BAB I

PENDAHULUAN

A. Prinsip Dasar Hukum Ohm

Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir

melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial

yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi

hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan

polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya.Walaupun pernyataan ini

tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah hukum tetap

digunakan dengan alasan sejarah.

Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:

V = I R

Dimana :

I = arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar ( Ampere )

V = beda potensial (volt)

R = nilai hambatan listrik (resistansi) ( ohm )

B. Sifat Kelistrikan Batuan

Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik dari batuan bila dialirkan

arus listrik ke dalamnya. Arus listrik dapat berasal dari alam itu sendiri

disebabkan oleh adanya atom-atom penyusun kerak bumi yang berinteraksi

satu sama lainnya akibat adanya ketidakseimbangan muatan, atau arus listrik

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).

a. Konduktor baik : 10-6< ρ < 1Ωm

b. Konduktor pertengahan : 1 < ρ < 107 Ωm

c. Isolator : ρ > 107 Ωm

C. Nilai Resistivitas Batuan

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

3. Alat Geolistrik (Resistivitymeter)

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

Ukur besar resistivity semunya

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.