Laporan Vlf

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi bawah permukaan  bumi (subsurface) dengan menggunakan metode survei geofisika. Metode tersebut merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari bidang bumi khususnya  perut bumi berdasarkan konsep fisika. Survei geofisika yang sering di lakukan selama ini antara lain metode gravitasi (gayaberat), magnetik, seismik, geolistrik (resistivitas) dan elektromagnetik. Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda konduktif. Perubahan komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk menentukan struktur bawa permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah observasi. Pengukuran semacam ini disebu tteknik pengukuran aktif. Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh besarannya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif. Tenik ini memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak sengaja dibangkitkan. Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (15-30 kHz) adalah yang biasa disebut VLF (Very Low Frequency). Teknik ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas. Teknik  pengukuran tersebut yang telah dicoba pada praktikum kali ini.

1.2

Batasan Masalah Batasan dari praktikum ini adalah bagaimana memahami tentang proses akuisisi metode VLF (Very Low Frequency)  pada percobaan praktikum GF 2 serta  bagaimana mendapatkan inphase, kuadratum, tilt, total field, dan Q-S kemudian dilakukan pengolahan sehingga mendapatkan nilai fraser, KH-Jelt, dan diplotkan ke dalam Surfer.

1.3

Tujuan Penelitian 1. Menguasai penggunaan peralatan VLF (Very Low Frequency)

di lapangan

dengan baik. 2. Mengetahui tahapan pengambilan data, pengolahan data, dan interpretasi data VLF (Very Low Frequency) dengan baik dan benar. 3. Menggambarkan keadaan bawah permukaan daerah pengukuran dengan baik dan benar.

1.4

Manfaat Peneletian Dari hasil percobaan praktikum ini diharapkan mampu memperkirakan tentang gambaran bawah permukaan bumi pada daerah pengukuran Lapangan Merah Unpad sebagai proses pembelajaran langsung di lapangan mengenai metode ini, sehingga diharapkan mampu melakukan interpretasi terhadap nilai konduktivitas benda bawah  permukaannya.

1.5

Metodologi Penelitian Secara garis besar, metodologi penelitian yang akan dilakukan pada praktikum ini dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama, yaituu proses akuisisi data VLF (very low frequency)  frequency)  yang dilakukan di Lapangan Merah PPBS Unpad, Jatinangor pada  bulan April 2014 yang kemudian dilanjutkan dengan tahapan kedua yaitu pengolahan data yang telah diperoleh pada saat pengukuran dengan menggunakan  Ms. Excel dan Surfer11 Seluruh metodologi penelitian dijelaskan pada diagram alir penelitian yang digambarkan pada gambar 1.1 dibawah ini

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Metode VLF-EM merupakan salah satu dari berbagai macam metode Geofisika yang memanfaatkan parameter frequensi. Metode ini tergolong metode geofisika Pasif, karena  pada kerjanya metode ini hanya menangkap sinyal-sinyal frequensi dari stasiun-stasiun yang ada diselur dunia. Seperti namanya, metode ini memanfaatkan sinyal pemancar radio  berfrekuensi rendah

Metoda VLF-EM ini pada dasarnya memanfaatkan medan elektromagnetik yang dibangkitkan oleh pemancar radio berfrekuensi sangat rendah (15 – 30 KHz) dengan daya sangat besar yang pada awalnya digunakan untuk keperluan sistem navigasi kapal selam. Metoda VLF-EM ini dalam pelaksanaan pengukuran di lapangan hanya menggunakan sinyal dari satu frekuensi saja (single frequency).

Medan EM yang diukur oleh alat ukur VLF-EM adalah medan kompleks total (HR ) yang terdiri dari komponen real (inphase), imajiner (quadrature), total-field, dan tilt-angle. Besar nilai yang terukur keempat komponen tersebut akan sangat tergantung kepada nilai konduktivitas benda bawah permukaannya.

Gambar. 2.1 . Stasiun VLF di dunia (yang paling sering digunakan Indonesia adalah s tasiun  jepang dan australia)

Kegiatan suvey geofisika yang menggunakan sinyal radio VLF-EM dimulai sejak tahun 1960-an untuk penyelidikan prosfek mineral konduktif (McNeill dan Labson, 1987; Paal, 1965), memetakan patahan dan pemetaan kontaminasi air tanah dikombinasikan dengan metoda resistivitas (Benson dkk., 1997), studi kebencanaan dan lingkungan (Jeng dkk., 2004), pemetaan sistem rekahan di bawah permukaan untuk studi zona mineralisasi emas (Tijani dkk., 2009), studi pasca pondasi (Ofomola dkk., 2009), sedangkan interpretasi VLF-EM dengan memaanfaatkan struktur anomali 3D dengan menggunakan teknik filter linier diperkenalkan oleh (Djeddi dkk., 1998).

Bosch & Müller (2001) mensintesakan penggunaan metoda VLF-EM untuk berbagai keperluan, diantaranya; memetakan pencemaran, eksplorasi air bawah tanah yang dikombinasikan dengan metoda VES (Nandakumar dkk., 1983), delineasi zona sedimentasi (Oskooi, dan Pedersen, 1995), dan lain sebagainya.

Kelemahan Metoda (single survey): 

Instrumen juga merekam banyak gangguan (noise)



Kondisi bawah permukaan kemungkinan tidak cukup memperlihatkan kontras anomali



Overlapping anomali sulit dibedakan dalam tahap interpretasi



42 transmitting stations worldwide (15-30 kHz, 10-20 km ).



Pada jarak, lapangan EM berperilaku sebagai gelombang pesawat dengan komponen magnet dan listrik diprediksi.



arus Eddy dihasilkan ketika medan melewati konduktor (benda dibawah permukaan) , menciptakan medan magnet sekunder.

Medan

elektromagnetik

primer

sebuah

pemancar

radio

VLF-EM

memiliki

komponen medan listrik vertikal E pz dan komponen medan magnetik horizontal yang tegak lurus terhadap arah perambatan pada sumbu-x (Bosch dan Mullёr, 2001). Medan elektromagnetik HPy yang dipancarkan antena pemancar radio VLF-EM selanjutnya akan diterima stasiun penerima dalam empat macam perambatan gelombang, yaitu; gelombang langit, gelombang langsung, gelombang pantul dan gelombang terperangkap.

Gambar. 2 .2. jenis-jenis penjalaran gelombang pada metode VLF

Adapun yang paling sering dimanfaatkan dan terukur sewaktu pengukuran data VLFEM di daerah survey adalah gelombang langit. Jika di bawah permukaan terdapat suatu medium

yang bersifat konduktif, maka komponen

medan magnetik dari gelombang

elektromagnetik primer akan menginduksi medium tersebut sehingga akan menimbulkan medan listrik induksi,

ESx. Medan listrik induksi tersebut akan menimbulkan medan

elektromagnetik baru yang disebut medan elektromagnetik sekunder, HS, yang mempunyai komponen horizontal dan vertikal. Medan magnetik ini mempunyai bagian yang sefase (in phase) dan berbeda fase (out-of-phase/quadrature) dengan medan primernya. Adapun besar medan elektromagnetik sekunder sangat tergantung dari sifat konduktivitas benda di bawah  permukaannya

Dalam tubuh batuan konduktif, medan primer ini akan menginduksi arus sekunder didalamnya yang disebut arus Eddy. Arus ini akan membangkitkan medan sekunder yang kemudian bergabung dengan medan primer. Medan sekunder yang dibangkitkan tergantung dari besaran fisika yang terkandung dalam batuan yaitu resistivitas atau konduktivitas. Dengan melakukan pengukuran medan total (primer + sekunder) di permukaan bumi dapat diketahui resistivitas sebagai salah satu sifat fisis batuan.

Ada dua jenis pengukuran VLF, yaitu mode tilt-angle dan mode resistivity. Mode tiltangle mengukur polarisasi komponen medan magnetik, sedangkan mode resistivity mengukur  polarisasi komponen medan magnetik dan medan listrik.

1. Mode Tilt-angle

Mode tilt angle digunakan untuk mengetahui struktur konduktif dan kontak geologi seperti zona alterasi, patahan, dan dike konduktif. Dalam mode ini, arah strike target memiliki sudut ±45° dengan lokasi pemancar. Pada konfigurasi pengukuran semacam ini, medan primer akan memberikan fluks yang maksimum jika memotong struktur, sehingga memberikan kemungkinan anomali yang paling besar.

Medan magnet yang memiliki komponen horisontal dan vertikal membentuk sebuah elips yang dapat ditunjukkan dengan sudut tilt dari sumbu mayor dan sumbu horisontalnya, dan eliptisitasnya (perbandingan sumbu minor/sumbu mayor). Alat akan mengukur dua  besaran tersebut dari pengukuran komponen in-phase dan out-of-phase medan magnetik vertikal dari medan horisontalnya. Data tilt biasanya disaji kan dalam derivative Fraser.

Gambar. 2.3 . Design Survey untuk Mode Tilt

Parameter eliptisitas kadang digunakan untuk mengetahui bahwa struktur di bawah memiliki konduktivitas tinggi (berharga kurang dari nilai tilt tetapi bertanda terbalik) atau memiliki konduktivitas rendah (bernilai dan bertanda sama dengan nilai tilt ). Dalam pengukuran, instrumen T-VLF akan menghitung parameter sudut tilt dan eliptisitas dari pengukuran komponen in-phase dan out-of phase medan magnet vertikal terhadap komponen horizontalnya. Besar sudut tilt

akan sama dengan perbandingan Hz/Hx

dari komponen in-phase-nya, sedang besar eliptisitas ε

sama dengan perbandingan

komponen kuadraturnya. Jika medan magnet horizontal adalah H x dan medan vertikalnya sebesar H xeiØ, maka sudut tilt diberikan sebagai :

Gambar. 2.4 . Skema Ellipt

Gambar dibawah ini adalah contoh grafik pengukuran VLF menggunakan metode Tilt. Grafik tersebut terdiri dari nilai tilt, eliptisitas, dan Fraser. Jika grafik tilt berada di atas grafik ellipt, maka dapat dikatakan zona tersebut merupakan zona konduktif. Fraser yang tinggi menunjukkan konduktivitas yang tinggi dan grafik tersebut menunjukkan tempat sebenarnya. Berikut contoh grafiknya (VLF Praktikum Fisika Gunung Api Bromo 2009)

2. Mode Resisitivity Mode ini digunakan untuk mengetahui dike resistif dan disisi lain untuk membatasi satuan geologi melalui pemetaan tahanan jenisnya. Mode ini sangat baik  jika arah pem anc ar tegak lurus strike geologin ya (±45°) seperti terli hat pada gambar dibawah.

Gambar. 2.5 . Design Survey untuk Mode Resistivity

Alat akan langsung mengukur besarnya tahanan jenis medium dan besarnya sudut fase medium. Letak anomali secara kasar berada di bawah puncak anomali tahanan jenis. Sedangkan harga fase > 45° menunjukkan tahanan jenis semakin dalam semakin kecil, dan fase < 45° menunjukkan ta hanan jenis semakin dalam makin besar.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Proses Akuisi Data Sebelum proses akuisisi data dilakukan, ada beberapa hal yang harus

diperhatikan agar hasil yang didapatkan pada saat pengukuran benar-benar merepresentasikan bagaimana kondisi di bawah permukaan yang sebenarnya serta menghasilkan kualitas data yang baik. 3.1.1

Lokasi Pengukuran

Pada saat membuat desain pengukuran, penentuan titik-titik pengukuran merupakan langkah awal yang harus diperhatikan dengan baik, agar mempunyai data yang cukup lengkap untuk mengeksplorasi suatu daerah pengukuran.

Gambar 3.1a Lokasi praktikum metode VLF (Very Low Frequency)

Gambar 3.1b Desain pengukuran metode VLF (Very Low Frequency) 3.1.2

Peralatan Akuisisi Conductivity

1. 1 (satu) unit VLF (Very Low Frequency) 2. 1 (satu) buah GPS Garmin 3. 1 (satu) unit Laptop 4. 1 (satu) perangkat alat tulis VLF (Very Low Frequency) digunakan sebagai alat untuk merekam variasi nilai frekuensi pada daerah pengukuran. GPS digunakan untuk mencatat posisi latitude dan longitude  pada setiap titik pengukuran untuk semua line yang dibuat dan dituliskan secara manual menggunakan perangkat alat tulis. Dan laptop yang digunakan adalah untuk melakukan pengolahan datanya. 3.1.3

Pengaturan Alat Proses pengaturan alat adalah pertama kali memasang semua perangkat

VLF (Very Low Frequency)  sesuai dengan ketentuannya. Setealh alat terpasang, sekita 5-15 menit ddilakukan penyetingan alat untuk memfilter frekuensi yang ada sehingga nantinya didapatkan pilihan frekuensi yang terendah dari stasiun pemancar (antara Jepang dengan Australia). Setelah dilakukan pemilihan frekuensi terendah tersebut alat siap digunakan. 3.1.4

Proses Perekaman Data Proses perekaman data dilakukan kurang lebih setiap 20 meter dan

dicatat titik bujur dan lintangnya beserta nilai inphase, kuadratum, total field, tilt, Q-S pada alat tersebut. Dan semuanya dilakukan sebanyak 4 line. Dengan  proses pengambilan datanya alat tersebut menghadap utara 20o dibelokkan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Hasil

Line 1 300 250 200 150 100 Inphase 50 Kuadratum 0 -50

0

100

200

300

400

-100 -150 -200 500 400 300 200 100 Fraser Inphase 0 -100 -200 -300 -400 -500

0

100

200

300

400

Fraser Kuadratum

Line 2 500

400

300 Inphase 200 Kuadratum 100

0 0

100

200

300

400

-100 400 300 200 100 Fraser Inphase 0 0 -100 -200 -300 -400

100

200

300

400

Fraser Kuadratum

Line 3 40 20 0 -20

0

100

200

300

400

-40 -60

Inphase

-80

Kuadratum

-100 -120 -140 -160 -180 200

150

100 Fraser Inphase 50 Fraser Kuadratum 0 0 -50

-100

100

200

300

400

Line 4 80 60 40 20

Inphase Kuadratum

0 0

100

200

300

400

500

600

-20 -40 -60 100 80 60 40 20 Fraser Inphase

0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

0

100

200

300

400

500

600

Fraser Kuadratum

Paper 70 60 50 40 30 Real 20 Imajiner 10 0 0

50

100

150

200

250

300

-10 -20 -30 150

100

50 Real Fraser Imajiner Fraser 0 0 -50

-100

50

100

150

200

250

300

KH-Jelt Inphase

KH-Jelt Kuadratum

KH-Jelt Real

KH-Jelt Imajiner

4.2

Pembahasan 4.2.1 Data Praktikum

4.2.2 Data Paper Pada jurnal ini menggunakan metode VLF-EM, dimana metode ini termasuk ke dalam elektromagnetik yang pasiff yang bekerja di rentang frekuensi sangat rendah, yaitu 15-30 KHz. Dimana penggunaan metode ini untuk menyelidiki masalah geo-lingkungan yang dangkal, konduktivitas rendah lapisan sedimen di Taiwan. Contoh dalam penggunaan lapangan pada metode ini berhasil mencari zona sesar dangkal non-mineralisasi. Nilai  perpotongan antara in-phase dan kuadrature pada peta kontur dapat mencari sumber anomali  bawah permukaan bumi. Dimana analisis lebih lanjut pada profil single VLF puncak mengungkapkan bahwa metode ini dapat menentukan struktur bawah permukaan dan konduktivitasnya. Keuntungannya adalah tidak merusak, non-invasif, dan rendah daya sehingga metode ini ramah lingkungan. Pengolahan data VLF dilakukan dengan penyaringan Fraser dan penyaringan KH-Jelt . Dimana hal tersebut adalah dua metode secara luas yang digunakan dalam pengolahan data VLF yang menghasilkan kepadatan arus setara. Fraser penyaringan memiiki fungsi sebagai operator  smoothing low-pass  dan KH-Jelt merupakan perpanjangan dari penyaringan fraser dengan desain broadband. Pada kasus ini, untuk menemukan anomali data uang diukur diolah dengan menggunakan fraser penyaringan sebelum menghasilkan peta kontur. Estimasi kedalaman dapat dibuat dengan menganalisa puncak atau menganalisa filter KH-Jelt. Dimana prinsip skema interpretasi data VLF sebagai berikut: 1. Data asli dengan puncak positif dan negative yang berbeda dapat menunjukkan struktur bawah permukaan yang signifikan. Dan mengikuti konvensi

dalam

VLF,

perpotongan

dalam

in-phase

dan

quadrature

menentukan lokasi dari bawah permukaan. 2. Untuk struktur dengan geometri sederhana, kedalaman dari suatu benda dapat diestimasikan dari jarak horizontal antara titik puncak positif dan negative dalam in-phase profil.

3. Dibandingkan dengan in-pahse data, quadrature biasanya lebih kecil namun  penting untuk membedakan anomali konduktivitas benda. Sebuah infleksi  positif (positif-negatif) menunjukkan konduktor rendah, dan sebaliknya. 4. Amplitude quadrature mencerminkan kekuatan konduktor. Dalam proil in phase, amplitude juga dipengaruhi oleh konduktivitas, tetapi dimenti anomali  benda memberikan efek yang lebih nyata. 5. Amplitudo dalam in-phase juga dipengaruhi oleh konduktivitas ta nah.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Praktikan menguasai penggunaan alat VLF (Very Low Frequency) dengan baik, terbukti didapatnya data dari hasil praktikum Praktikan dapat melakukan semua proses tahapan pengambilan data, pengolahan data, dan interpretasi data VLF (Very Low Frequency), sehingga pada akhirya didapat grafik data fraser dan peta penampang KH-Jelt daerah pengukuran serta analisa terhadap bentuk  penampang tersebut. Praktikan sulit melakukan pendugaan di sekitar daerah pengukuran karena pada saat melaukan pengukuran kondisi di sekitar kanan dan kiri banyak dipenuhi oleh benda-benda logam seperti tiang listrik, kendaraan bermotor, dan sebagainya. 5.2

Saran

Karena sulitnya untuk membaca interpretasi pada kali ini, maka dapat dilakukan  perbandingan

antara

data

percobaan

pada

metode

geofisika

sebelumnya,

seperti

konduktivitimeter dan geolistrik. Dan diusahakan untuk metode ini data yang didapat dalam  jumlah banyak karena saat pengolahan data terdapat beberapa jumlah data yang harus dibuang (tidak terpakai).

DAFTAR PUSTAKA

http://berkaryaselalu.blogspot.com/2013/04/metode-vlf-em-very-low-frequency.html [aksess 5/25/2014 5:12 PM] http://nursina.blogspot.com/2012/11/metode-very-low-frequency-vlf_7.html [aksess 5/25/2014 5:13 PM] http://id.scribd.com/doc/76156728/Metode-Elektromagnetik-Very-Low-Frekuensi-Vlf-em [aksess 5/25/2014 5:13 PM]