laporan praktikum survei elektro magnetik GPR

8/10/2019 laporan praktikum survei elektro magnetik GPR

1/23

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini perkembangan teknologi peralatan untuk mendukung

kegiatan survey, pemetaan geologi dan untuk tujuan-tujuan pendeteksian

lainnya telah berkembang pesat. Salah satu peralatan tersebut yaitu GPR

(Ground Penetrating Radar). Alat ini memanarkan gelombang radar atau

gelombang elektromagnetik kedalam tanah yang nantinya akan dipantulkan

kembali. !erdasarkan pantulan tersebut dapat dianalisa dan diketahui hal-

hal yang berkaitan dengan " struktur tanah#batuan yang sangat berguna

untuk survey jalan $ run%ay lapangan terbang, deteksi benda-benda yang

ada didalam tanah seperti situs arkeologi, deteksi pipa (air dan gas), deteksi

kabel (listrik dan telepon), rongga didalam tanah, penelitian air tanah,

mendeteksi senjata atau ranjau, dll. &egiatan ini dilakukan tanpa harus

menyentuh langsung materi yang di deteksi.

'alam tahun-tahun mendatang berbagai kegiatan survey dan deteksi

diperkirakan akan banyak ditopang oleh GPR ini sebagai alat pendeteksi

ba%ah tanah. Penggunaan GPR dengan menggunakan pulsa radar rekuensi

tinggi yang dipanarkan dengan antena dari permukaan tanah kedalam tanah

dapat mendeteksi keberadaan material diba%ah tanah, sehingga dapat

diaplikasikan untuk berbagai kepentingan.

1.2 Tujuan


2/23

ujuan dari praktikum Survei *lektromagnetik dengan

menggunakan metode GRP kali ini adalah untuk menari sebaran gorong-

gorong di %ilayah +niversitas !ra%ijaya, tepatnya di akultas PA.

1.3 Manfaat

'engan melakukan praktikum S* kali ini kita akan mengerti ara

pengoperasian alat dan akuisisi data pada metode GPR. &ita juga akan

memahami prinsip kerja GPR seara umum


3/23

BAB II

DASAR TEORI

Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan bagian dari metoda

Geoisika *lektromagnetik (*) domain %aktu. Pulsa radio dengan durasi

signal pendek ditransmisikan ke ba%ah (ke tanah) dan kemudian sinyal

radio yang kembali (terpantul) direkam.

GPRmerupakan sistem radar yang digunakan dalam pendeteksian

objek yang terkubur di dalam tanah dengan kedalaman tertentu tanpa harus

menggali tanah. GPR juga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi dan

karakteristik permukaan ba%ah tanah. eknologi radar ini memiliki

beberapa kelebihan diantara metode geoisika lainnya, yaitu " !iaya

operasional lebih murah, resolusi yang sangat tinggi karena menggunakan

rekuensi tinggi (broadband atau wideband), Pengoperasian yang ukup

mudah dan merupakan metoda non destructive sehingga aman digunakan.

'alam penerapannya GPR dapat dibagi menjadi" +ntuk Pemetaan

geologi" menggunakan antenna / 011 23 dan untuk Rekayasa (+ji tidak

merusak)" menggunakan antenna 4 011 23. etoda GPR menggunakan

tanggapan tanah terhadap gelombang * yang merambat melaluinya.

Gelombang * merupakan gelombang medan yang merambat seara

transversal. Gelombang * terdiri dari dua komponen yang saling tegak

lurus yaitu intensitas medan listrik (*) dan intensitas medan magnet (2).

Siat perambatan gel * adalah dalam perambatannya medan

listrik berosilasi (bergetar) demikian juga dengan medan magnet. Arah getar


4/23

medan listrik selalu tegak lurus (orthogonal) dengan arah getar medan

magnet dan arah perambatan gelombang * tegak lurus terhadap arah getar

dari medan listrik dan medan magnet.

Penerapan pada geologi dan geoteknik " edium (tanah atau

batuan) dapat bersiat kondukti (misalnya lempung, daerah air asin) atau

dapat bersiat resisti (misalnya pasir) maka gelombang radar akan bersiat

diusi (amplitudo gelombang epat meluruh) atau bersiat gelombang

(amplitudo gelombang dapat merambat dalam jarak yang jauh).

GPR terdiri dari sebuah pembangkit sinyal, antena transmitterdan

reeiver sebagai pendeteksi gelombang * yang dipantulkan. Signal radar

ditransmisikan sebagai pulsa-pulsa yang tidak terabsorbsi oleh bumi tetapi

dipantulkan dalam domain %aktu tertentu. ode konigurasi antena

transmitter dan reeiver pada GPR terdiri dari mode monostatik dan bistatik.

ode monostatik yaitu bila transmitter dan reeiver digabung dalam satu

antena. sedangkan moded bistatik bila kedua antena memiliki jarak

pemisah.

ransmitter membangkitkan pulsa gelombang * pada rekuensi

tertentu sesuai dengan karaketristik antena tersebut (51 23 6 7 G23).

Reeiver diset untuk melakukan san yang seara normal manapi 89-059

san per detik. Setiap hasil san ditampilkan pada layar monitor (real-time)

sebagai ungsi %aktu t%o-%ay traveltime, yaitu %aktu yang dibutuhkan

gelombang * menjalar dari transmitter, target dan ke reeiver. ampilan

ini disebut radargram.

enomena elektromagnetik dapat dijelaskan dengan persamaan

a:%ell. Persamaan ini terdiri dari 7 persamaan medan dan untuk tiap-tiap
http://en.wikipedia.org/wiki/Transmitterhttp://en.wikipedia.org/wiki/Radarhttp://en.wikipedia.org/wiki/Transmitterhttp://en.wikipedia.org/wiki/Radar


5/23

persamaan merupakan hubungan antara medan dengan distribusi sumber

yang bersangkutan.

!esaran yang menggambarkan penjalaran gelombang

elektromagnet di dalam medium, yaitu keepatan asa v dan koeisien

atenuasi ; atau jangkauan # skin depth < ( kedalaman dimana sinyal telah

berkurang 5#e ( a.8= >) dari nilai a%al), yaitu "


6/23

Persamaan yang menghubungkan siat isik medium dengan medan yang

timbul pada medium tersebut dapat dinyatakan dengan "

&eterangan "

2 ? intensitas medan magnet (ampere#m)

' ? perpindahan listrik (oulomb#m9)

@ ? permitivitas listrik (arad#m)

? konduktivitas (5#ohm-m)

+ntuk menyederhanakan masalah, siat isik medium diasumsikan

tidak bervariasi terhadap %aktu dan posisi (homogen isotropi). aka

persamaan a:%ell dapat ditulis sebagai berikut "


7/23

Persamaan a:%el ini adalah landasan berpikir dari perambatan

gelombang elektromagnet. Pada material dielektrik murni suseptibilitas

magnetik (B) dan permitivitas listrik (@) adalah konstan dan tidak terdapat

atenuasi dalam perambatan gelombang. idak sama halnya jika berhadapan

dengan material dielektrik yang ada.

Siat-siat dari material bumi bergantung dari komposisi dan

kandungan air material tersebut. &eduanya ini mempengaruhi epat rambat

perambatan gelombang dan atenuasi gelombang elektromagnet.

&eberhasilan dari metoda GPR bergantung pada variasi ba%ah

permukaan yang dapat menyebabkan gelombang tertransmisikan.

Perbandingan energi yang direleksikan disebut koeisien releksi (R) yang

ditentukan oleh perbedaan epat rambat gelombang elektromagnet dan lebih

mendasar lagi adalah perbedaan dari konstanta dielektrik relati dari media

yang berdekatan. 2al ini dapat terlihat pada persamaan berikut "


8/23

&eterangan "

C5? epat rambat geombang elektromagnet pada lapisan 5

C9? epat rambat geombang elektromagnet pada lapisan 9 , dan C5/ C9

@5dan @9? konstanta dielektrik relati lapisan 5 dan lapisan 9

'alam semua kasus, besarnya R terletak antara -5 dan 5. bagian dari

energi yang ditransmisikan sama dengan 5-R. Persamaan diatas

daplikasikan untuk keadaan normal pada permukaan bidang datar. 'engan

asumsi tidak ada sinyal yang hilang sehubungan dengan amplitudo sinyal.

Dejak yang terdapat pada rekaman georadar merupakan konvolusi

dari koeisien releksi dan impulse georadar ditunjukkan oleh persamaan "

&eterangan "

r(t) ? koeisien releksi

A(t) ? amplitudo rekaman georadar

(t) ? impulse radar

n(t) ? noise radar

!esar amplitudo rekaman georadar r(t) akan tampak pada

penampang rekaman georadar berupa variasi %arna. Releksi atau transmisi


9/23


10/23

yang terhubung ke unit pengolahan sinyal(ontrol unit) dan itra(display).

GPR memiliki ara kerja yang sama dengan radar konvensional. GPR

mengirim pulsa energi antara 51 sampai 9111 23 kedalam tanah dari

suatu antena dan kemuadian merekam pemantulannya dalam %aktu yang

sangat singkat.

unit kontrol radar menghasilakan pulsa trigger yang tersingkronisasi ke

pengirim dan penerima elektronik di antena. pulsa ini mengendalikan

pengirim dan penerima elektronik untuk menghasikan sample gelombang

dari pulsa radar yang di pantulkan. Anttena merupakan tranduser yang

mengkonversikan arus elektrik pada antena logam untuk mengirimkangelombang *lektromagnetik yang akan di propagasikan ke dalam material.

Antena juga mengubah gelombang * ke arus pada suatu elemen

antena, bertindak sebagai suatu penerima energi * dengan ara

menangkap bagian gelombang *. rekuensi tengah antena yang

disediakan untuk tujuan komersial berkisar anatar 51 sampai 91111 23.


11/23

Seara +mum antena dengan rekuensi rendah dapat menyediakan

kedalamn penetrasi yang lebih tinggi namun memiliki resolusi yang lebih

rendah dibandingkan dengan antena rekuensi tinggi.


12/23

BAB III

METODOLOI

3.1 !aktu "an L#ka$% Penel%t%an

Praktikum Survei *lektromagnetik dengan metode GPR (Ground

Penetrating Radar) dilakukan pada hari Sabtu tanggal 51 ei 9157.

Praktikum dilakukan di +niversitas !ra%ijaya sendiri, tepatnya di akultas

atematika dan lmu Pengetahuan Alam di depan gedung Graha Sahinta.

&ami melakukan akuisisi pada pukul 58.11 F! selama kurang lebih satu

setengah jam.

3.2 Alat &ang D%gunakan

Peralatan yang digunakan dalam metode radar yaitu GPR (Ground

Penetrating Radar) terdiri dari beberapa bagian, antara lain

5. GPR uture versi 9110 (ontrol unit)

Alat ini mengoperasikan antena yang berperan sebagai

transmitter dan reeiver. Selain itu, alat ini juga dihubungkan dengan

peralatan elektronik (*thernet) seperti laptop sebagai monitor di lapangan.

9. Alat +kur (meteran)

Alat ini digunakan untuk menentukan panjang spasi tiap

pengukuran. Pada survey ini kali ini kita menggunakan benang untuk

membantu pengukuran spasi, tiap 51meter.

8. aptop dengan 8' Sot%are 6 uture 9110

aptop digunakan untuk mengoperasikan ataupun mengatur

data akuisisi. Selanjutnya pengolahan data dapat dilakukan di sini pula.


13/23

7. 5 buah headphone

'igunakan untuk mendengarkan impuls (alat bantu timer)

0. Honnetor &abel

&abel ini !erungsi sebagai medium sinyal Gelombang

*lektromagnetik dari transmiter dan reeiver ke unit kontrol (laptop)

dan juga untuk menyambungkan unit ke po%er supply (aumulator).

I. 5 buah batang penghubung probe

'ipasang pada probe, digunakan untuk memudahkan kita dalam

memegang dan mengoperasikan probe saat akuisisi data.

=. 5 +S! !luetooth 'ongle

'ihubungkan pada laptop, untuk mentranser data hasil akuisisi

pada ontrol unit

J. Po%er suplly

Sebagai sumber tegangan dan dihubungkan pada ontrol unit

dengan menggunakan kabel

K. Probe vertial dan hori3ontal

Sebagai alat untuk mengukur gelombang elektromagnetik


14/23

3.3 Met#"e Pengukuran Data D% La'angan

8.8.5 Prosedur apangan

Pertimbangan utama dalam menentukan arah lintasan, yaitu target yang

menyangkut bentuk, kedalaman, jenis material, susunan antara masing-

masing objek, sumber-sumber pengganggu sinyal pada daerah sekeliling

dan lain-lain. Selain menentukan arah lintasan, perlu dipertimbangkan

pula, pergerakan antena untuk resolusi lateral dan panjang proil dan sistem

dan setting untuk intererensi, pengolahan data yang diperlukan.

+mumnya yang paling penting adalah resolusi vertikal

maupun horisontal dan kedalaman penetrasi. 2al ini diapai dengan


15/23

menggunakan berbagai rekuensi antena. +ntuk tujuan objek utilitas

ba%ah permukaan biasanya digunakan antena K11 23 dan antena ini

sudah menukupi kebutuhan meskipun kedalaman yang diapai hanya

sekitar 1,0 s#d 9,1 meter. !ila ada target yang lebih dalam hanya

diperlukan antena 011 23 saja.

8.8.9 Akuisisi 'ata apangan

+rutan akusisi data lapangan menggunakan GPR uture -5I1 adalah "

5. Rangkai komponen GPR seperti pada Gambar 7

9. Lyalakan baterai(tekan on pada baterai), dan nyalakan ontrol unit

8. Pilih ground san

7. &emudian pilih mode yang dinginkan (misalnya live san, automati san

dll)

0. Dika memilih automatik, pemilihan impuls sesuai kebutuhan.

Semakin besar impuls

semakin lama %aktu sannya dan semakin lebar area yang di survey

I. Setelah operator GPR memilih mode pada alat GPR sesuai yang

dinginkan, so%are pada

komputer dijalankan oleh Mperator sot%are dengan interae bluethoot.

pilih NLe%N. Pilih

N om =N, kemudian ekan N M&N bersamaan pada Mperator GPR menekan

NM&N onet to

omputer.


16/23

=. Setelah itu alat GPR akan terhubung pada komputer le%at interae

bluethoot ditandai

dengan munulnya pass%ord !luethoot pada komputer dan isi pas%ordnya.

J. Sementara itu alat GPR mengeluarkan bunyi yang menandakan siap

untuk di Run yaitu

dengan menekan tombol hijau di bagian belakang ontrol unit dan jalan

diatas daerah yang

disurvey.

K. Setelah GPR berhenti mengeluarkan sinyal(ditandai tidak terdengar

bunyi), operator

komputer pilih NloseN kemudian pilih NsaveN untuk menyimpan data hasil

akusisi.

3.( Peng#la)an Data PR

Pengolahan dilakukan seara langsung dengan menggunakan

8' sot%are yaitu uture 9110. Sot%are ini akan langsung

menampilkan kondisi area yang di survey, melalui %arna %arna yang di

indikasikan sebagai metal, avity, native, dan mineral. 2al yang perlu

dilakukan adalah mengubah arahnya, ini ditujukan untuk memperjelas

tampilan dari hasil yang diperoleh


17/23

BAB I*

PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini didapatkan data dari alat GPR uture versi

9110 dengan sot%arenya. Sot%are ini akan langsung menampilkan kondisi

area yang di survey, melalui %arna %arna yang di indikasikan sebagai

metal, avity, native, dan mineral. &ita tidak perlu mengolah data, karena

hasil data akan munul sesaat setelah kita melakukan akuisisi dengan

bantuan +S! bloetooth.

'ari proses akuisisi data, hasil akan sangat dipengaruhi oleh

rekuensi yang ditembakkan. rekuensi ini sendiri dipengaruhi oleh

keadaan dari lokasi yang disurvey. Gelombang GPR akan di atenuasi

(penyerapan dan penyebaran) oleh siat-siat tertentu dari masing-masing

lokasi, dimana yang paling penting adalah konduktiitas kelistrikan dari

material.

!erdasarkan nilai konduktivitasnya, logam yang semakin

kondukti, keepatan gelombang radar yang semakin keil sehingga ada

kontras yang besar antara medium dengan bahan. &ontras tersebut

yang mengakibatkan perbedaaan radargram yang dihasilkan oleh material

yang di ran GPR. 'engan mengetahui nilai konduktivitas dapat

memperkirakan material apa yang ada diba%ah tanah, GPR ini

menangkap sinyal yang dominan dari salah satu material, jadi sulit

memperkirakan lapisan yang banyak.

'ari akuisisi data yang dilakukan, didapatkan hasil seperti pada

gambar diba%ah ini "


18/23

Akuisisi yang kelompok kami lakukan sepanjang 01m, dengan

pengambilan akuisisi dibagi menjadi 51 line. 'an saya melakukan akuisisi

pada 9 line terakhir, tapi karena ada kesalahan data yang saya dapat hanya 5

line saja.

'ari gambar data diatas, dapat dilihat bah%a %arna yang tampak

adalah %arna hijau, biru, dan orange kekuningan. Farna yang paling

mendominasi adalah %arna hijau, %arna hijau menandakan bah%a di

dalamnya hanya terdapat tanah. Lamun, ditengah gambar terdapat

kumpulan %arna biru dan %arna biru menurut sumber adlah indikasi adanya

gorong-gorong. Lamun, menurut saya %arna biru yang tampak bukanlah


19/23


20/23


21/23

DATAR PUSTA,A

Astutik, Sri .9115.Penggunaan Ground Penetrating Radar (GPR)

Sebagai Metal Detector. +niversitas Dember.

Lavarro, C., Handel, ., Oustres, Alonso, A. D., and Gar Q, !.

911K. rees, ateral Shrinkage And !uilding 'amage. Eng. Geol.,

108,18!18.

Satriani. *t. al. 9151. !uilding 'amage Haused !y ree Roots"

aboratory *:periments M GPR And *R Surveys. "dv. Geosci., #$, 1%%!

1%&.

Supriyanto. 911=.Pera'batan Gelo'bang Eletro'agneti.'epok"

+niversitas ndonesia


22/23

LAMPIRAN


23/23

LAPORAN PRA,TI,UM

SUR*EI ELE,TROMANETI,

D%$uu$n #le)/

L#0ana In"ra Pu$'%taran%

12+1111+

A$%$ten / 4#el Mart)%n

Pr#gra- Stu"% e#f%$%ka

5uru$an %$%ka

akulta$ Mate-at%ka "an Il-u Pengeta)uan Ala-

Un%6er$%ta$ Bra7%ja&a

Malang

21(

laporan praktikum survei elektro magnetik GPR

Documents

Transcript of laporan praktikum survei elektro magnetik GPR