuk membandingkan MIE campuran bahan bakar-udara dengan energi equivalent dari pelepasan. Penentuan eksperimental yang tepat dari MIE sering diperlukan di bawah kondisi spesifik sistem.

MIE untuk sejumlah gas dan debu yang mudah terbakar biasanya dapat diketahui dari tabel atau buku artikel hasil dari penelitian para ahli. Energi pelepasan listrik statis adalah fungsi dari akumulasi muatan. Dalam pengaturan industri, akumulasi muatan ini biasanya merupakan hasil dari “contact / friction charging” pada aliran padatan dan “double layer charging” pada cairan yang mengalir. Dalam setiap kasus, muatan (elektron) diangkut dengan materi.

7. Mengendalikan Bahaya Listrik Statis

Penumpukan muatan, percikan yang dihasilkan, dan penyalaan bahan yang mudah terbakar adalah kejadian yang tak terelakkan jika metode kontrol tidak digunakan secara tepat. Namun dalam prakteknya, insinyur desain mengenali masalah ini dan memasang fitur-fitur khusus untuk mencegahnya

(1)  percikan dengan menghilangkan penumpukan dan akumulasi muatan listrik statis dan

(2)  penyalaan dengan melemahkan sekitarnya.

Inerting adalah metode yang paling efektif dan andal untuk mencegah penyalaan. Ia selalu digunakan ketika bekerja dengan cairan yang mudah terbakar yang 5°C (atau kurang) di bawah titik nyala (gelas tertutup). Metode untuk mencegah penumpukan muatan dijelaskan dalam paragraf berikut.

Metode Desain Umum Untuk Mencegah Pengapian Elektrostatik

Tujuan desainnya adalah untuk mencegah akumulasi muatan pada suatu produk (cairan atau powder) serta benda-benda di sekitarnya (peralatan atau personil). Tiga metode digunakan untuk mencapai tujuan ini yaitu:

1)   Mencegah muatan dari proses akumulasi ke tingkat yang berbahaya dengan mengurangi laju “charge generation” dan meningkatkan laju “charge relaxation”. Metode ini umumnya digunakan ketika menangani cairan.

2)   Mencegah muatan dari proses akumulasi ke tingkat yang berbahaya dengan merancang sistem untuk menerapkan “charge reduction” dengan cara pelepasan muatan dengan energi yang rendah. Metode ini umumnya digunakan saat menangani powder / bubuk.

3)   Ketika pelepasan muatan listrik berbahaya tidak dapat dihilangkan, kemudian dilakukan dengan mencegah kemungkinan penyalaan dengan mempertahankan tingkat oksidan di bawah tingkat yang mudah terbakar (inerting) atau dengan mempertahankan tingkat bahan bakar di bawah LFL atau di atas UFL. Langkah-langkah untuk mengurangi konsekuensi ledakan juga merupakan pilihan untuk dipertimbangkan (misalnya, deflagration venting dan explosion suppression).

Fitur desain khusus untuk mencegah penyalaan elektrostatik antara lain sebagai berikut :

Spark Discharge dicegah dengan cara grounding dan bonding. Prosedur ini mencegah dua benda logam (dekat satu sama lain) dari memiliki potensi yang berbeda. Grounding dan bonding digunakan terutama untuk mencegah keberadaan bagian atau benda logam yang terisolasi. Perbedaan tegangan antara dua bahan konduktif dikurangi menjadi nol dengan menghubungkan (mengikat) dua material (bonding) dan/atau menghubungkan material ke tanah (grounding). Bonding dan grounding mengurangi tegangan seluruh sistem ke ground level atau tegangan nol. Mereka juga menghilangkan akumulasi muatan listrik antara berbagai bagian sistem, menghilangkan potensi percikan listrik statis.

Propagating brush discharge dicegah dengan menjaga permukaan non-konduktif atau pelapis cukup tipis atau cukup konduktif untuk memiliki beakdown voltage di bawah 4 kV. Pelepasan muatan ini juga dicegah dengan menjaga backing logam tetap dibumikan, untuk menghilangkan akumulasi muatan berdensitas tinggi pada antarmuka logam dan muatan yang berlawanan pada permukaan nonkonduktor.

Conical Pile Discharge dapat dicegah dengan meningkatkan konduktivitas (aditif), dengan menurunkan laju/tingkat pengisian di bawah 0,5 kg/s, atau dengan menggunakan wadah dengan volume kurang dari 1 m3. Cara yang paling efektif untuk mencegah penyalaan dari conical pile discharge adalah inerting.

Brush Discharge dicegah dengan menjaga permukaan nonkonduktif cukup tipis atau cukup konduktif untuk memiliki breakdown voltage (Ud) 4 kV. Lapisan / coating non-konduktif dengan ketebalan lebih dari 2 mm, bagaimanapun, mampu menimbulkan brush discharge bahkan dengan Ud kurang dari 4 kV. Untuk mencegah brush discharge, ketebalan coating kurang dari 2 mm diperlukan. Ini memperbaiki muatan listrik yang terakumulasi pada nonkonduktor, dan muatan listrik tetap tidak dapat ditransfer dalam brush discharge. Brush discharge dari cairan nonkonduktif dapat dicegah dengan meningkatkan konduktivitas menggunakan zat aditif yang konduktif. Cara yang paling efektif untuk mencegah penyalaan dari brush discharge adalah inerting.

Lightning-like discharges dicegah dengan menjaga volume wadah atau vessel kurang dari 60 m atau diameter vessel kurang dari 3 m. Jika kondisi ini tidak terpenuhi, maka sistem perlu dibuat inert.

8. Syarat Terjadinya Api atau Kebakaran

Pembakaran bahan bakar di udara terjadi antara partikel terkecil bahan bakar, yaitu molekul, dan oksigen. Dengan bahan bakar cair, campuran bahan bakar / oksigen molekul mudah dihasilkan oleh penguapan bahan bakar cair. Namun, dalam kasus bahan bakar padat perlu untuk memecah ikatan kimia mereka sehingga molekul hidrokarbon mereka dibebaskan untuk bereaksi dengan oksigen. Pada dasarnya, kebakaran atau ledakan akan terjadi ketika bahan bakar, oksigen dan sumber pengapian ada bersama-sama dalam apa yang dikenal sebagai “segitiga api”. Di sisi lain, jika salah satu komponen ini tidak ada maka api tidak akan muncul.

Meskipun pendapat teori yang terakhir ini dipercaya benar oleh kebanyakan orang, seharusnya, pada saat yang sama, disadari bahwa kehadiran tiga komponen tersebut tidak selalu mengarah pada pembakaran. Hal ini dapat ditunjukkan dengan eksperimen sederhana. Ketika korek api jatuh ke kerosin, ia menjadi padam tanpa menyebabkan penyalaan. Namun, ketika minyak tanah dipanaskan hingga 45ºC, korek api yang menyala menyebabkan penyalaan dan cairan terus membara di permukaannya.

“Segitiga Api” itu sebenarnya hanya cara menjelaskan teori kebakaran oleh atau kepada “orang awam”. Kehadiran bahan bakar, oksigen dan sumber pengapian (segitiga api) saja sebenarnya tidak cukup untuk menyebabkan kebakaran atau ledakan. Mereka harus berinteraksi dengan cara yang ditentukan, atau istilahnya harus memiliki kondisi tertentu seperti:

1. Campuran yang mudah terbakar harus berada dalam flammability range
2. Konsentrasi oksigen harus lebih besar dari sekitar 10 persen
3. sumber penyalaan harus melepaskan (mencapai) setidaknya MIE yang sesuai

Sekali lagi, listrik adalah hazard yang tidak terlihat. Selain potensinya untuk menyebabkan electrical shock, ia juga merupakan “ignition source” yang sering “terabaikan”. Ketidakpahaman kita akan teori “electrostatic” akan malah menambah kesalahan dalam melaksanakan hazard control. Telah banyak kejadian catastrophic yang telah terjadi di dunia akibat listrik statis yang mungkin bisa dipelajari untuk lebih detailnya.

Aceh Timur, 2 April 2017

-FDP-

Sumber :

1.    Crowl, Louvar. 2002. Chemical Process Safety – Fundamentals with Applications.

2.    Lawrence G. Britton. 1999. A CCPS Concept Book - Avoiding Static Ignition Hazards in Chemical Operations.

3.    Thomas H. Pratt. 2000. A CCPS Concept Book - Electrostatic Ignitions of Fires and Explosions.

4.    Luttgens, Wilson. 1997. Electrostatic Hazards.

5.    BP International Limited. 2006. BP Process Safety Series - Hazards of Electricity and Static Electricity.

6.    Luttgens et all. 2017. Static Electricity – Understanding, Controlling, Applying.

7.    http://terminaltechno.blog.uns.ac.id/2009/11/07/aplikasi-dan-gejala-listrik-statis-dalam-kehidupan-sehari-hari/