TINJAUAN ASPEK KESELAMATAN UJI STATIK ROKET DENGAN PROPELAN KEROSEN-ASAM NITRAT TERHADAP MANUSIA DAN LINGKUNGAN Arff Nur Haklm">, AzisTrlanto, Pramujo Wldlatmoko, Risky Darmawan •> ') Jurusan Teknik Klmia, ITB ") Penelltl Bldang Propulsi, Pustekwagan, LAPAN
ABSTRACT Liquid propellant rocket h a s some advantages compared to solid propellent rocket. The consumption a n d ratio of fuel to oxydizer can be controlled to produce desired t h r u s t . One of non-cryogenic propellant still in u s e today is a combination of kerosene a n d nitric acid. However, the u s e of this propellant leaves t h e problem due to its characters. Nitric acid is a very corrosive liquid a n d c a n cause a serious effect to t h e h u m a n body. The study on safety of static test of liquid propellant rocket h a s been done. In t h e static test, kerosene and nitric acid will be injected, mixed and burned in t h e rocket combustion c h a m b e r a n d produce high pressure a n d high t e m p e r a t u r e gas. The product gas of combustion then will be blown out through t h e nozzle to the air to produce the thrust. The result of study devide rocket static test area into 5 zones. Zone 1, the most dangerous area, is the area within 3 m radius from static test bed a n d zone 2, 3 - 40 m, is t h e area affected by dangerous gases. Direct observation c a n be done in 50 m with b u n k e r protection. Keywords : Static test. Safety, Effect analysis. Liquid propellant rocket ABSTRAK Roket propelan cair memiliki beberapa kelebihan bila dibandingkan dengan roket propelan padat. J u m l a h d a n perbandingan b a h a n bakar t e r h a d a p oksidator dapat diatur u n t u k menghasilkan gaya dorong yang diingrnkan. Salah s a t u propelan yang digunakan saat ini adalah pasangan kerosen d a n a s a m nitrat. N a m u n , penggunaan propelan ini m e m u n c u l k a n m a s a l a h akibat karakter propelannya. Asam nitrat adalah cairan y a n g sangat korosif d a n dapat m e n y e b a b k a n efek y a n g serius t e r h a d a p t u b u h m a n u s i a . Tinjauan terhadap keselamatan dalam uji statik roket cair telah dilakukan. Pada uji statik, kerosen d a n asam nitrat a k a n diinjeksi ke dalam ruang bakar d a n bereaksi sehingga menghasilkan gas bertekanan d a n bertemperatur tm 6 g i yang kemudian disemburkan melalui nosel u n t u k menghasilkan gaya dorong. Dari hasil kajian, daerah pengujian dibagi menjadi 5 zona. Zona 1, d a e r a h yang paling berbahaya berjarak 0 - 3 m, d a n zona 2, 3 - 40 m, adalah daerah yang masih dipengaruhi oleh gas-gas berbahaya. Pengamatan langsung dapat dilakukan p a d a j a r a k 50 m dengan perlindungan b a n g u n a n . Kata kunci: Uji statik, Keselamatan, Analisis dampak, Roket berpropelan cair 1
PENDAHULUAN
Program roket propelan cair telah dimulai di LAPAN u n t u k m e n d u k u n g program-program kedirgantaraan, dengan dikembangkannya roket berpropelan kerosen dan gas oksigen. Namun pasangan propelan cair d a n gas terbentur p a d a b e s a m y a gaya dorong yang m a m p u dihasilkan k a r e n a terbatasnya r u a n g
yang m a m p u mengangkut propelan yang berbentuk gas. Karena itu, s a a t ini telah dimulai pengembangan roket dengan propelan cair. Dari segi fisiknya, a d a 2 jenis propelan cair yang u m u m digunakan yaitu propelan cryogenic {propelan dengan s u h u ekstrim rendah) dan noncryogenic. Dengan pertimbangan ketersediaan fasilitas d a n teknologinya, pada pengembangan roket cair saat ini 131
digunakan propelan non-cryogenic, kerosen sebagai b a h a n bakar d a n a s a m nitrat sebagai oksidator. Namun, p e n g g u n a a n propelan ini m e m u n c u l k a n beberapa p e r m a s a l a h a n yang berkaitan d e n g a n sifat a s a m dari a s a m nitrat yang korosif dan dapat menyebabkan gangguan k e s e h a t a n d a n efek p a d a lingkungan. Untuk mencegah terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan, k h u s u s n y a p a d a s a a t uji statik d a n uji terbang, m a k a dilakukan peninjauan terhadap a s p e k keselamatan p a d a s a a t uji statik roket yang m e n g g u n a k a n propelan a s a m nitrat d a n kerosen. Percobaan dilakukan pada fasilitas uji statik yang b e r a d a p a d a r u a n g t e r b u k a d e n g a n m e n g g u n a k a n laju alir kerosen 0,324 L / s d a n 1,102 L / s . Laju alir a s a m nitrat sebesar 0,68 L / s d a n 2,27 L / s . Tekanan r u a n g b a k a r diatur sebesar 30 atm. Pada s a a t p e m b a k a r a n terjadi, temperatur r u a n g b a k a r diperkirakan mencapai 2994° K. Waktu pemb a k a r a n selama 8 detik. Gaya dorong yang dihasilkan d i h a r a p k a n mencapai 3 0 0 k g f d a n 1000 kgf. Aspek-aspek yang a k a n ditinjau meliputi p e n g a r u h yang mungkin timbul apabila terjadi kegagalan uji coba, baik kegagalan penyalaan mula, kegagalan k a r e n a kesalahan struktur, kegagalan k a r e n a terjadinya ledakan, m a u p u n kegagalan kesalahan m a n u s i a . Selain itu j u g a ditinjau perancangan s u s u n a n alat u n t u k mengurangi resiko p a p a r a n zat berbahaya, d a n pemilihan material u n t u k meminimalkan kebocoran akibat korosi a s a m nitrat. 2
TINJAUAN SIFAT-SIFAT HNO3 DAN KEROSEN
2.1 MSDS (Material Safety Data Sheets) Asam Nitrat Asam nitrat (HNO3) m e r u p a k a n salah s a t u a s a m k u a t yang dapat digunakan sebagai oksidator roket cair. Sifat-sifat fisik d a n kimia dari b a h a n HNO3 dapat dilihat p a d a Tabel 2 - 1 : 132
Tabel 2 - 1 : SIFAT-SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN ASAM NITRAT Jernih tidak berwarna sampai kuning pucat Bau Berbau kuat Kelarutan Larut dalam air PH 1.0 Titik didih (°C) 72 Titik leleh (°C) 42 Tekanan uap 6.8 (mmHg) Tampilan
Berdasarkan data MSDS, a s a m nitrat berpotensi menyebabkan gangguan kesehatan. Beberapa gangguan kesehatan yang teridentifikasi a n t a r a lain: • Mata terbakar parah dan bisa menyebabkan k e r u s a k a n p e r m a n e n p a d a mata, • Iritasi p a r a h p a d a kulit d a n bisa menyebabkan k e r u s a k a n jaringan kulit, • Apabila tertelan, a k a n m e n y e b a b k a n gangguang s a l u r a n p e n c e r n a a n p a r a h . J u g a bisa menyebabkan perforasi dari saluran pencernaan, • Bila terhirup, bisa menyebabkan kematian. Efeknya mungkin terasa setelah beberapa saat, • Iritasi pada saluran p e r n a p a s a n dengan sakit seperti terbakar di hidung d a n tenggorokan, batuk, pernapasan pendek, d a n edema paru-paru, • Bila sering terhirup, bisa menyebabkan bronkhitis kronis. Paparan yang sering, dapat menyebabkan k e r u s a k a n gigi. B a t a s a n p a p a r a n a s a m nitrat m e n u r u t beberapa s t a n d a r dapat dilihat pada Tabel 2-2. Asam nitrat diidentifikasi menyebabkan gangguan biokimia d a n metabolisme pada tikus. Dosis maksimum yang dapat diterima oleh tikus adalah Toxic Dose Low (TDLo) = 2345 mg/kg. Terhadap lingkungan, ditengarai bahwa zat ini mempengaruhi mosquito fish Threshold Limit median (TLm) = 72 p p m / 9 6 H fresh water) d a n Cockle Lethal Dose (LD50) = 330-1000 p p m / 4 8 H salt water). Sejauh ini, a s a m nitrat tidak diidentifikasi sebagai penyebab kanker oleh American Conference of Governmental Indusdtrial Hygienists (ACGIH), IARC, National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), National Toxicology Program (NTP), a t a u p u n (Occupational Safety and Health Administration) OSHA.
Berdasarkan National Fire Protection Agency (NFPA), a s a m nitrat a k a n bereaksi t e r h a d a p lebih dari 150 b a h a n , serta dapat menghasilkan ledakan apabila bereaksi dengan b a h a n organik dan b a h a n yang m u d a h terbakar. Asam nitrat terdekomposisi ketika kontak dengan u d a r a , cahaya, m a u p u n b a h a n organik. Salah satu hasil dekomposisinya yang berbahaya adalah nitrogen oksida. 2.2 MSDS Kerosen Kerosen banyak digunakan sebagai b a h a n bakar yang sifat-sifat fisik dan kimianya dapat dilihat p a d a Tabel 2-3: Tabel 2-3: SIFAT-SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN KEROSEN
gejala nausea, vomiting, d a n diare. J u g a berpotensi m e r u s a k s a l u r a n p e r n a p a s a n d a n paru-paru, • Bila terkena kulit d a n m a t a , d a p a t menyebabkan iritasi, • Kerosen diidentifikasi sebagai tumorigen dan mutagen. Batasan paparan kerosen menurut standar Draize adalah 500 mg (Skin, rabbit, severe) d a n >500 m g / k g (Oral rat LD50). Kerosen stabil dalam kondisi u m u m penyimpanan dan penggunaan. Bila terbakar, kerosen menghasilkan karbon dioksida d a n k a r b o n monoksida yang d a p a t m e n cemari dan membahayakan lingkungan. Kerosen m u d a h terbakar d a n tidak stabil bila bercampur dengan oksidator kuat. 3
Berdasarkan data MSDS, gangguan kesehatan yang teridentifikasi a n t a r a lain: • Bila terhirup, a k a n menyebabkan iritasi s a l u r a n p e r n a p a s a n . Gejalanya b e r u p a batuk, pusing, rasa terbakar di dada, d a n koma, • Bila tertelan dapat menyebabkan iritasi p a d a saluran pencernaan dengan
ANALISIS POHON KEGAGALAN [FAULT TREE ANALYSIS)
Kegagalan percobaan dapat mengakibatkan lepasnya kerosen d a n a s a m nitrat ke lingkungan. Secara garis besar, pohon kegagalan dapat dilihat p a d a Gambar 3-1. Beberapa kejadian yang mungkin menyebabkan lepasnya zat ke lingkungan a d a l a h ledakan akibat proses pembakaran yang tidak terkendali, kegagalan sistem penyalaan, kebocoran alat, d a n kebakaran. Analisis pohon kegagalan dilakukan u n t u k mengantisipasi lepasnya zat berbahaya ke lingkungan dan kerusakan yang mungkin ditimbulkan. Zat yang terdispersi ke lingkungan d a p a t b e r u p a u a p m a u p u n cairan. Analisis sebaran dilakukan u n t u k mengetahui luas daerah yang terpengaruh oleh a d a n y a dispersi tersebut. 133
G a m b a r 3 - 1 : Pohon kegagalan percobaan roket cair 4
ANALISIS SEBARAN
Zat yang lepas a k a n menyebar ke lingkungan. Apabila zat tersebut berfasa gas, p e n c a m p u r a n dengan u d a r a a k a n menurunkan konsentrasinya sampai a m b a n g batas yang dapat ditoleransi. Ambang b a t a s kerosen d a n a s a m nitrat d a p a t dilihat p a d a . p e m b a h a s a n MSDS sebelumnya. J a r a k d a n waktu yang diperlukan sampai tercapainya ambang b a t a s tersebut m e r u p a k a n batas a m a n . Dengan menghitung keduanya, daerah p a p a r a n gas dapat ditentukan sehingga p e n g a m a n a n dapat dilakukan dengan efektif. Apabila zat yang lepas berwujud cair, genangan a k a n terjadi di sekitar tempat percobaan d a n a k a n menguap sehingga dapat menyebabkan atmosfer terkontaminasi zat berbahaya. Tekanan yang tinggi dapat menyebabkan sebaran genangan cairan yang luas. Analisis dispersi dilakukan dengan mempertimbangkan kejadian berikut: • Kerosen tidak terbakar sempurna. Dalam k a s u s ini, gas yang terdispersi terdiri dari c a m p u r a n kerosen, a s a m nitrat, karbon dioksida, karbon monoksida, d a n nitrogen oksida, • Kerosen d a n a s a m nitrat tidak bereaksi d a n lepas ke u d a r a dalam bentuk u a p , b e r u p a butiran-butiran h a l u s , 134
• Kerosen terbakar sempurna. Hasil pembakaran diasumsikan berupa campuran asam nitrat, karbon dioksida, d a n nitrogen oksida, • Ledakan akibat reaksi tidak terkendali dari kerosen dan asam nitrat. Besarnya k e k u a t a n ledakan dihitung dalam ekivalen TNT, dengan a s u m s i seluruh kerosen bereaksi, • Genangan kerosen d a n a s a m nitrat cair di sekitar lokasi percobaan. Perhitungan sebaran gas dilakukan berdasarkan p e r s a m a a n dari Center for Chemical Process Safety-Chemical Process Quantitative Risk Analysis (CCPS-CPQRA) dengan asumsi kelas stabilitas F d a n kecepatan angin 2 m / s . Ambang b a t a s konsentrasi a s a m nitrat yang dinyatakan sebagai b a t a s a m a n adalah 2 ppm. Asam nitrat p a d a konsentrasi 50 ppm, dimana alat perlindungan k h u s u s diperlukan, j u g a digambarkan dalam isoplet. Batas konsentrasi kerosen yang digunakan adalah 0,7% Lower Flemmability Limit (LFL) sampai dengan 5%-volum Upper Flemmability Limit (UFL). Daerah di antara LFL d a n UFL m e r u p a k a n d a e r a h m u d a h terbakar. Tinggi lokasi nosel roket diasumsikan 1 m dari p e r m u k a a n t a n a h . Perhitungan dilakukan dengan mempertimbangkan kondisi terburuk. Persamaan yang digunakan dalam perhitungan adalah sebagai berikut.
yang dikeluarkan adalah 27,6 kg, d a n kerosen sebanyak 7,048 kg. Gambar 4-1 m e n u n j u k k a n plume isoplet HNO3 p a d a kondisi tersebut dengan laju keluaran 54,76 gm/detik. J a r a k isoplet 2 ppm downwind adalah 1120 m dengan lebar m a k s i m u m 34,59 m. Pada kondisi percobaan, j u m l a h HNO3 yang keluar j a u h lebih kecil dari j u m l a h tersebut. Bila diasumsikan 6 0 % dari a s a m nitrat bereaksi, m a k a isoplet menjadi seperti Gambar 4-2. J a r a k isoplet 2 ppm adalah 570 m downwind d a n lebar m a k s i m u m sebaran adalah 26,3 m.
Skenario kejadian a d a n c merupakan kondisi ketika Asam Nitrat bereaksi dengan Kerosen. Dalam skenario tersebut, c a m p u r a n u a p Asam Nitrat dan Kerosen p a d a t e k a n a n 30 atm d a n temperatur b a k a r mendekati 2994° K keluar dari nosel roket. Dengan waktu pembakaran 8 detik, u a p asam nitrat
Kerosen yang terdispersi p a d a temperatur 2994° K dengan a s u m s i seluruh kerosen terdispersi dengan laju keluaran 24,29 gm/detik dapat dilihat pada gambar 4 - 3 . Daerah sebarannya mencapai 800 m downwind d a n lebar 25,4 m crossword. Pada kondisi percobaan, j u m l a h kerosen yang terdispersi lebih kecil dari j u m l a h tersebut. Bila diasumsikan 80% dari kerosen bereaksi, m a k a isoplet menjadi seperti terlihat p a d a Gambar 4-4. J a r a k isoplet 2 p p m adalah 330 m downwind d a n lebar m a k s i m u m sebaran adalah 10,77 m.
Gambar 4 - 1 : Sebaran HNO3 u n t u k roket 1000 kgf, isoplet 2 p p m d a n 50 p p m pada temperatur 2994° K 135
G a m b a r 4-2: Sebaran HNO3 u n t u k roket 1000 kgf, isoplet 2 ppm d a n 30 ppm pada temperatur 2994° K, 60% a s a m nitrat bereaksi
Gambar 4-3: Sebaran kerosen u n t u k roket 1000 kgf, isoplet 0,7 ppm d a n 5 ppm pada temperatur 2994° K
136
Radius tersebut berdasarkan sebaran di p e r m u k a a n tanah. Sedangkan daerah sebaran a s a m nitrat dengan k a d a r 30 p p m adalah 60 m downwind. Dalam radius tersebut, personel yang menangani percobaan d i h a r u s k a n memakai perlindungan k h u s u s . Sebaran kerosen dapat dilihat p a d a Gambar 4-6 dengan isoplet LFL d a n UFL dari kerosen. J a r a k b a t a s UFL dari sumber dispersi sesuai dengan hasil hitungan adalah 70 m d a n LFL sejauh 230 m. Daerah di a n t a r a k e d u a j a r a k tersebut m e r u p a k a n daerah yang dapat terbakar sehingga h a r u s dihindarkan dari s u m b e r api a t a u p u n percikan. Skenario d memperhitungkan ledakan yang disebabkan oleh Vapor Cloud Explosion. (VCE) dapat terjadi apabila cairan yang m u d a h terbakar m a u p u n gas terlepas dengan cepat ke lingkungan yang mengandung oksigen d a n menyala p a d a konsentrasi di atas
batas bawah penyalaan LFL. VCE terjadi apabila memenuhi kondisi berikut: • Bahan yang terdispersi mudah terbakar, • Awan u a p yang terbentuk memiliki u k u r a n yang cukup, • Penyalaan terjadi 1 sampai d e n g a n 5 menit setelah terbentuk awan tersebut. Besarnya kekuatan ledakan dihitung menggunakan metode ekivalen TNT, dengan asumsi seluruh kerosen bereaksi. Persamaan yang d i g u n a k a n adalah sebagai berikut:
Gambar 4-6: Sebaran kerosen u n t u k roket 1000 kgf, isoplet 0,7 ppm d a n 5 p p m p a d a temperatur 2994° K Besarnya kekuatan ledakan dihitung m e n g g u n a k a n metode ekivalen TNT, dengan a s u m s i seluruh kerosen bereaksi. Dengan menggunakan data 138
i
p a n a s pembakaran TNT sebesar 4437 k J / k g d a n p a n a s pembakaran kerosen sebesar 4325 k J / k g , m a s s a kerosen sebesar 0,881 kg/detik x 8 detik = 7,048 kg,
serta tetapan efisiensi ledakan sebesar 20%, ledakan yang dapat terjadi setara dengan 1,37 kg TNT. Skenario e memperhitungkan genangan yang terjadi apabila terjadi kebocoran, baik di tangki p e n a m p u n g m a u p u n di roket. Volume maksimum yang keluar adalah volume asam nitrat d a n kerosen sebanyak (18,19 + 8,82) = 27,01 L dalam waktu 8 detik. Bila dihitung rata-ratanya, laju alir keluar cairan menjadi 3,38 L/detik. Untuk menghitung sebaran cairan yang keluar, digunakan metode pool spread model Wu d a n Schory sebagai berikut:
Berdasarkan perhitungan menggunakan metode tersebut, cairan diperkirakan a k a n menyebar dalam diameter 6,38 m. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan di a t a s , radius d a e r a h yang terpengaruh oleh sebaran gas adalah 400 m. Di luar radius tersebut, daerah penyangga d i b u t u h k a n u n t u k mengantisipasi kejadian luar biasa. Dari analisis sebaran, radius 1 km dianggap memadai u n t u k menjadi daerah penyangga. 5
ANALISIS KOROSI ASAM NITRAT
Asam nitrat bersifat sangat korosif. Pada konsentrasi tinggi (lebih dari 90%), baja karbon dapat digunakan u n t u k menyimpan a s a m nitrat ini. Proses
pembakaran yang menggunakan tekanan tinggi d a n menimbulkan temperatur tinggi dapat meningkatkan laju korosi. Baja karbon mungkin tidak d a p a t digunakan pada kondisi tersebut. Pemilihan material yang tepat diperlukan, t e r u t a m a u n t u k material r u a n g bakar. Alumunium d a n baja karbon kemungkinan dapat digunakan u n t u k b a h a n dinding roket k a r e n a waktu penggunaannya yang singkat. 6
ANALISIS DAMPAK PAPARAN TERHADAP MANUSIA DAN LINGKUNGAN
Dampak p a p a r a n dari kerosen d a n a s a m nitrat t e r h a d a p m a n u s i a d a n lingkungan penting u n t u k dilakukan. Penanggulangan dan pencegahan terhadap d a m p a k tersebut menjadi fokus dari bab ini. Berdasarkan data MSDS, asam nitrat bersifat tidak stabil ketika terpapar oleh u d a r a d a n p a n a s . Selain asam nitrat itu sendiri, hasil dekomposisi yang berbahaya adalah nitrogen oksida. Dampak ledakan VCE p a d a j a r a k tertentu, berdasarkan j u m l a h ekivalen TNT 1,37 kg, dapat dilihat pada Tabel 6-1. Dengan mengasumsikan ledakan terjadi di nosel roket, j a r a k a m a n u n t u k ledakan akibat a d a n y a awan kerosen ini diperkirakan sejauh 49,2 m dari lokasi percobaan roket. Gas beracun yang mungkin dihasilkan dalam percobaan ini, selain u a p asam nitrat, adalah nitrogen oksida. Di u d a r a , nitrogen oksida a k a n bereaksi m e m b e n t u k nitrogen dioksida. Menurut OSHA, PEL u n t u k nitrogen oksida (NO) ini sebesar 25 ppm. ACGIH m e n e t a p k a n TLV/TWA u n t u k NO sebesar 25 ppm juga. Dengan menggunakan asumsi kecepatan angin 2 m / s , d a e r a h isoplet 25 ppm adalah 180 m downwind dengan lebar 5,57 m. Awan dengan konsentrasi NO sebesar 25 p p m tersebut a k a n bergerak d a n terdispersi ke u d a r a . Waktu yang diperlukan u n t u k melewati j a r a k 400 m adalah 17 detik. 139
Tabel 6 - 1 : PERKIRAAN DAMPAK VCE
7
ASPEK KESELAMATAN PROSEDUR PERCOBAAN
DALAM
Dengan memperhatikan hasil analisis, percobaan pengujian roket berbahan b a k a r cair m e n g g u n a k a n kerosen d a n a s a m nitrat perlu dilakukan dengan memperhatikan hal-hal berikut: 7.1 Prosedur Percobaan Personel yang terlibat dalam penyiapan roket b e r b a h a n b a k a r cair ini h a r u s melengkapi dirinya dengan alat pelindung diri. Perlengkapan yang dibutuhkan adalah kacamata dan goggles (untuk melindungi mata), gloves anti asam, sepatu, apron (untuk melindungi kulit), serta respirator penyerap a s a m (untuk melindungi pernapasan). Pada d a e r a h dengan konsentrasi a s a m nitrat 50-100 ppm, diperlukan respirator dengan aliran udara atau SCBA [Self Containing Breathing). Konsentrasi a s a m nitrat yang tinggi tersebut d a p a t menyebar sampai radius 120 m dari lokasi percobaan. Oleh k a r e n a itu, setiap memasuki d a e r a h ini, goggle wajib dikenakan. Percobaan yang dilakukan secara beruntun memerlukan jeda waktu sampai kondisi di sekitar percobaan c u k u p a m a n u n t u k dimasuki. J a n g a n memasuki area percobaan ketika masih terlihat a s a p berwarna kecoklatan. B e r d a s a r k a n perhitungan sebaran, waktu yang d i b u t u h k a n sampai tercapai konsentrasi a m b a n g yang tidak m e m b a h a y a k a n adalah minimal 20 detik setelah roket berhenti beroperasi. Untuk lebih jelasnya, d a e r a h percobaan perlu dibagi-bagi dalam zona percobaan. Pembagian Zona Percobaan dapat dilihat pada Gambar 7-1. Zona Percobaan dibagi menjadi 5 berdasarkan tingkat resikonya. Zona ini didasarkan p a d a kondisi ketika percobaan berlangsung. Penjelasan dari masing-masing zona a d a l a h sebagai berikut. 140
Zonal Daerah dalam radius 3 m dari tempat percobaan ini m e r u p a k a n d a e r a h berbahaya. Cairan a s a m nitrat d a n kerosen menyebar di Zona I, t e r u t a m a bila terjadi kebocoran. Untuk beraktivitas dalam zona ini ketika percobaan berlangsung, alat perlindungan yang memadai s a n g a t d i b u t u h k a n . Masker gas, goggle, s a r u n g tangan, sepatu, d a n baju k h u s u s disarankan u n t u k dipakai bila memasuki zona ini. Zona II D a e r a h dalam radius 3 m sampai dengan 40 m adalah daerah yang terpengaruh oleh gas-gas berbahaya. Kemungkinan terkena u a p a s a m nitrat masih sangat besar. Oleh k a r e n a itu, alat perlindungan t e r u t a m a goggle d a n masker diperlukan u n t u k m e m a s u k i zona ini. Zona III Daerah dalam radius 40 m sampai dengan 400 m adalah d a e r a h rawan terbakar. Kerawanan tersebut disebabkan oleh konsentrasi kerosen yang berada di a n t a r a LFL d a n UFL-nya. Sebagian d a e r a h ini j u g a terkena sebaran u a p d a n gas dalam konsentrasi yang masih membahayakan. Pada j a r a k 50 m dari lokasi percobaan, p e n g a m a t a n langsung oleh personel h a r u s dilakukan d e n g a n perlindungan b a n g u n a n . Penga m a t a n langsung p a d a j a r a k k u r a n g dari 50 m sangat tidak disarankan. Zona IV Daerah dalam radius 400 m sampai dengan 800 m a d a l a h d a e r a h sebaran u a p a s a m nitrat dalam a m b a n g batas. Pengamatan langsung oleh personel t a n p a perlindungan d a p a t dilakukan p a d a j a r a k ini. ZonaV Daerah ini m e r u p a k a n d a e r a h penyangga dan berada pada radius 800 m sampai dengan 1120 m dari p u s a t percobaan roket.
\'
G a m b a r 7-l:Pembagian zona percobaan 7.2 Pengamanan Tempat Percobaan Tempat percobaan bisa dirancang d e n g a n ventilasi d a n kipas penyedot u n t u k menghindari terkumpulnya u a p berbahaya melebihi konsentrasi ambang. Air dapat digunakah u n t u k menyemprot uap asam nitrat maupun untuk mendinginkannya. Diusulkan untuk m e m a s a n g penyemprot air di sekitar lokasi dispersi u a p a s a m . U n t u k menghindari terjadinya kebakaran, j a u h k a n b a h a n y a n g m u d a h terbakar, b a h a n yang inkompatibel, zat organik (kayu, terpentin, kertas, selulosa), logam, plastik, d a n karet. Peralatan p e m a d a m k e b a k a r a n perlu disediakan dekat dengan lokasi percobaan. Sebagai antisipasi terhadap genangan yang mengandung a s a m nitrat, tempat percobaan sebaiknya dilapisi dengan semen. Air d a n Ca(OH)2 a t a u NaHC03 perlu disediakan untuk menetralkan genangan a s a m sebelum dipindahkan dari lokasi percobaan. Penyimpanan a s a m j u g a perlu diperhatikan. Asam nitrat bisa disimpan dalam w a d a h gelas, aluminium, d a n baja dalam gudang berlantai semen, dingin, d a n berventilasi. Bahan tersebut
h a r u s dihindarkan dari s u m b e r p a n a s d a n b a h a n yang tidak kompatibel. Uap kerosen d a n a s a m nitrat tidak berwarna, sedangkan gas nitrogen oksida berwarna kecoklatan. Untuk mengantisipasi sebaran u a p berbahaya, pemasangan windsock di area percobaan sangat disarankan. Dengan a d a n y a alat tersebut, a r a h sebaran gas dapat diprediksi. 7.3 Evakuasi dan Tindakan Darurat Tindakan darurat diperlukan apabila terjadi kegagalan dalam percobaan. Untuk mengantisipasi penyebaran gas berbahaya, kabut air dapat disemprotkan ke d a e r a h sebaran gas. Evakuasi orang dari daerah sebaran dilakukan ke a r a h datangnya angin. Penanganan genangan yang mengandung asam nitrat dapat dilakukan dengan menetralkannya mengg u n a k a n air, Ca(OH)2 a t a u NaHC03 sebelum dibuang secara k h u s u s . Perlu diingat bahwa asam nitrat akan mengeluarkan p a n a s apabila bercampur dengan air. Kontak langsung dengan cairan h a r u s dihindari. Penanganan kebakaran dilakukan dengan mempertimbangkan adanya 141
genangan asam nitrat dan uap berbahaya. Api kecil d a p a t dipadamkan dengan b u b u k kimia, C 0 2 , busa, d a n air. Bila api s u d a h besar, semprotan air, k a b u t , d a n b u s a dapat digunakan. Personel pemadam api h a r u s mengg u n a k a n alat pelindung diri d a n SCBA. Pemasangan shower di sekitar lokasi percobaan diperlukan untuk mengantisipasi apabila a d a personel yang terkena a s a m nitrat. 8
KESIMPULAN
Penggunaan a s a m nitrat sebagai propelan p a d a roket cair ketika uji statik atau uji terbang berpotensi menyebabkan gangguan kesehatan yang serius dan memberikan dampak terhadap lingkungan k a r e n a sifat a s a m k u a t d a n sifat korosifnya, sehigga pengujian roket cair jenis ini h a r u s mempertimbangkan aspek keselamatan. Pasangan asam nitrat dan kerosen dalam reaksi pembakaranya akan menghasilkan beberapa gas berbahaya di antaranya nitrogen oksida (NOx) d a n u a p a s a m nitrat itu sendiri. Uji statik di r u a n g terbuka u n t u k roket cair berpropelan a s a m nitrat d a n kerosen dengan t e k a n a n r u a n g bakar 30 a t m d a n gaya dorong 1000 kgf, pada kondisi kecepatan aliran udara 2 m/detik, dengan mempertimbangkan kondisi yang terburuk, d a e r a h pengujian dibagi menjadi 5 zona dengan tingkat keamanan dan prosedur masing-masing dan
142
mempunyai j a r a k dari yang paling bahaya masing-masing, 0 - 3 m, 3 - 40 m, 40 - 4 0 0 m, 400 - 1120 m. Akses ke tempat uji perlu dilakukan setelah mengamati kondisi dispersi gas Nox a t a u u a p a s a m nitrat. Pada kondisi di m a n a k a n d u n g a n gas berbahaya m a s i h tinggi, di atas 50 ppm, perlindungan b a d a n h a r u s dilakukan dengan m e n g g u n a k a n alat perlindungan u n t u k a s a m nitrat. Pengamatan langsung pada radius k u r a n g dari 50 meter sangat tidak dianjurkan. Pengamatan langsung t a n p a pelindung dapat dilakukan pada r a d i u s lebih dari 4 0 0 meter.
DAFTAR RUJUKAN American Institute of Chemical Engineers, 2000. Guideline for Chemical Process Quantitative Risk Analysis. 2nd Ed. New York: Center for Chemical Process Safety. Davletshina, Tatyana A. & Nicholas P. Cheremisinoff, 1998. Fire and Explosion Hazards Handbook of Industrial Chemicals. New Jersey: Noyes Publications. Material Corrosion Handbook. Material Safety Data Sheet. National Fire Protection Agency Stand ard. Sanders, Roy E., 2005. Chemical Process Safety: Learning from Case Histories. 3rd Ed. Oxford: Elsevier ButterworthHeinemann.
