Veda #6 : Kembang Api

Hari 06
Pertanyaan dari : Emmy Chen - "knapa warna api bisa berwarna warni (utk fireworks) bagaimana fireworks bisa membentuk pola2? (in bahasa please)"


Sebelum membahas pertanyaan, ada baiknya kita bedakan jenis2 kembang api. Pada dasarnya kembang api harus dibedakan antara kembang api hasil dari percikan gesekan metal (biasa disebut bunga api) dan kembang api hiburan yang menggunakan teknik pembakaran bernama Pyrotechnic. Kembang api yang menggunakan teknik pembakaran ini termasuk dalam kategori "Low Explosives" atau bahan peledak tidak berbahaya (selama penggunaannya diatur dan mengikuti ketentuan), inilah yang biasa digunakan dalam pesta kembang api menyambut tahun baru atau perayaan khusus lainnya.

Secara ringkas, struktur kembang api umumnya terbuat dari kertas atau tanah liat berbentuk silinder atau bola. Kembang api berbentuk silinder didalamya terdapat silinder/bola kertas lagi, dan disusun sedemikian rupa sehingga apabila kembang api tersebut disulut maka akan diperoleh bentuk, warna, dan suara yang diinginkan.

Kenapa kembang api bisa menghasilkan warna dan pola ledakan yang berbeda?
Perlu diketahui struktur dasar kembang api berpeluncur (aerial firework) adalah sebuah selongsong mesiu berbentuk silinder atau bola, yang di dalamnya berisi :
1. Black powder atau yang kita kenal dengan nama bubuk mesiu sebagai bahan peledak
2. Hulu ledak, yang berbentuk tabung kecil di tengah2 bubuk mesiu, sebagai pemicu ledakan.
3. "Stars", sebagai bahan pembuat pola ledakan.
"Stars" memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, Peletakkannya pun diatur sedemikian rupa di dalam kembang api sehingga menghasilkan pola yang dapat diatur. Apa isinya?bermacam2 bahan kimia, tergantung warna yang ingin dihasilkan.
4. Sumbu peledak.

Struktur selongsong kembang api

Selongsong inilah yang kemudian dimasukkan kedalam peluncur berbentuk pipa. Ketika pipa diledakkan, akan menghantarkan selongsong kembang api ke udara, sambil membakar sumbu pada kembang api. Simpel saja, semakin tinggi kembang api yang ingin diluncurkan, semakin panjang sumbunya. Ketika berada di ketinggian tertentu, sumbu ini akan habis terbakar dan menyulut hulu ledak di dalam selongsong sehingga menyebabkan ledakan. Komposisi inilah yang membentuk kembang api.

Kenapa kembang api bisa berwarna warni?
Kembang api bisa menghasilkan warna warni disebabkan oleh campuran kimia yang dapat menghasilkan percikan dengan warna api tertentu ketika dipanaskan hingga suhu tinggi. Hal ini disebabkan pemanasan senyawa logam tertentu. Atom logam menyerap energi yang dihasilkan dari reaksi oksidator dan reduktor dan kemudian dia melepaskan energi itu kembali dalam bentuk cahaya dengan warna tertentu. Ion-ion ini memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda ketika mengalami oksidasi dengan udara.

Ion logam yang dipakai untuk memberi warna pada kembang api diantaranya adalah:

Merah - Garam stronsium atau garam lithium. Contohnya adalah litium karbonat Li2CO3 yang memberikan warna merah dan Stronsium karbonat yang memberikan warna merah cerah.

Oranye - Garam kalsium contohnya kalsium klorida CaCl2

Kuning - Garam natrium contohnya natrium klorida NaCl.

Hijau - Garam barium atau senyawa yang dapat menghasilkan gas Cl2. Contoh garam bariumnya adalah BaCl2.

Biru - Senyawaan tembaga contohnya tembaga(I) klorida CuCl.

Ungu - Campuran antara garam stronsium dan garam tembaga. Karena stronsium memberikan warna merah dan tembaga memberikan warna biru maka campuran kedua garam ini akan menghasilkan warna ungu.

Putih/Silver - Logam magnesium, titanium, ataupun aluminium.

Lalu, kenapa bisa menimbulkan pola tertentu dan kombinasi warna?
Berdasarkan penjelasan mengenai komposisi kembang api dan ion penghantar warna diatas, seharusnya bisa ditarik logika kenapa kembang api bisa menghasilkan warna yang berbeda. Proses ini melibatkan 3 hal :
1. Pola peletakan "stars"
Biji-biji stars yang terletak didalam selongsong memiliki ukuran dan komposisi yang dirangkai sedemikian rupa hingga menghasilkan efek tertentu. Gampangnya, jika kita ingin menghasilkan efek pancaran yang berbentuk lingkaran, Stars harus disusun dengan konfigurasi melingkar mengelilingi hulu ledak, dengan jarak dan posisi yang sama. Untuk menghasilkan bentuk lainnya, tinggal menyusun stars dalam bentuk dan lapisan yang berbeda2. Perlu diketahui juga, di dalam 1 stars bisa dimasukkan stars lain dengan komposisi yang berbeda untuk menghasilkan kombinasi warna dan jeda waktu ledakan.

2. Lapisan selongsong
Selongsong kembang api tidak harus selalu terdiri dari 1 lapisan. untuk membentuk rentetan ledakan dan kombinasi warna serta pola, umumnya sebuah kembang api tidak terdiri dari 1 selongsong, tapi tersusun atas beberapa selongsong di dalam 1 buah kembang api. Ini dinamakan dengan "Multibreak Shells", yang memungkinkan sebuah kembang api bisa menghasilkan rentetan ledakan yang berlainan.

Multibreak shells bisa tersusun atas selongsong yang diisi selongsong lain, atau memiliki beberapa tingkat tanpa menggunakan lapisan selongsong tambahan. Tiap tingkat memiliki sumbu yang berbeda, sehingga ketika 1 tingkat telah meledak, akan memicu ledakan pada tingkatan berikutnya. panjang sumbu dan hulu ledak divariasikan untuk menghasilkan kombinasi dan jeda waktu ledakan.

3. Pyrotechnic
Ini adalah salah satu keahlian memanipulasi sumber api, sehingga bisa digunakan sesuai kebutuhan. Keahlian ini berhubungan dengan bagaimana cara mengatur ledakan dan jeda waktu ledakan, serta pengamanannya.

FYI, efek ledakan dan warna yang dihasilkan ternyata memiliki penamaan sendiri-sendiri, beberapa contohnya adalah :

Spider fireworks

Salute fireworks, biasa dipakai untuk perayaan nasional, atau final pertandingan.

Roman Candle...untuk jenis ini aku masih punya 2 di rumah :D kapan-kapan harus dipakai...

berbentuk tabung, bisa dipegang tangan tanpa peluncur...

Ring fireworks

Peony Fireworks

Palm Fireworks

Kamuro Fireworks, mirip peony, bedanya cuma di panjang "kaki"

Chrysanthemum Fireworks.

Satisfied? :)