Liquefied Natural Gas (LNG) semakin menjadi bagian penting dalam industri energi global sebagai sumber energi yang lebih bersih dibandingkan bahan bakar fosil lainnya. Dengan perkiraan peningkatan kapasitas pencairan LNG hingga dua kali lipat pada tahun 2035, perhatian terhadap keselamatan fasilitas LNG semakin meningkat.

Pentingnya Keamanan LNG dan Respons Darurat

Fasilitas LNG memiliki potensi bahaya besar akibat sifat kriogenik LNG dan volatilitas tinggi dalam bentuk uap. Beberapa tantangan utama yang dihadapi industri LNG antara lain:

• Penyebaran Uap LNG: Jika terjadi kebocoran, LNG dapat menguap dan membentuk awan gas mudah terbakar.
• Tumpahan LNG di Air: Saat LNG tumpah ke air, fenomena termodinamika kompleks dapat mempercepat penguapan dan meningkatkan risiko kebakaran.
• Efektivitas Metode Mitigasi: Berbagai metode seperti water curtain dan expansion foam telah dievaluasi untuk mengetahui efektivitasnya dalam mengurangi risiko tumpahan LNG.

Metode Penelitian dan Studi Kasus

Sejak tahun 2005, Mary Kay O’Connor Process Safety Center (MKOPSC) di Texas A&M University telah melakukan serangkaian eksperimen dan simulasi teoritis untuk memahami lebih dalam perilaku LNG dalam berbagai skenario kebocoran dan mitigasi yang dapat diterapkan.

1. Eksperimen Tumpahan LNG di Lapangan
   • Lima eksperimen utama dilakukan di Brayton Fire Training Field (BFTF) menggunakan berbagai skenario tumpahan LNG.
   • Uji coba termasuk penyebaran LNG di atas permukaan air dan metode mitigasi menggunakan water curtain serta expansion foam.
2. Modeling Computational Fluid Dynamics (CFD)
   • Simulasi dilakukan untuk memahami perilaku penyebaran uap LNG di lingkungan kompleks.
   • Penggunaan CFD membantu dalam mendesain pedoman respons darurat yang lebih spesifik.
3. Evaluasi Penggunaan Water Curtain dan Expansion Foam
   • Metode water curtain diuji untuk mengetahui efektivitasnya dalam menekan penyebaran uap LNG.
   • Expansion foam digunakan sebagai metode untuk membatasi penyebaran api pada kebakaran LNG.

Hasil dan Temuan Penelitian

1. Penyebaran Uap LNG

Eksperimen menunjukkan bahwa penyebaran uap LNG sangat dipengaruhi oleh kondisi atmosfer, termasuk kecepatan angin dan kelembaban udara. Dalam beberapa skenario, penyebaran uap dapat mencapai jarak yang lebih jauh dari yang diprediksi oleh model tradisional, yang menunjukkan pentingnya penggunaan simulasi CFD dalam analisis risiko LNG.

2. Tumpahan LNG di Air

Ketika LNG tumpah ke air, terjadi pembentukan awan gas yang lebih cepat akibat perbedaan suhu yang ekstrem antara LNG (-162°C) dan air. Uji coba di BFTF menunjukkan bahwa tidak terjadi pembentukan kolam LNG di permukaan air, melainkan penguapan langsung yang menciptakan uap mudah terbakar dalam hitungan menit.

3. Penggunaan Water Curtain untuk Mengendalikan Penyebaran Uap LNG

Eksperimen menunjukkan bahwa water curtain dapat mengurangi penyebaran uap LNG dengan cara menghalangi pergerakan awan gas dan meningkatkan turbulensi udara yang mempercepat dispersi gas ke atmosfer. Namun, efektivitasnya sangat bergantung pada konfigurasi nozel dan kondisi angin di lokasi kejadian.

4. Efektivitas Expansion Foam dalam Mengendalikan Kebakaran LNG

• Expansion foam terbukti efektif dalam mengurangi risiko penyebaran kebakaran dengan membentuk lapisan isolasi di atas tumpahan LNG.
• Eksperimen menggunakan busa dengan rasio ekspansi tinggi (500:1) menunjukkan bahwa metode ini dapat mengurangi konsentrasi gas yang mudah terbakar secara signifikan.

Berdasarkan temuan penelitian ini, beberapa rekomendasi utama untuk meningkatkan keselamatan LNG dan respons darurat adalah:

1. Penerapan Simulasi CFD secara Luas
   • Industri LNG harus mengadopsi simulasi CFD untuk mengembangkan model risiko yang lebih akurat dalam berbagai kondisi operasional.
2. Penggunaan Kombinasi Water Curtain dan Expansion Foam
   • Kombinasi kedua metode ini memberikan hasil yang lebih baik dalam mengendalikan penyebaran uap LNG dan membatasi potensi kebakaran.
3. Pengembangan Prosedur Respons Darurat yang Lebih Terstruktur
   • Setiap fasilitas LNG harus memiliki rencana tanggap darurat yang diperbarui secara berkala berdasarkan data eksperimen dan simulasi terbaru.
4. Pelatihan dan Simulasi Darurat yang Lebih Intensif
   • Operator fasilitas LNG perlu dilatih dalam skenario tumpahan LNG untuk memastikan respons yang cepat dan efektif dalam keadaan darurat.

Penelitian yang dilakukan oleh MKOPSC menunjukkan bahwa keamanan LNG dan respons terhadap tumpahan dapat ditingkatkan dengan pendekatan berbasis eksperimen dan model simulasi. Dengan menerapkan strategi mitigasi yang lebih efektif dan berbasis data ilmiah, industri LNG dapat mengurangi risiko kecelakaan serta memastikan operasi yang lebih aman. Penerapan metode seperti water curtain dan expansion foam, serta penggunaan simulasi CFD untuk analisis risiko, diharapkan dapat menjadi standar dalam industri LNG untuk meminimalkan potensi bencana akibat tumpahan LNG.

Sumber Artikel

Kim, B. K., Ruiz, R., Zhang, B., Nayak, S., Mentzer, R. A., & Mannan, M. S. (2023). Recent Progress in LNG Safety and Spill Emergency Response Research. Texas A&M University System.