LAPORAN PRAKTIKUM GEOFISIKA GEOLISTRIK

BAB I PENDAHULUAN

A. Prinsip Dasar Hukum Ohm Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan  polaritas beda bed a potensial yang dikenakan kepadanya.Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah hukum tetap digunakan dengan alasan sejarah. Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan: V=IR

Dimana : I

= arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar ( Ampere )

V

= beda potensial (volt)

R

= nilai hambatan listrik (resistansi) ( ohm )

B. Sifat Kelistrikan Batuan Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik dari batuan bila dialirkan arus listrik ke dalamnya. Arus listrik dapat berasal dari alam itu sendiri disebabkan oleh adanya atom-atom penyusun kerak bumi yang berinteraksi satu sama lainnya akibat adanya ketidakseimbangan muatan, atau arus listrik yang sengaja dimasukkan ke dalamnya. Beberapa sifat kelistrikan batuan

yang berguna dalam eksplorasi secara geolistrik khususnya dalam metode resistivitas adalah potensial listrik alami, konduktivitas listrik, dan konstanta dielektrik. (Handayani, 2004). Potensial listrik alami terjadi karena adanya aktivitas elektrokimia atau kegiatan mekanik alam. Potensial listrik ini dapat dikelompokkan menjadi: 1. Potensial elektrokinetik, terjadi bila larutan elektrolit bergerak melalui media berbentuk pipa kapiler atau media yang berpori-pori. 2. Potensial difusi, terjadi bila ada perbedaar mobilitas dari ion-ion dalam larutan yang mempunyai konsentrasi berbeda. 3. Potensial nerust, terjadi bila suatu elektroda logam dimasukkan ke dalam larutan homogen. 4. Potensial mineralisasi, terjadi bila dua elektroda logam dimasukkan ke dalam elektroda homogen. Konduktivitas

listrik

adalah

kemampuan

dari

batuan

dalam

menghantarkan arus listrik. Arus listrik dapat mengalir dalam batuan dengan tiga cara yaitu: 1. Konduksi secara elektronik, hal ini terjadi jika batuan mengandung  banyak elektron bebas, seperti bada batuan yang banyak mengandung logam. Sehingga arus listrik mudah mengalir pada batuan tersebut. 2. Konduksi secara elektrolitik, ini banyak terjadi pada batuan yang bersifat  porus dan pada pori-pori tersebut terisi oleh larutan elektrolit. Sehingga arus listrik mengalir di bawah oleh ion-ion larutan elektrolit. 3. Konduksi secara dielektrik, konduksi ini terjadi pada batuan yang bersifat dielektrik, artinya batuan tersebut mempunyai elektron bebas sedikit dan  bahkan tidak ada. Tetapi karena adanya pengaruh medan listrik dari luar maka elektron- elektron dalam atom batuan dipaksa berpindah dan  berpisah dengan intinya sehingga terjadi polarisasi. Konduksi ini sangat  bergantung pada konstanta dielektrik batuan. Berdasarkan harga resistivitasnya, batuan dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu: (Anonymous, 2007). a. Konduktor baik : 10-6< ρ < 1Ωm

 b. Konduktor pertengahan : 1 < ρ < 107 Ωm c. Isolator : ρ > 107 Ωm C.  Nilai Resistivitas Batuan

D. Geolistrik 

Prinsip Dasar Geolistrik Metode geolistrik merupakan metode yang digunakan untuk mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dengan cara mendeteksinya di permukaan  bumi (Lilik Hendrajaya,1990). Pendeteksian ini meliputi pengukuran  potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik itu oleh injeksi arus maupun secara alamiah. Salah satu metode geolistrik yang

sering digunakan dalam pengukuran aliran listrik dan untuk mempelajari keadaan geologi bawah permukaan adalah dengan metode tahanan jenis (resistivitas). Metode geolistrik tahanan jenis dapat dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu: - Metode Resistivitas Mapping - Metode Resistivitas Sounding (drilling) 

Metode Pengukuran Dalam melakukan eksplorasi tahanan jenis (resistivitas) diperlukan  pengetahuan secara perbandingan posisi titik pengamatan terhadap sumber arus. Perbedaan letak titik tersebut akan mempengaruhi besar medan listrik yang akan diukur. Besaran koreksi terhadap perbedaan letak titik  pengamatan

tersebut dinamakan

faktor geometri. Faktor geometri

diturunkan dari beda potensial yang terjadi antara elektroda potensial MN yang diakibatkan oleh injeksi arus pada elektroda arus AB, yaitu dapat kita lihat pada gambar:

Konfigurasi pengukuran yang biasa diunakan dalam kebumian yaitu konfigurasi Schlumberger, Wenner, Wenner-Schlumberger dan dipol. Modifikasi dari bentuk konfigurasi Wenner dan konfigurasi Schlumberger dapat digunakan pada sistem konfigurasi yang menggunakan aturan spasi

yang konstan dengan catatan faktor untuk konfigurasi ini adalah  perbandingan jarak antara elektroda C1-P1 dan C2-P2 dengan spasi antara elektroda P1-P2. Dimana, a adalah jarak antara elektroda P1-P2. Konfigurasi ini secara efektif menjadi konfigurasi Schlumberger ketika faktor n menjadi 2 dan seterusnya. Sehingga ini sebenarnya merupakan kombinasi antara konfigurasi Wenner-Schlumberger yang menggunakan spasi elektroda yang konstan (seperti yang biasanya digunakan dalam  penggambaran penampang resistivity 2D). Disamping itu cakupan horizontal lebih baik, penetrasi maksimum dari konfigurasi ini 15 % lebih  baik dari konfigurasi Wenner. Dan untuk meningkatkan penyelidikan kedalaman maka jarak antara elektroda P1- P2 ditingkatkan menjadi 2a dan pengukuran diulangi untuk n yang sama sampai pada elektroda terakhir, kemudian jarak antara elektroda P1-P2 ditingkatkan menjadi 3a. 

Rumus Perhitungan Metode



Syarat Pengukuran Geolistrik Umumnya lapisan batuan tidak mempunyai sifat homogen sempurna, seperti yang dipersyaratkan pada pengukuran geolistrik. Untuk posisi lapisan batuan yang terletak dekat dengan permukaan tanah akan sangat

 berpengaruh terhadap hasil pengukuran tegangan dan ini akan membuat data geolistrik menjadi menyimpang dari nilai sebenarnya. Yang dapat mempengaruhi homogenitas lapisan batuan adalah fragmen batuan lain yang menyisip pada lapisan, faktor ketidak-seragaman dari pelapukan  batuan induk, material yang terkandung pada jalan, genangan air setempat,  perpipaan dari bahan logam yang bisa menghantar arus listrik, pagar kawat yang terhubung ke tanah dsbnya. 

Alat dan Bahan dalam Survei Geolistrik

1.

Laptop Sebagai pengolah data hasil survey geolistrik

2.

Software RES2DINV Sebagai pengolah data dan menghasilkan output berupa gambar 3D  bawah permukaan dari data hasil survey geolistrik

3.

Alat Geolistrik (Resistivitymeter)

Digunakan untuk mengukur tahanan jenis semu batuan 4.

2 elektroda arus Sebagai Penghantar arus ke resistivitymeter

5.

2 elektroda potensial Sebagai Penghantar beda potensial ke resistivitymeter

6.

1 accu Sebagai sumber arus DC

7.

Konektor Untuk menghubungkan accu dengan resistivitymeter

8.

4 set kabel +/- 100m Sebagai penghubung antara elektroda dengan resistivitymeter

9.

Meteran Sebagai pengukur jarak tiap elektroda

10. Handy talky Sebagai alat komunikasi 11. Form (table data) Sebagai acuan untuk peletakan masing-masing elektroda 12. Palu Digunakan untuk memukul elektroda kedalam tanah 13. Alat tulis Sebagai media mencatat hasil pengukuran  Komponen utama dan fungsi resistivitymeter

a. Display arus Untuk menampilkan arus dalam  b. Saklar ON/OFF Untuk menghidupkan resistivitymeter c. DC in Digunakan sebagai power supply d. Fuse Untuk sekering catu daya masukan e. Indicator batt Untuk penunjuk tegangan aki f.

Saklar Volt Untuk menaikkan tegangan / arus keluar

g. Current Loop Untuk menunjukkan tahanan antara kedua elektroda arus h. Terminal P1 dan P2 Untuk menghubungkan ke elektroda potensial i.

Terminal C1 dan C2 Untuk menghubungkan ke elektroda arus

 j.

Compensator ( Coarse and Fine ) Untuk menetralisir self potensial alam sebelum arus tersebut dikirimkan

atau

untuk

pengatur

tegangan

yang

diterima

resistivitymeter. k. Tombol Start Untuk memperoleh harga arus mA yang konstan l.

Tombol Hold Untuk memperoleh data yang sudah terinput (pembacaan data)



Tahapan Pengukuran 

Tentukan konfigurasi elektroda yang ingin dipakai



Pasang elektroda sesuai dengan konfigurasi yang dipilih



Ukur besar resistivity semunya



Catat hal-hal penting : posisi dan elevasi elektroda, arus dan potensial yang digunakan tiap pengukuran, resistivity semu yang didapat di alat, kondisi geologi dilapangan secara umum

E. Pengolahan Data Geolistrik Lakukan inversi data dengan software RES2DINV. Sebelumnya lakukan dahulu pengolahan data dengan software spreadsheet seperti Ms. Excel. Save dalam format txt kemudian dikonversi ke format dat. Setelah itu  jalankan software RES2DINV lakukan buka menu File à read data files , pilih nama file dengan ekstensi .dat. Setelah itu pilih menu Inversion à Leastsquare inversion. Maka akan tampil gambar hasil inversi. Untuk melakukan koreksi data maka pilih menu Edit à exterminate  bad datum points. Eliminasi data yang buruk, lalu save kembali data dengan nama yang berbeda. Setelah itu pilih menu Inversion à inversion method and setting à choose logarithm of apparent resistivity à use apparent resistivity lalu tekan ok. Setelah itu pilih menu Inversion à Least-square inversion kembali.

BAB II MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dan tujuan dari fieldtrip geologi eksplorasi tentang geolistrik dengan metode wenner adalah : a.

Memahami prinsip dasar geolistrik tahanan jenis konfigurasi wenner

 b.

Mengetahui struktur tanah atau batuan daerah survey

c.

Mengetahui pola resistivitas di daerah survey

kesimpulan -

Nilai resistivitas tanah dapat digunakan untuk mengetahui kondiisi

di bawah permukaan tanah. Semakin besar nilai resisitivitasnya berarti kondisi batuan atau tanah semakin berongga atau memang merupakan terdiri dari material yang sulit dilewati listrik. Sedangkan untuk niali resisitivitas yang kecil menunjukkan struktur tanah semakin padat dan dapat mengalirkan arus listrik dengan lebih baik.

-

Struktur tanah pada lapangan sipil ITB memiliki lapisan yang

 beramacam macam, namun kebanyakan merupakan tanah lempung dan tanah gambut yang memiliki banyak kandungan air.

-

Resisistivitas bergantung terhadap jenis batuan atau amterial yang

 berada di bawah permukaan. Semakin dalam permukaan berarti nilai resisitivitasnya semakin kecil.

-

Sedangkan untuk jarak antar elektroda, semakin renggang makan

semakin dalam resisitivitas yang dapat diukur di bawah permukaan tanah.