Modul Praktikum Metode Geolistrik & Elektromagnetik, Semester Ganjil Tahun 2023

(1)

LABORATORIUM TEKNIK GEOFISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI DAN PRODUKSI UNIVERSITAS PERTAMINA

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM

GP 11306 - PRAKTIKUM GEOLISTRIK & ELEKTROMAGNETIK SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2023/2024

YOGI FERDANA GAJAH 101121041 TEKNIK GEOFISIKA

MODUL 5 AKUISISI METODE GROUND PENETRATING RADAR (GPR)

TANGGAL PRAKTIKUM SELASA, 28 NOVEMBER 2023

JAKARTA – INDONESIA

(2)

Nama : Yogi Ferdana Gajah NIM : 101121041

Tanggal : Selasa, 28 November 2023 I. PENDAHULUAN

1.1. TUJUAN

 Menentukan anomali elektromagnetik yang dicari dengan menggunakan alat GPR.

 Menentukan desain akuisisi metode GPR dengan koordinat yang telah dicatat dari semua lintasan.

 Mengetahui unit beserta fungsinya yang terdapat pada alat GPR.

1.2. BATASAN MASALAH

Batasan masalah dari praktikum kali ini adalah, pada praktikum kali ini dilakukan akuisisi data metode GPR di lingkungan kampus Universitas Pertamina. Akuisisi dilakukan dengan jumlah lintasan sebanyak 5 lintasan untuk menemukan anomali elektromagnetik yang beerada dibawah permukaan tanah. Digunakan GPS sebagai alat pembantu untuk menentukan lokasi koordinat dari lintasan akuisisi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Kemajuan teknologi elektronika dalam beberapa tahun terakhir telah menghasilkan metode baru dalam ilmu kebumian/eksplorasi geofisika, dikenal sebagai Metode Ground Penetrating Radar (GPR). Metode ini melibatkan pengiriman pulsa elektromagnetik ke dalam tanah yang kemudian direkam oleh antenna di permukaan. Pulsa radar berinteraksi dengan struktur permukaan dan anomali di bawah tanah, yang kemudian dipantulkan dan dihamburkan kembali ke permukaan. Gelombang elektromagnetik yang dipantulkan dan dihamburkan ini kemudian diterima oleh antenna penerima di permukaan bumi. Hubungan antara radiasi gelombang elektromagnetik dengan media dapat dijelaskan melalui persamaan Maxwell, di mana parameter fisika seperti permeabilitas (μ), permitivitas listrik (ε), dan konduktivitas (σ) menentukan karakteristik radiasi gelombang elektromagnetik pada struktur bumi. Keunggulan metode GPR termasuk akurasi deteksi struktur di bawah permukaan, seperti air tanah, fosil arkeologi, eksplorasi bahan mineral, dan lainnya. Pola refleksi pada radargram bisa bersifat unik, yang berarti bahwa reflektor yang sama bisa disebabkan oleh objek yang berbeda. Refleksi yang kuat dapat menunjukkan keberadaan bahan logam, air tanah, atau lapisan lempung. Sebagai contoh, bahan logam seperti pipa dapat menciptakan respon berupa hiperbola dengan amplitudo tinggi pada radargram. Bahan seperti kabel, batu besar, dan elemen beton pada pipa juga bisa menunjukkan pola radargram yang serupa.

NILAI

(3)

Radargram dari water-table dan lapisan lempung memiliki ciri khas amplitudo besar namun relatif datar.[3]

Ground Penetrating Radar (GPR) terdiri dari tiga komponen utama, yaitu pembangkit sinyal, antenna transmitter, dan antenna receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi gelombang elektromagnetik (EM) yang dipantulkan. Sinyal radar dikirimkan sebagai serangkaian pulsa dengan frekuensi tinggi. Antenna receiver menerima pulsa yang tidak diserap oleh tanah, melainkan dipantulkan dalam rentang waktu tertentu. Konfigurasi mode antenna transmitter dan receiver dalam GPR dapat dibagi menjadi dua, yaitu mode monostatik dan bistatik. Mode monostatik terjadi ketika transmitter dan receiver digabung dalam satu antenna, sementara mode bistatik terjadi ketika kedua antenna memiliki jarak pemisah.[1]

Transmitter menghasilkan pulsa gelombang elektromagnetik pada frekuensi tertentu, sesuai dengan karakteristik antenna tersebut, dengan rentang frekuensi antara 10 MHz hingga 4 GHz. Receiver diatur untuk melakukan pemindaian (scan) yang biasanya mencapai 32 hingga 512 scan per detik. Setiap hasil scan ditampilkan pada layar monitor sebagai fungsi waktu dua arah (two-way time travel time), yang merupakan waktu yang diperlukan gelombang EM untuk menempuh perjalanan dari transmitter ke target dan kemudian kembali ke receiver. Tampilan ini dikenal sebagai radargram. Prinsip kerja GPR melibatkan transmisi gelombang radar (Radio Detection and Ranging) ke dalam medium target, di mana gelombang tersebut kemudian dipantulkan kembali ke permukaan dan diterima oleh alat penerima radar (receiver). Dari hasil pantulan inilah berbagai objek dapat terdeteksi dan direkam dalam bentuk radargram.[4]

Untuk mendeteksi suatu objek menggunakan gelombang radar, diperlukan perbedaan dalam parameter kelistrikan dari medium yang dilalui oleh gelombang tersebut. Perbedaan parameter kelistrikan tersebut mencakup permitivitas listrik, konduktivitas, dan permeabilitas magnetik. Sifat elektromagnetik suatu material sangat bergantung pada komposisi dan kandungan air di dalamnya, yang keduanya memengaruhi perambatan kecepatan gelombang radar dan atenuasi gelombang elektromagnetik dalam material. Menurut Reynolds dalam bukunya "An Introduction to Applied and Environmental Geophysics," kecepatan gelombang radar dalam suatu medium bergantung pada kecepatan cahaya dalam ruang hampa (c = 0.3 m/ns), konstanta dielektrik relatif medium (εr), dan permeabilitas magnetik relatif (μr).[2]

(4)

Keberhasilan metode GPR terkait dengan variasi di bawah permukaan yang dapat menyebabkan tertransmisinya dan ter-refleksinya gelombang radar. Refleksi ini muncul karena adanya perbedaan konstanta dielektrik relatif antara lapisan yang berbatasan.

Koefisien refleksi (R), yang mencerminkan perbandingan energi yang direfleksikan, ditentukan oleh perbedaan cepat rambat gelombang elektromagnetik, dan lebih mendasar lagi, oleh perbedaan konstanta dielektrik relatif antara medium yang berdekatan. Selama perambatan gelombang radar, amplitudo sinyal akan mengalami pelemahan karena adanya energi yang hilang melalui refleksi atau transmisi di setiap batas medium. Faktor kehilangan energi ini terjadi karena perubahan energi elektromagnetik menjadi panas. Atenuasi, yang merupakan fungsi kompleks dari sifat dielektrik dan sifat listrik medium yang dilalui oleh sinyal radar, bergantung pada konduktivitas, permitivitas, dan permeabilitas magnetik medium, serta pada frekuensi sinyal itu sendiri.[5]

III. METODOLOGI

3.1. DATA PENELITIAN

Gambar 3.1 Data Koordinat Lintasan 1 – 5.

(5)

3.2. PENGOLAHAN DATA Proses Akuisisi

 Baterai dipasangkan pada GPR, kemudian tekan tombol untuk mengaktifkan main unit dan layar.

 Parameter pengukuran diatur sesuai dengan ketentuan.

 Marking koordinat untuk lokasi awal sebagai titik lintasan dimulai

 Alat GPR didorong lurus kedepan sambil memperhatikan anomali yang terekam.

 Marking pada lokasi yanng terekam anomali dan diakhir lintasan.

Proses Pembuatan Desain Survei

 Input data koordinat tiap lintasan yang telah dimarkin menggunakan GPS kedalam software QGIS.

 Hubungkan titik koordinat sebagai penanda linntasan

 Buat peta desain survei dengan menyesuaikan grid, koordinat, legenda dan informasi lainnya pada peta.

 Simpan hasil desain survei untuk diinput pada Laporan Akhir.

(6)

3.3. DIAGRAM ALIR

(7)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Proyeksi Anomali

Lintasan 1

Gambar 4.1 Anomali yang ditemukan pada lintasan 1 sebanyak 3 berurutan dari kiri ke kanan

Gambar 4.2 Lokasi penyebab anomali 2

Jalur 1 terletak di sebelah lapangan tenis dengan menggunakan antena MALA WIDE RANGE (80-650Hz) mode forward. Pengukuran dilakukan pada satu jalur lurus dari arah selatan menuju arah utara dengan panjang jalur 23,6 meter. Pengukuran dimulai pada koordinat (x= 0697933, y= 9311356) dan berakhir pada koordinat (x=0697926, y=9311391).

Selama pengukuran tersebut, tiga anomali tercatat oleh alat. Anomali pertama terletak pada jarak 4,6 meter dari titik awal pada koordinat (x=0697929, y=9311365). Anomali ini muncul karena adanya pipa di bawah permukaan jalan yang dilalui oleh antena. Anomali kedua terletak pada jarak 13,2 meter dari titik awal pada koordinat (x=0697927, y=9311377).

Anomali ketiga terletak pada jarak 20,2 meter dari titik awal pada koordinat (x=0697929, y=9311385). Pada anomali ke 2 dan ke 3 ditemukan gorong – gorong yang berada disebelah kiri lokasi pengukuran. Gorong – gorong tersebut kemungkinan penyebab terjadinya anomali yang diperoleh. Elevasi jalur pengukuran adalah 27 meter dengan kondisi di sekitar area pengukuran terdapat lapangan tenis, pohon-pohon, dan mobil-mobil.

(8)

Lintasan 2

Gambar 4.3 Lokasi anomali 1 – 3 berurutan dari kiri ke kanan

Lintasan 2 terletak di depan GOR ABC dan menggunakan antena MALA dengan mode forward. Pengukuran dilakukan sepanjang jalur lurus dari arah Barat Daya ke Timur Laut dengan panjang 28 meter. Dimulai dari titik awal pada koordinat (x= 0697936, y=

9311350) dan berakhir pada koordinat (x=0697938, y=9311311). Selama pengukuran, tiga anomali tercatat oleh peralatan. Anomali pertama terletak 9 meter dari titik awal pada koordinat (x=0697935, y=9311339). Anomali kedua terletak 12 meter dari titik awal pada koordinat (x=0697936, y=9311334). Anomali ketiga terletak 16,2 meter dari titik awal pada koordinat (x=0697937, y=9311326). Ketiga anomali yang terekam oleh alat GPR kemungkinan disebabkan oleh gororng – gorong yang berada dibawah atau disekitar lintasan yang dilalui oleh GPR. Elevasi jalur pengukuran adalah 27 meter dengan kondisi di sekitar area pengukuran terdapat GOR ABC (gedung) dan mobil-mobil.

Gambar 4.4 Lokasi anomali 4

(9)

Lintasan 3

Pada lintasan ke 3, panjang lintasan yang digunakan sebesar 40 meter dengan anomali pertama yang ditemukan pada 1,1 meter dari titik awal lintasan. Anomali ini muncul diakibatkan adanya pipa yang berada dibawah permukaan jalan yang dilewati oleh alat GPR.

Anomali ke 2 dan ke 3 ditemukan di 18 meter dan 32 meter dari titik awal pengukuran, yang kemungkinan anomali disebabkan oleh gorong – gorong yang berada dibawah permukaan.

Pengukuran dilakukan di lintasan yang berada di samping GOR dengan titik koordinat awal (x=0697990, y=9311316) dan akhir koordinat (x=0697938, y=9311320) dengan elevasi lintasan sebesar 27 meter.

Lintasan 4

(10)

Lintasan 4 yang dilalui berada didepan kantin bawah dengan panjang 47 meter.

Dimulai koordinat (x=0697947, y=9311308) dan koordinat akhir (x=0697943, y=9311357).

Selama pengukuran, terdeteksi 5 anomali. Anomali pertama berada 0.8 meter dari titik awal koordinat (x=0697940, y=9311327) karena pipa di bawah jalan. Anomali kedua berada 9.2 meter dari titik awal koordinat (x=0697952, y=9311301) karena gorong-gorong di bawah jalan. Anomali ketiga berada 12.6 meter dari titik awal koordinat (x=0697945, y=9311294) karena selokan air dan tangga besi di samping jalan. Anomali keempat berada 32 meter dari titik awal koordinat (x=0697958, y=9311266) karena gorong-gorong di bawah jalan.

Anomali kelima berada 37 meter dari titik awal koordinat (x=0697934, y=9311261) karena gorong-gorong di bawah jalan. Elevasi lintasan 30 meter.

Lintasan 5

(11)

Desain Survei

Gambar 4.9 Peta desain survei metode ground penetrating radar (GPR)

Gambar 4.9 merupakan hasil desain survei metode GPR yang dibuat dengan menggunakan software QGIS. Peta tersebut membantu kita mengetahui dengan jelas lokasi akuisisi dengan grid koordinat secara regional dan wilayah yang tampak lebih kecil serta arah mata angin yang mempermudah pembaca untuk mengetahui arah dan lokasi akuisisi.

Peta tersebut juga memberikan informasi jalur – jalur yang dilalui tiap lintasan yang dilalui oleh alat GPR ketika melakukan akuisisi. Peta desain survei inni akan memberikan manfaat bagi pembaca dalam penempatan titik optimal akuisisi.

V. PENUTUP 5.1. SIMPULAN

 Anomali yang ditemukan dapat dilihati pada gambar 4.1 sampai gambar 4.8 dengan total 18 anomali yang ditemukan serta gorong – gorong sebagai objek yang memberikan dampak paling banyak terhadap anomali.

 Desain akuisis metode GPR dibuat dalam bentuk sebuah peta desain survei (gambar 4.9) yang memuat informasi lintasan akuisisi beserta arahnya.

(12)

 Beberapa unit yang terdapat pada GPR adalah control unit sebagai pengatur pengumpulan data, transmitter sebagai sumber pulsa dan receiver sebagai penerima gelombang.

5.2. MANFAAT

 Praktikan dapat melakukan sett up alat GPR sebelum digunakan.

 Praktikan dapat menggunakan dan mengoperasikan alat GPR.

 Praktikan dapat mengetahui cara membaca anomali yang terdetteksi pada alat GPR.

 Praktikan mampu bekerja sama dalam tim yang dibentuk ketika praktikum berlangsung.

 Praktikan dapat melakukan pemetaan desain survei lintasan pengukuran metode GPR.

REFERENSI

[1] Ariyanti, Desi., 2002, Interpretasi Bawah Permukaan Daerah sukolilo di SurabayaTimur Dengan Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar (GPR), Tugas Akhir ITS, Surabaya

[2] Beres, M., and Haeni, F. P. (1991). Application of ground penetrating radar methods in hydrogeologic studies. Ground Water, 29(3), 375-386.

[3] Kafi, M. S. (2016). Analisa Kondisi Bawah Permukaan Tanggul Lumpur Sidoarjo Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar (GPR) pada Titik P76-77, P78-79, P79-83. Institut Teknologi Sepuluh November.

[4] Syavira, A. (2022). ANALISIS POTENSI KARAKTERISTIK TANAH LONGSOR BERDASARKAN GEOMETRI BIDANG GELINCIR BERDASARKAN DATA GROUND PENETRATING RADAR (GPR) DI DAERAH GAYAMHARJO, PRAMBANAN, SLEMAN, YOGYAKARTA (Doctoral dissertation, UPN" Veteran"

Yogyakarta).

[5] Munadi, Suprajitno. 2000. Aspek Fisis Seismologi Oktafiani, Folin. Sulistyaningsih, Yusuf Nur Wijayanto. Sistem Ground Penetrating Radar untuk Mendeteksi Benda- benda di Bawah Permukaan Tanah. P2 Elektronika dan Telekomunikasi – LIPI.