BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
A.
A. Prinsip Dasar Hukum OhmPrinsip Dasar Hukum Ohm
Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas bed
polaritas beda a potensial potensial yang yang dikenakan dikenakan kepadanya.Walaupun kepadanya.Walaupun pernyataan pernyataan iniini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah hukum tetap tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah hukum tetap digunakan dengan alasan sejarah.
digunakan dengan alasan sejarah.
Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan: Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:
V = I R V = I R
Dimana : Dimana : I
I = = arus arus listrik listrik yang yang mengalir mengalir pada pada suatu suatu penghantar ( penghantar ( Ampere Ampere )) V
V = = beda beda potensial potensial (volt)(volt) R
R = = nilai nilai hambatan hambatan listrik listrik (resistansi) (resistansi) ( ( ohm ohm ))
B.
B. Sifat Kelistrikan BatuanSifat Kelistrikan Batuan
Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik dari batuan bila dialirkan Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik dari batuan bila dialirkan arus listrik ke dalamnya. Arus listrik dapat berasal dari alam itu sendiri arus listrik ke dalamnya. Arus listrik dapat berasal dari alam itu sendiri disebabkan oleh adanya atom-atom penyusun kerak bumi yang berinteraksi disebabkan oleh adanya atom-atom penyusun kerak bumi yang berinteraksi satu sama lainnya akibat adanya ketidakseimbangan muatan, atau arus listrik satu sama lainnya akibat adanya ketidakseimbangan muatan, atau arus listrik yang sengaja dimasukkan ke dalamnya. Beberapa sifat kelistrikan batuan yang sengaja dimasukkan ke dalamnya. Beberapa sifat kelistrikan batuan
yang berguna dalam eksplorasi secara geolistrik khususnya dalam metode resistivitas adalah potensial listrik alami, konduktivitas listrik, dan konstanta dielektrik. (Handayani, 2004).
Potensial listrik alami terjadi karena adanya aktivitas elektrokimia atau kegiatan mekanik alam. Potensial listrik ini dapat dikelompokkan menjadi:
1. Potensial elektrokinetik, terjadi bila larutan elektrolit bergerak melalui media berbentuk pipa kapiler atau media yang berpori-pori.
2. Potensial difusi, terjadi bila ada perbedaar mobilitas dari ion-ion dalam larutan yang mempunyai konsentrasi berbeda.
3. Potensial nerust, terjadi bila suatu elektroda logam dimasukkan ke dalam larutan homogen.
4. Potensial mineralisasi, terjadi bila dua elektroda logam dimasukkan ke dalam elektroda homogen.
Konduktivitas listrik adalah kemampuan dari batuan dalam menghantarkan arus listrik. Arus listrik dapat mengalir dalam batuan dengan tiga cara yaitu:
1. Konduksi secara elektronik, hal ini terjadi jika batuan mengandung banyak elektron bebas, seperti bada batuan yang banyak mengandung
logam. Sehingga arus listrik mudah mengalir pada batuan tersebut.
2. Konduksi secara elektrolitik, ini banyak terjadi pada batuan yang bersifat porus dan pada pori-pori tersebut terisi oleh larutan elektrolit. Sehingga
arus listrik mengalir di bawah oleh ion-ion larutan elektrolit.
3. Konduksi secara dielektrik, konduksi ini terjadi pada batuan yang bersifat dielektrik, artinya batuan tersebut mempunyai elektron bebas sedikit dan bahkan tidak ada. Tetapi karena adanya pengaruh medan listrik dari luar
maka elektron- elektron dalam atom batuan dipaksa berpindah dan berpisah dengan intinya sehingga terjadi polarisasi. Konduksi ini sangat bergantung pada konstanta dielektrik batuan.
Berdasarkan harga resistivitasnya, batuan dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu: (Anonymous, 2007).
b. Konduktor pertengahan : 1 < ρ < 107 Ωm c. Isolator : ρ > 107 Ωm
D. Geolistrik
Prinsip Dasar Geolistrik
Metode geolistrik merupakan metode yang digunakan untuk mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dengan cara mendeteksinya di permukaan bumi (Lilik Hendrajaya,1990). Pendeteksian ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik itu oleh injeksi arus maupun secara alamiah. Salah satu metode geolistrik yang
sering digunakan dalam pengukuran aliran listrik dan untuk mempelajari keadaan geologi bawah permukaan adalah dengan metode tahanan jenis (resistivitas). Metode geolistrik tahanan jenis dapat dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu:
- Metode Resistivitas Mapping
- Metode Resistivitas Sounding (drilling) Metode Pengukuran
Dalam melakukan eksplorasi tahanan jenis (resistivitas) diperlukan pengetahuan secara perbandingan posisi titik pengamatan terhadap sumber
arus. Perbedaan letak titik tersebut akan mempengaruhi besar medan listrik yang akan diukur. Besaran koreksi terhadap perbedaan letak titik pengamatan tersebut dinamakan faktor geometri. Faktor geometri diturunkan dari beda potensial yang terjadi antara elektroda potensial MN yang diakibatkan oleh injeksi arus pada elektroda arus AB, yaitu dapat kita lihat pada gambar:
Konfigurasi pengukuran yang biasa diunakan dalam kebumian yaitu konfigurasi Schlumberger, Wenner, Wenner-Schlumberger dan dipol. Modifikasi dari bentuk konfigurasi Wenner dan konfigurasi Schlumberger dapat digunakan pada sistem konfigurasi yang menggunakan aturan spasi
yang konstan dengan catatan faktor untuk konfigurasi ini adalah perbandingan jarak antara elektroda C1-P1 dan C2-P2 dengan spasi antara elektroda P1-P2. Dimana, a adalah jarak antara elektroda P1-P2. Konfigurasi ini secara efektif menjadi konfigurasi Schlumberger ketika faktor n menjadi 2 dan seterusnya. Sehingga ini sebenarnya merupakan kombinasi antara konfigurasi Wenner-Schlumberger yang menggunakan spasi elektroda yang konstan (seperti yang biasanya digunakan dalam penggambaran penampang resistivity 2D). Disamping itu cakupan horizontal lebih baik, penetrasi maksimum dari konfigurasi ini 15 % lebih baik dari konfigurasi Wenner. Dan untuk meningkatkan penyelidikan
kedalaman maka jarak antara elektroda P1- P2 ditingkatkan menjadi 2a dan pengukuran diulangi untuk n yang sama sampai pada elektroda terakhir, kemudian jarak antara elektroda P1-P2 ditingkatkan menjadi 3a. Rumus Perhitungan Metode
Syarat Pengukuran Geolistrik
Umumnya lapisan batuan tidak mempunyai sifat homogen sempurna, seperti yang dipersyaratkan pada pengukuran geolistrik. Untuk posisi lapisan batuan yang terletak dekat dengan permukaan tanah akan sangat
berpengaruh terhadap hasil pengukuran tegangan dan ini akan membuat data geolistrik menjadi menyimpang dari nilai sebenarnya. Yang dapat mempengaruhi homogenitas lapisan batuan adalah fragmen batuan lain yang menyisip pada lapisan, faktor ketidak-seragaman dari pelapukan batuan induk, material yang terkandung pada jalan, genangan air setempat, perpipaan dari bahan logam yang bisa menghantar arus listrik, pagar kawat
yang terhubung ke tanah dsbnya.
Alat dan Bahan dalam Survei Geolistrik
1. Laptop
Sebagai pengolah data hasil survey geolistrik 2. Software RES2DINV
Sebagai pengolah data dan menghasilkan output berupa gambar 3D bawah permukaan dari data hasil survey geolistrik
Digunakan untuk mengukur tahanan jenis semu batuan 4. 2 elektroda arus
Sebagai Penghantar arus ke resistivitymeter 5. 2 elektroda potensial
Sebagai Penghantar beda potensial ke resistivitymeter 6. 1 accu
Sebagai sumber arus DC 7. Konektor
Untuk menghubungkan accu dengan resistivitymeter 8. 4 set kabel +/- 100m
Sebagai penghubung antara elektroda dengan resistivitymeter 9. Meteran
Sebagai pengukur jarak tiap elektroda 10. Handy talky
Sebagai alat komunikasi 11. Form (table data)
Sebagai acuan untuk peletakan masing-masing elektroda 12. Palu
Digunakan untuk memukul elektroda kedalam tanah 13. Alat tulis
Sebagai media mencatat hasil pengukuran Komponen utama dan fungsi resistivitymeter
a. Display arus
Untuk menampilkan arus dalam b. Saklar ON/OFF
Untuk menghidupkan resistivitymeter c. DC in
Digunakan sebagai power supply d. Fuse
Untuk sekering catu daya masukan e. Indicator batt
Untuk penunjuk tegangan aki f. Saklar Volt
Untuk menaikkan tegangan / arus keluar g. Current Loop
Untuk menunjukkan tahanan antara kedua elektroda arus h. Terminal P1 dan P2
Untuk menghubungkan ke elektroda potensial i. Terminal C1 dan C2
Untuk menghubungkan ke elektroda arus j. Compensator ( Coarse and Fine )
Untuk menetralisir self potensial alam sebelum arus tersebut dikirimkan atau untuk pengatur tegangan yang diterima resistivitymeter.
k. Tombol Start
Untuk memperoleh harga arus mA yang konstan l. Tombol Hold
Untuk memperoleh data yang sudah terinput (pembacaan data) Tahapan Pengukuran
Tentukan konfigurasi elektroda yang ingin dipakai
Pasang elektroda sesuai dengan konfigurasi yang dipilih
Catat hal-hal penting : posisi dan elevasi elektroda, arus dan potensial
yang digunakan tiap pengukuran, resistivity semu yang didapat di alat, kondisi geologi dilapangan secara umum
E. Pengolahan Data Geolistrik
Lakukan inversi data dengan software RES2DINV. Sebelumnya lakukan dahulu pengolahan data dengan software spreadsheet seperti Ms. Excel. Save dalam format txt kemudian dikonversi ke format dat. Setelah itu jalankan software RES2DINV lakukan buka menu File à read data files , pilih nama file dengan ekstensi .dat. Setelah itu pilih menu Inversion à Least-square inversion. Maka akan tampil gambar hasil inversi.
Untuk melakukan koreksi data maka pilih menu Edit à exterminate bad datum points. Eliminasi data yang buruk, lalu save kembali data dengan nama yang berbeda. Setelah itu pilih menu Inversion à inversion method and setting à choose logarithm of apparent resistivity à use apparent resistivity lalu tekan ok. Setelah itu pilih menu Inversion à Least-square inversion kembali.
BAB II
MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud dan tujuan dari fieldtrip geologi eksplorasi tentang geolistrik dengan metode wenner adalah :
a. Memahami prinsip dasar geolistrik tahanan jenis konfigurasi wenner b. Mengetahui struktur tanah atau batuan daerah survey
c. Mengetahui pola resistivitas di daerah survey
kesimpulan
- Nilai resistivitas tanah dapat digunakan untuk mengetahui kondiisi di bawah permukaan tanah. Semakin besar nilai resisitivitasnya berarti kondisi batuan atau tanah semakin berongga atau memang merupakan terdiri dari material yang sulit dilewati listrik. Sedangkan untuk niali resisitivitas yang kecil menunjukkan struktur tanah semakin padat dan dapat mengalirkan arus listrik dengan lebih baik.
- Struktur tanah pada lapangan sipil ITB memiliki lapisan yang beramacam macam, namun kebanyakan merupakan tanah lempung dan
tanah gambut yang memiliki banyak kandungan air.
- Resisistivitas bergantung terhadap jenis batuan atau amterial yang berada di bawah permukaan. Semakin dalam permukaan berarti nilai
resisitivitasnya semakin kecil.
- Sedangkan untuk jarak antar elektroda, semakin renggang makan semakin dalam resisitivitas yang dapat diukur di bawah permukaan tanah.
