petir dan penangkalnya

PENANGKAL PETIR

Petir, kilat, atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di saat langit memunculkan kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan. Beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar yang disebut guruh. Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya.

Petir merupakan gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kondensator raksasa, dimana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral). Seperti yang sudah diketahui kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian listrik yang bisa menyimpan energi sesaat (energy storage). Petir juga dapat terjadi dari awan ke awan (intercloud), dimana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif.

PERLINDUNGAN TERHADAP BAHAYA PETIR

Manusia selalu mencoba untuk menjinakan keganasan alam, salah satunya adalah bahaya sambaran petir, metoda yang pernah di kembangkan :

1. Penangkal Petir Konvensional / Faraday / Franklin

Kedua ilmuwan tersebut Faraday dan Franklin menjelaskan system yang hampir sama, yakni system penyalur arus listrik yang menghubungkan antara bagian atas bangunan dan grounding, sedangkan system perlindungan yang di hasilkan ujung penerima/splitzer adalah sama pada rentang 30 - 40 derajat. Perbedaannya adalah system yang di kembangkan Faraday bahwa kabel penghantar berada pada sisi luar bangunan dengan pertimbangan bahwa kabelpenghantar juga berfungsi sebagai material penerima sambaran petir, yaitu berupa sangkar elektris atau biasa di sebut dengan sangkar faraday.

2. Penangkal Petir Radio Aktif

Penelitian terus berkembang akan sebab terjadinya petir, dan semua ilmuwan sepakat bahwa terjadinya petirkarena ada muatan listrik di awan berasal dari proses ionisasi, maka untuk menggagalkan proses ionisasi dilakukan dengan cara menggunakan zat berradiasi seperti Radiun 226 dab Ameresium 241 karena kedua bahan ini mampu menghamburkan ion radiasinya yang dapat menetralkan muatan listrik awan. Maka manfaat lain hamburan ion radiasi tersebut akan menambah muatan pada ujung finial/splitzer, bila mana awan yang bermuatan besar tidak mampu di netralkan zat radiasi kemudian menyambar maka akan cenderung mengenai penangkal petir ini. Keberadaan penangkal petir jenis ini telah dilarang pemakaiannya, berdasarkan kesepakatan internasional dengan pertimbangan mengurangi zat beradiasi di masyarakat, selain itu penangkal petir ini dianggap dapat mempengaruhi kesehatan manusia.

3. Penangkal Petir Elektrostatis

Prinsip kerja penangkal petir elektrostatis mengadopsi sebagian system penangkal petir radio aktif, yaitu menambah muatan pada ujung finial/splitzer agar petir selalu melilih ujung ini untuk di sambar. Perbedaan dengan system radio aktif adalah jumlah energi yang dipakai. Untuk penangkal petir radio aktif muatan listrik dihasilkan dari proses hamburan zat berradiasi sedangkan pada penangkal petir elektrostatis energi listrik yang dihasilkan dari listrik awan yang menginduksi permukaan bumi.

CARA PEMASANGAN INSTALASI PENANGKAL PETIR FLASH VECTRON

Secara garis besar, cara pemasangan instalasi penangkal petir/anti petir Flash Vectron sebagai berikut :

1. Pada tahap awal pengerjaan di mulai dengan mengerjakan bagian grounding system terlebih dahulu, dengan pertimbangan keamanan dan kemudahan. Kemudian dilakukan pengukuran resistansi/tahanan tanah menggunakan Earth Testermeter, apabila hasil pengukuran tersebut menunjukan < 5 Ohm maka tahapan kerja berikutnya dapat dilakukan. Seandainya hasil resistansi/tahanan tanah menunjukan > 5 Ohm maka di lakukan pembuatan atau penambahan grounding lagi di sebelahnya dan di pararelkan dengan grounding pertama agar resistansi/tahanan tanahnya menurun sesuai dengan standarnya < 5 Ohm.

2. Setelah selesai membuat grounding, langkah berikutnya adalah memasang kabel penyalur (Down Conductor) dari titik grounding sampai keatas bangunan, tentunya dengan mempertimbangkan jalur kabel yang terdekat dan hindari banyak belokan/tekukkan 90 derajat sehingga kebutuhan material dan kualitas instalasi dapat efektif dan efisien. Kabel penyalur petir yang biasa di gunakan antara lain BC (Bare Copper), NYY atau Coaxial. Untuk tempat - tempat tertentu sebaiknya di beri pipa pelindung (Conduite) dengan maksud kerapihan dan keamanan.

3. Bila kabel penyalur petir telah terpasang dengan rapih, maka tahap selanjutnya pemasangan head terminal petir tentunya harus terhubung dengan kabel penyalur tersebut sampai ke grounding system.

ISTILAH PENANGKAL PETIR / ANTI PETIR

Penangkal Petir atau Anti Petir adalah istilah yang sudah keliru dalam bahasa kita, kesan yang ditimbulakn dua istilah ini adalah aman 100 % dari bahaya petir, akan tetapi pada kenyataannya tidak demikian. Dalam penanganan bahaya petir memang ada beberapa faktor yang sangat mempengaruhi, bilamana kita ingin mencari solusi total akan bahaya petir maka kita harus mempertimbangkan faktor tersebut.

Sambaran petir tidak langsung pada bangunan yaitu petir menyambar di luar areal perlindungan dari instalasipenangkal petir yang telah terpasang, kemudian arus petir ini merambat melalui instalasi listrik, kabel data atau apa saja yang mengarah ke bangunan, akhirnya arus petir ini merusak unit peralatan listrik dan elektronik di dalam bangunan tersebut. Masalah ini semakin runyam karena peralatan elektronik menggunakan tegangan kecil, DC yang sangat sensitif.

Pada dasarnya system pengamanan sambaran petir langsung bukan membuat posisi kita aman 100 % dari petirmelainkan membuat posisi bangunan kita terhindar dari kerusakan fatal akibat sambaran langsung serta mengurangi dampak kerusakan peralatan listrik dan elektronik bila ada sambaran petir yang mengenai bangunan kita.

Maka istilah yang paling tepat untuk pengamanan petir adalah PENYALUR PETIR

PRINSIP PERLINDUNGAN PETIR

Jika kita memperhatikan bahaya yang di akibatkan sambaran petir, maka sistem perlindungan petir harus mampu melindungi struktur bangunan atau fisik maupun melindungi peralatan dari sambaran langsung dengan di pasangnya penangkal petir eksternal (Eksternal Protection) dan sambaran tidak langsung dengan di pasangnyapenangkal petir internal (Internal Protection) atau yang sering di sebur surge arrester serta pembuatan grounding system yang memadai sesuai standart yang telah di tentukan. sampai saat ini belum ada alat atau system proteksipetir yang dapat melindungi 100 % dari bahaya sambaran petir, namun usaha perlindungan mutlak dan wajib sangat di perlukan. Selama lebih dari 60 tahun pengembangan dan penelitian di laboratorium dan lapangan terus dilakukan, berdasarkan usaha tersebut suatu rancangan system proteksi petir secara terpadu telah di kembangan oleh Flash Vectron Lightning Protection "SEVEN POINT PLAN".

Tujuan dari "SEVEN POINT PLAN" adalah menyiapkan sebuah perlindungan efective dan dapat di andalkan terhadap serangan petir, "Seven Point Plan' tersebut meliputi :

1. Menangkap Petir

Dengan cara menyediakan system penerimaan (Air Terminal Unit) yang dapat dengan cepat menyambut sambaran arus petir, dalam hal ini mampu untuk lebih cepat dari sekelilingnya dan memproteksi secara tepat dengan memperhitungkan besaran petir. Terminal Petir Flash Vectron mampu memberikan solusi sebagai alat penerima sambaran petir karena desainnya dirancang untuk digunakan khusus di daerah tropis.

2. Menyalurkan Arus Petir

Sambaran petir yang telah mengenai terminal penangkal petir sebagai alat penerima sambaran akan membawa arus yang sangat tinggi, maka dari itu harus dengan cepat disalurkan ke bumi (grounding) melalui kabel penyalursesuai standart sehingga tidak terjadi loncatan listrik yang dapat membahayakan struktur bangunan atau membahayakan perangkat yang ada di dalam sebuah bangunan.

3. Menampung Petir

Dengan cara membuat grounding system dengan resistansi atau tahanan tanah kurang dari 5 Ohm. Hal ini agar arus petir dapat sepenuhnya diserap oleh tanah tanpa terjadinya step potensial. Bahkan dilapangan saat ini umumnya resistansi atau tahanan tanah untuk instalasi penangkal petir harus dibawah 3 Ohm.

4. Proteksi Grounding System

Selain memperhatikan resistansi atau tahanan tanah, material yang digunakan untuk pembuatan grounding juga harus diperhatikan, jangan sampai mudah korosi atau karat, terlebih lagi jika didaerah dengan dengan laut. Untuk menghindari terjadinya loncatan arus petir yang ditimbulakn adanya beda potensial tegangan maka setiap titikgrounding harus dilindungi dengan cara integrasi atau bonding system.

5. Proteksi Petir Jalur Power Listrik

Proteksi terhadap jalur dari power muntak diperlukan untuk mencegah terjadinya induksi yang dapat merusah peralatan listrik dan elektronik.

6. Proteksi Petir Jalur PABX

Melindungi seluruh jaringan telepon dan signal termasuk pesawat faxsimile dan jaringan data

7. Proteksi Petir Jalur Elektronik

Melindungi seluruh perangkat elektronik seperti CCTV, mesin dll dengan memasang surge arrester elektronik

KEBUTUHAN BANGUNAN TERHADAP PERLINDUNGAN PETIR

Suatu instalasi penangkal petir harus dapat melindungi semua bagian dari struktur bangunan dan arealnya termasuk manusia serta peralatan yang ada didalamnya terhadap ancaman bahaya dan kerusakan akibat sambaran petir. Berikut ini akan dibahas mengenai cara menentukan besarnya kebutuhan bangunan akan proteksipetir menggunakan beberapa standart yaitu berdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir, Nasional Fire Protection Association 780, International Electrotechnical Commision 1024-1-1.

A. Kebutuhan Bangunan Terhadap Instalasi Penangkal Petir Agar Terhindar dari Ancaman Bahaya PetirBerdasarkan Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir.

Jenis Bangunan yang perlu diberi penangkal petir dikelompokan menjadi :

1. Bangunan tinggi seperti gedung bertingkat, menara dan cerobong pabrik.

2. Bangunan penyimpanan bahan mudah meledak atau terbakar, misalnya pabrik amunisi, gudang bahan kimia.

3. Bangunan untuk kepentingan umum seperti gedung sekolah, stasiun, bandara dan sebagainya.

4. Bangunan yang mempunyai fungsi khusus dan nilai estetika misalnya museum, gedung arsip negara.

Besarnya kebutuhan suatu bangunan akan suatu instalasi proteksi petir ditentukan oleh besarnya kemungkinan kerusakan serta bahaya yang terjadi jika bangunan tersebut tersambar petir. Berdasarkan Peraturan umum Instalasi Penangkal Petir besarnya kebutuhan tersebut mengacu kepada penjumlahan indeks-indeks tertentu yang mewakili keadaan bangunan di suatu lokasi dan dituliskan sebagai berikut R = A+B+C+D+E. Dari persamaan tersebut maka akan terlihat bahwa semakin besar nilai indeks akan semakin besar pula resiko (R) yang di tanggung suatu bangunan sehingga semakin besar kebutuhan bangunan tersebut akan sistem proteksi petir.

Bebarapa Indeks perkiraan bahaya petir di tunjukkan ke dalam tabel berikut ini ;

Indeks A : Bahaya Berdasarkan Jenis Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 17.

Indeks B : Bahaya Berdasarkan Konstruksi Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 18.

Indeks C : Bahaya Berdasarkan Tinggi Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir Untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

Indeks D : Bahaya Berdasarkan Situasi Bangunan, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

Indeks E : Bahaya Berdasarkan Hari Guruh, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

Dengan memperhatikan keadaan di tempat yang hendak di cari resikonya dan kemudian menjumlahkan indeks - indeks tersebut di peroleh suatu perkiraan bahaya yang di tanggung bangunan dan tingkat yang harus di terapkan. Di samping ini adalah tabel Perkiraan bahaya Sambaran PetirBerdasarkan PUPP, sumber : Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Umum Instalasi PenangkalPetir untuk Bangunan di Indonesia. Hal 19.

B. Kebutuhan Bangunan Terhadap Instalasi Penangkal Petir Agar Terhindar dari Ancaman Bahaya PetirBerdasarkan National Fire Protection Association (NFPA) 780.

Cara penentuan yang di gunakan pada standar NFPA 780 hampir sama dengan cara yang digunakan pada PUPP yaitu dengan menjumlahkan beberapa indeks yang mewakili keadaan lokasi struktur bangunan berada kemudian hasil penjumlahan di bagi dengan indeks yang mewakili isokerainic level di daerah tersebut. Secara matematik dituliskan sebagai : R + (A+B+C+D+E) / F.

Beberapa indeksnya di nyatakan sebagai berikut ;

Indeks A : Jenis Struktur, sumber : National Fire Protection Association 780. Hal 35

Indeks B : Jenis Konstruksi, sumber : National Fire Protection Association 780. Hal 35.

Indeks C : Lokasi Bangunan, sumber : National Fire Protection Association 780. Hal 35.

Indeks D : Topografi, sumber : National Fire Protection Association 780. Hal 35.

Indeks E : Penggunaan dan Isi Bangunan, sumber : National Fire Protection Association 780. Hal 35

Indeks F : Isokeraunic Level, sumber : National Fire Protection Association 780. Hal 35.

Tabel disamping ini menunjukan Perkiraan Kebutuhan Penangkal Petir Berdasarkan NFPA 780. Hal 34.

C. Kebutuhan Bangunan Terhadap Instalasi Penangkal Petir Agar Terhindar Dari Ancaman Bahaya PetirBerdasarkan International Electrotechnical Commision (IEC) 1024-1-1.

Untuk keperluan perhitungan yang lebih detail dan terperinci digunakan standart IEC 1024-1-1. Berdasarkan standart ini pemilihan tingkat proteksi yang memadai untuk suatu sistem proteksi petir didasarkan pada frekuensisambaran petir langsung di daerah setempat (Nd) yang diperkirakan ke struktur yang di proteksi dan frekuensi sambaran petir tahunan di daerah setempat (Nc) yang diperbolehkan. Kerapatan kilat petir ke tanah atau kerapatan sambaran petir ke tanah rata-rata tahunan di daerah tempat struktur yang akan di proteksi. Nd - Ng.Ae.10^ / tahun. Dimana Ae adalah area cakupan dari struktur (m2) yaitu daerah permukaan tanah yang di anggap sebagai struktur yang mempunyai frekuensi sambaran petir langsung tahunan.

Daerah yang di proteksi adalah daerah di sekitar struktur 3h dimana h adalah tinggi struktur yang di proteksi. Contoh penentuan Ae ditunjukkan sebagai berikut : (a) Proyeksi ke bidang vertikal, (b) Proyeksi ke bidang horizontal. Pengambilan keputusan perlu atau tidaknya memasang sistem proteksi petir pada bangunan berdasarkan perhitungan Nd dan Nc dilakukan sebagai berikut : Jika NdNc diperlukan sistem proteksi petir dengan efisiensi E>1-(Nc/Nd) dengan tingkat proteksisesuai tabel 2.17.

Tabel 2.17. Efisiensi Sistem Proteksi Petir, sumber : Standar Engineering Pertamina 1999. Hal 20.

Sistem proteksi terhadap sambaran petir berdasarkan IEC TC 81 menjelaskan bahwa suatu instalasi penangkal petir yang terpasang sempurna harus terdiri dari 3 bagian, yaitu proteksi eksternal, proteksi internal dan sistem pembumian (grounding). Maka dari itu Flash Vectron Lightning Protection melakukan pengembangan dan penelitian di laboratorium serta dilapangan, berdasarkan usaha tersebut suatu rancangan system proteksi petir secara terpadu telah diterapkan oleh Flash Vectron Lightning Protection yaitu " SEVEN POINT PLAN ".

Di bawah ini beberapa tips untuk menghindari tersambar petir :

1. Jika anda melihat sambaran petir atau mendengar gelegar guruh segeralah menuju bangunan yang telah terlindungi dengan penangkal petir atau mendekatlah ke mobil atau truk.

2. Pakailah sepatu dari kulit atau karet yang tidak bocor, usahakan memakai kaos kaki yang kering, sebagai upaya memisahkan tubuh kita dari tanah sehingga petir enggan melalui tubuh kita.

3. Jika anda berada di luar rumah maka hindarilah berada di areal terbuka, tempat ketinggian, berada di tempat yang berair, di bawah pohon tinggi atau benda logam yang menjulang tinggi.

4. Jika tempat berlindung tidak ada, sebaiknya anda jongkok tapi hindari tangan anda menyentuh tanah dan jangan berbaring karena akan memudahkan penyaluran tenaga petir ke tanah.

5. Jika anda berada di luar ruangan maha hindari berdiri bergerombol dengan orang lain, buatlah jarak orang ke orang sekitar 5 meter.

6. Jika kita berada di areal terbuka dan merasakan rambut kita berdiri itu pertanda petir akan menyambar kita, kita harus melakukan gerakan rukuk yaitu menekuk badan ke arah depan (Syukur bila menghadap kiblat) dan menempatkan kedua tangan di lutut, cara ini akan membuat kita selamat.

7. Jika kita berada di dalam ruangan hindarilah berdiri dekat pintu, jendela dan tempat yang berair.

8. Perangkat elektronik seperti televisi, radio, komputer sebaiknya di matikan dan di cabut stop kontaknya, bila tidak memungkinkan menjauhlah dari perangkat elektronik tersebut.

9. Bagi kita menbawa HP, HT dan radio saku sebaiknya di matikan segera, pisahkan antena dengan body untuk mengurangi rangsangan petir menyambar.

10. Jika ada korban terkena sambaran petir tangani dengan hati-hati dan jangan dibawa bersama barang yang bermuatan listrik agar tidak terkena sambaran ulang.

11. Jika anda orang Jawa dan masih percaya pada legenda ucapkanlah "Amit-amit saya ini cucunya Ki Ageng Selo"

Pengertian Batu Bara

BATU BARA

1. Pengenalan Batu Bara

Batubara merupakan salah satu sumber daya alam yang keberadaanya melimpah di Indonesia. Berdasarkan data yang dikeluarkan Badan Geologi, Kementerian ESDM tahun 2009, total sumber daya batubara yang dimiliki Indonesia mencapai 104.940 Milyar Ton dengan total cadangan sebesar 21.13 Milyar Ton. Batubara merupakan sedimen organik, lebih tepatnya merupakan batuan organik, terdiri dari kandungan bermacam-macam pseudomineral. Batubara terbentuk dari sisa tumbuhan yang membusuk dan terkumpul dalam suatu daerah dengan kondisi banyak air, biasa disebut rawa-rawa. Kondisi tersebut yang menghambat penguraian menyeluruh dari sisa-sisa tumbuhan yang kemudian mengalami proses perubahan menjadi batubara.

Selain tumbuhan yang ditemukan bermacam-macam, tingkat kematangan juga bervariasi, karena dipengaruhi oleh kondisi-kondisi lokal. Kondisi lokal ini biasanya kandungan oksigen, tingkat keasaman, dan kehadiran mikroba. Pada  umumnya sisa-sisa tanaman tersebut dapat berupa pepohonan, ganggang, lumut, bunga, serta tumbuhan yang biasa hidup di rawa-rawa. Ditemukannya jenis flora yang terdapat pada sebuah lapisan batubara tergantung pada kondisi iklim setempat. Dalam suatu cebakan yang sama, sifat-sifat analitik yang ditemukan dapat berbeda, selain karena tumbuhan asalnya yang mungkin berbeda, juga karena banyaknya reaksi kimia yang mempengaruhi kematangan suatu batubara.

Secara umum, setelah sisa tanaman tersebut terkumpul dalam suatu kondisi tertentu yang mendukung (banyak air), pembentukan dari peat (gambut) umumnya terjadi. Dalam hal ini peat tidak dimasukkan sebagai golongan batubara, namun terbentuknya peat merupakan tahap awal dari terbentuknya batubara. Proses pembentukan batubara sendiri secara singkat dapat didefinisikan sebagai suatu perubahan dari sisa-sisa tumbuhan yang ada, mulai dari pembentukan peat (peatifikasi) kemudian lignit dan menjadi berbagai macam tingkat batubara, disebut juga sebagai proses coalifikasi, yang kemudian berubah menjadi antrasit. Pembentukan batubara ini sangat menentukan kualitas batubara, dimana proses yang berlangsung selain melibatkan metamorfosis dari sisa tumbuhan, juga tergantung pada keadaan pada waktu geologi tersebut dan kondisi lokal seperti iklim dan tekanan. Jadi pembentukan batubara berlangsung dengan penimbunan akumulasi dari sisa tumbuhan yang mengakibatkan perubahan seperti pengayaan unsur karbon, alterasi, pengurangan kandungan air, dalam tahap awal pengaruh dari mikroorganisme juga memegang peranan yang sangat penting.

1. Proses Pembentukan Batu Bara

Batubara terbentuk dari endapan organik yaitu sisa – sisa tumbuhan – tumbuhan  yang terjadi selama beberapa ratus juta tahun yang lalu yang mengalami pengubahan melalui proses pembatubaraan. Ada 2 teori yang menerangkan terjadinya batubara yaitu :

1. Teori In-situ : Batubara terbentuk dari tumbuhan atau pohon yang berasal dari hutan dimana batubara tersebut terbentuk. Batubara yang terbentuk sesuai dengan teori in-situ lazimnya terjadi di hutan basah dan berawa, sehingga pohon-pohon di hutan tersebut pada saat mati dan roboh, langsung tenggelam ke dalam rawa tersebut, dan sisa tumbuhan tersebut tidak mengalami pembusukan secara sempurna, dan akhirnya menjadi fosil tumbuhan yang membentuk sedimen organik.
2. Teori Drift : Batubara terbentuk dari tumbuhan atau pohon yang berasal dari hutan yang bukan di tempat dimana batubara tersebut terbentuk. Batubara yang terbentuk sesuai dengan teori drift biasanya terjadi di delta-delta, mempunyai ciri-ciri lapisan batubara tipis, tidak menerus (splitting), banyak lapisannya (multiple seam), banyak pengotor (kandungan abu cenderung tinggi). Proses pembentukan batubara terdiri dari dua tahap yaitu tahap biokimia (penggambutan) dan tahap geokimia (pembatubaraan)

Tahap penggambutan (peatification) adalah tahap dimana sisa-sisa tumbuhan yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi bebas oksigen (anaerobik) di daerah rawa dengan sistem pengeringan yang buruk dan selalu tergenang air pada kedalaman 0,5 – -[10 meter. Material tumbuhan yang busuk ini melepaskan unsur H, N, O, dan C dalam bentuk senyawa CO2, H2O, dan NH3 untuk menjadi humus. Selanjutnya oleh bakteri anaerobik dan fungi diubah menjadi gambut (Stach, 1982, op cit Susilawati 1992).

Tahap pembatubaraan (coalification) merupakan gabungan proses biologi, kimia, dan fisika yang terjadi karena pengaruh pembebanan dari sedimen yang menutupinya, temperatur, tekanan, dan waktu terhadap komponen organik dari gambut (Stach, 1982, op cit Susilawati 1992). Pada tahap ini prosentase karbon akan meningkat, sedangkan prosentase hidrogen dan oksigen akan berkurang (Fischer, 1927, op cit Susilawati 1992). Proses ini akan menghasilkan batubara dalam berbagai tingkat kematangan material organiknya mulai dari lignit, sub bituminus, bituminus, semi antrasit, antrasit, hingga meta antrasit.

1. Faktor yang mempengaruhi proses pembentukan batu bara

Ada tiga faktor yang mempengaruhi proses pembetukan batubara yaitu: umur, suhu dan tekanan.

Mutu endapan batubara juga ditentukan oleh suhu, tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas organik. Pembentukan batubara dimulai sejak periode pembentukan Karbon (Carboniferous Period) dikenal sebagai zaman batubara pertama yang berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta tahun yang lalu. Proses awalnya, endapan tumbuhan berubah menjadi gambut/peat (C60H6O34) yang selanjutnya berubah menjadi batubara muda (lignite) atau disebut pula batubara coklat (brown coal). Batubara muda adalah batubara dengan jenis maturitas organik rendah. 

Setelah mendapat pengaruh suhu dan tekanan secara continue selama jutaan tahun, maka batubara muda akan mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batubara muda menjadi batubara sub-bituminus (sub-bituminous). Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung sampai batubara menjadi lebih keras dan warnanya lebih hitam sehingga membentuk bituminus (bituminous) atau antrasit (anthracite). Dalam kondisi yang tepat, peningkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus berlangsung hingga membentuk antrasit.Maturitas organik sebenarnya menggambarkan perubahan konsentrasi dari setiap unsur utama pembentuk batubara, dalam proses pembatubaraan.

Sementara itu semakin tinggi peringkat batubara, maka kadar karbon akan meningkat, sedangkan hidrogen dan oksigen akan berkurang. Disebabkan tingkat pembatubaraan secara umum dapat diasosiasikan dengan mutu atau mutu batubara, batubara bermutu rendah yaitu batubara dengan tingkat pembatubaraan rendah seperti lignite dan sub-bituminus biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti tanah, memiliki tingkat kelembaban (moisture) yang tinggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya juga rendah. Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak, serta warnanya akan semakin hitam mengkilat. Selain itu, kelembabannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan meningkat, sehingga kandungan energinya juga semakin besar.

1. Kualitas dan Klasifikasi Batu Bara

Kualitas batubara ditentukan dengan analisis batubara di laboraturium, diantaranya adalah analisis proksimat dan analisis ultimat. Analisis proksimat dilakukan untuk menentukan jumlahair, zat terbang, karbon padat, dan kadar abu, sedangkan analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada batubara seperti : karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan juga unsur jarang. Kualitas batubara ini diperlukan untuk menentukan apakah batubara tersebut menguntungkan untuk ditambang selain dilihat dari besarnya cadangan batubara di daerah penelitian.

Untuk menentukan jenis batubara, digunakan klasifikasi American Society for Testing and Material (ASTM, 1981, op cit Wood et al.,1983)(Tabel 5.2). Klasifikasi ini dibuat berdasarkan jumlah karbon padat dan nilai kalori dalam basis dry, mineral matter free (dmmf). Untuk mengubah basis air dried (adb) menjadi dry, mineral matter free (dmmf)maka digunakan Parr Formulas (ASTM, 1981, op cit Wood et al., 1983), dimana beberapa hal yang harus diperhatikan adalah : High heating value (kcal.kg), Total moisture (%), Inherent moisture (%), Volatile matter (%), Ash content (%), Sulfur content (%), Coal size (%), Hardgrove grindability index (<3mm,>.

Dari tinjauan beberapa senyawa dan unsur yang terbentuk pada saat proses coalification (proses pembatubaraan), maka dapat dikenal beberapa jenis batubara yaitu:

1.  Antrasit adalah kelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% – 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%

2. Bituminus mengandung 68 – 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. 

3. Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.

4. Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya.

5. Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.

1. Peat/ gambut, (C60H6O34) dengan sifat :

-          Warna coklat

-          Material belum terkompaksi

-          Mernpunyai kandungan air yang sangat tinggi

-          Mempunvai kandungan karbon padat sangat rendah

-          Mempunyal kandungan karbon terbang sangat tinggi

-          Sangat mudah teroksidasi

-          Nilai panas yang dihasilkan amat rendah.

1. Lignit/ brown coa, (C70OH5O25 ) dengan ciri :

-          Warna kecoklatan

-          Material terkornpaksi namun sangat rapuh

-          Mempunyai kandungan air yang tinggi

-          Mempunyai kandungan karbon padat rendah

-          Mempunyai kandungan karbon terbang tinggi

-          Mudah teroksidasi

-          Nilai panas yang dihasilkan rendah.

1. Subbituminous (C75OH5O20) – Bituminous (C80OH5O15) dengan ciri :

-           Warna hitam

-          Material sudah terkompaksi

-          Mempunyai kandungan air sedang

-          Mempunyai kandungan karbon padat sedang

-          Mempunyai kandungan karbon terbang sedang

-          Sifat oksidasi rnenengah

-          Nilai panas yang dihasilkan sedang.

1. Antrasit (C94OH3O3) dengan ciri :

-          Warna hitam mengkilap

-          Material terkompaksi dengan kuat

-          Mempunyai kandungan air rendah

-          Mempunyai kandungan karbon padat tinggi

-          Mempunyai kandungan karbon terbang rendah

-          Relatif sulit teroksidasi

-          Nilai panas yang dihasilkan tinggi.

1. Pemanfaatan Batu Bara

Batu bara memiliki berbagai penggunaan yang penting di seluruh dunia. Penggunan yang paling penting adalah untuk :

1. Bahan bakar pembangkit  listrik
2. Produksi besi dan baja
3. bahan bakar pembuatan semen
4. bahan bakar cair.
5. Penggunaan batu bara yang penting lainnya mencakup pusat pengolahan alumina, pabrik kertas, dan industri kimia serta farmasi. Beberapa produk kimia dapat diproduksi dari hasil-hasil sampingan batubara. Ter batu bara yang dimurnikan digunakan dalam pembuatan bahan kimia seperti minyak kreosot, naftalen, fenol dan benzene. Gas amoniak yang diambil dari tungku kokas digunakan untuk membuat garam amoniak, asam nitrat dan pupuk tanaman. Ribuan produk yang berbeda memiliki komponen batu bara atau hasil sampingan batu bara:sabun, aspirin, zat pelarut, pewarna, plastik dan fiber, seperti rayon dan nylon.
6. Batu bara juga merupakan suatu bahan yang penting dalam pembuatan produk-produk tertentu:

• Karbon teraktivasi – digunakan pada saringan air dan pembersih udara serta mesin pencuci darah.
• Serat karbon – bahan pengeras yang sangat kuat namun ringan yang digunakan pada konstruksi, sepeda gunung dan raket tenis.
• Metal silikon – digunakan untuk memproduksi silikon dan silan, yang pada gilirannya digunakan untuk membuat pelumas, bahan kedap air, resin, kosmetik, shampo dan pasta gigi.

Batubara sebagai bahan galian memiliki peran penting. Misalnya sebagai bahan bakar alternative nonminyak dan gas (nonmigas), digunakan dalam industri kimia dan industri lainnya.

1. Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Pembakaran batubara merupakan pemanfaatan batubara secara langsung untuk memperoleh energi panas dan menghasilkan gas buang (flue gas) dan abu. Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) merupakan salah satu contoh pemanfaatan batubara secara langsung. Dalam pemanfaatn tersebut, batubara uap dibakar dipembangkit uap (bolier) untuk menghasilkan panas yang akan digunakan untuk mengubah air menjadi uap air, yang selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan memutar generator guna menghasilkan energi listrik.

Mula-mula ukuran butiran batubara tersebut dikecilkan hingga berukuran halus untuk menambah luas permukaannya agar lebih mudah terbakar. Batubara tersebut kemudian disemburkan ke tungku pembakaran bertemperatur tinggi. Gas dan energi panas yang dihasilkan mengubah air pada tabung di sekeliling tungku tersebut menjadi uap. Uap bertekanan tunggi memutar turbin dengan kecepatan tinggi guna menggerakkan generator. Saat ini, penggunaan batubara sebagai sumber energi pembangkit listrik tercatat lebih kurang 39% kebutuhan listrik dunia (Panduan bisnis PTBA, 2008)

2. Industri besi dan baja

Peran batubara penting dalam kegiatan industri besi dan baja. Sekitar 64% produksi baja dunia berasal dari besi. Sebagai gambaran produksi baja dunia yang mencapai 965 juta ton pada tahun 2003 memanfaatkan batubara sebesar 543 juta ton. Proses peleburan besi dan baja tersebut menggunakan kokas dan batubara. Proses peleburan biji besi dilakukan dengan menggunakan tungku peleburan tanur tinggi (blast furnace) dengan menggunakan kokas sebagai reduktor.

Reaksi reduksi terjadi sebagai berikut :

C    + O2           ——>                   2CO2

CO2 + C             ——>                    2CO

Fe2O3 + 3CO     ——>                    2Fe  +  3CO2

3. Industri Semen

Batubara digunakan sebagai sumber energi panas pada industri semen. Pada proses pembakaran dalam tungku (klin), batubara dibakar dalam ukuran halus (bentuk bubuk) dengan setiap 450 gram (g) batubara akan menghasilkan semen sekitar 900 g. Pada masa mendatang peran batubara masih cukup besar dalam industri semen.