bab 1. konfigurasi metode geolistrik (print)

KONFIGURASI METODE GEOLISTRIK (Laporan Praktikum Eksplorasi Geolistrik)

Oleh:

Virgian Rahmanda

(1215051054)

LABORATORIUM GEOFISIKA

JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2014

i

Judul Percobaan : Konfigurasi Metode Geolistrik

Tanggal Percobaan : 13 Mei 2014

Tempat Percobaan : Laboratorium Teknik Geofisika

Nama : Virgian Rahmanda

NPM : 1215051054

Fakultas : Teknik

Jurusan : Teknik Geofisika

Kelompok : 2 (Dua)

Bandar Lampung, 13 Mei 2013

Mengetahui,

Asisten,

Achmadi Hasan N

NPM. 1115051002

ii

KONFIGURASI METODE GEOLISTRIK

Oleh

Virgian Rahmanda

ABSTRAK

Telah dilakukan praktikum mengenai konfigurasi metode geolistrik pada tanggal

13 Mei 2013 di Labratorium Teknik Geofisika Fakultas Teknik Universitas

Lampung. Percobaan ini bertujuan agar praktikan mampu mengetahui jenis-jeins

elektroda, menghitung nilai faktor geometri serta mengetahui sensitifitasserta

menganalisis konfigurasi yang paling baik dalam survey eksplorasi air tanah dan

bahan tambang (bijih besi) dan dari masing-masing konfigurasi elektroda. Dari

praktikum yang telah dilakukan, praktikan telah menghitung dan menganalisa dari

masing-masing elektroda geolistrik tahanan jenis antara lain konfigurasi wenner,

konfigurasi wenner-schlumberger, konfigurasi schlumberger, konfigurasi pole-pole,

konfigurasi pole-dipole, konfigurasi dipole-dipole dan konfigurasi kubus(square).

Dari hasil analisa sensitivitas berdasarkan faktor geometri didapatkan bahwa

konfigurasi schlumberger memiliki sensitifitas vertikal yang baik sehingga digunakan

dalam eksplorasi air tanah, sedangkan konfigurasi wanner memiliki sensitifitas yang

baik secara lateral sehingga digunakan dalam eksporasi bijih besi. Selain itu

konfigurasi square banyak digunakan dalam pengukuran dip dan strike karena lebih

sensitif dalam perlakuan medan anisotropik.

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ i

ABSTRAK ........................................................................................................... ii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... v

DAFTAR TABEL ............................................................................................. vi

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang........................................................................ B. Tujuan Percobaan....................................................................

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Jenis-jenis konfigurasi metode geolistrik................................ B. Faktor geometeri pada konfigurasi elektroda..........................

III. TEORI DASAR

A. Konfigurasi Wenner................................................................ B. Konfigurasi Schlumberger...................................................... C. Konfigurasi Wanner-Schlumberger....................................... D. Konfigurasi Dipole-dipole...................................................... E. Konfigurasi Pole-dipole.......................................................... F. Konfigurasi Pole-pole............................................................. G. Konfigurasi Square.................................................................. H. Faktor Geometri....................................................................... I. Hukum-hukum Kelistrikan......................................................

IV. METODOLOGI PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat Praktikum................................................ B. Alat Praktikum.......................................................................... C. Pengambilan data Praktikum...................................................... D. Pengolahan data Praktikum....................................................... E. Diagram Alir Praktikum............................................................

1

2

3

5

7

8

10

11

12

12

13

14

16

17

18

18

18

19

adminTypewritten textiii

V. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A. Data Praktikum........................................................................20 B. Pembahasan..............................................................................23

VI. KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

adminTypewritten textiv

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1 Konfigurasi Schlumberger ................................................................. 3

Gambar 2.2 Konfigurasi Wenner........................................................................... 4

Gambar 2.3 Konfigurasi Wenner-Schlumberger ................................................... 4

Gambar 2.4 Konfigurasi Dipole-dipole ................................................................. 4

Gambar 2.5 Konfigurasi pole-pole ........................................................................ 4

Gambar 2.6 Konfigurasi pole-dipole ..................................................................... 5

Gambar 2.7 Konfigurasi Square ............................................................................ 5

Gambar 3.1 Konfigurasi Wenner........................................................................... 8

Gambar 3.2 Konfigurasi Schlumberger ................................................................. 9

Gambar 3.3 Konfigurasi Wenner Schlumberger ................................................. 11

Gambar 3.4 Letak elektroda arus dan potensial di permukaan bumi .................. 16

Gambar 4.1 Laptop .............................................................................................. 17

Gambar 4.2 Alat tulis .......................................................................................... 17

Gambar 5.1 Konfigurasi Schlumberger ............................................................... 24

Gambar 5.2 Konfigurasi Wenner-Schlumberger ................................................. 25

Gambar 5.3 Konfigurasi Wenner......................................................................... 27

Gambar 5.4 Konfigurasi Dipole-dipole ............................................................... 28

Gambar 5.5 Konfigurasi pole-pole ...................................................................... 30

Gambar 5.6 Konfigurasi pole-dipole ................................................................... 31

Gambar 5.7 Konfigurasi Square .......................................................................... 32

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 5.1 Data praktikum konfigurasi metode geolistrik.................................22

adminTypewritten textvi

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Metode Geolistrik Tahanan Jenis adalah salah satu metode eksplorasi

geofisika yang menggunakan sifat kelistrikan untuk mempelajari keadaan

bawah permukaan seperti stratigrafi, struktur geologi dan distribusi sifat

material. Dalam eksplorasi geolistrik terdapat konfigurasi elektroda yang

mimiliki sensitivitas terhadap lapisan bawah permukaan dengan karakteristik

yang berbeda-beda. Konfigurasi tersebut diantaranya; konfigurasi wenner,

konfigurasi schlumberger, konfigurasi wenner-schlumberger; konfigurasi

dipole-dipole, konfigurasi pole-pole, konfigurasi pole dipole dan konfigurasi

square. Dalam peletakan elektroda sejatinya elektroda potensial dapat

ditancapkan ke sambarang tampat di permukaan bumi. Tetapi untuk

mempermudah pekerjaan dan pelaksanaan interpretasi elektroda-elektroda

tersebut diletakkan menurut aturan tertantu.

Berdasarkan Penjelasan tersebut, pada praktikum ini akan dilakukan

pemahaman terhadap ketujuh jenis-jenis konfigurasi elektroda, menghitung

faktor geometri dari masing-masing konfigurasi elektroda serta menganalisa

sensivitas dari masing-masing konfigurasi elektroda tersebut terhadap lapisan

batuan dibawah permukaan sebagai objek survey geolistrik tahanan jenis.

Mengingat pentingnya pemahaman terhadap jenis-jenis konfigurasi lektroda

dalam eksplorasi geolistrik tahanan jenis dan masing-masing konfigurasi serta

sensivitasnya, Maka dilakukanlah praktikum tentang Konfigurasi Metode

Geolistrik ini.

2

B. Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari praktikum tentang Konfigurasi Metode Geolistrik kali ini

antara lain :

1. Dapat mengetahuai jenis-jenis elektroda

2. Dapat menghitung nilai K sesuai dengan faktor geometri masing-

masing konfigurasi elektroda

3. Dapat mengetahui sensivitas masing-masing konfigurasi elektroda

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Jenis-Jenis Konfigurasi Elektroda Geolistrik Tahanan Jenis

Pada metode geolistrik tahanan jenis akan banyak ditemukan beberapa

konfigurasi elektroda untuk setiap pengukuran yang berbeda dan sensivitas

terhadap sesuatu yang akan dicari ketika eksplorasi geolistrik. Berikut ini

adalahjenis-jenis konfigurasi elektroda yang digunakan pada eksplorasi

geolistrik tahanan jenis :

1. Konfigurasi Elektroda Schlumberger

Gambar 2.1 Konfigurasi Schlumberger

2. Konfigurasi elektroda Wenner

Gambar 2.2 Konfigurasi Wenner

3. Konfigurasi Elektroda Wenner-Schlumberger

Gambar 2.3 Konfigurasi Wenner-Schlumberger

4. Konfigurasi Elektroda Dipole-dipole

Gambar 2.4 Konfigurasi Dipole-Dipole

5. Konfigurasi Elektroda Pole-pole

Gambar 2.5 Konfigurasi Pole-Pole

adminTypewritten text4

6. Konfigurasi Elektroda Pole-Dipole

Gambar 2.6 Konfigurasi Pole-Dipole

7. Konfigurasi Elektroda Square

Gambar 2.7 Konfigurasi Persegi (Square)

(Zaenudin, 2014)

B. Faktor Geometri Konfigurasi Elektroda Geolistrik Tahanan Jenis

Berdasarkan Konfigurasi Elektroda dari Metode Geolistrik tahan jenis, dapat

diketahui faktor dari masing-masing mkonfigurasi. Antara lain sebagai

berikut :

1. Konfigurasi Wenner ; a

2. Konfigurasi Schlumberger

3. Konfigurasi Wanner-Schlumberger ;

4. Konfigurasi Dipole-dipole


5. Konfigurasi Pole-dipole ;

6. Konfigurasi Pole-Pole ;

7. Konfigurasi Square ;

(Waluyo, 2008).


III. TEORI DASAR

A. Konfigurasi Wenner

Aturan elektroda wenner pertama kali diperkenalkan oleh Wenner pada tahun

1915. Aturan elektroda ini banyak berkembang di Amerika. Aturan ini dapat

dipakai baik untuk resistivity mapping maupun resistivity sounding. Jenis

konfigurasi ini hanya dapat dilakukan dengan kondisi yang sesuai dengan

syarat-syarat batas yang berlaku pada persamaan yang diturunkan pada kasus

bumi datar, sehingga konfigurasi wenner-pun harus diterapkan hanya pada

daerah yang permukaanya relatif datar. Jika konfigurasi ini diterapkan untuk

kasus permukaan bumi yang miring maka perlu adanya koreksi yang

diperlukan.

Pada Konfigurasi wenner, elektroda arus dan elektroda potensial diletakkan

secara simetris terhadap titik sounding. Jarak antar elektroda arus adalah tiga

kali jarak antar elektroda potensial. Jadi jika jarak masing-masing elektroda

arus terhadap titik sounding adalah a/2 maka jarak maisng-masing elektroda

arus terhadap titik soun ding adalah 3a/2. Perlu diingat bahwa keempat

elektroda dengan titik sounding harus membentuk suatu garis.

Gambar 3.1 Konfigurasi Wenner

Pada resitivity mapping, jarak spasi elektroda tersebut tidak berubah-ubah

untuk setiap titik sounding yang diamati (besarnya a tetap). Sedang pada

resitivity sounding, jarak spasi elektroda tersebut diperbesar secara gradual,

mulai dari harga kecil, untuk suatu titik sounding. Batas pembesaran spasi

elektroda ini tergantung pada kemampuan alat yang dipakai. Makin sensitif dan

besar arus yang didapat dihasilkan alat tersebut maka makin leluasa pula kita

dalam memperbesar jarak spasi elektroda tersebut, sehingga makin dalam pula

lapisan yang terdeteksi/teramati(Hendrajaya dkk, 1988).

B. Konfigurasi Schlumberger

Konfigurasi ini dapat digunakan dalam resistivity mapping dan resistivity

sounding. Perbedaanya dengan konfigurasi wenner adalah terletak pada letak

elektroda-elektrodanya. Sedangkan cara pelaksanaanya sama yaitu untuk

resistivity mapping, jarak antar elektroda dibuat tetap untuk masing-masing

titik amat (titik sounding) sedang untuk resistivity sounding, jarak spasi

elektroda diubah-ubah secara gradual utnuk suatu titik amat. Pada aturan

elektroda schlumberger, spasi elektroda arus jauh lebih besar dari spasi

elektroda potensial. Secara garis besar aturan elektroda ini dapat dilihat pad

gambar 3.2. Pada gambar ini dapat diketahui bahwa jarak spasi antar elektroda


arus adalah 2L, sedangkan jarak spasi antar elektroda potensial adalah 2I.

Dalam hal ini harus dipenuhi bahwa (L-x) jauh lebih besar dari pada 1.


Pada konfigurasi schlumberger, jarak elektroda potensial relatif jarang diubah-

ubah meskipun jarak elektroda arus selalu diubah-ubah. Hanya harus diingat

bahwa jarak antar elektroda arus harus jauh lebih besar dibanding jarakj

elektroda potensial selama melakukan perubahan jarak spasi elektroda.

Secara garis besar, aturan elektroda schlumberger mempunyai sifat-sifat

sebagai berikut :

1. Elektroda potensial tidak sering diubah-ubah sehingga mengurangi jumlah

pekerja yang dipergunakan

2. Tetapi dengan tidak serinnya elektroda potensial tersebut diubah

menyebabkan aturan ini tidak sensitif terhadap adanya ketidakhomogenan

lokal pada laposan dangkal, seperti gawir-gawir dan lensa-lensa. Oleh

karena itu, aturan ini dianjurkan untuk dipakai pada penyelidikan dalam

3. Harga perbandingan L/I harus cukup besar, tetapi jika terlalu besar juga

akan menimbulkan deviasi pada faktor geometri. Akibatnya disarankan

agar harga perbandingantersebut terletak adiantara 5-50. Lebih baik lagi

jika perbuahn jerak elektroda arus berdasarkan hasil penggambaran

hargaresistivitas terbaca terhadap jarak L yang dilakukan pada saat

interpretasi pendahuluan. Pengubahan jarak lektroda potensial tersebut

dilakukan jika terdapat loncatan bentuk kurva lapangan tersebut.

Dibawah ini disebutkan perbadaan antara konfigurasi wenner dan konfigurasi

schlumberger :


1. Kurva lapangan yang dihasilkan oleh pengukuran konfigurasi wenner lebih

mencerminkan resistivitas sebenarnya dibanding dengan konfigurasi

schlumberger

2. Konfigurasi wenner dapat mendeteksi ketidak-homogenan lokal sedangkan

konfigurasi schlumberger kurang dapat

3. Konfigurasi schlumberger disarankan untuk dipakai penyelidikan dalam

sedangkan konfigurasi wenner untuk penyelidikan dangkal.

4. Konfigurasi wenner lebih banyak membutuhkan pekerja dari ppada

konfigurasi schlumberger (Hendrajaya dkk, 1988).

C. Konfigurasi Wenner-Schlumberger

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-

P2ditingkatkan menjadi 2a dan pengukuran diulangi untuk n yang sama sampai

pada elektroda terakhir, kemudian jarak antara elektroda P1-P2 ditingkatkan

menjadi 3a (Sakka, 2001).



D. Konfigurasi Dipole-Dipole

Pada Sounding listrik metode resistivity (sounding resistivitas) untuk penetrasi

dalam, kedua konfigurasi schlumberger dan wenner menjadi sangat lemah,

karena mambutuhkan bentengan lektroda lurus yang panjang dengan akibat

akibat tuntutan keadaan lapangan yang baik (merata) dan tuntutan pelaksanaan

perubahan bentangan yang memakan waktu lama. Untuk mengatasi kelemahan

kedua konfigurasi tersebut digunakan konfigurasi dipole-dipole yang pada

prinsipnya mempunyai keunggulan dalam pelaksanan yang dapat menutup

beberapa kelemahan konfigurasi schlumberger dan wenner tersebut di atas,

terutama kebutuhan kabel dan waktu untuk perubahan bentangan yang relatif

lebih pendek.

Karakteristik esensial dalam metoda dipole-dipole ini adalah jarak antara kedua

dipoleh harus jauh lebih besar dibandingkan dengan masing-masing panjang

dipole. Batasan geometris ini memungkinkan kita untuk membuat asumsi-

asumsi penyederhanaan pada teori interpretasinya. Termasuk khususnya,

interpretasi data melalui transformasi schllumberger.


Dalam sistem dipole-dipole, intensitas medan listrik berkurang dengan cepat

sesuai dengan se-per jarak pangkat tiga, sehingga pelaksaanaan pengukuran

medan listrik menjadi sulit pada jarak pengukuran yang cukup jauh. Masalah

ini dapat diatasi dengan memperbesar arus atau panjang dipole. Namun jelas

dalam metode dipole perbesaran panjang dipole arus hanya dapat dilakukan

selama panjang dipole tersebut jauh lebih kecil dibandingkan dengan jara

pengukuran berupa jarak antara kedua dipole. Alternatif lain untuk mengatasi

kesulitan ini adalah memperbesar arus yang dialirkan pada dipole-arus. Ini

berarti memerlukan alat berkemampuan tinggi yang memungkinkan

pengukuran jarak jauh (Hendarajaya dkk, 1988).

E. Konfigurasi Pole-Dipole

Konfigurasi Pole Dipole, yaitu sumber arus tunggal tetapi pengukuran beda

potensial dilakukan pada elektroda P1 dan P2 yang membentuk dipole (saling

berdekatan) dengan jarak a. Konfigurasi Pole-diPole, yaitu merupakan

konfigurasi elektroda elementer dimana terdapat satu titik sumber arus dan

satu titik ukur potensial. Untuk itu salah satu elektroda arus C2 dan elektroda

potensial P2 ditempatkan di tempat yang cukup jauh relatif terhadap C1 dan

P1 sehingga pengaruhnya dapat diabaikan ( Harnovi, 2011).

F. Konfigurasi Pole-Pole

Konfigurasi Pole-Pole memiliki keunggulan untuk mendeteksi adanya

besarnya tahanan jenis (resistivitas) bawah permukaan tanah. Konfigurasi

Pole-Pole jarang digunakan dalam survei geolistrik untuk prosedur sounding.

Konfigurasi ini bertujuan mencatat gradien potensial atau intensitas medan

listrik dengan menggunakan pasangan elektroda detektor (potensial) yang

berjarak relatif dekat dibanding dengan jarak elektroda arus. Elektroda

detektor diletakkan pada bagian tengah dari susunan tersebut .Dalam susunan


ini empat elektroda terletak dalam suatu garis lurus.. Di mana C1=P1= na/2;

sedangkan C2=P2= (Rohim dkk, 2010).

G. Konfigurasi Persegi (Square)

Metode resistivitas konfigurasi persegi sounding telah digunakan untuk

memperkirakan arah strike pada sebuah model anomali di bawah permukaan

bumi Keuntungan konfigurasi persegi yaitu lebih sensitif dalam perlakuan

medan anisotropik di bawah permukaan seperti strike. Strike merupakan salah

satu faktor penting untuk meletakkan konfigurasi bentangan dalam metode

resistivitas.Bentangan umumnya diletakkan sejajar atau memotong arah strike

bergantung pada struktur anomali yang akan diteliti. Konfigurasi persegi

mapping digunakan untuk mengetahui adanya respon anomali model pada

lintasan pengukuran Jarak elektroda yang digunakan 1 m, 1,4 m, 2 m dan 2,8

m. Nilai resistivitas semu azimuth yang diperoleh melalui perhitungan

selanjutnya diplot pada diagram Rossete. Arah strike ditentukan tegak lurus

dari nilai resistivitas semu azimuth maksimum pada diagram Rossete.

Konfigurasi persegi mapping menggunakan jarak bentangan 10 meter dengan

jarak elektroda 1 meter. Konfigurasi Wenner menggunakan jarak bentangan 5

meter dengan jarak elektroda 0,5 meter. Hasil yang diperoleh konfigurasi

persegi sounding menunjukkan bahwa konfigurasi ini dapat diterapkan untuk

menentukan arah strike yang terdapat pada suatu struktur geologi.

Menurut Lane dkk[3], konfigurasi persegi lebih sensitif dalam perlakuan

medan anisotropik di bawah permukaan dan membutuhkan luas daerah

pengukuran yang lebih kecil daripada konfigurasi segaris. Keutamaan lainnya,

menurut Watson and Barker yaitu bahwa konfigurasi bentangan persegi ini

dapat mengukur dua arah saling tegak lurus dalam satu kali pengambilan data

di lapangan. Konfigurasi ini sesuai untuk survei skala kecil dengan pemisahan

elektroda hanya pada kisaran beberapa meter. Konfigurasi ini memiliki nilai

tersendiri dalam pemetaan tiga dimensi, misalnya untuk penyelidikan


arkeologis dangkal. Dengan menghitung rata-rata dua arah saling tegak lurus

tersebut maka pengukuran untuk menentukan resistivitas semu dengan dua

arah saling tegak lurus dapat ditentukan dalam satu konfigurasi saja. Hal ini

akan mengakibatkan survei lebih efisien. Konfigurasi persegi ini menunjukkan

nilai sensitifitas yang besar pada pengukuran anisotropik seperti dip dan

strike. Respon anomali yang dihasilkan lebih sensitif pada medan yang

memiliki struktur geologi seperti dip atau bedding yang memiliki

kecenderungan strike tertentu. Strike merupakan suatu garis maya yang

terbentuk melalui perpotongan pada struktur geologi seperti lipatan (fold),

patahan (fault) atau rekahan (fracture). Struktur geologi seperti tersebut

menjadi tujuan pada eksplorasi geofisika. Untuk dapat mendefinisikan struktur

geologi tersebut maka konfigurasi elektroda diletakkan dengan memotong

atau sejajar arah strike. Oleh sebab itu strike merupakan salah satu faktor

penting untuk meletakkan konfigurasi bentangan dalam metode resistivitas.

Konfigurasi persegi mapping dilakukan untuk mengetahui adanya respon

model yang tertanam di bawah permukaan terhadap jarak lintasan ukur. Model

yang tertanam di bawah permukaan tanah menunjukkan adanya respon

terhadap konfigurasi persegi mapping. Respon anomali model dapat dilihat

melalui grafik respon model terhadap konfigurasi persegi mapping pada

gambar 1 ( Cahyono dkk, 2007).

H. Faktor Geometri

Letak kedua elektroda potensial terhadap letak kedua elektroda harus saling

mempengruhi besarnya beda potansial diantara kedua elektroda potensial

tersebut. Besaran koreksi letak kedua elektroda potensial terhadap letak kedua

elektroda arus disebut faktor geometri.

Jika lapisan bumi merupakan medium homogen isotropis, dan diinjeksikan arus

listrik melalui satu buah lektroda, maka berdasarkan perhitungan , potensial di

tittik sejauh r dari lektroda tersebut adalah


..........(3.1)

Dengan :

I : besarnya arus listrik dalam ampere

: resistivitas medium dalam ohm m

V(r) : potensial di titik sejauh r dari sumber arus

Jika pada permukaan bumi terdapat dua sumber arus yang polaritasnya saling

berlawanan (melalui dua buah lektroda arus), maka besarnya potensial di suatu

titik P adalah :

=

...........(3.2)

Dengan :

= jarak dari titik P ke Sumber arus positif

= jarak dari titik P ke sumber arus negatif

Sedangkan bentuk permukaan ekipotensial dan arah aliran arus listrik yang

terjadi akubat adanya dua buah sumber arus yang saling berlawanan

polaritasnya (besar sama yaitu I) . Pada metoda geolistrik, pengukuran

potensial dilakukan di permukaan bumi dengan mennggunakan dua buah

elektroda potensial.

Pada metoda geolistrik, pengukuran potensial dilakukan di permukaan bumi

dengan menggunakan dua buah elektroda potensial seperti pada gambar 3.4

berikut


Gambar 3.4 Letak elektroda arus dan potensial di permukaan bumi pada

metode geolistrik

Sehingga,

= K

..................(3.4)

Dengan,

= Faktor Geometri

Jelas pada persamaan diatas faktor geometri bergantung pada elektroda arus

maupun potensial. Penjelasan tersebut berdasarkan asumsi bahwa lapisan bumi

merupakan medium homogen isotropis. Sebetulnya perumusan faktor geometri

diatas juga berlaku untuk kasus bumi berlapis-lapis. Hal ini disebabkan karena

faktor geometri hanya mencerminkan pengaruh letak dari elektroda potensial

terhadap letak elektroda arus. Sedangkan pengaruh keadaan medium berlapis-

lapis atau tidak tercermin pada potensial V (Hendrajaya dkk, 1988).


I. Hukum-hukum Kelistrikan

Pada Geolistrik Tahanan jenis terdapat beberapa hukum dasar, diantara lain

hukum Coloumb ;

................(3.5)

Dimana :

F : gaya colomb

Q : muatan sumber

q : muatan uji

r : jarak kedua muatan

: Konstantanta permitivitas ruang hampa

: 8.854 x 10 -12 C2/N m2

Selain itu juga terdapat hukum Gauss, dalam hukum gauss dinyatakan bahwa

usaha yang dilakukan tidak bergantung pada llintasan tetapi bergantung pada

keadaan akhir yang disebut juga medan konservatif, dengan perumusan ;

....................................(3.6)

...............(3.7)

Hukum berikutnya yang mendasari Geolistrik tahanan jenis adalah Hukum

Ohm yang manjelaskan hubungan potensial listrik (V), Hambatan (R) dan arus

(I) yang memiliki persamaan ;

V = I.R........................................(3.8) ( Hendrajaya dkk, 1988).


IV. METODOLOGI PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat Praktikum

Adapun waktu dan tempat dilaksanakanya praktikum mengenai konfigurasi

metode Geolistrik adalah sebagia berikut :

Waktu : Senin, 13 Mei 2014

Tempat : Laboratorium Teknik Geofisika Universitas Lampung

B. Alat Praktikum

Adapun alat yang digunakan selama praktikum berlangsung , antara lain :

Gambar 4.1 Laptop

Gambar 4.2 Alat Tulis

C. Pengambilan Data Praktikum

Data praktikum diperoleh dari studi literatur tentang konfigurasi elektroda dan

faktor geometri yang berasal dari literatur berupa buku dan Jurnal Ilmiah serta

materi yang bersumber dari Internet dengan sumber yang jelas.

D. Pengolahan data Praktikum

Pengolahan data praktikum pada praktikum ini adalah mencari nilai geometri

atau faktor geometri (K) berdasarkan konfigurasi elektroda geolistrik tahanan

jenis pada konfigurasi wenner, konfigurasi wenner-schlumberger, konfigurasi

schlumberger, konfigurasi pole-pole, konfigurasi pole-dipole, konfigurasi

dipole-dipole dan konfigurasi kubus(square), lalu menganalisa sensitivitas

masing-masing konfigurasi terhadap eksplorasi air tanah dan eksplorasi bahan

tambang (bijih besi).


E. Diagram Alir Praktikum

Adapun Diagram Alir pada praktikum tentang konfigurasi elektroda Geolistrik

tahanan Jenis adalah sebagai berikut;

MULAI

Menggambarkan

masing-maisng jenis

konfigurasi

elektroda

Menghitung Nilai

Faktor Geometri

masing-masing jenis

konfigurasi

Menganalisis jenis konfigurasi yang paling sensitif

untuk eksplorasi air.tanah dan eksplorasi bahan

tambang.

SELESAI

Menuliskan

sesnsitivitas

masing-masing

konfigurasi

elektroda


V. HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

A. Data Praktikum

Adapun Data praktikum yang akan dianalisa adalah sebagai berikut :

Tabel 5.1 Data Praktikum Konfigurasi metode Geolistrik

Konfigurasi Elektroda Faktor Geometri

Schlumberger

Wenner

Wenner-Schlumberger

Dipole-dipole

Pole-pole

Pole-dipole

Square


B. Pembahasan

Pada praktikum yang telah dilakukan praktikan diharuskan untuk menganalisa

metode geolistrik dengan berbagai konfigurasi, antara lain konfigurasi wanner,

konfigurasi wenner-schlumberger, konfigurasi schlumberger, konfigurasi

pole-pole, konfigurasi pole-dipole, konfigurasi dipole-dipole serta konfigurasi

square (persegi) serta menganalisis jenis konfigurasi yang paling sensitif

untuk eksplorasi air tanah dan eksporasi bahan tambang (bijih besi).

Pada Teknik pengukuran geolistrik ada tiga macam yaitu mapping, sounding

dan imaging. Masing-masing teknik pengukuran geolistrik dapat dilakukan

untuk tujuan yang berbeda. Untuk tujuan penentuan airtanah, struktur geologi,

litologi dan penyelidikan mineral-mineral logam, maupun untuk keperluan

geoteknik, teknik pengukuran geolistrik yang digunakan adalah teknik

sounding. Istilah sounding diambil dari Vertical Electrical Sounding (VES),

yaitu teknik pengukuran geofisika yang bertujuan untuk memperkirakan

variasi resistivitas sebagai fungsi dari kedalaman pada suatu titik pengukuran.

Konfigurasi elektoda yang sering digunakan dalam teknik sounding yaitu

konfigurasi Schlumberger. Konfigurasi Schlumberger memiliki jangkauan

yang paling dalam dibandingkan konfigurasi yang lain.

Konfigurasi Schlumberger menggunakan dua elektroda arus yang sering

dinamakan A , B dan dua elektroda potensial yang dinamakan M, N. Pada

konfigurasi Schlumberger, dua elektroda potensial (MN) diletakkan di antara

dua elektroda arus (AB). Jarak elektroda potensial (MN/2) dibuat tetap, tetapi

jarak antara elektroda arus (AB/2) diubah-ubah agar diperoleh banyak

informasi tentang bagian dalam bawah permukaan tanah. Untuk mengetahui

struktur bawah permukaan yang lebih dalam, maka jarak masing-masing

elektroda arus (AB/2) dan elektroda potensial (MN/2) dapat ditambah secara

bertahap, sehingga efek penembusan arus ke bawah semakin dalam.

Untuk menentukan kedalaman akuifer dan air tanah, proses akuisasi data

resistivitas menggunakan konfigurasi Schlumberger dengan teknik vertical


electrical sounding, sehingga akan diperoleh nilai resistivitas lapisan-lapisan

batuan bawah permukaan secara vertikal. Pengukuran geolistrik dimulai dari

titik tengah lintasan, yaitu dengan menyusun empat buah elektroda dengan

konfigurasi Schlumberger di tengah-tengah lintasan dan mengatur posisi

resistivity meter di pertengahan lintasan. Resistivty meter yang digunakan

adalah Naniura resistivity meter. Setelah arus diinjeksikan ke dalam tanah

melalui resistivity meter, parameter yang diukur dan yang dicatat yaitu arus

listrik (I) dan beda potensial (V) yang terbaca dari resistivity

meter. Untuk pengukuran geolistrik selanjutnya, elektroda arus AB

dipindahkan sesuai dengan jarak yang telah ditentukan, sedangkan elektroda

potensial MN tidak dipindah dan hanya dipindahkan jika jarak MN/2 adalah

1/5 jarak AB/2. Data lapangan yang diperoleh yaitu beda potensial (V), arus

listrik (I) dan K.

Adapun gambar dan faktor geometri konfigurasi schlumberger adalah sebagai

berikut :


Dengan faktor geometri :


Berikutnya adalah Konfigurasi Wenner-Schlumberger yaitu, konfigurasi

dengan sistem aturan spasi yang konstan dengan catatan faktor n untuk

konfigurasi ini adalah perbandingan jarak antara elektroda C1-P1 (atau C2-P2)

dengan spasi antara P1-P2 . Jika jarak antar elektroda potensial (P1 dan P2)

adalah a maka jarak antar elektroda arus (C1 dan C2) adalah 2na + a. Proses

penentuan resistivitas menggunakan 4 buah elektroda yang diletakkan dalam

sebuah garis lurus.


Pada Konfigurasi wenner-schlumberger setelah diketahui konfigurasinya,

dapat diturunkan persamaan faktor geometri sebagai berikut :


Konfigurasi berikutnya yaitu konfigurasi Wenner. Pada Konfigurasi wenner,

elektroda arus dan elektroda potensial diletakkan secara simetris terhadap titik

sounding. Jarak antar elektroda arus adalah tiga kali jarak antar elektroda

potensial. Jadi jika jarak masing-masing elektroda arus terhadap titik sounding

adalah a/2 maka jarak maisng-masing elektroda arus terhadap titik sounding

adalah 3a/2. Keunggulan dari konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian

pembacaan tegangan pada elektroda MN lebih baik dengan angka yang

relatif besar karena elektroda MN yang relatif dekat dengan elektroda

AB. Disini bisa digunakan alat ukur multimeter dengan impedansi yang

relatif lebih kecil. Sedangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi

homogenitas batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh terhadap

hasil perhitungan. Data yang didapat dari cara konfigurasi Wenner,

sangat sulit untuk menghilangkan faktor non homogenitas batuan, sehingga

hasil perhitungan menjadi kurang akurat.


Gambar 5.3 Konfigurasi wenner

Berdasarkan konfigurasi tersebut dapat dihitung faktor geometrinya (K) adalah

sebagai berikut ;

Selanjutnya adalah konfigurasi Dipole-Dipole. Pada konfigurasi dipole-dipole

dua elektroda potensial yang diletakkan di luar elektroda arus. Jarak antar

elektroda potensial merupakan nilai , sedangkan n merupakan jarak antara


elektroda arus dan elektroda potensial bagian dalam. Jika n semakin besar maka

kedalaman penyelidikan akan semakin besar. Kelemahan konfigurasi ini antara

lain Survey Dipole-dipole mebutuhkan waktu yang relative lama, Kedalaman

maksimal yang masih bisa di tafsir dengan baik

Konfigurasi berikutnya yang dianalisa adalah konfigurasi pole-pole.

Konfigurasi Pole-Pole memiliki keunggulan untuk mendeteksi adanya

besarnya tahanan jenis (resistivitas) bawah permukaan tanah. Konfigurasi

Pole-Pole jarang digunakan dalam survei geolistrik untuk prosedur sounding.

Konfigurasi ini bertujuan mencatat gradien potensial atau intensitas medan

listrik dengan menggunakan pasangan elektroda detektor (potensial) yang

berjarak relatif dekat dibanding dengan jarak elektroda arus. Dalam susunan

ini empat elektroda terletak dalam suatu garis lurus. dimana C1=P1= na/2;

sedangkan C2=P2= .

Gambar 5.5 Konfigurasi Pole-Pole

Berdasarkan konfigurasi tersebut dapat dihitung faktor geometri dari

konfigurasi pole-pole adalah sebagai berikut ;


Konfigurasi keenam yang dilakukan analisa adalah konfigurasi pole-dipole.

Konfigurasi Pole Dipole, yaitu sumber arus tunggal tetapi pengukuran beda

potensial dilakukan pada elektroda P1 dan P2 yang membentuk dipole (saling

berdekatan) dengan jarak a. Konfigurasi Pole-dipole, yaitu merupakan

konfigurasi elektroda elementer dimana terdapat satu titik sumber arus dan

satu titik ukur potensial. Untuk itu salah satu elektroda arus C2 dan elektroda

potensial P2 ditempatkan di tempat yang cukup jauh relatif terhadap C1 dan

P1 sehingga pengaruhnya dapat diabaikan.

Gambar 5.6 Konfigurasi Pole-dipole

Adapun faktor geometrinya adalah sebagai berikut ;


Konfigurasi terakhir yang akan dianalisis adalah konfigurasi square atau

konfigurasi persegi. Metode resistivitas konfigurasi persegi sounding telah

digunakan untuk memperkirakan arah strike pada sebuah model anomali di

bawah permukaan bumi Keuntungan konfigurasi persegi yaitu lebih sensitif

dalam perlakuan medan anisotropik di bawah permukaan seperti strike.

konfigurasi persegi lebih sensitif dalam perlakuan medan anisotropik di bawah

permukaan dan membutuhkan luas daerah pengukuran yang lebih kecil

daripada konfigurasi segaris. Keutamaan lainnya, yaitu bahwa konfigurasi

bentangan persegi ini dapat mengukur dua arah saling tegak lurus dalam satu

kali pengambilan data di lapangan. Konfigurasi ini sesuai untuk survei skala

kecil dengan pemisahan elektroda hanya pada kisaran beberapa meter.

Konfigurasi ini memiliki nilai tersendiri dalam pemetaan tiga dimensi,

misalnya untuk penyelidikan arkeologis dangkal. Dengan menghitung rata-

rata dua arah saling tegak lurus tersebut maka pengukuran untuk menentukan

resistivitas semu dengan dua arah saling tegak lurus dapat ditentukan dalam

satu konfigurasi saja. Hal ini akan mengakibatkan survei lebih efisien.

Konfigurasi persegi ini menunjukkan nilai sensitifitas yang besar pada

pengukuran anisotropik seperti dip dan strike. Respon anomali yang


dihasilkan lebih sensitif pada medan yang memiliki struktur geologi seperti

dip atau bedding yang memiliki kecenderungan strike tertentu.

Gambar 5.7 Konfigurasi Square

Berdasarkan gambar tersebut diperoleh faktor geometri yaitu

Secara umum, Konfigurasi elektroda schlumberger sensitif terhadap arah

vertikal saja sedangkan Konfigurasi elektroda Wenner, Konfigurasi elektroda

Wenner-Schlumberger, Konfigurasi elektroda Dipole- Dipole, Konfigurasi

elektroda Pole-pole, Konfigurasi elektroda Pole-Dipole sensitivitas terhadapa

arah vertikal dan horizontal.


Dari penjelasan tersebut, setelah analisa sensitivitas dan faktor geometri,

Untuk menentukan kedalaman akuifer dan air tanah, proses akuisasi data

resistivitas menggunakan konfigurasi Schlumberger dengan teknik vertical

electrical sounding, sehingga akan diperoleh nilai resistivitas lapisan-lapisan

batuan bawah permukaan secara vertical. Karena memiliki sensitibilitas

vertikal yang tinggi jika dibandingkan dengan konfigurasi yang lain, namun

dalam sensitifibilitas lateral tidak cukup baik, sehingga konfigurasi

schlumberger kurang mampu mendeteksi efek variasi resistivitas pada lapisan

bumi yang dangkal. Konfigurasi Schlumberger Sifatnya tetap pada hasil

pengukuran, sehingga jika terdapat ketidakhomogenan lokal pada lapisan

tersebut tidak dapat terlihat. Hal ini desebabkan karena jarak antara elektroda

potensial yang tidak sering diubah-ubah .

Selain itu pada eksplorasi bahan tambang seperti bijih besi, konfigurasi yang

digunakan adalah konfigirasi wanner. Alasanya digunakan Konfigurasi

Wenner, karena konfigurasi ini memungkinkan untuk menerka pada daerah

daerah yang dijadikan sasaran dan belum diketahui pasti persebaran

kandungan bijih besinya. Sehingga diperlukan konfigurasi yang dapat

memetakan persebaran bijih besi dibawah permukaan tanah(secara

lateral/horizontal atau disebut mapping) oleh sebab itu konfigurasi wanner

banyak digunakan pada survey eksplorasi bijih besi.


V. KESIMPULAN

Dari hasil praktikum tentang metode konfigurasi geolistrik yang telah dilakukan,

dapat disimpulkan bahwa :

1. Penentuan faktor geometri diperoleh dari susunan konfigurasi elektroda-

elektroda pada metode geolistrik tahanan jenis

2. Secara umum, Konfigurasi elektroda schlumberger sensitif terhadap arah

vertikal saja sedangkan Konfigurasi elektroda Wenner, Konfigurasi

elektroda Wenner-Schlumberger, Konfigurasi elektroda Dipole- Dipole,

Konfigurasi elektroda Pole-pole, Konfigurasi elektroda Pole-Dipole

sensitivitas terhadapa arah vertikal dan horizontal (lateral)

3. Konfigurasi persegi lebih sensitif dalam perlakuan medan anisotropik di

bawah permukaan dan membutuhkan luas daerah pengukuran yang lebih

kecil daripada konfigurasi segaris, sehingga lebih efisien dalam

pengukuran anisotropik seperti dip dan strike

4. Untuk menentukan kedalaman akuifer dan air tanah, proses akuisasi data

resistivitas menggunakan lebih cocok menggnakan konfigurasi

Schlumberger dengan teknik vertical electrical sounding, sehingga akan

diperoleh nilai resistivitas lapisan-lapisan batuan bawah permukaan secara

vertical

5. Pada eksplorasi bijih besi diperlukan konfigurasi yang dapat memetakan

persebaran bijih besi dibawah permukaan tanah(secara lateral/horizontal

atau disebut mapping)

DAFTAR PUSTAKA

Cahyono, Agung dan Gatot Yulianto. 2007. Estimasi Arah Strike menggunakan

Resistivitas konfigurasi Persegi. Jurnal berkala Fisika. Vol 10. , No.1, Januari

2007, hal 45-51. Halaman 45-46

Harnovi. 2011. Metode Geolistrik. http:// harnovi. wordpress. com/2011/03/29/

metode-geolistrik/. Diakses pada 31 Mei pukul 00.10 WIB

Hendrajaya, Lilik dan Idam Arif. 1985. Geolistrik Tahanan Jenis. Laboratorium

Fisika Bumi Jurusan Fisika FMIPA. ITB : Bandung

Rohim dkk. 2010. Aplikasi Metode Geolistrik Sounding Dengan Kofigurasi Pole-

Pole Untuk Mengukur Resistivitas Bawah Permukaan Tanah Dan

Mengetahui Struktur Tanah. PKM Universitas Negeri Malang : Malang

Sakka, 2002. Metoda Geolistrik Tahanan Jenis. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam UNHAS, Makassar

Waluyo. 2008. Panduan Workshop Geofisika UGM. Universitas Gajah Mada :

Yogjakarta

Zaenudin, Ahmad. 2014. Penuntun Praktikum Eksplorasi Geolistrik. Teknik

Geofisika Universitas Lampung : Bandar Lampung

LAMPIRAN

bab 1. konfigurasi metode geolistrik (print)

Documents