Teori Geolistrik Dasar

GEOLISTRIK 

4.1 Konsep Konsep Umum

Geolist Geolistrik rik ialah ialah suatu suatu metode metode dalam dalam geofisi geofisika ka yang yang mempela mempelajari jari sifat sifat aliran listrik di dalam bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi. Pend Pendet etek eksi sian an

ini ini

meli melipu puti ti

peng engukur ukuran an

bed beda

poten otensi sial al,,

arus arus,,

dan

elektromagnetik yang terjadi secara alamiah maupun akibat pengijeksian arus ke dalam bumi (Kanata,dan Zubaidah., 200!. Geolist Geolistrik rik merupa merupakan kan salah salah satu metoda metoda geofisi geofisika ka untuk untuk menget mengetahu ahuii  perubahan tahanan jenis lapisan batuan di ba"ah permukaan tanah dengan cara cara meng mengali alirk rkan an arus arus listri listrik k #$ (%#i (%#irec rectt $urr $urren ent& t&!! yang yang memp mempuny unyai ai tegangan tinggi ke dalam tanah. 'njeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah %lektroda )rus& ) dan * yang ditancapkan ke dalam tanah dengan jarak  tertentu. +emakin panjang jarak elektroda )* akan menyebabkan aliran arus listrik bisa menembus lapisan batuan lebih dalam. #eng #engan an adany adanyaa aliran aliran arus arus listr listrik ik terse tersebu butt maka maka akan akan meni menimb mbulk ulkan an tegangan listrik di dalam tanah. egangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur dengan dengan penggunakan penggunakan multimeter multimeter yang terhubung terhubung melalui 2  buah %lektroda egangan& egangan& - dan  yang jaraknya lebih pendek dari pada  jarak elektroda )*. *ila posisi jarak elektroda )* diubah menjadi lebih besar  maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda - ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar. #engan asumsi bah"a kedalaman lapisan batuan yang bisa ditembus oleh arus listrik ini sama dengan separuh dari jarak )* yang biasa disebut )*/2 (bila digunakan arus listrik #$ murni!, maka diperkirakan pengaruh dari injeksi aliran arus listrik ini berbentuk setengah bola dengan jarijari )*/2.

Gambar 4.1 Cara Kerja Metode Geolistri 

1mumnya

metoda

geolistrik

yang

sering

digunakan

adalah

yang

menggunakan  buah elektroda yang terletak dalamsatu garis lurus serta simetris terhadap titik tengah, yaitu 2 buah elektroda arus ()*! di bagian luar  dan 2 buah elektroda ntegangan (-! di bagian dalam. Kombinasi dari jarak )*/2, jarak -/2, besarnya arus listrik yang dialirkan serta tegangan listrik yang terjadi akan didapat suatu harga tahanan  jenis semu (%)pparent 3esisti4ity&!. #isebut tahanan jenis semu karena tahanan jenis yang terhitung tersebut merupakan gabungan dari banyak  lapisan batuan di ba"ah permukaan yang dilalui arus listrik. *ila satu set hasil pengukuran tahanan jenis semu dari jarak )* terpendek  sampai yang terpanjang tersebut digambarkan pada grafik logaritma ganda dengan jarak )*/2 sebagai sumbu5 dan tahanan jenis semu sebagai sumbu 6, maka akan didapat suatu bentuk kur4a data geolistrik. #ari kur4a data tersebut bisa dihitung dan diduga sifat lapisan batuan di ba"ah permukaan.

4.! Ke"unaan Geolistri  •

-engetahui adanya lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pemba"a air.

•

Geolistrik ini bisa untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang mempunyai kontras resisti4itas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan ba"ahnya.

•

1ntuk

mengetahui

 bangunan.

perkiraan kedalaman

%bedrock& untuk

fondasi

•

-etoda geolistrik juga bisa untuk menduga adanya panas bumi (geotermal! di ba"ah permukaan. 7anya saja metoda ini merupakan salah satu metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk mengetahui secara pasti keberadaan sumber panas bumi di ba"ah permukaan.

4.# Kon$i"urasi

-etoda geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi, misalnya yang ke   buah elektrodanya terletak dalam satu garis lurus dengan posisi elektroda )* dan - yang simetris terhadap titik pusat pada kedua sisi yaitu konfigurasi 8enner

dan

+chlumberger.

+etiap

konfigurasi

mempunyai

metoda

 perhitungan tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis  batuan di ba"ah permukaan. -etoda geolistrik konfigurasi +chlumberger  merupakan metoda fa4orit yang banyak digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan ba"ah permukaan dengan biaya sur4ei yang relatif murah. 1mumnya lapisan batuan tidak mempunyai sifat homogen sempurna, seperti yang dipersyaratkan pada pengukuran geolistrik. 1ntuk 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. 6ang dapat mempengaruhi homogenitas lapisan batuan adalah fragmen batuan lain yang menyisip pada lapisan, faktor ketidakseragaman dari pelapukan batuan induk, material yang terkandung pada jalan, genangan air setempat, perpipaan dari bahan logam yang bisa menghantar arus listrik, pagar ka"at yang terhubung ke tanah dan sebagainya. %+pontaneous Potential& yaitu tegangan listrik alami yang umumnya terdapat pada lapisan batuan disebabkan oleh adanya larutan penghantar yang secara kimia"i menimbulkan perbedaan tegangan pada mineralmineral dari lapisan batuan yang berbeda juga akan menyebabkan ketidakhomogenan lapisan batuan. Perbedaan tegangan listrik ini umumnya relatif kecil, tetapi  bila digunakan konfigurasi +chlumberger dengan jarak elektroda )* yang

 panjang dan jarak - yang relatif pendek, maka ada kemungkinan tegangan listrik alami tersebut ikut menyumbang pada hasil pengukuran tegangan listrik pada elektroda -, sehingga data yang terukur menjadi kurang benar. 1ntuk mengatasi adanya tegangan listrik alami ini hendaknya sebelum dilakukan pengaliran arus listrik, multimeter diset pada tegangan listrik alami tersebut dan kedudukan a"al dari multimeter dibuat menjadi nol. #engan demikian alat ukur multimeter akan menunjukkan tegangan listrik yang  benarbenar diakibatkan oleh pengiriman arus pada elektroda )*. -ultimeter  yang mempunyai fasilitas seperti ini hanya terdapat pada multimeter dengan akurasi tinggi. 4.#.1 Kon$i"urasi

Wenner 

Gambar 4.! Kon$i"urasi %enner

Keunggulan dari konfigurasi 8enner ini adalah ketelitian pembacaan tegangan pada elektroda - lebih baik dengan angka yang relatif besar  karena elektroda - yang relatif dekat dengan elektroda )*. #isini bisa digunakan alat ukur multimeter dengan impedansi yang relatif lebih kecil. +edangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi homogenitas  batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh terhadap hasil  perhitungan. #ata yang didapat dari cara konfigurasi 8enner, sangat sulit untuk menghilangkan factor non homogenitas batuan, sehingga hasil  perhitungan menjadi kurang akurat.

4.#.! Kon$i"urasi S&'lumber"er

Pada konfigurasi +chlumberger idealnya jarak - dibuat sekecil kecilnya, sehingga jarak - secara teoritis tidak berubah. etapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak )* sudah relatif besar  maka jarak - hendaknya dirubah. Perubahan jarak - hendaknya tidak  lebih besar dari 9/: jarak )*.

Gambar 4.# Kon$i"urasi S&'lumber"er

Kelemahan dari konfigurasi +chlumberger ini adalah pembacaan tegangan  pada elektroda - adalah lebih kecil terutama ketika jarak )* yang relatif   jauh,

sehingga

diperlukan

alat

ukur

multimeter

yang

mempunyai

karakteristik %high impedance& dengan akurasi tinggi yaitu yang bisa mendisplay tegangan minimal  digit atau 2 digit di belakang koma. )tau dengan cara lain diperlukan peralatan pengirim arus yang mempunyai tegangan listrik #$ yang sangat tinggi. +edangkan keunggulan konfigurasi +chlumberger ini adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya nonhomogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resisti4itas semu ketika terjadi  perubahan jarak elektroda -/2.

4.#.# Kon$i"urasi (ipole)dipole

 Konfigurasi Dipole-Dipole  yaitu konfigurasi dimana sepasang elektroda antara arus dan potensial terpisah, jarak spasi antar elektroda $9$2 dan P9 P2 adalah a, sedangkan untuk jarak $9 dan P9 adalah na, atau lebih singkat dinyatakan jarak antar dipole harus lebih besar.Keunggulan dari konfigurasi ini sangat baik untuk penetrasi kedalaman, dan $+. 1ntuk kesensitifan yang tinggi untuk arah hori;ontal dan sedang untuk arah 4ertikal, untuk  memperoleh adata maksimal maka harus lebih banyak elektroda namun ini  juga menyebabkan sinyal yang ditangkap rendah, sehingga konfigurasi ini sangat baik untuk survey mapping  hori;ontal.

Gambar 4.4 Kon$i"urasi (ipole)dipole

4.#.4 Kon$i"urasi *ole)(ipole

#igunakan satu elektrode arus dan dua elektrode potensial. 1ntuk  elektrode arus $2 ditempatkan pada sekitar lokasi penelitian dengan jarak  minimum : kali spasi terpanjang $9P9

Gambar 4.+ Kon$i"urasi pole)dipole

4.4 ,enis Instrumen Geolistri 4.4.1 Sin"le C'annel • •

'nstrumen geolistrik yang sering digunakan yaitu aniura dan apparent !.

•

*anyak digunakan untuk pengukuran sounding 9#, sedangkan untuk  2# sangat jarang dilakukan karena harus membuat dahulu geometri  pengukuran (stacking chart!, tabel akuisisi, membuat format kon4ersi data lapangan ke format data soft"are (dilakukan secara manual!.

Gambar 4.- Instrumen Sin"le C'annel

4.4.! Multi C'annel 

+?ield adalah instrumen didesain dengan sistem pengukuran elektroda  banyak channel (multichannel!, full automatis dengan sampling arus injeksi dilakukan setiap 2: detik. )lat ini memberikan hasil dengan tingkat akurasi tinggi dan bising yang rendah.



'nstrumen ini mengukur resisti4itas secara simultan sampai 9@ elektroda, dan dapat pula diupgrade menjadi A2, @, 92 elekroda atau lebih (maB 9000 channel!.



eknologi Curent Source (pembangkit arus! yang terdapat pada +?ield menjadikannya handal, berpengaman sistem anti short circuit , sehingga aman digunakan pada saat jarak elektroda arus terlalu rapat atau impedansi sangat rendah.