Kelompok a [Multichannel Geolistrik Modul

(1)

Institut Teknologi Bandung

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Program Studi Fisika

Modul Praktikum Research Based Learning (RBL) Modul Praktikum Research Based Learning (RBL) FI 3203 Eksperimen Fisika II

FI 3203 Eksperimen Fisika II

Semester II Tahun Akademik 2009-2010 Semester II Tahun Akademik 2009-2010

MULTICHANNEL GEOLISTRIK

Oleh :

Kelompok A

Adisetyo Panduwirawan (10209062), Reza Jatnika (10206055), Aulia

Adisetyo Panduwirawan (10209062), Reza Jatnika (10206055), Aulia Desiani Carolina

Desiani Carolina

(10208014), Sri Septiyanty Mar

(10208014), Sri Septiyanty Marpaung (10209001)

paung (10209001) dan Ahmad Haris Muhtar (10

dan Ahmad Haris Muhtar (10209002)

209002)

I.

Tujuan

••

MemMemahaahami mi penpeneraperapan an konkonsep sep tahtahanaanan n jenjenis is matmateriaerial l untuntuk uk kepkeperlerluan uan ekseksploplorasirasi geofisika

geofisika

••

Menentukan distribusi nilai tahanan jenis dan susunan lapisan bawah permukaan tanahMenentukan distribusi nilai tahanan jenis dan susunan lapisan bawah permukaan tanah dengan menggunakan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger

dengan menggunakan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger

IIII. .

A

Alla

at

t d

da

an

n B

Ba

ah

ha

an

n

Alat: Alat:

• Kabel multicore besar (2 merah dan 2 bi

• Kabel multicore besar (2 merah dan 2 biru) dengan spesifikasi berikut:ru) dengan spesifikasi berikut: • 16 terminal elektroda

• 16 terminal elektroda • panjang kabel 80 meter • panjang kabel 80 meter

• Kabel multicore kecil (2 merah dan 2 bi

• Kabel multicore kecil (2 merah dan 2 biru) dengan spesifikasi berikut:ru) dengan spesifikasi berikut: • 8 terminal

• 8 terminal

• panjang kabel 80 meter • panjang kabel 80 meter • Elektroda 64 buah • Elektroda 64 buah

• Multichannel resistivity meter S-Field ditambah accu • Multichannel resistivity meter S-Field ditambah accu • Laptop dengan OS Windows XP dengan

• Laptop dengan OS Windows XP dengan software akuisisi S-Field dan Res2dinvsoftware akuisisi S-Field dan Res2dinv

II

III.

I. T

Teo

eorri

i Da

Dassar

ar

Arus listrik dapat merambat dalam batuan dan mineral dalam tiga cara, yaitu: konduksi Arus listrik dapat merambat dalam batuan dan mineral dalam tiga cara, yaitu: konduksi ele

elektroktronik, nik, konkonduksduksi i eleelektroktrolitilitik k dan dan konkonduksduksi i diedieleklektriktrik. . PadPada a kondkonduksuksi i eleelektroktronik, nik, aruaruss mengalir melalui

mengalir melalui elekton bebas elekton bebas yang terdapat yang terdapat pada pada batuan dan batuan dan mineral tanpa mineral tanpa hambatan yanghambatan yang ber

berartarti. i. EleElektroktron n bebbebas as ini ini biasbiasanyanya a diteditemukamukan n padpada a batbatuan uan yanyang g bersbersifaifat t metmetalialik. k. PadPadaa kon

(2)

berlangsung relatif lambat. Modus perambatan arus ini biasa ditemukan pada batuan berpori serta juga batuan-batuan yang bersifat lembab. Lalu pada konduksi dielektrik, arus mengalir akibat adanya polarisasi yang terjadi pada material akibat efek medan listrik dari luar. Akibatnya, arus sulit mengalir pada medium dielektrik sehingga resistivitasnya besar[1].

Fenomena ini menyebabkan terjadinya variasi yang ekstrim dalam resistivitas elektrik untuk batuan dan mineral yang berbeda. Rentang variasi resistivitas dapat berkisar dari sekitar 16 nΩm untuk perak hingga 1016 Ωm untuk sulfur murni. Sehingga secara teoretis, metode ini superior dibanding metode elektrik lainnya. Namun secara praktis, metode ini memiliki sensitivitas yang tinggi sehingga sensitif juga terhadap variasi konduktivitas pada permukaan. Selain itu, metode ini memiliki noise yang tinggi dengan jangkauan maksimum hanya sekitar 300-500 m. Terlepas dari faktor noise dan permukaan tersebut, penggunaan metode ini berfungsi untuk mengetahui komposisi mineral dan batuan yang terdapat pada tanah sehingga sering digunakan untuk eksplorasi ladang geotermal dan eksplorasi air tanah[1].

Gambar 1: Resistivitas berbagai batuan, tanah dan mineral. [2]

Resistivitas material bumi dapat diukur dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi melalui dua elektroda berlawanan kutub (C1 dan C2). Setelahnya, beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial (P1 dan P2). Garis-garis ekuipotensial dan garis arus dapat saat terjadinya suatu injeksi arus dapat dilihat pada gambar 1. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensialnya maka variasi nilai resistivitas listrik pada datum di bawah elektroda akan didapatkan seperti berikut.

ρ=

Δ

V k

(3)

Keterangan:

ρ: resistivitas semu (Ωm)

ΔV:beda potensial pada elektoda (V)

k:faktor geometri (m)

I:arus listrik rangkaian (A)

Gambar 2. Garis-garis ekuipotensial dan arus listrik saat arus diinjeksikan pada A dan keluar dari B [3].

Gambar 3: Berbagai konfigurasi elektroda pada metode geolistrik. [4]

Faktor geometri pada rumus di atas bergantung dengan konfigurasi elektroda yang digunakan. Macam-macam konfigurasi elektroda untuk pengukuran resistivitas dapat dilihat pada gambar 2. Adapun faktor geometri dapat didefinisikan sebagai berikut

(4)

k

=

2 π

{(

1 /

r ₁

−

₁

/

r ₂

)−(

₁

/

r ₃

−

₁

/

r ₄

)}

(2)

Keterangan:

r 1: Jarak antara elektoda P1 dengan C1 (m) r 2: Jarak antara elektoda P1 dengan C2 (m) r 3: Jarak antara elektoda P2 dengan C1 (m) r 4: Jarak antara elektoda P2 dengan C2 (m)

Untuk konfigurasi Schlumberger, dengan mensubstitusikan nilai r _{dan mengambil}

konfigurasi yang simetris dan jarak merupakan kelipatan suatu bilangan bulat n seperti pada gambar 3, akan didapatkan hubungan seperti berikut ini.

ρ=

π

n

(

n

+

1 )

a

Δ

V

I (3)

Keterangan:

ρ: resistivitas semu (Ωm)

ΔV _{: beda potensial pada elektoda (V)} a_{: jarak antar elektroda (m)}

I _{: arus listrik rangkaian (A)}

Adapun alat yang digunakan untuk mengukur resistivitas beserta spesifikasinya adalah multichannel resistivity meter S-Field yang dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 4: Spesifikasi dan Konfigurasi Alat resistivity meter S-field. [5]

IV.

Langkah Percobaan

(5)

Gambar 5: Konfigurasi kabel dan elektroda resistivity meter S-field. [4]

2. Nyalakan resistivity-meter dan pasangkan pada mode yang sesuai! 3. Sambungkan interface resistivity-meter ke alat akuisisi s-field! 4. Tekan # pada alat akuisisi s-field untuk melakukan pengetesan alat! 5. Pilih timestep 0,5 s dan jenis konfigurasi elektroda Schlumberger!

6. Masukkan parameter jarak elektroda, jumlah elektroda, cycle, retry dan delay pada alat akuisisi s-field!

7. Set injection mode ke auto pada alat akuisisi s-field!

(6)

V.

Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan perbedaan utama dari geolistrik multichannel dengan geolistrik single channel !

2. Jelaskan mengenai teknologi Current Source dalam kegunaannya pada geolistrik multichannel!

3. Sebutkan dan jelaskan 3 keutamaan geolistrik multichannel! 4. Jelaskan prinsip kerja resistivity meter geolistrik!

5. Sebutkan 5 jenis konfigurasi geolistrik yang biasa digunakan! VI.

Tugas Laporan

1. Tentukan nilai resistivitas semu tanah padaMultichannel _{Geolistrik !}

2. Jelaskan gambar yang didapatkan dari software Res2dinv? Intepretasikan data berupa susunan material lapisan tanah yang ditinjau!

3. Jelaskan hubungan kedalaman tanah yang terukur dengan jarak antar elektroda!

4. Jelaskan kelebihan dan kekurangan penggunaan channel (elektroda) yang banyak (multichannel) dibandingkan dengan pengukuran menggunakan beberpa channel saja! 5. Apa saja keunggulan dan kelemahan konfigurasi Schlumberger bila dibandingkan

dengan konfigurasi Wenner? Manakah yang dapat mengukur lebih dalam?

6. Sebutkan dan jelaskan salah satu aplikasi dari metode Multichannel _Geolistrik

konfigurasi Schlumberger!

VII. Referensi

[1] Telford WM, Geldart LP and Sheriff RE. Applied Geophysics. Second Edition. Cambridge: Cambridge University Press; 1990.

[2] Palacky GJ. Resistivity Characteristics of geologic targets. Soc Explor Geophys. 1987. [3] Bulkis K, Zubaidah T. Aplikasi Metode Geolistrik Tahanan Jenis Konfigurasi Schlumberger untuk Survei Pipa Bawah Tanah. Teknologi Elektro(7)-2:84-91.

[4] Loke M. Tutorial 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Geotomo Software Sdn. Bhd. 2011.

[5] Anonim. Metode Geolistrik Tahanan Jenis. Geophisical Consulting and Instrument Services . 2011.