JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Jurusan Fisika merupakan salah satu jurusan di Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam ITS yang berupaya mengembangkan sumber daya manusia serta Ilmu
Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) dengan mendidik mahasiswa menjadi manusia
Indonesia yang bermutu dan inovatif baik secara intelegen maupun skill yang menerapkan
ilmu yang diajarkan pada perkuliahan untuk menjawab permasalahan yang ada di Indonesia.
Matakuliah yang diberikan dalam perkuliahan di Jurusan Fisika bertujuan untuk membekali
mahasiswa dalam menjawab permasalahan tersebut ketika lulus nanti. Salah satu mata kuliah
tersebut ialah Coop Penelitian/kerja Praktek yang bertujuan untuk memberikan wawasan dan
gambaran nyata di lapangan kepada mahasiswa serta pembelajaran/pengalaman penerapan
ilmu yang telah diperoleh selama perkuliahan. Diharapkan kerja praktek ini dapat
meningkatkan wawasan, keahlian dan keterampilan mahasiswa untuk menjawab
permasalahan yang ada.
Krisis energi merupakan permasalahn yang dialami hampir semua negara di dunia
termasuk Indonesia. Cadangan energi di indonesia terutama energi fosil (minyak bumi dan
batubara) semakin hari semakin menyusut. Hal ini juga diperparah dengan pemborosan dalam
penggunaan energi fosil. Penduduk yang semakin meningkat juga menyebabkan ketersediaan
energi fosil semakin berkurang karena konsumsi energi per kapita akan meningkat.
Penggunaan bahan bakar fosil secara berlebihan dan tanpa kendali dapat mengakibatkan
pemanasan global yang disebabkan semakin banyaknya kandungan CO2 di udara. Untuk
mengurangi emisi gas CO2 bisa dengan cara membatasi penggunaan energi fosil. Salah satu
solusi untuk mengatasi kelangkaan energi fosil dan pemanasan global adalah penggunaan
energi terbarukan yang ramah lingkungan sebagai sumber energi alternatif. Penggunaan
energi terbarukan ini tentunya juga harus memperhatikan lingkungan, ketersediaan sumber
daya serta teknologi untuk mengkonversi. Oleh karena itu dibuatlah undang-undang Nomor
27 Tahun 2003, mengenai sumber energi geothermal. Sumber energi geothermal adalah
sumber energi panas bumi yang cenderung tidak akan habis, karena proses pembentukannya
yang terus menerus selama kondisi lingkungannya (geologi dan hidrologi) terjaga. Energi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 2 kebutuhan energi domestik akan semakin maksimal, dengan demikian energi panas bumi
akan menjadi energi alternatif andalan dan vital karena dapat mengurangi ketergantungan
Indonesia terhadap sumber energi fosil yang kian menipis. Dan Indonesia sendiri merupakan
negara yang memiliki potensi Geothermal terbesar di dunia dengan cadangan sekitar 40%
dari cadangan energi panas bumi dunia. Di sisi lain sesuai dengan Peraturan Presiden RI
Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional (KEN) bahwa pemanfaatan panas
bumi ditargetkan menjadi energi primer yang optimal dengan pemanfaatan lebih dari 17 %
pada tahun 2025. Badan Geologi Kementrian ESDM pada Desember 2012 menyatakan
bahwa energi potensi dari geotermal dengan 299 total lokasi di seluruh Indonesia adalah
sebesar 28.617 Mwe. Jumlah ini terbagi dalam 12.133 Mwe sumber daya, 16.484 Mwe.
Dimana cadangan itu terbagi menjadi 13.373 Mwe masih terduga, 823 Mwe masih mungkin,
dan 2.288 Mwe yang terbukti. Dari total potensi yang telah terbukti baru 1.341 Mwe yang
termanfaatkan.
Tabel 1.1 Informasi Potensi Panas Bumi di Indonesia
Dengan demikian energi panas bumi tersebut perlu untuk dipelajari lebih lanjut untuk
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 3 pengembangannya di industri. Oleh karena itu dalam Coop Penelitian/Kerja Praktek ini
diambil tema monitoring panas bumi dengan micro earthquake untuk studi lanjut mengenai
pengembangan panas bumi serta penerapan seismologi pada panas bumi. Kerja praktek ini
dilakukan di PT. PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY AREA KAMOJANG, karena
perusahaan tersebut merupakan salah satu perusahaan di Indonesia yang bergerak di bidang
pemanfaatan energi panas bumi. Selain itu, PT.PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY
AREA KAMOJANG juga sedang aktif melakukan penelitian dan pengemabangan metode
microearthquake (MEQ) untuk memonitor produksi panas bumi.
1.2 Tujuan Kerja Praktek
Tujuan yang ingin dicapai pada kerja praktek ini adalah sebagai berikut.
1.2.1 Tujuan Umum
Tujuan khusus dilakukanya kerja praktek ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mendapatkan pengalaman dalam suatu lingkungan kerja dan mendapat
peluang untuk berlatih menangani permasalahannya.
2. Mendapatkan pengalaman dalam bersosialisasi dengan lingkungan kerja.
3. Mengetahui penggunaan ilmu Fisika (Fisika Bumi) dalam dunia kerja.
4. Membuat masukan positif dalam rangka continuous process improvement secara
langsung maupun tidak langsung dari pelaksanaan KP.
5. Memenuhi beban satuan kredit semester (SKS) yang mendukung penelitian Tugas
Akhir.
1.2.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus dilakukannya kerja praktek ini ialah untuk mempelajari Microearthquake
(MEQ) untuk monitoring panas bumi dan sistem panas bumi yang terdapat di PT.
PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY secara spesifik serta aplikasi MEQ diantaranya:
relokasi hiposenter gempa, Passive Seismic Tomography, dan Moment Tensor
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 4 1.3 Manfaat Kerja Praktek
Kegiatan kerja praktek ini dapat memberi manfaat sebagai berikut:
1. Sebagai sarana pengenalan dan pembelajaran tentang kenyataan yang ada dalam dunia
industri, sehingga nantinya diharapkan mampu menerapkan ilmu yang telah di dapat
dalam bidang industri.
2. Kerja praktek yang dilakukan dapat memberikan pengalaman dan pengetahuan
tentang realita dunia kerja serta mampu mengaplikasikan ilmu Fisika (Fisika Bumi)
secara nyata.
3. Mampu menghasilkan lulusan yang profesional dalam bidang yang dikuasai dan
dapat membina kerja sama yang baik antara lingkungan akademis dengan dunia kerja
serta instansi yang bersangkutan.
4. Mahengetahui cara monitoring kondisi reservoir geothermal dengan microearthquake
(MEQ) beserta pengolahan datanya, dan mengetahui sistem panas bumi di daerah
penelitian, serta mengetahui pemanfaatan geothermal sebagai pembangkit listrik.
1.4 Ruang Lingkup Masalah
Ruang lingkup permasalahan yang dibahas pada kerja praktek ini adalah energi panas bumi sebagai energi terbarukan dan pemanfaatannya, industri panas bumi di PGE area Kamojang,
Geologi setting area Kamojang, sistem panas bumi area Kamojang, dan monitoring Panas
Bumi dengan micro earthquake (MEQ) dan beberapa aplikasinya khususnya menentukan
lokasi hiposenter MEQ.
1.5 Sistematika Penulisan
Laporan ini secara keseluruhan terdiri dari lima bab dan lampiran. Secara garis besar
masing-masing bab akan membahas hal-hal sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tetntang latar belakang, tujuan, ruang lingkup masalah serta
sistematika penulisan
BAB II : GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 5 KAMOJANG serta sejarah singkat perusahaan tersebut.
BAB III : PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK
Bab ini berisi time line kegiatan yang dilakukan selama kerja praktek beserta
beberapa dokumentasinya.
BAB IV : HASILPELAKSANAAN KERJA PRAKTEK
Pada bab ini dijelaskan hasil kerja praktek yaitu teori-teori yang didapat dalam
studi literatur, presentasi dan pembimbingan serta hasil pengolahan data MEQ
untuk menentukan lokasi gempa mikro.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari kerja praktek yang telah dilakukan.
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 6 BAB II
GAMBARAN UMUM
PT. PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY (PGE)
2.1 Pertamina Geothermal Energy (PGE)
Pertamina Geothermal Energy (PGE), anak perusahaan PT Pertamina (Persero), berdiri sejak tahun 2006 telah diamanatkan oleh pemerintah untuk mengembangkan 14 Wilayah
Kerja Pengusahaan Geothermal di Indonesia. Perusahaan yang menyediakan energy tanpa
polusi ini, 90% sahamnya dimiliki oleh PT Pertamina (Persero) dan 10% dimiliiki oleh PT
Pertamina Dana Ventura. Era baru bagi energi geothermal diawali dengan peresmian
Lapangan Geothermal kamojang pada tanggal 29 Januari 1983 dan diikuti dengan
beroperasinya Pembangkit Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP) Unit-1 (30MW) pada tanggal 7
Pebruari 1983, dan lima tahun kemudian 2 unit beroperasi dengan kapasitas masing-masing
55 MW. Di pulau Sumatera untuk pertama kali beroperasi Monoblok 2 MW di daerah
Sibayak-Brastagi sebagai Power Plant pertama dan pada Agustus 2001 PLTP pertama 20
MW beroperasi di daerah Lahendong. Seiring dengan perjalanan waktu Pemerintah melalui
Keppres No. 76/2000 mencabut Keppres terdahulu dan memberlakukan UU No. 27/2003
tentang geothermal, dimana PT Pertamina tidak lagi memiliki hak monopoli dalam
pengusahaan energi geothermal tetapi sama dengan pelaku bisnis geothermal lainnya di
Indonesia. Dalam mengimplementasikan undang-undang tersebut Pertamina telah
mengembalikan 16 Wilayah Kerja Pengusahaan (WKP) Geothermal kepada Pemerintah dari
31 WKP yang diberikan untuk dikelola.
Pada tanggal 23 Nopember 2001 pemerintah memberlakukan UU MIGAS No. 22/2001
tentang pengelolaan industri migas di Indonesia. UU ini memjbawa perubahan yang sangat
besar bagi sektor migas, termasuk Pertamina. Pasca berlakunya UU tersebut Pertamina
memiliki kedudukan yang sama dengan pelaku bisnis migas lainnya. Pada tanggal 17
September 2003 PERTAMINA berubah bentuk menjadi PT Pertamina (Persero) dan melalui
Peraturan Pemerintah (PP) No. 31/2003 diamanatkan untuk mengalihkan usaha geothermal
yang selama ini dikelola oleh PT Pertamina ntuk dialihkan kepada Anak Perusahaan paling
lambat dua tahun setelah perseroan terbentuk. Untuk itu PT Pertamina membentuk PT
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 7 kegiatan usaha dibidang geothermal. Berikut adalah perkembangan PGE mulai tahun 1974
sampai dengan tahun 2012.
1974 - Kegiatan eksplorasi dan eksploitasi geothermal di Indonesia telah diinisiasi
oleh PT Pertamina (Persero).
1982 - Pengoperasian PLTP Unit I Kamojang yang menghasilkan listrik sebesar 30
MW.
1983 - Peresmian lapangan geothermal Kamojang pada tangggal 29 Januari 1983.
2006 - PT Pertamina Geothermal Energy (PGE) berdiri sebagai anak perusahaan PT
Pertamina (Persero) dengan PT Pertamina Dana Ventura. PGE didirikan berdasarkan
Akta Pendirian No. 10 tanggal 12 Desember 2006 dan telah mendapatkan pengesahan
dari Menteri Hukum & Hak Asasi Manusia Republik Indonesia dengan Surat
Keputusan nomor W7-00089 HT.01.01-TH.2007 tertanggal 3 Januari 2007.
2012 - PT Pertamina Geothermal Energy (PGE) area Ulubelu siap beroperasi secara komersial dengan total kapasitas sebesar 2x55 MW. Area tersebut diresmikan oleh
Presiden RI pada 6 Desember 2012.
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 8 2.2 Deskripsi Bisnis
PGE menghasilkan uap dan energi listrik untuk masyarakat Indonesia yang diambil dari sumber panas bumi di bawah permukaan. Kegiatan tersebut dilakukan melalui beberapa
tahapan, di antaranya :
Preliminary Survey
Kegiatan yang meliputi pengumpulan, analisis dan penyajian data yang berhubungan
dengan informasi kondisi geologi, geofisika, dan geokimia untuk memperkirakan
letak dan adanya sumber daya Panas Bumi serta Wilayah Kerja.
Eksplorasi
Rangkaian kegiatan yang meliputi penyelidikan geologi, geofisika, geokimia,
pengeboran uji, dan pengeboran sumur eksplorasi yang bertujuan untuk memperoleh
dan menambah informasi kondisi geologi bawah permukaan guna menemukan dan
mendapatkan perkiraan potensi Panas Bumi. Pemegang IUP wajib menyampaikan
rencana Eksplorasi dan kepada Menteri, Gubernur, dan Bupati/Walikota sesuai
dengan kewenangan masing-masing, yang mencakup rencana kegiatan dan rencana
anggaran.
Studi Kelayakan
Tahapan kegiatan untuk menentukan kelayakan usaha pertambangan Panas Bumi,
termasuk penyelidikan atau studi jumlah cadangan yang dapat dieksploitasi.
Eksploitasi
Rangkaian kegiatan pada suatu wilayah kerja tertentu yang meliputi pengeboran
sumur pengembangan dan sumur reinjeksi, pembangunan fasilitas lapangan dan
operasi produksi sumber daya Panas Bumi. Pemegang IUP wajib menyampaikan
rencana jangka panjang Eksploitasi kepada Menteri, Gubernur, dan Bupati/Walikota
sesuai dengan kewenangan masing-masing yang mencakup rencana kegiatan dan
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 9 Produksi Uap dan Arus Listrik
Produksi uap dan listrik kepada konsumen untuk kemakmuran Indonesia, mengurangi
dampak pemanasan global, menghemat subsidi bbm terutama untuk sektor
pembangkitan.
2.3 Visi dan Misi Perusahaan
VISI : World Class Geothermal Energy Enterprise.
MISI : Melakukan Usaha Pengembangan Energy Geothermal secara optimal yang berwawasan lingkungan dan memberi nilai tambah bagi stakeholder.
2.4 Wilayah Kerja Perusahaan
PT Pertamina Geothermal Energy mengelola 14 wilayah kerja pengusahaan, sembilan diantaranya dioperasikan sendiri oleh PT Pertamina Geothermal Energy, lima wilayah kerja
pengusahaan lainnya dikelola melalui Kontrak Operasi Bersama (KOB).
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 10 2.5 Area Panas Bumi Kamojang
Area panasbumi Kamojang merupakan salah satu daerah kerja PERTAMINA Unit EP III
yang berlokasi di daerah Jawa Barat.Terletak kurang lebih 40 Km sebelah tenggara kota
Bandung dengan ketinggian sekitar 1500m dpl, daerah potensial panas bumi kamojang
meliputi luas kurang lebih 21 km persegi.Kamojang yang juga di sebut kaldera Kamojang
merupakan wilayah vulkanis yang berada dalam gugusan gunung Guntur dan Masigit.
Ekspolarasi Pertama,1926 – 1928. Daerah yang sekarang ini dikenal dengan nama
Kamojang,pada waktu dulu sebenarnya bernama Kampung Pangkalan,secara administratif
masuk ke wilayah Kabupaten Bandung yang berbatasan langsung dengan Kabupaten Garut.
Penelitian vulkanologi di daerah priangan yang sudah di lakukan pada waktu itu adalah
terhadap gunung Tangkuban Perahu dan Papandayan. Baru pada sekitar tahun 1926 – 1928,
Pemerintahan Hindia Belanada melakukan penyelidikan di daerah kamojang yang bertujuan
untuk mengetahui keberadaan sumber energi panas bumi yang terkandung di daerah ini.Pada
masa ini telah di lakukan eksplorasi dengan pengeboran lima sumur (pengeboran dangkal)
dengan kedalaman antara 66 sampai dengan 128 meter. Salah satu sumber eksplorasi hasil
peninggalan pengeboran Pemerintah Hindia Belanda yang sampai saat ini masih
menyemburkan uap kering adalah Sumur Kamojang – 3 (KMJ-3),yang memiliki kedalaman
60 meter,suhu 1400 C dan tekanan sebesar 2,5Kg/cm2.
Pada tahun 1971 Pemerintah RI bekerjasama dengan Pemerintah New Zealand
mengadakan proyek kerjasama penelitian studi kelayakan potensi panasbumi di Indonesia.
Kerjasama tersebut tertuang dalam Colombo Plan Technical Aid program yang di lakukan
oleh New Zealand Geothermal Project dan Geological survey of Indonesia (GSI). Sala satu
daerah penelitiannya adalah Kawasan Panas Bumi kamojang.Penyelidikan dan penelitian
lanjutan dan kemudian dilakukan atas kerjasama PERTAMINA,dan GSI yang meliputi aspek
geologi,geofisika,geokimia,pengeboran dangkal,studi dampak lingkungan serta kajian social
ekonomi.
Hasil penelitian yang di lakukan antara tahun 1972 sampai tahun 1975 memberikan
petunjuk positif bahwa daerah Kamojang merupakan daerah Panasbumi yang potensial serta
mempunyai resesvoir jenis”Vapour Dominated” (dominasi uap). Untuk langkah lebih lanjut
pemanfaatan panasbumi sebagai sala satu alternatif di bidang energi,pada tanggal 27
November 1978 telah dipasang Pembangkit Listrik Mini (Monoblock) yang pengoprasian
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 11 Hal ini memberikan harapan yang positif,sehingga memantapkan rencana pengembangan
Kamojang sebagai daerah sumber panasbumi. Pengeboran sumur eksplorasi selanjutnya
diarahkan kepada upaya untuk memenuhi kebutuhan uap total lebih kurang 1.100 ton per jam
untuk kebutuhan pasokan PLTP unit II dan unit III yang masing-masing berkapasitas 55
Mwe.Persiapan tersebut diselesaikan pada tahun 1987.Pengoperasian PLTP unit II dan unit
III diresmikan pada tanggal 2 Febuari 1988.
Dengan demikian kapasitas terpasang PLTP Kamojang seluruh unit menjadi sebesar 140
Mwe yang di salurkan untuk mencukupi kebutuhan listrik di daerah Garut dan Bandung
selatan dihubungkan pula dengan jaringan kabel tegangan tinggi transmisi Jawa (Interkoneksi
Jawa). Pada kurun waktu 1989 sampai 1996 di lakukan persiapan pemanfaatan uap
panasbumi untuk peningkatan kapasitas menjadi 200 Mwe melalui rencana pembanguna
PLTP unit IV 60 Mwe. Pengeboran yang di lakukan menghasilakan 13 buah sumur,dengan
keberhasilan 9 sumur yang dapat di produksikan,sedangkan sisanya merupakan dry hole atau
sumur yang kurang ekonomis untuk di produksikan. Bersamaan dengan penyiapan
sumur-sumur untuk pasok uap ke PLTP unit IV 60 Mwe tersebut,pada tahun 1994 telah di
tandatangani kontrak jual beli uap antara PERTAMINA dengan PT.Latoka Trimas Bina
Energy dan PT.PLN. Terjadinya krisis ekonomi yang berkepanjangan menyebabkan
pembangunan PLTP unit IV mengalami hambatan sehingga terhenti pelaksanaanya.baru pada
tahun 2001 dilanjutkan kembali dengan perkiraan akan diselesaiakan pada tahun 2003.
2.6 Struktur Organisasi Perusahaan
Setiap wilayah kerja atau area geothermal PGE dipimpin oleh seorang pemimpin area yang membawahi sekertaris dan beberapa fungsi/divisi yang secara garis besar
dikelompokkan menjadi empat bagian yaitu :
Fungsi Engineering
Fungsi ini bertugas dalam pengembangan panas bumi dan penyediaan sumur produksi
uap. Fungsi ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :
a) Reservoir
b) Perencanaan dan evaluasi
c) Geoscience
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 12 Fungsi Operasi
Fungsi ini bertugas dalam menjalankan operasioanal sumur produksi, perawatan dan
pemeliharaan peralatan sumur produksi secara berkala untuk kelancaran penyalutan
uap ke Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). Fungsi ini dibagi menjadi
beberapa bagian yaitu :
a) Operasi produksi dan well testing
b) Fasilitas produksi dan pemeliharaan
c) Laboratorium
Fungsi Keuangan
Fungsi ini bertugas untuk memberikan pelayanan kepada fungsi engineering dan
operasi. Fungsi ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :
a) Anggaran
b) Pembendaharaan
Fungsi Pelayanan
Fungsi ini bertugas untuk memberikan pelayanan kepada masyarakat. Fungsi ini
dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :
a) Sumber Daya Manusia (SDM)
b) Hukum
c) Pelayanan Masyarakat
d) Pengadaan
2.6.1 Fungsi Engineering
Kepala fungsi engineering ini membawahi beberapa bagian yang memiliki tugas antara
lain sebagai berikut.
a) Reservoir. Bagian ini memiliki tugas :
- Penataan dan pengelolaan aset “Core Cutting Storage”
- Melakukan persiapan pengeboran dan pengembangan sumur panas bumi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 13 - Memantau temperatur dan tekanan dan sumur-sumur guna mengetahui
karakteristik sumur saturated atau superhated.
b) Perencanaan dan evaluasi. Bagian ini bertugas :
- Memonitor realisasi anggaran biaya operasi dan investasi
- Menyusun laporan rutin kerja mingguan dan bulanan
- Membuat forecast pemakaian uap, pembangkit listrik dan revenue
- Bersama tim melaksanakan pelanggan pengadaan barang
c) Geoscience (Geologist, Geophysicsist & Geochemist). Bagian ini bertugas :
- Melakukan pengembangan potensi sumur-sumur panas bumi di daerah produksi
- Mengevaluasicsecara geologi, geokimia dan geofisika daerah produksi panas
bumi.
d) Teknik Produksi. Bagian ini bertugas :
- Mengawasi penyaluran uap ke PLTP
- Mengawasi pengoperasian sumur produksi dan sumur reinjeksi
2.6.2 Fungsi Operasi
Kepala fungsi operasi ini membawahi beberapa bagian yang memiliki tugas antara lain
sebagai berikut.
a.)Operasi produksi dan Well testing. Bagian ini bertanggung jawab atas pengoperasian
sumur –sumur produksi dan sumur-sumur injeksi.
b.)Fasilitas Produksi. Bagian ini bertanggung jawab atas pengadaan barang dan bertugas
dalam pemeliharaan fasilitas produksi.
c.)Laboratorium. Bagian ini bertanggung jawab mengawasi komposisi kimia pada uap
panas bumi.
2.6.3 Fungsi Keuangan
Kepala fungsi keuangan ini membawahi beberapa bagian yang memiliki tugas antara lain sebagai berikut.
a.) Kontroler Anggaran. Bagian ini bertugas menganggarkan biaya dan investasi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 14 b.) Perbendaharaan. Bagian ini bertugas menghitung keuangan dan mengatur masalah
perpajakan perusahaan.
2.6.4 Fungsi Pelayanan Umum
Kepala fungsi pelayanan umum ini membawahi beberapa bagian yang memiliki tugas
antara lain sebagai berikut.
a.) Sumber Daya Manusia. Bagian ini bertugas untuk memberdayakan sumber daya
manusia yang merupakan aset terpenting dalam perusahaan.
b.) Hukum. Bagian ini bertugas dalam perizinan tanah dan menangani masalah
perpajakan.
c.) Pelayanan Masyarakat. Bagian ini bertugas melayani masyarakat sekitar
pengoperasian kegiatn perusahaan dengan memberdayakan masyarakat.
d.) Pengadaan. Bagian ini bertugas mengadakan barang dan jasa bagi perusahaan dan
masyarakat sekitar.
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 15 BAB III
PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK
3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek (KP) Waktu dan tempat pelaksanaan KP adalah sebagai berikut.
Waktu : 23 Juni - 22 Juli 2014
Tempat : PT. PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY (PGE) AREA
KAMOJANG
Alamat : Jl.Raya Kamojang No.10 , Desa Laksana, Kecamatan Ibun,
Kabupaten Bandung, Jawa Barat
Divisi : Engineering (Geosains)
3.2 Timeline Kegiatan Kerja Praktek Tabel 3.1 Timeline kegiatan kerja praktek
No Hari, Tanggal Jam Masuk Jam Keluar Kegiatan
1. Senin, 23 Juni 2014 07.15 WIB 15.45 WIB - Administrasi
-Penyampaian profil singkat
PGE Area Kamojang dan
briefing safety HSE/K3
-Penempatan KP
2. Selasa, 24 Juni 2014 07.15 WIB 15.45 WIB - Mengecek kondisi alat MEQ
di salah satu stasiun di area
panas bumi
-Studi literatur
3. Rabu, 25 Juni 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Studi Literatur
4. Kamis, 26 juni 2014 07.15 WIB 15.45 WIB -Studi literatur
-Pemasangan alat MEQ
Pertamina UTC bersama tim
dari Pertamina dan Teknik
Geofisika ITB
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 16 6. Senin, 30 Juni 2014 07.15 WIB 15.45 WIB -Presntasi I : Konsep dasar
panas bumi dan Micro
earthquake (MEQ)
-Diskusi
-Studi Literatur
7. Selasa, 1 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB -Studi dan diskusi mengenai
metode penentuan hiposenter
MEQ : SED, JHD, DD
-Diskusi mengenai prinsip dan
teknik picking gelombang P
dan gelombang S
8. Rabu, 2 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Latihan picking gelombang P
dan gelombang S pada
beberapa event gempa
9. Kamis, 3 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Picking gelombang P dan
gelombang S pada event
gempa dari tanggal 1 Mei s.d
10 Mei 2014
10. Jumat, 4 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Picking gelombang P dan
gelombang S pada event
gempa dari tanggal 1 Mei s.d
10 Mei 2014
11. Senin, 7 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB -Studi dan diskusi mengenai
pengolahan data MEQ
-Studi dan diskusi mengenai
software Geiger Adaptive
Damping (GAD)
-Latihan penggunaan software
GAD
12. Selasa, 8 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Diskusi dan latihan
penggunaan software GAD
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 17 14. Kamis, 10 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Ploting Episenter pada Google
Earth
15. Jumat, 11 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Tidak Masuk Kantor (sakit)
16. Senin, 14 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Tidak Masuk Kantor (sakit)
17. Selasa, 15 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Tidak Masuk Kantor (sakit)
18. Rabu, 16 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Tidak Masuk Kantor (sakit)
19. Kamis, 17 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB -QHSSE Meeting : Meeting
seluruh elemen perusahaan
PGE area Kamojang
-Koreksi hasil hiposenter
20. Jumat, 18 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Koreksi hasil hiposenter
21. Senin, 21 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB Koreksi hasil hiposenter
22. Selasa, 22 Juli 2014 07.15 WIB 15.45 WIB -Presentasi II : Pengolahan data
MEQ dan hasil akhir
Hiposenter
-Presentasi III (akhir) :
Kegiatan dan hal-hal yang
didapatkan selama KP
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 18 3.3 Dokumentasi Kegiatan Kerja Praktek
Gambar 3.1 Mengecek Peralatan MEQ di salah satu stasiun
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 19
Gambar 3.3 Pemasangan alat MEQ Pertamina UTC bersama tim dari ITB
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 20
Gambar 3.5 Salah satu sumur produksi panas bumi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 21
Gambar 3.7 Salah satu unit PLTP di Area Kamojang
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 22 BAB IV
HASIL PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK
4.1 Hasil Pembelajaran Mengenai Konsep Panas Bumi
Pada subbab ini dipaparkan hasil pembelajaran yang didapatkan selama pelaksanaan
kerja praktek. Hasil pembelajaran ini diperoleh dari studi literatur, presentasi dan
pembimbingan dari pembimbing kerja praktek di PT.PERTAMINA GEOTHERMAL
ENERGY AREA KAMOJANG.
4.1.1 Pengertian Panas Bumi
Panas bumi atau Geothermal berasal dari dua kata yaitu geo dan thermos. Geo yang
berarti bumi dan thermos yang berarti panas, sehingga Geothermal berarti panas yang
beorasal dari dalam bumi. Panas berasal dari radiasi matahari yang diserap oleh permukaan
bumi, peluruhan radioaktif di dalam bumi yang terjadi terus menerus sehingga menimbulkan
panas, dan panas yang berasal dari aktifitas tektonik. Energi panas bumi adalah energi yang
ditimbulkan oleh panas yang berasal dari dalam bumi. Energi panas yang kita kenal sebagai
energi geothermal bersumber dari panas akibat peristiwa tektonik lempeng. Menurut Leibniz
(1978) mendefisikan energi panas bumi adalah energi panas alami dari dalam bumi yang
terjebak cukup dekat dengan permukaan yang dapat diekstraksi/dimanfaatkan secara
ekonomis.
Panas yang dimanfaatkan sebagai energi berasal dari aktivitas tektonik. Energi panas
tersebut terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas
yang berada dalam satu sistem yang tak terpisahkan. Sehingga secara garis besar energi panas
bumi didefinisikan sebagai sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air,
dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat
dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses
penambangan (eksplorasi, eksploitasi dan pemrosesan). Pembentukan panas bumi ini tak
dapat dipisahkan dari tektonik lempeng dan gunung api/aktivitas vulkanik karena sangat
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 23 4.1.2 Tektonik Lempeng dan Vulkanisme
Panas yang berasal dari dalam bumi berasal dari aktifitas tektonik. Aktifitas tektonik
berasal dari gaya endogen. Gaya endogen adalah gaya yang berasal dari dalam bumi yang
sifatnya membangun. Gaya endogen timbul dari gaya yang timbul dari inti bumi yang
kedalamannya 6371 Km dari permukaan bumi (jari-jari bumi). Gaya endogen tersebut
berasal dari arus konveksi. Bumi terdiri dari beberapa lapisan penyusun, jadi bumi dapat
dianalogikan seperti bawang yang berlapis-lapis. Bumi memiliki empat lapisan utama yaitu
inti dalam, inti luar, mantel/selubung dan kerak bumi/crust. Dalam teori tektonik lempeng
(plate tectonic), lithosphere yang biasanya disebut lempeng. Lithosphere adalah lapisan bumi
paling luar yang dibagi menjadi 2 macam yaitu, lempeng benua dan lempeng samudera.
Lempeng benua adalah dasar dari daratan yang kita pijak, sedangkan empeng samudera
adalah dasar dari samudera yang ada di seluruh dunia. Pergerakan lempeng tersebut
disebabkan oleh adanya arus konveksi dari inti bumi. Akibatknya lempeng tektonik akan
bergerak saling bertumbukan atau saling menjauh. Di dalam bumi terdapat arus konveksi
yang memindahkan panas melalui zat cair atau gas. Fenomena ini seperti , air yang dekat
dengan api akan naik, saat dingin di permukaan air kembali turun. Para ilmuwan menduga
arus konveksi dalam selubung itulah yang membuat lempeng-lempeng bergerak. Karena suhu
selubung amat panas, bagian-bagian di selubung bisa mengalir seperti cairan yang tipis.
Lempeng benua memiliki ketebalan 100 – 125 km, sedangkan lempeng samudera
memiliki ketebalan 70 km. Akibat adanya gaya endogen yang mengakibatkan lempeng benua
dan lempeng samudera bergerak. Pergerakan keduanya terjadi saling bertumbukan atau saling
menjauh. Pertumbukan antara dua lempeng dinamakan zona konvergen, lempeng yang
bergerak saling mejauh dinamakan zona divergen. Sedangkan lempeng yang bergerak sejajar
namun berlawanan arah dinamakan transform. Akibat dari pergerakan lempeng tersebut
terjadi tumbukan antar lempeng, anatra lempeng benua dan lempeng samudera. Lempeng
samudera yang rapat massanya lebih besar ketika bertumbukkan dengan lempeng benua di
zona tumbukan (subduksi) akan menyusup ke bawah. Gerakan lempeng itu akan mengalami
perlambatan akibat gesekan dari selubung bumi. Perlambatan gerak itu menyebabkan
penumpukkan energi di zona subduksi dan zona patahan. Akibatnya di zona-zona itu terjadi
tekanan, tarikan, dan geseran. Pada saat batas elastisitas lempeng terlampaui, maka terjadilah
patahan batuan yang diikuti oleh lepasnya energi secara tiba-tiba. Proses ini menimbukan
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 24 perpindahan panas dari inti bumi ke selimut bumi arus panas bergerak lambat dan stabil,
ketika selimut bumi mendingin digantikan oleh salimut baru yang panas. Para ilmuan yakin
bahwa selimut bumi tidak bereaksi pada peristiwa jangka pendek seperti hal nya gempa bumi.
Akan tetapi bumi bereaksi pada peristiwa jangka panjang yang berlangsung selama puluhan
juta tahun dan menggerakannya perlahan-lahan selimut bumi perlahan-lahan berubah ketika
pergantian arus panasdan kemudian sebagian unsurnya menjadi magma yang membentuk tepi
baru lempeng.
(a) (b)
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 25
Gambar 4.2 Pergerakan lempeng tektonik: konvergen, divergen dan transform.
Salah satu akibat dari pertemuan dari lepeng tektonik adalah terbentunya gunung api.
Pada saat kedua lepeng saling bertumbukan terjadi pergesekan antara kedua lempeng.
Akibatnya timbul panas yang mampu meleburkan batuan menjadi cair atau disebut magma.
Batuan yang mencair akan memberikan tekanan ke atas permukaan, karena memiliki tekanan
tinggi. Akibat tekanan ini maka timbulah gunung api. Gunung api memiliki peran yang
sangat penting dalam panas bumi yaitu sebagai sumber panas yang nantinya terbentuk dalam
satu sistem panas bumi. Tidak semua gunung api dapat dijadikan sumber panas, gunung api
yang sudah tidak aktif lagi adalah syarat utama untuk dijadikan sebagai sumber energi
geotermal. Gunung api tua memiliki energi yang lebih rendah daripada gunung api aktif. Dari
segi kebencanaan gunung api aktif lebih berbahaya karena sewaktu-waktu akan mengalami
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 26
Gambar 4.3 Gunung api yang dapat dijadikan sumber panas bumi dan yang tidak
4.1.3 Manifestasi Panas Bumi
Manisfestasi panas bumi adalah kenampakkan di permukaan sebagai akibat dari
keberadaan panas bumi. Suatu daerah dikatakan memiliki potensi panas bumi apabila
memiliki kenampakkan-kenampakkan di permukaan sebagai berikut :
Erupsi Hidrotermal (Hot Pools)
Berupa larutan hasil diferensiasi magma di mana tidak ada magma yang terlibat
Umumnya berbentuk lingkaran berdiameter 1 hingga beberapa ratus meter. Keluaran
panas dapat terbentuk di sekitarnya.
Gambar 4.4 Erupsi Hidrotermal (Hot Pools) di Kawah Kamojang, Jawa Barat
(a) Tidak cocok (Gunung
Merapi, Yogyakarta)
(b) Cocok (Gunung Ijen, Jawa
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 27 Mata Air Panas (Hot Spring)
Mata air hangat: bersuhu < 50°C, pH umumnya asam lemah. Mata air panas:
bersuhu > 50°C, pH umumnya netral, dapat membentuk teras sinter. Spouting spring
terbentuk bila kondisi artesian terjadi (sumber mata airnya dalam). Mata air ini
diassosiasikan sebagai direct discharge fluida dari reservoir kepermukaan bumi.
Umumnya mengandung ion klorida yang tinggi sehingga sering kali disebut air
klorida. Disekitar mata air panas ini sering dijumpai endapan silika sinter dan
mineral-mineral sulfida seperti galena, pyrit dll.
Gambar 4.5 Mata air panas di Kawah Kamojang, Jawa Barat
Fumarol
Fumarol adalah lubang di sekitar daerah yang mengeluarkan uap panas beserta
gas-gas yang berasal dari dalam bumi seperti H2S, sulfur dioksida, asam hidrollorik,
dan CO2. Fumarol yang mengeluarkan gas-gas oksida belerang tersebut disebut
solfatara. Solfatara mudah dikenali karena udara sekitarnya berbau busuk seperti
kentut, sebagai bau khas gas-gas oksida belerang. Dalam konsentrasi tinggi, gas emisi
ini juga berbahaya bagi hewan dan manusia. Sedangkan lapangan fumarol adalah
wilayah mata air panas dan semburan gas di mana magma/batuan beku yang panas di
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 28
Gambar 4.6 Fumarol di kawah Kamojang (kawah kereta api) , Jawa Barat
Tanah Beruap (Steaming Ground)
Dimana uapnya berasal dari evaporasi air panas di dekat permukaan atau keluar
dari bawah permukaan. Daerah ini memiliki anomali vegetasi dimana dapat dideteksi
dengan pengukuran infra-red dari satelit.
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 29 Tanah Hangat
Adanya tanah hangat, dimana gradien temperatunya rentang 25 – 30oC/m. Panas
dikeluarkan secara konduksi. Umumnya berada di sekitar keluaran panas yang lebih
besar. Tidak ada anomali pada vegetasi. Tidak terdeteksi oleh pengukuran infra-red.
Survei dilakukan dengan hand auger hingga kedalaman 1-2 m untuk mengetahui
gradien temperatur. Tidak diperhitungkan dalam pengukuran hilang panas alamiah.
Gambar 4.10 Tanah hangat di Waiotopu, NewZealand
Kolam Lumpur (Mud Pools)
Kolam lumpur adalah salah satu bentuk manifestasi panas bumi yang terbentuk
akibat oleh kondensasi uap air dan gas di dekat permukaan, suhunya < 100 o
C, panas
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 30
Gambar 4.11 Kolam lumpur di Kawah Kamojang, Jawa Barat
Geyser
Geyser adalah sejenis mata air panas yang menyembur secara periodik
mengeluarkan air panas dan uap air ke udara atau dapat disebut juga aliran air hangat
yang menyembur ke permukaan tanah. Pembentukan geyser bergantung kepada
keadaan hidrogeologi tertentu yang hanya terdapat di beberapa tempat di Bumi, dan
karena itu geyser adalah fenomena yang jarang ditemui. Sekitar 1000 ada di seluruh
dunia, sekitar setengahnya di Yellowstone National Park, Amerika Serikat. Aktivitas
semburan geyser dapat berhenti karena pengendapan mineral di dalam geyser, gempa
bumi, dan campur tangan manusia.
[image:30.595.175.469.567.747.2]JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 31 Batuan Alterasi
Selain manifestasi berupa air,uap dan gas yang keluar dari dalam bumi ada juga
manifestasi panas bumi yang bisa di amati pada batuan yaitu alterasi. Alterasi
merupakan perubahan komposisi mineralogi batuan ( dalam keadaan padat ) karena
adanya pengaruh Suhu dan Tekanan yang tinggi dan tidak dalam kondisi isokimia
menghasilkan mineral lempung, kuarsa, oksida atau sulfida logam. Proses alterasi
merupakan peristiwa sekunder, berbeda dengan metamorfisme yang merupakan
peristiwa primer. Alterasi terjadi pada intrusi batuan beku yang mengalami
pemanasan dan pada struktur tertentu yang memungkinkan masuknya air meteorik
[image:31.595.110.525.317.520.2](meteoric water ) untuk dapat mengubah komposisi mineralogi batuan.
Gambar 4.13 Batuan alterasi
4.1.4 Sistem Panas Bumi
Energi panas bumi tersimpan dalam batuan di bawah permukaan bumi dan fluida yang
terkandung di dalamnya. Sistem panas bumi terdiri dari elemen-elemen yang meyusun sistem
tersebut. Elemen-elemen penting penyusun sistem geothermal terdiri dari tiga yaitu : Sumber
panas (heat source), batuan reservoir yang permeabel (reservoir rock), dan adanya fluida
yang membawa aliran panas (water recharge) . Pada reservoir hidrotermal ada clay cap/cap
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 32 panas berasal dari panas yang dihasilkan dari intrusi batuan beku, sementara fluida
terakumulasi di reservoir berasal dari air tanah dan air hujan.
[image:32.595.128.453.157.379.2]BAB V PENUTUP
Gambar 4.14 Sistem panas bumi
a. Klasifikasi sistem panas bumi menurut temperatur fluida
Klasifikasi sistem panas bumi menurut Hochstein (1990), berdasarkan pada besarnya
temperatur, dibedakan menjadi tiga, yaitu :
Sistem bertemperatur rendah, yaitu sistem yang reservoirnya mengandung
fluida dengan temperatur lebih rendah dari 125°C.
Sistem bertemperatur sedang, yaitu sistem yang reservoirnya mengandung
fluida bertemperatur antara 125°C sampai dengan 225°C.
Sistem yang bertemperatur tinggi , yaitu sistem yang reservoirnya mengandung fluida bertemperatur di atas 225°C.
b. Klasifikasi sistem panas bumi menurut sumber panas
Berdasarkan sumber panasnya, Ronald Di Pippo (2005), membedakan sistem panas bumi
menjadi empat, anatara lain :
Sistem Geopressured
Lokasi reservoir ini cukup dalam yaitu sekitar 2400-9100 m. Reservoir ini
memiliki kadar garam tinggi, tetapi memiliki temperatur yang rendah. Sistem ini
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 33 berisi air panas yang mengandung banyak sekali gas metana sehingga berada pada
lingkungan yang gradien tekanannya lebih besar dari gradien hidrostatik.
Percobaan dalam skala laboratorium sudah dilakukan yaitu dengan
memproduksikan fluida tersebut ke permukaan. Kemudian gas metana dipisahkan
dari air panasnya. Gas metana dibakar untuk memanaskan air sehingga
[image:33.595.169.481.240.480.2]meningkatkan harga entalpi air.
Gambar 4.15 Sistem Geopressured
Sistem Hot Dry Rock
Reservoir ini memiliki kedalaman yang snagat dalam sehingga
permeabilitasnya menjadi lebih kecil. Sumber panas yang tinggi dalam batuan
impermeabel berasal dari intrusi magma atau gradien geotermalnya. Tidak
terdapat fluida pada batuan yang impermeabel. Pemanfaatannya dilakukan dengan
cara membor reservoir ini dengan membuat artificial reservoir (injeksi air dingin
pada lapisan batuan panas yang impermeabel), kemudian dilakukan hydraulic
fracturing (rekahan buatan) di mana air diinjeksikan dengan tekanan yang besar
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 34
Gambar 4.16 Sistem Hot Dry Rock Reservoir
Sistem Magma
Eksploitasi pada reservoir ini sangat berbahay asehingga belum banyak yang
mengkajinya. Caranya adalah dengan mencari reservoir yang berisi magma pada
kedalaman yang relatif dangkal kemudian mengambil magma tersebut dari sebuah
sumur unuk memanasi heat exchanger.
Sistem Hidrotermal
Pada reservoir ini, air berasal dari permukaan yang diperoleh dari air hujan
(natural recharge). Air ini kemudian masuk karena adanya perekahan batuan
melalui saluran pori-pori di antara butir-butir batuan. Air tersebut kemudian
terakumulasi di dalam reservoir sampai penuh dan terpanaskan oleh batuan beku
panas (pluton). Pada reservoir yang sudah berisi air, terjadilah arus konveksi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 35
Gambar 4.17 Sistem Hidrotermal
c. Klasifikasi Sistem Hidrotermal Menurut Dominasi Fluida
Sistem hidrotermal berdasarkan jenis fluida yang mendominasi reservoir
menurut Nenny (2005) dibedakan menjadi dua yaitu:
Sistem dominasi uap merupakan sistem yang sangat jarang dijumpai dimana reservoir geotermalnya mempunyai kandungan fasa uap yang lebih dominan
dibandingkan dengan fasa airnya. Rekahan umumnya terisi oleh uap dan pori‐pori
batuan masih menyimpan air. Reservoir air panasnya umumnya terletak jauh di
kedalaman di bawah reservoir dominasi uapnya. Sistem dominasi uap terjadi pada
reservoir yang memiliki porositas dan permeabilitas yang rendah sehingga sangat
sedikit air yang dapat terakumulasi di reservoir akibatnya reservoir tesrebut
didominasi oleh uap. Area panas bumi kamojang termasuk dalam reservoir sistem
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 36 Sistem dominasi air merupakan sistem geotermal yang umum terdapat didunia
dimana reservoirnya mempunyai kandungan air yang sangat dominan walaupun
“boiling” sering terjadi pada bagian atas reservoir membentuk lapisan penudung
uap yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi.
Berdasarkan klasifikasi sistem tersebut, sistem Geotermal di Indonesia umumnya
merupakan sistem hidrotermal yang mempunyai temperatur tinggi (>225°C), hanya
[image:36.595.156.463.294.579.2]merupakan sistem hidrotermal dominasi uap.
Gambar 4.18 Sistem hidrotermal menurut dominasi fluidanya : (a) dominasi uap (b) dominasi air
4.1.5 Geologi Area Panas Bumi Kamojang
Apabila diurutkan dari tua ke muda, secara garis besar geologi daerah Kamojang disusun oleh formasi Rakutatk, formasi Gandapura, dan formasi Pangkalan. Formasi Rakutak
terdiri atas batuan andesit basaltik, seangkan formasi Gandapura menempati daerah sebelah
timur Kamojang terdiri atas batuan andesit piroksen yang umumnya mengalami alterasi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 37 yang terdiri atas batuan piroklastik. Gunung gandapura merupakan bagian jalur gunung api
akibat dari pengembunan deretan gunung Papandayan-gunung Sanggar- pasir Jawa ke arah
Utara dan Timurlaut. Deretan pegunungan ini membentuk dinding kaldera pangkalan sebelah
barat. Gunung Gandapura dan lava yang berumur lebih tua dari kompleks gunung Guntur
yang berkomposisi andesit piroksen merupakan lava yang paling umun dijumpai di daerah
ini. Kompleks ini sebagian runtuh pada sisi sebelah utara dan tenggara. Sekitar 1 Km sebelah
bart puncak gunung Gandapura dijumpai satu sesar ke arah utara-selatan, dengan blok barat
relatif turun terhadap terhadap blok timur. Adapun didaerah area panas bumi Kamojang
dilalui oleh dua sistem sesar utama, yakni sistem sesar normal ke arah baratlaut-tenggara dan
sistem sesar normal lainnya ke arah selatan-utara. Sesar-sesar ini mendominasi struktur
kompleks Guntur-Gandapur. Satu struktur yang penting adalah sesar kendang, yang
berkembang dari puncak Kendang hingga ujung selatan pasir Jawa sejauh 15 km. Dinding
terjal utama menghadimurlaut pasir Jawa tidak jelas, kemungkianan besar karena telah
tertutup oleh aliran-aliran lava dari gunung Gandapura.
Berdasarkan penelitian startigrafi yang dilakukan oleh Divisi Geothermal Pertambangan
Pusat, daerah Kamojang disusun oleh sembilan satuan batuan. Adapun ringkasan mengenai
distribusi lateral dan vertikal (dari tua ke muda) adalah sebagai berikut :
Endapan hasil erupsi gunung Meungpeuk dijumpai pada daerah yang sanagt kecil di
sebelah timur batuan hasil erupsi gunung Kiamis.
Bahan hasil erupsi gunung Masigit terdapat di sebelah timur batuan hasil erupsi
gunung Guntur.
Batuan hasil erupsi gunung Kiamis tersebar di sebelah selatan batuan hasil erupsi
gunung Cibatupis.
Batuan hasil erupsi gunung Kancing menempati daerah yang relatif kecil di bagian
timur batuan hasil erupsi gunung Gandapura.
Batuan hasil erupsi gunung Guntur tersebar di sebagian besar daerah sebelah selatan
batuan hasil erupsi gunung Gandapura
Batuan hasil erupsi gunung Cibatupis dijumpai di sebelah baratdaya danau
Pangkalan yang membentang hampir sejajar dengan distribusi lateral gunung
Pangkalan.
Batuan hasil erupsi gunung Pangkalan tersebar cukup luas menmpati sebelah barat
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 38
Batuan hasil erupsi gunung Gandapura menempati sebagian besar area panas buni
Kamojang.
Endapan kuarter atas merupakan satuan vulkanik termuda, yang terutama tersebar di
sekitar danau Pangkalan, sedikit di sebelah barat danau Pangkalan.
4.2 Hasil Pembelajaran Konsep Microearthquake (MEQ)
Pada sub-bab ini dijelaskan mengenai konsep dasar microearthquake, metode penetuan
lokasi gempa bumi, dan penentuan pusat gempa menggunakan software GAD.
4.2.1 Pengertian Microeartquake
Gempabumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi di dalam bumi
secara tiba-tiba yang ditandai dengan patahnya lapisan batuan pada kerak bumi. Akumulasi
energi penyebab terjadinya gempabumi dihasilkan dari pergerakan lempeng-lempeng
tektonik. Energi yang dihasilkan dipancarkan kesegala arah berupa gelombang gempabumi
sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi. Gempa bumi dibagi menjadi
gempa lokal, gempa regional , teleseismic, volcano earthquake, tremor (low frequency
event). Namun yang dibahas di dalam penelitian ini hanyalah gempa mikro, di mana gempa
ini terjadi pada magnitudo di bawah 3.Gempa mikro secara umu disebabkan oleh :
1. Zona lemah yang terbuka atau bergeser dari air yang diinjeksikan dan meningkatnya
tekanan dalam batuan, sehingga menghasilkan intensitas gempa yang semakin tinggi
dengan bertambahnya tekanan dan volume injeksi.
2. Adanya kontak antara air dingin dengan batuan beku panas (heat source). Hal ini
terjadi ketika batuan reservoir terkena air injeksi secara langsung.
3. Berkurangnya tekanan pori yang mengakibatkan menutupnya pori batuan reservoir
karena hilangnya fluida pengisi pori batuan (akibat produksi fluida).
Energi gempa merambat di dalam medium bumi dalam bentuk gelombang seismik.
Gelombang seismik adalah perambatan gelombang elastik oleh adanya gempa bumi yang
merambatkan energi melalui pergerakan partikel penyusun material bumi. Metode
monitoring aktivitas gempa mikro ini dikenal sebagai metode seismik pasif atau
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 39 hidrotermal. Pengamatan gempa mikro pada eksplorasi geotermal adalah untuk meneliti
retakan berpotensi (sesar aktif) yang mempunyai permeabilitas dan porositas tinggi,
melokalisasi perkiraan daerah prospek geotermal dan kalau memungkinkan dapat membantu
menentukan posisi bor (Reynolds, 1997). Dalam proses produksi, dari pola kejadian gempa
mikro yang dipantau dan juga reinjeksi air, akan dapat ditarik kesimpulan mengenai
karakteristik pengisian recharge retakan-retakan besar yang sangat mempengaruhi pengisian
reservoir secara keseluruhan. Karakteristik pengisian kembali reservoir ini penting diketahui
untuk melakukan pemeliharaan agar tidak terjadi ketimpangan air dalam reservoir yang pada
gilirannya nanti akan mengakibatkan penurunan produksi.
4.2.2 Teori Penjalaran Gelombang Seismik
Mekanisme gempa bumi dikontrol oleh pola penjalaran gelombang seismik di dalam bumi. Pola mekanisme ini tergantung pada medium penjalaran atau keadaan struktur kulit
bumi serta distribusi gaya atau stress yang terjadi. Gelombang gempa bumi merupakan
gelombang elastik yang terjadi karena adanya pelepasan energi dari sumber gempa yang
dipancarkan ke segala arah, gelombang gempa bumi dapat diklasifikasikan menjadi dua
kelompok yaitu gelombang badan (body wave) dan gelombang permukaan (surface wave).
1. Gelombang Badan (Body Wave) adalah gelombang yang
merambat melalui lapisan dalam bumi. Gelombang ini terdiri
dari 2 macam gelombang yaitu:
a. Gelombang Longitudinal, yaitu gelombang dimana gerakan partikelnya menjalar searah
dengan arah penjalaran gelombang. Gelombang Longitudinal ini dikenal dengan nama
gelombang Primer (P), karena gelombang ini tiba lebih dahulu pada permukaan bumi.
b. Gelombang Transversal, yaitu gelombang dimana gerakan partikelnya menjalar dengan
arah tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombang. Gelombang transversal ini dikenal
dengan nama gelombang S (Sekunder), karena gelombang ini tiba pada permukaan bumi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 40 2. Gelombang Permukaan (Surface Wave) yaitu gelombang yang menjalar sepanjang
permukaan atau pada suatu lapisan dalam bumi, gelombang ini terdiri dari:
a. Gelombang Lovedan Gelombang Rayleighyaitu gelombang yang menjalar melalui
permukaan yang bebas dari bumi.
b. Gelombang Stonely, seperti Gelombang Rayleightetapi menjalarnya melalui batas dua
lapisan di dalam bumi.
c. Gelombang Channel, yang menjalar melalui lapisan yang berkecepatan rendah di dalam
bumi.
Untuk mengamati penjalaran gelombang ditunjukkan dari data seismik yang secara alami
merupakan sinyal nonstasioner yang mempunyai berbagai macam frekuensi dan dalam
bentuk waktu.
(a)
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 41
(c)
[image:41.595.146.429.107.458.2](d)
Gambar 4.19 (a)perambatan gelombang-P (b)perambatan gelombang-S (c)perambatan gelombang love (d)perambatan gelombang Rayleigh
4.2.3 Magnitudo Gempa
Magnitudo gempa adalah besaran yang menyatakan besarnya energi seismik yang
dipancarkan oleh sumber gempa. Besaran ini akan berharga sma, meskipun dihitung dari
tempat yang berbeda.. Umumnya magnitudo diukur berdasarkan amplitudo dan periode fase
gelombang tertentu. Rumus untuk menentukan magnitudo gempa yang umum dipakai pada
saat ini adalah:
M = log (a/T) +f (Δ,h) + CS + C R...(4.1)
dengan,
M : magnitudo,
a : amplitudo gerakan tanah (dalam mikron),
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 42
Δ : jarak pusat gempa atau episenter,
h : kedalaman gempa,
CS : koreksi stasiun oleh struktur lokal (= 0 untuk kondisi tertentu)
CR: koreksi regional yang berbeda untuk setiap daerah gempa.
Ada beberapa jenis magnitude gempa diantaranya sebagai berikut.
Magnitude Lokal (ML)
Magnitude lokal (ML) pertama kali diperkenalkan oleh Richter di awal tahun 1930-an
dengan menggunakan data kejadian gempabumi di daerahCalifornia yang direkam oleh
Seismograf Woods-Anderson. Menurutnya dengan mengetahui jarak episenter ke seismograf
dan mengukur amplitude maksimum dari sinyal yang tercatat di seismograf maka dapat
dilakukan pendekatan untuk mengetahui besarnya gempabumi yang terjadi. (USGS, 2002)
Magnitude lokal dapat dihitung dengan menggunakan persamaan empiris sebagai berikut :
ML = log A – log A0 ...(4.2)
Saat ini penggunaan ML sangat jarang karena pemakaian seismograf Woods-Anderson yang
tidak umum. Nilai amplitudo yang digunakan untuk menghitung magnitudo lokal adalah
amplitudo maximum gerakan tanah (dalam mikron) yang tercatat oleh seismograph torsi
(torsion seismograph) Wood-Anderson, yang mempunyai periode natural = 0,8 sekon,
magnifikasi (perbesaran) = 2800, dan faktor redaman = 0,8. Selain itu penggunaan kejadian
gempabumi yang terbatas pada wilayah California dalam menurunkan persamaan empiris
membuat jenis magnitude ini paling tepat digunakan untuk daerah tersebut saja. Karena itu
dikembangkan jenis magnitude yang lebih tepat untuk penggunaan yang lebih luas dan
umum. ML mempunyai standard epicenter 100 km. Jadi untuk mengatasi gempa yang
mempunyai episenter kurang dari atau lebih dari 100 km digunakan sistem nomograph untuk
menormalisasi amplitudo bumi dekat atau jauh dari 100 km berdasarkan atenuasi energi
seismik di kalifornia. Selain itu ML akan mengalami saturasi pada gempa dengan kekuatan
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 43
Magnitude Bodi (Mb)
Terbatasnya penggunaan magnitude lokal untuk jarak tertentu membuat dikembangkannya
tipe magnitude yang bisa digunakan secara luas. Salah satunya adalah mb atau magnitude bodi
(Body-Wave Magnitude). Magnitude ini didefinisikan berdasarkan catatan amplitude dari
gelombang P yang menjalar melalui bagian dalam bumi (Lay. T and Wallace.T.C. 1995).
Secara umum Mb) dirumuskan dengan persamaan :
Mb = log(a/T) + Q (h,D) ...(4.2)
dengan,
a = amplitude getaran (mm),
T = periode getaran (detik)
Q ( h,D ) = koreksi jarak D dan kedalaman h yang didapatkan dari pendekatan empiris.
Selain terdapat mb adalagi yang disebut mB , mB digunakan untuk periode panjang
sedangkan mb untuk peride pendek.
Magnitude Permukaan (MS)
Selain Magnitude bodi dikembangkan pula Ms, Magnitude permukaan (Surface-wave
Magnitude). Magnitude tipe ini didapatkan sebagai hasil pengukuran terhadap gelombang
permukaan (surface waves). Untuk jarak D > 600 km seismogram periode panjang
(long-period seismogram) dari gempabumi dangkal didominasi oleh gelombang permukaan.
Gelombang ini biasanya mempunyai periode sekitar 20 detik. Magnitudo ini juga akan
mengalami saturasi pada gempa yang mempunyai kekuatan di atas 8 skala richter.
Amplitude gelombang permukaan sangat tergantung pada jarak D dan kedalaman sumber
gempa h. Gempabumi dalam tidak menghasilkan gelombang permukaan, karena itu
persamaan Ms tidak memerlukan koreksi kedalaman. Magnitude permukaan mempunyai
bentuk rumus sebagai berikut
Ms = log a + a log D + b ...(4.3)
deengan,
a = amplitude maksimum dari pergeseran tanah horisontal pada periode 20 detik,
D = Jarak (km), (a dan b adalah koefisien dan konstanta yang didapatkan dengan pendekatan
empiris. Persamaan ini digunakan hanya untuk gempa dengan kedalaman sekitar 60 km).
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 44 Mb = 2.5 + 0.63 Ms ...(4.4)
atau
Ms = 1.59 Mb– 3.97 ...(4.5)
Magnitude Momen (Mw)
Kekuatan gempabumi sangat berkaitan dengan energi yang dilepaskan oleh sumbernya.
Pelepasan energi ini berbentuk gelombang yang menjalar ke permukaan dan bagian dalam
bumi. Dalam penjalarannya energi ini mengalami pelemahan karena absorbsi dari batuan
yang dilaluinya, sehingga energi yang sampai ke stasiun pencatat kurang dapat
menggambarkan energi gempabumi di hiposenter. Berdasarkan Teori Elastik Rebound
diperkenalkan istilah momen seismik (seismic moment). Momen seismik dapat diestimasi
dari dimensi pergeseran bidang sesar atau dari analisis karakteristik gelombang gempabumi
yang direkam di stasiun pencatat khususnya dengan seismograf periode bebas (broadband
seismograph).
Mo = µ D A ...(4.6)
Secara empiris hubungan antara momen seismik dan magnitude permukaan dapat
dirumuskan sebagai berikut:
log Mo = 1.5 Ms + 16.1 ...(4.7)
Ms = magnitude permukaan (Skala Richter). Kanamori (1997) dan Lay. T and Wallace. T. C,
(1995) memperkenalkan Magnitude momen (moment magnitude) yaitu suatu tipe magnitude
yang berkaitan dengan momen seismik namun tidak bergantung dari besarnya magnitude
permukaan :
Mw = ( log Mo / 1.5 ) – 10.73 ...(4.8)
Dengan, Mw = magnitude momen,, Mo = momen seismik. Meskipun dapat menyatakan
jumlah energi yang dilepaskan di sumber gempabumi dengan lebih akurat, namun
pengukuran magnitude momen lebih komplek dibandingkan pengukuran magnitude ML, Ms
dan mb. Karena itu penggunaannya juga lebih sedikit dibandingkan penggunaan ketiga
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 45 Magnitude Durasi (MD)
Menurut Lee dan Stewart, (1981) sejak tahun 1972, studi mengenai kekuatan gempabumi
dikembangkan pada penggunaan durasi sinyal gempabumi untuk menghitung magnitude bagi
kejadian gempa yste, diantaranya oleh Hori (1973), Real dan Teng (1973), Herrman (1975),
Bakum dan Lindh (1977), Gricom dan Arabasz (1979), Johnson (1979) dan Suteau dan
Whitcomb (1979). Maka diperkenalkan Magnitude Durasi (Duration Magnitude) yang
merupakan fungsi dari total durasi sinyal ystem . (Massinon, B, 1986). Magnitudo Durasi
(MD) untuk suatu stasiun pengamat persamaannya adalah :
MD = a1 + a2 log t + a3D + a4 h ...(4.9)
dengan,
MD = Magnitude durasi
t = durasi sinyal (detik),
D = jarak episenter (km),
h = kedalaman hiposenter (km) a1,a2,a3, dan a4 adalah konstante empiris.
Magnitude durasi sangat berguna dalam kasus sinyal yang sangat besar amplitudenya
(off-scale) yang mengaburkan jangkauan dinamis ystem pencatat sehingga memungkinkan
terjadinya kesalahan pembacaan apabila dilakukan estimasi menggunakan ML (Massinon. B,
1986).
4.2.4 Istilah-istilah dalam Gempa Bumi
Seperti ilmu atau bidang lainnya, di dalam gempa bumi ada beberapa istilah yang
digunakan yaitu sebagai berikut.
1. Seismologi : ilmu yang mempelajari tentang gempa bumi
2. Seismograf : alat pencatat gempa
3. Seismogram : hasil catatan seismograph berupa grafik
4. Hiposentrum : pusat gempa di dalam bumi
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 46 6. Homoseista : garis khayal pada permukaan bumi yang mencatat gelombang primer
pada waktu yang sama
7. Pleistoseista: garis khayal pada permukaan bumi yang membatasi daerah dengan
kerusakan terbesar akibat gempa
8. Isoseista : garis pada peta yang menghubungkan daerah dengan kerusakan yang
sama akibat gempa
9. Makroseisme :gempa yang sangat kecil dan hanya dapat direkam oleh alat pencacat
gempa
10.Mikroseisme : gempa yang sangat besar dan dapat dirasakan tanpa menggunakan alat
perekam
4.2.5 Metode Penentuan Lokasi Hiposenter dan Episenter Gempa
Menentukan lokasi gempa merupakan hal yang snagat penting dalam mengidentifikasi gempa, sehingga hal ini juga menjadi hal yang sangat penting dalam kajian seismologi. Dalam
ilmu seismologi ada tiga metode yang dapat digunakan untuk menentukan lokasi gempa,
diantaranya : Single Event Determination (SED), Joint Hypocenter Determination (JHD), dan
Double Difference (DD).
a. Single Event Determination (SED)
Geiger (1910) memperkenalkan prosedur penentuan lokasi hiposenter gempa
berdasarkan kuadrat terkecil. Metode Geiger adalah sebuah proses iterasi menggunakan
optimasi Gauss-Newton untuk menentukan lokasi gempa bumi atau peristiwa seismik.
Awalnya metode ini dikembangkan untuk mendapatkan waktu asal untuk penentuan
hiposenter, yaitu waktu mulai dari terjadinya gempa. Lokasi gempa didefinisikan dengan
lokasi hiposenter gempa (x0, y 0, z0) dan waktu asal t0. Hiposenter adalah lokasi fisik dari
sumber gempa, biasanya diberikan dalam longitude (x0), latitude (y0), dan kedalaman di
bawah permukaan (z0 [km]). Saat hiposenter dan waktu asal ditentukan oleh waktu
kedatangan fase seismik dimulai oleh gempa pertama, lokasi akan dihitung sesuai dengan
titik di mana gempa dimulai. Dimulai dari t adalah waktu tiba pertama (first arrival time)
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 47 (x0, y 0, z0), tcal adalah waktu tempuh kalkulasi berdasarkan model kecepatan 1D bawah
permukaan dan t0 adalah waktu asal (origin time). Secara matematis dirumuskan sebagai
berikut :
re = t – t0 – tcal ...(4.10)
dengan,
r : residual atau error
t : waktu tiba gelombang (arrival time)
t0 : waktu asal (origin time)
tcal : waktu tempuh gelombang (travel time calculated)
t - t0 : tobs
e : indeks stasiun pengamatan
Apabila suatu gempa terjadi pada posisi x0, y 0, z0 pada waktu t0 di stasiun e dengan posisi
xe, ye, ze akan tercatat waktu tiba gelombang gempa tersebut pada waktu ti, maka waktu
tempuh gelombang seismik dapat diketahui (x0, y 0, z0, t0).
Dari persamaan (4.10) diketahui apabila waktu tiba gelombang pada stasiun pengamat
sama dengan jumlah dari waktu t empuh dan waktu asal, maka akan menghasilkan residual
(error) yang bernilai nol, dapat diperkirakan bahwa posisi dan waktu asal gempa tersebut
benar. Fungsi matematis kuadrat terkecil (minimum) dari residual atau error adalah:
F(x) = ΣMe=1 (re)2 ...(4.11)
Dengan M adalah jumlah stasiun dan x adalah parameter hiposenter yang ingin diket ahui
(x0, y0, z0, t0). Kenyataan bahwa struktur bawah permukaan yang kompleks mengakibatkan
sulitnya menentukan model kecepatan yang sama dengan keadaan sebenarnya dan karena
adanya faktor kesalahan pembacaan waktu tiba, maka persamaan 2.12 adalah persa maan
non-linear. Penyederhanaan dilakukan untuk menyelesaikan persamaan diatas dengan
mengasumsikan model kecepatan sudah mendekati keadaan sebenarnya dan pembacaan
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 48 selisih parameter hiposenter dugaan dan sebenarnya.Linearisasi persamaan 4.11 ditulis dalam
bentuk:
re = ...(4.12)
dengan,
t : waktu asal
T : waktu tempuh gelombang
e : indeks stasiun pengamatan
x0, y0, z0 : lokasi hiposenter dugaan
r : residual atau error
Bila persamaan (4.12) disusun untuk semua sistem pengamat yang merekam gempa maka
akan terbentuk sebuah matriks persamaan residual waktu tempuh. Matriks tersebut dapat
dituliskan dalam persamaan :
JΔm = Δd ...(4.13)
dengan J adalah matriks kernel, atau biasa dikenal dengan sebutan matriks Jacobian, berisi
partial derivative residual waktu tempuh tiap stasiun terhadap parameter hiposenter (x0, y0,
z0, t0), berukuran n x 4, dengan nadalah jumlah stasiun pengamat dan 4 adalah representasi
jumlah parameter hiposenter yang dicari. Matriks Δm adalah model yang ingin diketahui,
berisi posisi hiposenter (x,y,z) dan waktu terjadi gempa (t0) berukuran 4 x 1. Dan Δd adalah
parameter yang diperoleh dari pengamatan (data), berupa residual waktu tiba gelombang
gempa di stasiun pengamat (tobs)dengan ukuran n x 1 (Havskov, J., dan Ottemöller, L.,
2010).
Model yang ingin diketahui dapat diperoleh dengan mengubah matriks tersebut menjadi
matriks inversi melalui perkalian inversi matriks jacobian (J-1) sehingga penyelesaian inversi
matriks diatas diberikan oleh persamaan :
[J]T[J]Δm = [J]TΔd ...(4.14)
[JTJ]-1JTΔm = [JTJ]-1JTΔd...(4.15)
Δm = [JTJ]-1JTΔd ...(4.16)
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 49 ...(4.17)
...(4.18)
...(4.19)
x0 + dx = x...(4.20)
y0 + dy = y...(4.21)
z0 + dz = z...(4.21)
t0 + dt = t...(4.21)
dengan,
x0, y 0, z0 : lokasi hiposenter dugaan
dx, dy, dz, dt : selisih hiposenter dugaan dengan hasil kalkulasi
x, y, z : lokasi hiposenter setelah dikoreksi
t0 : waktu asal (dugaan)
t : waktu asal setelah dikoreksi
Persamaan di atas mengkalkulasi waktu tempuh gelombang dan waktu asal dengan
menghitung jarak antara lokasi stasiun dengan perkiraan lokasi hiposenter yang
dikombinasikan dengan model kecepatan yang telah ditentukan sebelumnya. Setelah itu
dihitung selisih waktu tempuh hasil kalkulasi tcal dengan waktu tempuh hasil observasi tobs
(diperoleh dari waktu tiba gelombang tp/ts atau waktu tempuh tp-t0), sehingga akan
didapatkan nilai residual yang sebanding dengan perbedaan jarak dan waktu (dx, dy, dz, dt)
kejadian gempa tersebut. Perbaikan posisi hiposenter akan tersu dilakukan dengan melakukan
JURUSAN FISIKA FMIPA - ITS 50
Gambar 4.20 Diagram alir metode SED. mn pada awal proses awal dapat diperbaiki dengan menjumlahkan ∆m untuk menghasilkan mn+1. m merupakan solusi saat hasil forward modeling r ≈ 0.
b. Joint Hypocenter Determination (JHD)
Penentuan relokasi hiposenter dengan metode JHD dianggap dapat memperbaiki
kesalahan model kecepatan 1D yang digunakan pada metode SED. Karena metode JHD ini
akan menginversi waktu tempuh kelompok hiposenter untuk mendapatkan lokasi hiposenter
baru yang lebih akurat dengan seperangkat ko
