Kembang api

Latar Belakang

Kembang api adalah perangkat yang menggunakan pembakaran atau ledakan untuk menghasilkan efek visual atau pendengaran. Kembang api modern juga mencakup perangkat yang mirip dengan kembang api, seperti suar, korek api, dan bahkan pendorong roket berbahan bakar padat yang digunakan dalam penerbangan luar angkasa.

Nenek moyang awal kembang api adalah kertas atau tabung bambu yang diisi dengan arang halus dan belerang yang digunakan di Cina dua ribu tahun yang lalu. Tabung-tabung ini menghasilkan kilatan api dan asap saat dinyalakan, tetapi tidak ada ledakan. Kembang api sejati tidak ada sampai sendawa ditambahkan ke dalam campuran untuk membuat bubuk hitam, bahan peledak kimia pertama, seribu tahun kemudian. Bubuk hitam mungkin pertama kali dibuat di Cina, tetapi beberapa ahli berpendapat bahwa itu mungkin telah ditemukan oleh orang Arab.

Orang Cina menggunakan bubuk hitam untuk kembang api, sinyal, dan senjata seperti bom dan roket. Bubuk hitam diperkenalkan ke Eropa pada abad ke-14 sebagai bahan peledak untuk kembang api dan senjata api. Itu diterapkan pada proyek pertambangan dan pembangunan jalan pada akhir abad ke-17. Bubuk hitam digunakan untuk mesiu sampai digantikan oleh nitroselulosa pada akhir abad ke-19, dan (untuk keperluan industri) oleh dinamit pada awal abad ke-20, tetapi masih digunakan dalam pembuatan kembang api hingga saat ini.

Kembang api di Cina berevolusi dari petasan sederhana menjadi pertunjukan mewah yang disaksikan oleh penjelajah Eropa pada abad ke-16. Di Eropa, kembang api dimulai dengan bahan peledak militer yang diadaptasi untuk digunakan dalam merayakan kemenangan dan berkembang menjadi produksi rumit yang dirancang oleh ahli kembang api Italia pada abad ke-16, 17, dan 18. (Bahkan hari ini, sebagian besar perusahaan kembang api besar di Amerika Serikat dijalankan oleh keluarga Italia-Amerika.) Kembang api Italia ini biasanya ditampilkan pada set kayu yang dihias dengan mewah, sering mengambang di badan air, baik untuk keselamatan maupun untuk refleksi. tampilan yang indah. Di sisi lain, kembang api Jerman pada waktu itu biasanya ditembakkan ke udara, seperti kembang api hari ini.

Meskipun pertunjukan kembang api dari master Italia adalah karya seni yang sangat kompleks dan mengesankan, teknologi pada waktu itu membatasi warna dan kecerahannya. Selama abad ke-19, pengenalan aluminium dan magnesium sangat meningkatkan kecerahan, sementara pengembangan kalium klorat oleh kimiawan Prancis Claude-Louis Berthollet (yang mencoba untuk meningkatkan bubuk mesiu yang digunakan oleh pasukan Napoleon) memungkinkan untuk menghasilkan lebih intens. warna.

Kembang api datang ke Dunia Baru dengan pemukim paling awal, dan telah digunakan untuk merayakan Hari Kemerdekaan, 4 Juli, sejak hari-hari awal Amerika Serikat. Selama awal abad ke-20, kembang api ini menjadi lebih besar, lebih kuat, dan berbahaya. Antara tahun 1900 dan 1930 lebih dari 4.000 orang terbunuh oleh kembang api. Pemerintah federal dan negara bagian mulai mengatur penggunaan kembang api pada 1930-an. Bahan peledak diklasifikasikan sebagai Kelas A (bahan berbahaya seperti dinamit dan TNT), Kelas B (kembang api yang digunakan untuk pertunjukan profesional) dan Kelas C (kembang api yang lebih kecil yang ditujukan untuk penggunaan pribadi.) Kembang api kelas C tidak boleh mengandung lebih dari 50 miligram bahan peledak. Beberapa negara bagian mengizinkan semua Kelas C kembang api, beberapa hanya mengizinkan kembang api "Aman dan Waras" (Kembang api Kelas C yang tidak bergerak atau meninggalkan tanah ), dan beberapa negara bagian atau kabupaten dan kota melarang penggunaan pribadi semua kembang api. Beberapa kembang api yang sangat berbahaya, seperti bom ceri, M-80, dan salut perak, dilarang di semua negara bagian, tetapi terus dibuat dan dijual secara ilegal. Sebagian besar kematian dan cedera kembang api di Amerika Serikat saat ini disebabkan oleh perangkat ilegal ini.

Sementara penggunaan kembang api untuk pribadi sangat dibatasi, pertunjukan di depan umum menjadi semakin rumit. Komputer digunakan untuk mengatur waktu kembang api dengan tepat, sehingga mereka dapat dikoreografikan sesuai dengan musik. Laser terkadang digunakan untuk menghasilkan efek visual yang unik. Hari ini kembang api dibuat dan ditampilkan di seluruh dunia, terutama di Eropa, Amerika Latin, Amerika Serikat, dan Jepang.

Bahan Baku

Kembang api modern terdiri dari cangkang plastik, bubur kertas, atau kertas tebal yang mengelilingi kompartemen yang dipisahkan oleh karton. Sebuah kompartemen kecil di dasar cangkang berisi bubuk hitam untuk mendorong kembang api ke langit dari mortar yang terbuat dari besi, aluminium, plastik, atau karton tebal. Kompartemen yang lebih besar berisi potongan campuran bahan kimia yang menghasilkan cahaya dan warna saat dipanaskan. Potongan ini dikenal sebagai bintang. Dalam kembang api Amerika dan Eropa, bintang-bintang dicampur dengan bubuk hitam di dalam kompartemen silinder. Bubuk hitam meledak untuk menyalakan bintang-bintang dan menyebarkannya ke langit. Dalam kembang api Asia, bintang-bintang mengelilingi bubuk hitam dalam kompartemen bola untuk menghasilkan tampilan yang lebih simetris. Alih-alih bubuk hitam dan bintang, kompartemen mungkin berisi bubuk kilat, yang menghasilkan cahaya terang yang tiba-tiba dan ledakan keras. Berbagai kompartemen dalam kembang api dilekatkan pada sekering yang terbuat dari benang yang dicampur dengan butiran bubuk mesiu.

Bubuk hitam terdiri dari campuran garam-peter (kalium nitrat), arang, dan belerang dalam rasio 75 hingga 15 hingga 10 berat. Serbuk flash terdiri dari campuran kalium klorat atau kalium perklorat, belerang, dan aluminium. Bintang terdiri dari bahan bakar yang terbakar untuk menghasilkan panas, zat pewarna yang memberikan warna saat dipanaskan, dan oksidator untuk membakar bahan bakar. Bahan bakar mungkin terbakar lambat seperti arang, dekstrin (berasal dari tepung jagung), atau gom merah (sekresi pohon) untuk menghasilkan tampilan yang redup dan tahan lama, atau pembakaran cepat, seperti aluminium, magnesium, atau titanium, untuk menghasilkan tampilan yang cerah dan tahan lama. Gula dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan asap. Zat pewarna termasuk aluminium, magnesium, atau titanium (putih), karbon atau besi (oranye), senyawa natrium (kuning), senyawa tembaga (biru), strontium karbonat (merah), dan barium nitrat atau barium klorat (hijau). Pengoksidasi adalah senyawa yang mengandung oksigen yang sangat reaktif seperti kalium perklorat atau amonium perklorat. Mereka juga mengandung klorin, yang bereaksi dengan senyawa tembaga, strontium, dan barium di zat pewarna untuk menghasilkan klorida yang tidak stabil dari unsur-unsur ini yang sebenarnya memberikan warna.

Manufaktur
Proses

Membuat bintang

• 1 Bahan yang digunakan untuk membuat bintang diperoleh dari perusahaan pemasok bahan kimia dan disimpan dalam tong. Pada saat pencampuran bahan kimia dikeluarkan dari tong, ditimbang, dan diayak dua kali melalui saringan kuningan untuk menghilangkan gumpalan. (Kuningan digunakan karena tidak menghasilkan bunga api.) Bubuk yang diayak diletakkan di atas selembar kertas besar dan diaduk perlahan dengan tangan. Bubuk juga dapat dicampur di dalam drum berputar atau wadah stasioner dengan dayung berputar. Perangkat ini harus digunakan dengan sangat hati-hati untuk menghindari menghasilkan panas melalui gesekan atau menjebak serpihan bubuk di antara bagian yang bergerak.
• 2 Serbuk campuran ditempatkan dalam tong dan dibawa dari ruang pencampuran ke ruang pemotongan. Air dicampur dengannya untuk membentuk adonan yang lembut. Gumpalan adonan disendok ke dalam cetakan kayu berlapis kertas besar yang berbentuk seperti roti. Adonan dikemas dengan kuat ke dalam cetakan dengan palu kayu. (Adonan basah jauh lebih aman untuk diolah daripada bubuk kering.)
• 3 Adonan roti, dengan berat masing-masing sekitar 35 pon (16 kg), tidak dicetak di atas meja kerja yang dilapisi dengan karton tebal yang ditaburi bubuk hitam. Roti dipotong ke satu arah untuk membentuk irisan kemudian dipotong ke arah lain untuk membentuk dadu. Dimensi dadu dapat berkisar antara 0,06-2 inci (0,16-5 cm). Bubuk hitam menempel pada dadu basah dan akan membantu mereka terbakar saat kembang api dinyalakan. Dadu dibiarkan mengering di atas layar yang dilapisi kertas.

Membuat jeda

• 4 Dadu kering sekarang menjadi bintang. Mereka dipindahkan ke ruang pengepakan untuk ditempatkan ke dalam wadah kardus. Sebuah tabung karton berongga ditempatkan di tengah wadah silinder dan bintang-bintang dituangkan dengan lembut di sekitarnya. Sebuah wadah besar dapat menampung sebanyak 900 bintang (sekitar 2 kg). Ketika wadah penuh, bubuk hitam dituangkan ke dalam tabung berlubang dan tabung dikeluarkan. Bubuk mengisi ruang di antara bintang-bintang, dan akan berfungsi untuk menyalakan dan menyebarkannya. Sebuah tutup kertas ditempatkan pada wadah yang diisi, sekarang disebut "istirahat."
• 5 Break dibungkus dengan tali yang berat, proses yang dikenal sebagai spiking. Spiking dilakukan dengan mengikat salah satu ujung seutas tali besar ke putus dan melilitkan tali di sekitarnya. Ketika putus benar-benar tertutup, tali dipotong dan diikat. Beberapa pecahan tidak berduri, tetapi dibuat sebagai pengganti plastik atau karton yang lebih berat untuk menahan tekanan saat diluncurkan. Sebuah sekring waktu (sekring pendek, lambat terbakar yang menyebabkan putusnya meledak dalam waktu tertentu setelah diluncurkan) dimasukkan ke dalam pemutus, dan dibungkus dengan kertas tebal. Pecahan yang terbungkus dipindahkan ke ruang tempel untuk dibungkus dengan kertas tebal yang direndam pasta, kemudian dibiarkan kering selama kurang lebih dua hari. Kertas mengeras saat pasta mengering untuk membentuk segel yang kuat dan rapat.
• 6 Beberapa istirahat, yang dikenal sebagai salut, diisi dengan bubuk kilat daripada bintang dan bubuk hitam. Bubuk flash dicampur dengan cara yang sama seperti bahan kimia yang digunakan untuk membuat bintang. Kemudian dituangkan ke dalam wadah kardus yang lebih tebal dan lebih kuat dari pecahan lainnya. Ini memungkinkan lebih banyak tekanan untuk terbentuk sebelum salut meledak, menghasilkan ledakan yang lebih keras. Salut ini kemudian dibubuhi dan ditempel seperti jeda lainnya.

Membuat kerang

• 7 Jemuran kering dipindahkan ke ruang finishing untuk dirangkai menjadi cangkang. Cangkang paling sederhana terdiri dari kompartemen kecil bubuk hitam yang dikombinasikan dengan satu patahan. Karena strukturnya yang bulat, cangkang Asia selalu hanya berisi satu patahan. Karena cangkang Amerika dan Eropa berbentuk silinder, lebih dari satu pecahan dapat ditumpuk bersama, sehingga cangkang akan menampilkan beberapa semburan warna yang berbeda ketika meledak. Kerang multi-break biasanya terdiri dari kompartemen kecil bubuk hitam, tiga atau empat istirahat berwarna, dan salut. Beberapa cangkang besar berisi sebanyak 10 patahan, dan setidaknya satu cangkang raksasa telah dibuat dengan 22 patahan. Shell dirakit dengan menumpuk komponen bersama-sama, memasang sekering awal (sekering panjang dan cepat terbakar yang digunakan untuk menyalakan bubuk hitam yang meluncurkan kembang api), membungkusnya dengan kertas tebal, dan mengikat paket dengan tali. Kembang api yang sudah selesai kemudian diberi label dan disimpan sampai dibutuhkan.

Membuat kembang api kecil

• 8 Kembang api kecil, yang ditujukan untuk penggunaan pribadi, dibuat dengan cara yang hampir sama dengan kembang api besar, tetapi umumnya lebih sederhana dalam konstruksi dan mengandung lebih sedikit bahan peledak. Kembang api kecil termasuk petasan (tabung kertas yang menampung sedikit bahan peledak), air mancur (kerucut kertas yang diisi dengan bahan kimia yang melepaskan percikan berwarna), dan lilin Romawi (tabung kertas panjang yang diisi dengan sejumlah kecil bahan peledak dan beberapa bintang kecil yang menembakkan satu pada suatu waktu). Beberapa kembang api kecil tidak mengandung bahan peledak sama sekali dan mungkin sesederhana bahan kimia tunggal yang dibungkus kertas atau foil. Contohnya termasuk bola asap (diisi dengan bahan kimia yang melepaskan asap berwarna) dan ular (diisi dengan amonium dikromat, yang perlahan-lahan terbakar dan menghasilkan jejak abu yang panjang). Kembang api dibuat dengan mencelupkan kawat logam ke dalam bubur yang mengandung bahan bakar, zat pengoksidasi, zat pewarna, dan butiran aluminium, yang menghasilkan bunga api.

Meluncurkan kembang api

• 9 Kembang api profesional biasanya diluncurkan oleh perusahaan yang sama yang membuatnya. Jika potongan set (pajangan berbasis tanah yang membentuk gambar atau kata-kata dengan suar berwarna yang disebut tombak) akan digunakan, desain yang akan dibentuk dibuat sketsa pada kertas grafik dan dikirim ke tukang kayu yang membuat bingkai kayu dengan bilah kayu tipis. dalam bentuk desain. Jika musik akan mengiringi kembang api, pengaturan waktu pertunjukan direncanakan agar sesuai dengan tempo musik.
• 10 Beberapa jam sebelum pertunjukan dimulai (atau beberapa hari sebelumnya, untuk pertunjukan yang sangat besar), kru tiba dengan semua peralatan yang diperlukan, termasuk alat pemadam kebakaran dan kotak P3K. Mortar untuk meluncurkan cangkang ditempatkan di tempat yang tepat. Yang besar ditempatkan di lubang yang digali di tanah atau di drum baja yang diisi dengan pasir. Mortar yang lebih kecil ditempatkan di rak kayu. Cangkang yang tepat untuk setiap mortar dimuat di tempatnya. Bingkai untuk set piece dirakit, tombak dipasang ke bilah, dan sekering dipasang ke tombak. Saat pertunjukan dimulai, tombak dan mortir dinyalakan pada waktu yang tepat, baik dengan obor genggam yang panjang atau dengan kabel listrik yang terpasang pada switchboard pusat. Setelah pertunjukan, kru dengan aman menghancurkan pakaian yang tidak meledak.

Kontrol Kualitas

Faktor kontrol kualitas yang paling penting dalam membuat kembang api adalah keamanan. Pabrik kembang api dilindungi dari penyusup dengan pagar rantai, kawat berduri, gerbang terkunci, pintu baja, dan kunci anti-rusak. Di dalam pabrik-pabrik ini, banyak tindakan pencegahan diambil untuk mencegah kecelakaan.

Listrik adalah bahaya terbesar. Sebuah percikan kecil tunggal dapat memicu ruangan penuh bahan peledak. Semua outlet listrik terletak di luar gedung. Untuk menghindari timbulnya listrik statis, semua pekerja harus mengenakan pakaian katun 100%. Mereka menyentuh pelat tembaga sebelum memasuki gedung untuk menghilangkan listrik statis yang mungkin mereka bawa. Tali elastis dengan kabel yang menempel di lantai grafit dikenakan di sekitar betis pekerja, untuk mengalirkan listrik statis ke batang pembumian yang terkubur di bawah bangunan. Semua pekerjaan dihentikan dan semua pekerja meninggalkan gedung jika ada kemungkinan badai listrik mendekat.

Banyak tindakan keamanan lain yang digunakan. Semua pekerjaan dilakukan dengan tangan, untuk menghindari mesin yang dapat menghasilkan panas atau percikan api. Di musim dingin, bangunan dipanaskan dengan air panas daripada udara panas, yang dapat menyebabkan ledakan. Bangunannya kecil, jadi tidak ada yang lebih dari satu atau dua langkah dari pintu keluar. Semua pintu keluar memiliki pintu yang terbuka lebar dengan sedikit sentuhan. Bahan kimia eksplosif tidak pernah tercampur saat basah, karena saat mengering mereka dapat melepaskan gas yang dapat memicunya.