INSTRUMENTASI METODE GEOLISTRIK,

RESISTIVITY METER

Oleh

Nanda Hanyfa Maulida (1115051026)

Sari Putri Zam (1115051032)

APA ITU GEOLISTRIK

Metode geolistrik mempelajari bagaimana listrik bisa mengalir di dalam bumi untuk diamati dipermukaan bumi. Metode ini secara pokok mengukur beda potensial dari jenis bebatuan yang ada di dalam bumi, karena yang diukur adalah beda potensial tentu juga membutuhkan arus listrik yang mengalir di dalam bumi. Arus listrik ini kemudian direspon oleh bumi dan menghasilkan nilai resistansi tertentu. Untuk mengetahui nilai tersebut tentu kita memerlukan alat pengukur.

Alat ukur yang digunakan dalam metode geolistrik adalah resistivity meter. Resistivity meter merupakan perangkat elektronik yang digunakan untuk mengukur aliran arus listrik melalui tanah dari probe yang dimasukkan dengan jarak tertentu. Alat ini berfungsi sebagai perekam besarnya arus yang mengalir di dalam bumi dan nilai potensial yang terjadi.

BAGAIMANA MENGUKUR KELISTRIKAN BUMI?

KEGUNAAN ALAT• Kegunaan alat ini adalah untuk mengetahui karakteristik

lapisan batuan bawah permukaan sampai kedalaman ± 300 m, sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan adanya lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa air, umumnya yang di cari adalah “ Confined Aquifer” yaitu lapisan Akifer yang diapit oleh lapisan batuan kedap air (contohnya lapisan lempung) pada bagian bawah tanah & bagian atas. “ Confined” aktifer ini mempunyai recharge yang relative jauh, sehingga ketersedian air tanah dibawah titik bor tidak terpengaruh oleh perubahan cuaca setempat.

• Alat ini biasa digunakan untuk eksplorasi groundwater, investigasi geoteknik, studi lingkungan, survey geologi, mineral prospecting, arkeologi, hidrologi, mitigasi gerakan tanah (longsor), dll.

TEORI DASAR RESISTIVITY METER

• Resistivity Meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur geolistrik tahanan jenis semu (ρ apparenth). Akan tetapi, besaran yang terukur pada alat adalah besarnya arus(I) yang diinjeksikan ke dalam bumi dan dari arus yang kita injeksikan tersebut terjadilah perbedaan tegangan(ΔV) di antara kedua elektroda tegangan. Kemudian dari informasi arus dan perbedaan tegangan tersebut, dapat dicari besarnya tahanan jenis batuan di dalam bumi.

• Ketika arus listrik melewati tanah kering, ada resistensi yang sangat tinggi karena tanah bukanlah konduktor yang baik. Keberadaan air dapat memungkinkan arus listrik untuk bergerak melewati lapisan dengan relatif bebas, dan meteran resistivitas akan menunjukkan nilai yang jauh lebih rendah. Serangkaian probe dapat memberikan gambaran visual dari komposisi tanah dengan menggunakan grafik dari pengukuran ulang.

Secara sederhana sistem kerja dari resistivity-meter itu sendiri terlihat seperti gambar diatas.

Tegangan listrik diberikan pada titik A dan titik B dengan VA > VB. Pada posisi diantara A dan B, sebagian besar arus listrik mengalir pada kedalaman d AB/3. Arus listrik ini biasa dikenal sebagai I inject (arus injeksi). Garis putus-putus menunjukkan daerah equipotensial, sehingga VM’ = VM dan VN’ = VN. Oleh karena itu kita dapat mengamatiVM’N’ pada kedalaman d dengan mengukur VMN di permukaan tanah. Selanjutnya dengan mengetahui nilai I inject dan VM’N’ maka kita mendapat nilai resistansi RM’N’ pada kedalaman d.

Secara alami selalu terdapat tegangan pada elemen volta yang dibangkitkan unsur-unsur pada tanah. Dalam sistem pengukuran resistivity, potensial voltaik ini dikenal sebagai SP (Self Potensial). Adanya SP perlu diperhitungkan pada proses pengukuran nilai resistansi. Perilaku I inject yang disebabkan VAB ketika dilakukan injeksi, selain bersifat resistif memiliki pula respon kapasitif serta induktif seperti diberikan oleh kurva pada gambar 2 berikut:

Perilaku arus injeksi

• Dari beberapa asumsi tersebut maka metoda pengukuran resistansi pada tanah ini dilakukan melalui pemodelan bahwa tiap elemen pada tanah dianalogikan sebagai rangkaian setara DC yang dimodelkan seperti pada gambar 3 berikut:

CONTOH PEMANFAATAN ALAT

• Studi Sesar aktif Peterjajar daerah Bakauheni, Lampung Selatan

• Survei Sebaran Air Tanah Dengan Metode Geolistrik Tahanan Jenis Konfigurasi Wenner Di Desa Banjar Sari, Kecamatan Enggano, Kabupaten Bengkulu Utara

PRINSIP KERJA RESISTIVITY METER

Pada dasarnya alat ukur resistivitas ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian komutator dan potensiometer. Bagian Komutator mengubah isyarat arus searah menjadi arus bolak-balik yang kemudian diinjeksikan ke dalam bumi. Bagian potensiometer berfungsi untuk mengukur besar potensial yang terjadi di permukaan tanah. Arus dari sumber DC dimasukkan ke dalam bagian komutator, untuk diubah menjadi arus bolak-balik dengan frekuensi yang bisa diatur. Kemudian arus ini diinjeksikan ke dalam bumi melalui elektroda-elektroda arus . Tanggapan tegangan sebagai akibat dari injeksi arus, diukur melalui elektroda potensial oleh bagian potensiometer.

Tau kah anda apa-apa saja yang terdapat pada alat resistivity-meter??

Resistivity Meter terdiri dari :1. Current transmitter2. Volt meter3. Ampere meter4. Connection test

Ini lho alat geolistrik

SPESIFIKASI ALATPemancar (Transmitter):• Catu daya (power supply) 12/24

Volt, minimal 6 AH• Daya (power output) : 200 watt

untuk catu daya 12 Volt dan 300 watt untuk catu daya 24 Volt (otomatis)

• Tegangan keluar (output voltage) : 350 volt maksimal untuk catu daya; 12 Volt dan 400 volt untuk catu daya 24 volt.

• Arus keluar (output current) : 200 mA; ketelitian arus: 1 mA

Penerima (Receiver):• Sistem pemaca : digital 9 volt• Fasilitas : Current loop indicator• Impedansi masukan (Input

impedance): 10 M-ohm• Batas ukur pembacaan (Range):

0,1 mVolt – 500 Volt• Accurancy: 0,1 mVolt• Kompensator: Kasar = 10 x

putar, halus = 1 x putar• Sistem pembacaan: Digital (auto

range)• Catu daya digital meter: 3 volt (2

buah baterai kering ukuran AA)• Fasilitas: HOLS / save memory• Berat alat: 10 kg

KOMPONEN ALAT

Adapun komponen alat dan fungsi adalah sebagai berikut :• Power : Untuk menghidupkan digital Voltmeter• Tombol “Start” : Untuk mengirim arus• Tombol “Hold” : Untuk menyimpan data potensial• Compensator : Menetralisir SP alam sebelum arus dikirim• Terminal P1 dan P2 : Hubungan ke elektroda potensial• Terminal C1 dan C2 : Hubungan ke elektroda arus• Display potensial : Untuk menampilkan nilai potensial secara

“autorange”• Display arus : Untuk menampilkan nilai arus dalam• Saklar ON/OFF : Untuk menghidupkan Amperemeter/

Voltmeter• DC IN : Terminal catu daya masuk (input power)• Fuse : Sekering catu daya masuk• Indicator Batt : Petunjuk tegangan aki• Saklar Volt : Untuk menaikkan tegangan• Current Loop : Untuk menunjukkan tahanan antara kedua

elektroda arus

Contoh pengambilan Data pada resistivity-meter

Model berupa true resistivity pada titik amat akan diperoleh informasi tentang jumlah perlapisan, tahanan jenis batuan, ketebalan tiap lapisan dan RMS (root mean square). Dari harga tahanan jenis dan ketebalan atau kedalaman tiap perlapisan kemudian dikorelasi atau dicocokkan dengan harga tahanan jenis batuan uji laboratorium untuk selanjutnya diintepretasi secara geologi. Hasil tersebut selanjutnya diintepretasi kepada kemungkinan adanya air bawah permukaan. Hasil intepretasi kemudian dapat dibuatkan dalam bentuk penampang kedalaman air bawah permukaan, sehingga diperoleh kondisi lapisan air bawah permukaan di daerah penelitian.  Untuk menentukan ada tidaknya air tanah, maka diperlukan data lain yaitu data singkapan atau sumur penduduk serta data geologi regional daerah tersebut. Adapun hasil analisis terhadap model yang diperoleh dari ketiga lintasan adalah sebagai berikut:

Analisis data pada resistivity-meter

Metode ini menggunakan asumsi bahwa bumi bersifat homogen isotropis. Dengan asumsi ini tahanan jenis yang terukur sebenarnya tidak bergantung pada spasi elektroda. Pada kenyataannya, bumi terdiri dari lapisan-lapisan dengan ρ berbeda. Sehingga potensial yang terukur merupakan pengaruh dari lapisan-lapisan tersebut. Oleh karena itu harga tahanan jenis yang diukur bukan merupakan nilai tahanan jenis untuk satu lapisan saja, hal ini terutama untuk spasi elektroda yang lebar. Harga tahanan jenis yang terukur tersebut disebut nilai tahanan jenis semu (apparent resistivity), yang dirumuskan sebagai berikut (Telford, 1990):Dimana ρa adalah tahanan jenis semu, K adalah faktor geometri, ΔV adalah beda potensial antara kedua elektroda potensial dan I adalah kuat arus yang diinjeksikan.

Kesimpulan

1. Resistivity meter merupakan salah satu instrumen dalam metode geolistrik yang berfungsi sebagai pengukur nilai resistivitas suatu batuan atau perlapisan bumi.

2. Resistivity meter dapat digunakan untuk eksplorasi groundwater, investigasi geoteknik, studi lingkungan, survey geologi, mineral prospecting, arkeologi, hidrologi, mitigasi gerakan tanah (longsor), dll.

3. Resistivity meter tipe Naniura hanya bisa digunakan untuk sounding dengan tipe single channel.

4. Resistivity Meter terdiri dari Current transmitter, Volt meter, Ampere meter, dan Connection test.

5. Prinsip kerja resistivity meter adalah dengan menginjeksikan arus ke dalam bumi kemudian nilai arus dan potensialnya ditangkap melalui elektroda yang ditancapkan ke tanah.

Sampun!

Kulo nyuwon sepurone kaleh kiyamba’e lak

kulo enten kesalahan.

Matur nuwon