MODUL 9 GEOLISTRIK Indah Darapuspa, Muhammad Fadli Akbar, Chyntia Nurapriliyani, Iis Pujiawati, Tommy Ikhlasul Amal, Suprapto 10211008, 10211065, 10211006, 10211088, 10211095, 10211103 Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Indonesia E-Mail: darapuspa.indah@gmail.com Asisten: Septi Cahya W/10209081 Arfian Alimansyah/10210050 Tanggal Praktikum: 26-04-2014 Abstrak Praktikumkaliinibertujuanagarpraktikanmemahamiprinsipfisikasertakonsepyangdigunakandalam metodetahananjenis,memahamiteknikakuisisimetodetahananjenis,danmemahamiteknikpengolahan datasertainterpretasimetodetahananhjenis.Metodegeolistrikmerupakanmetodegeofisikayang digunakanuntukmenyelidikikeadaanbawahpermukaanbumidengancaramempelajarisifataliranlistrik padalapisanbatuan.Padapraktikuminikitamenggunakanmetodegeolistriktahananjenisdengan konfigurasiWenner.KonfigurasiWennerdapatdigunakanuntukeksplorasigeologi,danhanyauntuk eksplorasi yang bersifat dangkal sehingga tidak cocok untuk eksplorasi minyak. Kata Kunci: Geolistrik, Resistivitas, Wenner I.Pendah uluan Praktikumkaliinibertujuanagar praktikanmemahamiprinsipfisikaserta konsepyangdigunakandalammetode tahananjenis,memahamiteknikakuisisi metodetahananjenis,danmemahami teknikpengolahandatasertainterpretasi metodetahananhjenis.Metodegeolistrik merupakanmetodegeofisikayang digunakanuntukmenyelidikikeadaan bawahpermukaanbumidengancara mempelajarisifataliranlistrikpada lapisanbatuan.Padapraktikuminikita menggunakanmetodegeolistriktahanan jenis dengan konfigurasi Wenner. Padapraktikuminikitaakan melakukan percobaan geolistrik tahanan jenis dankemudianmelakukaninversidatahasil akuisisiduadimensi.Metodegeolistrik adalahsuatumetodedalambidanggeofisika denganmenggunakanaruslistrikuntuk mempelajari sifat lapisan-lapisan yang ada di bawahpermukaanbumisertamempelajari sifat kelistrikan dari batuan yang teraliri arus listrik.Metodegeolistrikterdaridirimetode SelfPotential(SP),metodeInduced Polarization (IP), dan metode resitivitas atau tahanan jenis. Kitamenginjeksikanaruslistrik searah atau arus listrik Direct Current dengan tegangantinggikedalamtanah.Injeksiarus listrikinimenggunakanduabuahElektroda ArusAdanByangditancapkankedalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarakelektrodaantaraAdanBakan menyebabkanaliranaruslistriknyaakan makinbisamenembuslapisanpermukaan bumiyanglebihdalam.Teganganlistrik yangadadipermukaantanahakanterbaca olehsebuahmultimeteryangdihubungkan olehmultimeteryangdihubungkanolehdua buah elektroda M dan Nyang jaraknyalebih pendekdaripadajarakelektrodaAB. Pengaruhdariinjeksialiranaruslistrikini membentuksetengahboladenganjari-jari AB/2.Dariinjeksiaruslistrikiniakan dihasilkansuatuhargatahananjenissemu atauApparentResistivity.Tahananjenis semuinididefinisikansebagaitahananjenis daribahanelektrikhomogendansetengah-ruangisotropikyangakanmenghasilkan hubunganyangterukurdariarusyang diberikandanperbedaanpotensialuntuk rangkaiantertentudanjarakantarelektroda. Tahananjenisyangdihasilkandisebut tahananjemissemukarenatahananjenis yang terhitung tersebut merupakangabungan daribanyaklapisanbatuandibawah permukaan yang dilalui arus listrik. Tabel 1. Tabel Data Resistivitas beberapa Material MaterialResistivitas Air (Udara)Pyrite (Pirit)0.01-100 Quartz (Kwarsa)500-800000 Calcite (Kalsit)11012-11013 Rock Salt (Garam Batu)30-11013 Granite (Granit)200-10000 Andesite (Andesit)1.7102-45104 Basalt (Basal)200-100000 Limestoes (Gamping)500-10000 Sandstone (Batu Pasir)200-8000 Shales (Batu Tulis)20-2000 Sand (Pasir)1-1000 Clay (Lempung)1-100 Ground Water (Air Tanah)0.5-300 Sea Water (Air Asin)0.2 Magnetite (Magnetit)0.01-1000 Dry Gravel (kerikil kering)600-10000 Alluvium (Aluvium)10-800 Gravel (Kerikil)100-60 Untukpengukurangeolistrikmetode tahananjenisbiasanyadigunakanbeberapa faktorgeometri.Faktorgeometriyang pertamayaitupadaKonfigurasi Schlumberger.KonfigurasiSchulmbergerini terdariempatelektrodayangsalingkolinear. Duaelektrodayangdiluarmerupakan elektrodaarus(sumber)danduaelektroda adalahelektrodapembacaperbedaan potensial(penerima).Elektrodapembaca potensialdipasangditengah-tengah rangkainnyadenganjarakantarkeduanya yangkecil.Padasurvet,elektroda-elektroda arusnyaditambahkanjarakantarkeduanya padasaatelektrodapotensialnyatetapdi posisiyangsamasampaiteganganyang terbacaterlalukeciluntukdibaca.Kelebihan darikonfigurasiiniadalahsedikitnya elektroda-elektrodayangdipindahkanuntuk setiappercobaandankabeluntukelektroda potensialnyalebihpendek,penyelidik kedalamanyanglebihbaik,danpemasangan yanglebihcepatdibandingkankonfigurasi Wenner.Kekurangannyaadalahpanjangnya kabel elektroda yang dibutuhkan, alat akusisi dataharussangatsensitif,danrangkaiannya dianggapsusahataumembingungkanuntuk dikoordinasikanuntukkrulapanganyang melakukan suvey ini. Gambar 1. Konfigurasi Sclumberger Resistivitassemudanfaktorgeometrinya dapat dirumuskan sebagai berikut:

...(1)

...(2) Konfigurasi kedua adalah konfigurasi Wenner.KonfigurasiWennerterdiridari empatelektroda-elektrodayangkolineardan salingberjaraksama.Jarakrangkaiannya bertambahdengantitiktengahyangsama padasaatmenjagajarakyangtetapantar elektrodanya.Kelebihandarikonfigurasiini adalahtahananjenisyangdihasilkanlebih mudahdihitungdilapangandansensitivitas darialatnyatidakbegitupenting dibandingkandengankonfigurasilainnya. Besararusyangrelatifkecildibutuhkan untukmenghasilkanperbedaanpotensial yangdapatdihitung.Kekuranganpada rangkaian ini adalah pada setiap pengukuran, semuadarielektrodanyaharusdipindahke posisiyangbaru.Selainitu,ntukpencitraan kelapisanbumiyanglebihdalam,kabel arusnyaharuslebihpanjang.Rangkain Wennerinijugasangatsensitif inhomogenitasdekatpermukaanyangakan mengganggurespon-responelektrikyang lebih dalam. Gambar 2. Konfigurasi Wenner Resistivitassemudanfaktorgeometrinya dapat dirumuskan sebagai berikut:

...(3) ...(4) Konfigurasiketigayaitukonfigurasi dipol-dipol.Konfigurasiiniterdiridaridua setelektroda,yaituelektrodaarusdan elektrodapotensial.Sebuahdipolmerupakan sebuah pasangan elektroda yang dipasangkan denganelektroda-elektrodayangterletak dekatsatusamalain;jikajarakpasangan elektrodanyajauhmakadisebutbipole. Ketentuan dari konfigurasi dipol-dipol adalah untukmenjagajarakyangsamaantara elektroda arus dan elektroda potensial dengan jarakantaraelektrodaarusdanelektroda potensialkelipatanintegerdaria(n). Keuntungan utama dari konfigurasi ini adalah pemasanganyangmudahkarenakabelyang dibutuhkannyapendek.Walaupunbegitu, generatorDCyangbesardibutuhkanuntuk menginjeksikanarusuntukpengukuran, terutama untuk pengukuran yang dalam.[8] Gambar 3. Konfigurasi Dipol-Dipol Untukkonfigurasidipoldipol,resistivitas semudanfaktorgeometrinyadapat dirumuskan sebagai berikut:

...(7) ...(8) II.Metode Percobaan Padapercobaangeolistrikinikitaakan menggunakanmetodeWenner.Pertamakita rangkaialatsesuaikonfigurasiWenner. GambarkonfigurasimetodeWennerdapat dilihatpadagambar2.Kemudiantancapkan elektrode sebanyak 13 elektrode dengan jarak antarelektrodesebesar3meter.Kemudian kitahubungkanelektrodadenganalatyang dapatdikontroldengansoftwaregeolistrik untukinjeksiaruslistriknya.Setelah peralatan telah terangkai, kita hubungkan alat denganakisebagaisumberlistrik.Kitaakanmendapatkannilaiarusyangterbacapada setiaplayerdanjugamendapatkannilai tegangan.Nilaiarusdanteganganini kemudiankitaolahsehinggakitadapatkan nilaimassajenisdidalamtanahyang nantinyaakanmenjadiacuanuntuk menentukankandunganmaterialyangada padadalamtanah.Datayangkitaperoleh daripercobaanberupadata.dat.kemudian kitamrubahdatanyamenjadifileMicrosoft excel.Kemudiandiolahdalammicrosoft excel.Setelahitudirubahkembalimenjadi .datagardapatdiprosesdiRES2DINVdan kitalakukanprosesinversiuntukmendapat resistivitasnya. III.Data dan Pengolahan Tabel 2. Tabel Data Pengukuran Jarak DatumJarak aKedalamanResitivitias 4.503.0133.06 7.503.01115.2 10.503.0145.50 13.503.0152.50 16.503.0134.7 19.503.0156.38 22.503.0134.7 25.503.0137.1 28.503.0155.50 31.503.0131.1 9.006.02140.49 12.006.0245.7 15.006.02139.31 18.006.02153.4 21.006.0248.8 24.006.0261.6 27.006.02161.50 13.509.033.22 16.509.03320.7 19.509.03322 22.509.03423.1 18.0012.004331.1 Berikut gambar pencitraan Pseudosection resistivitas semu : Gambar 4. Hasil Pseudosection Resistivitas Semu dengan pengukuran Gambar 5. Hasil Pseudosection Resistivitas Semu dengan perhitungan Gambar 6. Hasil Proses Inversi Resitivitas dengan Error 75% Gambar 7. Data Warna Resistivitas IV.Pembahasan Resistivitassemudipengaruhioleh material-materialyangadadikedalaman yangsemakintinggipadasaatjarakantar elektrodanyaditambah.Resistivitasyang didapatkandalamperocobaanmerupakan resistivitassemu.Resistivitassemu merupakanresistivitasdidalamtanahyang dianggaphomogen.Resistivitassemu memberikan nilai yang sama untukelektroda yang disusun dengan jarak yang tetap. Untuk mendapatkannilairesistivitassebenarnya maka kita harus menginversi nilai resistivitas semudenganmenggunakansoftware geolistrikRES2DINV.Resistivitas sebenarnyamenunjukkankomposisi hambatanjenisyangsebenarnyadidalam tanah.Besarresistivitassemujuga berpengaruhterhadapkedalaman.Dapat diamatipadadatayangdidapatkansemakin dalammakaresistivitastanahcenderung didominasimaterialyangmemiliki resistivitas semu yang rendah. Dariprosesinversidengan menggunakansoftwaregeolistrik RES2DINVdidapatkanpencitraan.Dapat disimpulkanbahwamaterialpadatanah didominasiolehmaterialyangmemiliki hambatanjenissebesar1-800Ohm. Berdasarkanreferensi,materialtersebut merupakanlempungdanalluvium.Batuan lempung ini mengandung air. Terdapat nilai error sebesar 75% dari prosesinversi.Halinidapatdisebabkan karena adanya frekuensi noise pada arus yang dirambatkankedalamtanahsehinggahasil yangdidapatkantidakmerepresentasikan kondisitanah.Selainitu,terdapatmaterial sepertipipadalamtanahataupondasi bangunanmenyebabkandatayangdiperoleh jugatidakmerepresentasikankandungan yang terdapat di dalam tanah. Kitadapatmelakukaniterasi berulang-ulangpadadatauntukmenghindari error pada pengolahan data.Salahsatuaplikasigeolistriktahananjenisadalah untuk mendeteksi sumber air. Dengan menggunakanteknikhambatanjenis,air dapatdiketahuikarenahambatanjenisnya yangbesardansebagaistudipadabidang arkeologi,formasitanahyangmenjadibukti aktivitaspurbadapatdiketahuidarinilai hambatan jenis pada tanah tersebut. V.Kesimpulan 1.Resistivitasyangdidapatadalah resistivitas semu. 2.Batuan pada percobaan ini adalah batuan lempung yang mengandung air. 3.Untuk mengurangi error pada pengolahan datadapatdilakukaniterasiberulang-ulang.4.KonfigurasiWennerdapatdigunakan untuk pendeteksi sumber air. VI.Pustaka [1]Modul Eksperimen Fisika II [2]http://www.anneahira.com/images_wp/tanah-lempung.jpg(diakses28aprilpadapukul 19.00 WIB) [3]http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1018364710001205(diakses27 April 2014, pada pukul 18.30 WIB [4] http://juanita.blog.uns.ac.id/2012/02/26/faktor-geometri/ (diakses pada 28 april pada pukul 21.00)