Bagaimana cara kerja alat pemadam api CO₂ tipe troli, dan bagaimana mekanisme pembuangan CO₂?

Di sebuah alat pemadam api CO₂ tipe troli , CO₂ (karbon dioksida) disimpan dalam silinder bertekanan tinggi dalam bentuk cair. CO₂ bertekanan ini disimpan pada suhu sekitar 50 hingga 60 bar (725 hingga 870 psi) untuk memastikan bahwa jumlah CO₂ yang cukup dapat dimasukkan ke dalam silinder dalam keadaan cair. Menyimpan CO₂ dalam bentuk cair akan meningkatkan jumlah gas yang dapat ditampung dalam silinder yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Silinder terbuat dari baja tahan lama atau bahan serupa untuk menahan tekanan internal, dan dirancang untuk memastikan bahwa gas tetap dalam bentuk cair hingga dibuang. CO₂ tetap dalam bentuk cair pada kondisi tekanan tinggi karena karakteristik suhu dan tekanan kritis gas.

Pengoperasian alat pemadam api CO₂ tipe troli dimulai ketika mekanisme pelepasan diaktifkan. Hal ini biasanya melibatkan menarik pegangan atau menekan tuas pelepasan, yang pada gilirannya membuka katup yang terletak di bagian atas silinder. Katup dirancang untuk mengatur aliran gas CO₂ dari silinder. Ketika operator mengaktifkan pegangan atau tuas, katup terbuka dan memungkinkan CO₂ bertekanan keluar dari silinder. Hal ini dikendalikan oleh peniti atau mekanisme penguncian yang mencegah pelepasan yang tidak disengaja, memastikan bahwa alat pemadam tidak digunakan kecuali diaktifkan secara sengaja. Katup, selang, atau nosel dirancang untuk mengarahkan CO₂ secara terkendali, memungkinkan pengguna mengarahkan dan membuang gas secara akurat ke sumber api.

Setelah CO₂ dilepaskan dari silinder, CO₂ cair dengan cepat mengalami perubahan fasa dari cair menjadi gas. Perubahan ini terjadi karena penurunan tekanan yang drastis ketika CO₂ keluar dari lingkungan bertekanan tinggi di dalam silinder menuju ke lingkungan bertekanan lebih rendah di atmosfer sekitarnya. Transisi fase ini menyebabkan cairan CO₂ mengembang dengan cepat menjadi gas, suatu proses yang dikenal sebagai penguapan. Saat CO₂ berubah menjadi gas, ia mengembang sekitar 450 kali lipat volume cairannya. Perluasan inilah yang memungkinkan alat pemadam melepaskan CO₂ dalam jumlah besar, mencakup area yang luas dan secara efektif mengurangi konsentrasi oksigen di sekitar api. Transisi cepat dari cair ke gas juga menyebabkan CO₂ mendingin secara drastis, dan gas keluar dari nosel pada suhu yang sangat rendah (sekitar -78,5°C / -109,3°F). Efek pendinginan ini berkontribusi pada pemadaman api dengan mematikan api dan mengurangi suhu di sekitarnya.

Ketika CO₂ mengembang dari wujud cair menjadi gas, ia menyerap panas dari lingkungan karena efek Joule-Thomson, yang mengakibatkan gas menjadi sangat dingin. Efek pendinginan ini sangat penting untuk pemadaman kebakaran, karena menurunkan suhu di sekitar api, yang selanjutnya membantu menghambat proses pembakaran. Suhu dingin yang ekstrim juga dapat membantu membekukan api atau permukaan yang panas, sehingga menghambat pembakaran lebih lanjut. Pendinginan material di sekitarnya dan api itu sendiri semakin mengurangi kemungkinan terjadinya kembali penyalaan, terutama dalam situasi di mana api dipicu oleh cairan yang mudah terbakar atau bahan kimia yang mudah menguap. Selain memadamkan api dengan menggantikan oksigen, efek pendinginan juga membantu menstabilkan lingkungan dan mencegah penyebaran api.

Metode utama CO₂ memadamkan api adalah dengan menggantikan oksigen dari lingkungan kebakaran. Kebakaran memerlukan tiga elemen kunci agar dapat terus menyala—bahan bakar, panas, dan oksigen—yang secara kolektif dikenal sebagai "segitiga api". Dengan mengurangi konsentrasi oksigen di sekitar api, CO₂ secara langsung mengganggu reaksi kimia yang menyebabkan kebakaran. CO₂ adalah gas yang lebih berat daripada udara, yang berarti ia cenderung mengendap di dekat sumber api, sehingga secara efektif dapat memutus pasokan oksigen. Proses mati lemas ini berlangsung cepat dan efisien, karena CO₂ bekerja dengan mengurangi kadar oksigen hingga di bawah kebutuhan pembakaran, biasanya di bawah 15%. Begitu kadar oksigen turun, api padam. CO₂ sangat efektif dalam memadamkan kebakaran yang melibatkan peralatan listrik atau cairan yang mudah terbakar, karena tidak menimbulkan elemen konduktif (seperti air) yang dapat menyebabkan arus pendek atau menyebarkan api.