Pengertian Kantung Udara (Airbag)
Airbag
adalah perangkat keamanan yang terdiri dari sebuah tas kain besar yang berisi
udara dan memberikan perlindungan bagi kepala dan tubuh bagian atas pengemudi
selama tabrakan.
Dalam
tabrakan dari depan (head-on collision), biasanya pengemudi dan penumpang akan
terlempar ke depan di dalam kendaraan. Ketika airbag diaktifkan, airbag
langsung mengembang dan menciptakan penghalang yang melawan atau meredam
gerakan maju dari pengemudi atau penumpang depan.
Kantung
udara tersebut dibuat untuk mencegah pengemudi atau penumpang depan menabrak
kaca depan atau dashboard kendaraan, sehingga mengurangi cedera mereka. Airbag
juga dikenal sebagai sistem pengendalian tambahan (SRS, supplemental restrain
system), atau pembatasan tambahan karet (SIR, supplemental inflatable
restrain).
Kantung
udara (airbag) dirancang untuk bekerja bersama dengan sabuk pengaman. Namun,
kantung udara sendiri dapat memberikan perlindungan bagi kendaraan penghuni yang
tidak mengenakan sabuk pengaman.
Pada
tahun 2002 lebih dari 60 persen dari semua kendaraan di Amerika Serikat telah
dilengkapi dengan kantung udara untuk pengemudi. Administrasi Keselamatan dan
Lalu Lintas Jalan Raya Nasional (NHTSA, National Highway Traffic and Safety
Administration) memperkirakan bahwa pada tahun 2002, airbag telah menyelamatkan
nyawa lebih dari 9.000 orang di Amerika Serikat.
Jenis – Jenis Kantung Udara
Ada beberapa jenis kantung udara,
yakni:
Airbag yang disimpan di dalam setir
mobil.
Airbag
ini akan mengembang selama tabrakan frontal untuk mencegah sopir menabrak
kemudi atau dashboard. Sebuah airbag untuk penumpang disimpan di dalam panel
instrumen atau dashboard. Kantung ini mengembang selama tabrakan frontal untuk
mencegah kepala penumpang depan memukul kaca depan/dashboard.
Kantung udara penumpang lebih besar
daripada airbag pengemudi dan memiliki bentuk yang berbeda.
Airbag yang disimpan di samping.
Beberapa kendaraan juga memiliki
airbag samping di dalam pintu, arm rest, kursi depan, atau tempat duduk
belakang. airbag samping akan mengembang saat terjadi tabrakan di samping.
Kantung udara dari atas jendela
samping untuk perlindungan tambahan dalam benturan samping.
Namun, semua Airbag tampaknya tidak
dirancang untuk menggelembung atau untuk melindungi penumpang dalam benturan
belakang atau rollovers.
Proses
Kerja Pada Kantung Udara
Kondisi yang memicu menggelembungnya
Airbag
Mobil
yang dilengkapi dengan airbag, berarti memiliki sensor “MEMS accelerometer”
yang merupakan IC(integrated circuit) kecil. Sensor ini bekerja dengan
mendeteksi rapid-deceleration (perlambatan yang terlalu cepat, CMIIW), yang
kemudian memerintahkan sistem untuk menggelembungkan airbag.
Pengembangan/penggelembungan
airbag dalam tabrakan, paling tidak sama dengan perlambatan dengan nilai 23
km/jam (14 mph), atau bisa disamakan dengan menabrak mobil dengan ukuran yang
sama dengan sistem adu jangkrik (bagian depan masing-masing kendaraan pada
kecepatan 2x dari mobil satunya lagi)
Tidak
seperti test tabrakan pada dinding penghalang, tabrakan sebenarnya biasanya
terjadi pada sudut-sudut selain bagian depan mobil (full-front), dan gaya dari
tabrakan biasanya tidak disebarkan ke seluruh bagian depan mobil dimana sensor
itu berada.
Akibatnya,
kecepatan relatif antara mobil yang menabrak dan yang ditabrak yang dibutuhkan
untuk menggelembungkan airbag dalam tabrakan sebenarnya bisa lebih tinggi dari
persamaan tabrakan dinding. Karena sensor airbag mengukur perlambatan,
kecepatan mobil dan kerusakan bukanlah indikator yang bagus untuk kapan airbag
harusnya menggelembung.
Airbag
bisa menggelembung saat mobil dengan keadaan under-carriage (beban kurang,
tidak ada penumpang) menabrak objek rendah yang menonjol diatas jalan yang bisa
menyebabkan perlambatan.
Proses
Penggelembungan Airbag (inflating)
Saat airbag akan menggelembung,
sebuah sinyal dikirim ke unit inflator dalam airbag control unit. Sebuah
igniter atau penyulut, menyulut sebuah reaksi kimia yang sangat cepat dan
menghasilkan gas nitrogen (N2) untuk mengisi airbag dan membuatnya
menggelembung menerobos cover dari modul airbag.
Beberapa teknologi airbag
menggunakan nitrogen terkompresi atau gas argon dengan sebuahpyrotechnic
operated valve (“hybrid gas generator”). Ada juga yang memakai sodium azide (yang sangat beracun (sangat biasa pada desain inflator lawas),
namun sudah tidak digunakan lagi sejak 90-an dalam pengembangan yang menjurus
ke efisiensi, lebih murah dan kurang beracun.
Proses
pengempesan Airbag (deflating)
Reaksi
kimia menghasilkan ledakan nitrogen disengaja untuk mengembangkan airbag.
Setelah airbag terkembang, deflasi dimulai segera saat gas keluar melalui
lubang dalam kain (pori-pori kain) dan mendingin. Pengembangan sering disertai
dengan pelepasan partikel seperti debu dan gas dari dalam interior kendaraan
(disebut efluen).
Sebagian
besar debu ini terdiri dari tepung jagung, kapur perancis, atau bedak talc,
yang digunakan untuk melumasi airbag selama deployment/inflasi.
Desain
yang terbaru menghasilkan limbah utama terdiri dari bedak/tepung jagung dan gas
nitrogen yang tidak berbahaya. Dalam desain yang lebih tua digunakan propelan
berbasis azida (biasanya), berbagai jumlah sodium hidroksida ada awalnya hampir
selalu hadir.
Dalam
jumlah kecil kimia ini dapat menyebabkan iritasi kecil untuk mata atau luka
terbuka, namun dengan pemaparan ke udara, dengan cepat berubah menjadi natrium
bikarbonat (baking soda). Namun, transformasi ini tidak 100% selesai, dan
selalu menyisakan jumlah sisa ion hidroksida dari NaOH. Tergantung pada jenis
sistem airbag, kalium klorida (sering digunakan sebagai pengganti garam meja)
juga bias saja ada.
Bagi
kebanyakan orang, efek yang muncul mungkin hanya debu yang menyebabkan iritasi
minor pada tenggorokan dan mata. Secara umum, gangguan kecil hanya terjadi
ketika penghuni tetap dalam kendaraan selama beberapa menit dengan jendela
tertutup dan tidak ada ventilasi.
Peranan
Sains dalam Pembuatan Kantung Udara
Kantung udara ternyata tidak seperti
balon udara biasa. Ada reaksi yang bekerja di dalamnya.Kantung ini yang penting
untuk meminimalkan risiko kecelakaan. Kecelakaan di jalan raya sering menelan
banyak nyawa. Kebanyakan karena faktor manusia. Namun, ada juga yang disebabkan
oleh faktor peralatan pada kendaraan. Melengkapi peralatan standar mobil
setidaknya bisa mengurangi risiko tinggi. Di mobil,sabuk pengaman dan kantong
udara adalah pengaman-pengaman yang wajib ada.
Hukum
Newton dan Pengamanan
Dalam
hukum Newton I yang intinya suatu benda akan cenderung tetap pada kecepatan
yang sama (yang diam akan tetap diam, yang bergerak dengan kecepatan tertentu
akan tetap bergerak dengan kecepatan itu), kecuali ada gaya luar yang
mempengaruhi.
Saat
terjadi tabrakan,hukum ini jelas berlaku.Saat sebelum terjadi tabrakan, orang
yang ada di kendaraan bergerak dengan kecepatan tertentu akibat mobilnya
bergerak.Sesaat setelah tabrakan terjadi, orang tadi tentu akan bertabrakan
dengan bagian mobil di hadapannya, bagi sopir tentu setirnya, dan akhirnya
berhenti bergerak.Jadi, pasti ada gaya yang bekerja pada orang
tersebut.Kecelakaan parah terjadi bila kendaraan bertabrakan saat kecepatan
tinggi karena perubahan kecepatan besar yang berarti gaya yang bekerja pada
orang tersebut besar.
Untuk
meminimalkan cedera akibat tumbukan itu, kantong udara dan sabuk pengaman
digunakan. Kantong udara melakukannya dengan memberikan bantalan untuk
menurunkan besarnya gaya yang bekerja pada korban dan mendistribusikan gaya itu
pada permukaan yang lebih luas. Bantalan tadi dihasilkan dengan menggembungkan
kantung udara dengan gas N2. Kemudian, ketika orang menumbuk kantung udara yang
berisi gas tadi, perlahan gas keluar dari kantung.
Gaya
bekerja pada orang dalam kendaraan yang bertabrakan.Dari hukum Newton II, gaya
sebanding dengan percepatan, yakni perubahan kecepatan per satuan waktu. Jika
perubahan kecepatan (dari bergerak hingga diam) terjadi dalam waktu yang
singkat, percepatan besar sekali. Dengan demikian, gaya juga besar sekali, cedera
akan parah. Sebaliknya, bila perubahan kecepatan bisa dibuat untuk jangka waktu
yang lebih lama, percepatan tidak terlalu besar, gaya yang bekerja tidak
terlalu besar, harapannya cederanya tidak parah atau selamat.
Selain
itu, kantung udara meminimalkan cedera dengan mendistribusikan gaya itu pada
permukaan yang lebih luas. Bila tubuh bertabrakan langsung dengan setir, semua
gaya akan bekerja hanya pada bagian tubuh seukuran setir (Gambar 1a), cedera
yang serius dapat terjadi. Namun, bila tubuh bertubrukan dengan kantung udara
yang telah menggembung, gaya akan bekerja pada permukaan yang lebih luas
(Gambar 1b), gaya yang bekerja pada bagian tertentu tubuh menjadi lebih kecil
dan cederanya pun menjadi lebih ringan atau terbebas sama sekali.
Proses
Kimia Dalam Kantung Udara
Kantung udara di mobil menggunakan
padatan yang menghasilkan gas. Kebanyakan kantong udara menggunakan natrium
azida,. Dalam kecelakaan mobil, sensor tabrakan akan mengaktifkan
rangkaian yang akan menyebabkan natrium azida terbakar dan terurai
(terdekomposisi) menghasilkan natrium dan gas nitrogen, yang dengan cepat dapat
menggembungkan kantong udaranya (Gambar 2).
Walaupun komposisi persisnya
merupakan rahasia perusahaan, campuran yang paling populer adalah campuran yang
terdiri atas natrium azida (Na3), kalium nitrat (KNO3), dan silikon dioksida
(SiO2) sebagai reaktan sekunder. Dengan rangsangan listrik NaN3 akan terurai
sesuai reaksi:
2 NaN3 (s) ==> 2 Na (s) +
3N2 (g)
Logam natrium (Na), produk samping
produksi gas nitrogen yang menggembungkan kantong udara itu, adalah logam yang
sangat reaktif. Seperti barangkali pernah ditunjukkan oleh guru di sekolah,
sebutir kecil natrium yang dijatuhkan ke air akan menghasilkan api yang cukup
hebat. Untuk itulah kalium nitrat ditambahkan, kalium nitrat dan natrium akan
bereaksi menghasilkan lagi gas nitrogen:
10 Na (s) + 2 KNO3 (s) ==> K2O
(s) + 5 Na2O (s) + N2 (g).
Kalium oksida (K2O) dan natrium
oksida (Na2O) akan bereaksi dengan senyawa ketiga dalam komposisi kantong
udara, yakni silikon dioksida (SiO2), untuk membentuk alkali silikat, zat yang
tidak reaktif dan tidak berbahaya bila dibuang.
Fungsi
Kantung Udara
Kantung udara efektif untuk :
1.Menghindari patah tulang rusuk
2.Menghindari kerusakan organ dalam
serta luka memar pada anak-anak
3.Berfungsi sebagai pelindung dada
dan perut
4.Berfungsi untuk melindungi kepala
dan wajah
5.Mampu mengurangi risiko cedera
ginjal
6.Mencegah sopir menabrak kemudi
atau dashboard.
7.Mencegah kepala penumpang depan
memukul kaca depan/dashboard.
PENUTUP
Sains
dan teknologi merupakan suatu alat bagi kelangsungan hidup manusia agar dapat
lebih mempermudah dalam prosesnya untuk memenuhi kebutuhan hidupnya digunakan.
Kemajuan teknologi memungkinkan manusia bepergian dengan semakin cerdas,
efisien, dan aman. Seiring berjalannya waktu, teknologi semakin berkembang
dengan sangat pesat begitu juga dengan teknologi pengaman pada mobil sehingga
dapat meminimalisir kecelakaan yang terjadi sehingga bisa menyelamatkan nyawa
seseorang.Kendaraan darat seperti mobil pada umumnya memiliki beberapa bagian
atau subsistem utama.
Kantung
udara pada mobil penting untuk meminimalkan risiko kecelakaan. Kecelakaan di
jalan raya sering menelan banyak nyawa. Kebanyakan karena faktor manusia.
Namun, ada juga yang disebabkan oleh faktor peralatan pada kendaraan.
Melengkapi peralatan standar mobil setidaknya bisa mengurangi risiko tinggi. Di
mobil,sabuk pengaman dan kantong udara adalah pengaman-pengaman yang wajib ada.
Dalam
pembuatan kantung udara terdapat peranan sains yaitu berhubungan dengan ilmu
pengetahuan fisika dan kimia.Dalam ilmu pengetahuan fisika terdapat peranan
hukum Newton I dan Hukum Newton II sedangkan pada ilmu pengetahuan kimia
terdapat peranan proses-proses yang terjadi pada reaksi kimia.Proses kerja
kantung udara tersebut yaitu ketika sensor mendeteksi dampak kecelakaan,
kantung udara di dalam sabuk pengaman ini berisi dengan gas dingin yang
dikompresi, akan mengembang dan melindungi penumpang dari impact akibat
tabrakan.
DAFTAR
PUSTAKA
http://www.andriewongso.com/awartikel-2034-AW_Corner-Lindungi_Diri_Dengan_Kantong_Udara
http://www.detikhealth.com/read/2009/12/31/142014/1269526/764/kantung-udara-di-mobil-aman-untuk-ibu-hamil
http://www.egaage.blogspot.com/2009/06/kimia-dan-fisika-kantong-udara.html
http://www.gugling.com/bagaimana-cara-kerja-airbag-kantung-udara.html
http://www.id.wikipedia.org/wiki/Kantong_udara
Ruwanto,Bambang.2003.Asas
– Asas Fisika.Yogyakarta:Yudhistira
