BAB I

PENDAHULUAN

I. Latar Belakang

Geolistrik adalah suatu metoda geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik

di dalam bumi dan bagaimana mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini

meliputi pengukuran potensial, arus listrik, SP, dan elektromagnetik yang terjadi

baik secara alamiah maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi.

Induced polarization atau polarisasi terimbas merupakan salah satu metode

geofisika yang mendeteksi terjadinya polarisasi listrik pada permukaan mineral

logam. Polarisasi ini terjadi akibat adanya arus induktif yang menyebabkan reaksi

transfer antara ion elektrolit dan mineral logam.

Pada metoda geolistrik polarisasi terimbas arus listrik diinjeksikan ke dalam

bumi melalui dua elektroda arus, kemudian beda potensial yang terjadi diukur

melalui dua elektroda potensial. Dalam metoda polarisasi terimbas ada 4 macam

metoda pengukuran yaitu pengukuran dalam domain waktu, domain frekuensi,

pengukuran sudut fasa dan Magnetic Induced Polarization (MIP). Metoda

polarisasi terimbas ini terutama dipahami dalam eksplorasi logam dasar (Base

Metal) dan penyelidikan air tanah (Ground Water). Berdasarkan letak (konfigurasi)

elektroda potensial dan arus, dikenal beberapa jenis metoda polarisasi terimbas

antara lain :

1. Metoda Schlumberger

2. Metoda Wenner

3. Metoda Double Dipole

4. Metoda Pole Dipole

II. Maksud dan Tujuan

Maksud dari makalah ini adalah agar mahasiswa mampu memahami

mengenai instrumen geolistrik IP serta bertujuan agar mahasiswa mengetahui

instrumen-instrumen yang digunakan dalam geolistrik.

III. Rumusan Masalah

Makalah ini mempunyai rumusan masalah sebagai berikut:

1. Deskripsi alat ukur

2. Peralatan lapangan

3. Prinsip kerja alat IP

4. Pengukuran dalam domain waktu

BAB II

ISI

I. Deskripsi Alat Ukur

Polarisasi terimbas terjadi akibat adanya arus induktif yang menyebabkan

reaksi transfer antara ion elektrolit dan mineral logam. IPMGEO-4100 dirancang

untuk mengukur parameter polarisasi terimbas melalui nilai chargeability. Nilai ini

merupakan perbandingan antara peluruhan potensial sekunder terhadap waktu.

IPMGEO-4100 bekerja dalam domain waktu, dimana data akuisisi direkam melalui

A/D card dengan akurasi 12 bit. Prinsip pengukuran IP memiliki susunan

konfigurasi yang serupa dengan survey geolistrik. IPMGEO-4100 telah

dikombinasikan sedemikian rupa sehingga akuisisi data IP dapat dilakukan secara

simultan dengan geolistrik. Dengan demikian dapat dikarakteristik material yang

memiliki respon resistivitas yang sama tetapi mempunyai karakteristik IP yang

berbeda. IPMGEO-4100 dapat dikembangkan menjadi instrumen pengukuran

multichannel 16 channel atau lebih (seri 16100) dengan maksimum jumlah channel

1000 buah. Melalui instrument multichannel IP pengukuran 2D dan 3D akan

menjadi lebih efisien, cepat dan mudah.

Gambar 1. IPMGEO-4100

Gambar 1. IPMGEO-16100 IP Multichannel

Gambar 3. Software akuisisi IPMGEO 4100/4200

Spesifikasi Teknis:

IPMGEO-4100

- Tegangan                 : 400 V (100mA)

- Tegangan Max          : 500 V 

- Arus                        : 100 mA (Rab < 4k ohm) constant current

- Daya                       : 75 W by 2 x 12 V NiCad Battery

- Time domain IP-measures chargeability in time interval

- Vmn max                 : 10 V

- Impedance              : 10 MOhm (high impedance)

- High accurate 10 bit A/D card

- Kedalaman penetrasi : > 150 m (moist soil)

IPMGEO-16100

- Tegangan                : Automatic, 0-500 V (100mA)

- Max input voltage    : 1000 V 

- AB current max        : 100 mA (Rab < 5k ohm) constant current

- Daya                      : 50-75 W by 2 x 12 V NiCad Battery

- Time domain IP-measures chargeability in time interval

- Vmn max                : Automatic setting 10 V

- Impedance             : 10 MOhm (high impedance)

- Injection time         : 1-4 s

- Volt meter range     : 0 - 1000 V

- Amperemeter range  : 0-400 mA

- ADC                       : 10 bit, 0-10 V, 0.1 ms

- Electrodes number    : 16 ch/module

- Controller                : IBM PC compatible

- Communication        : DB 9-serial RS-232 900 bps

- External battery       : 2x12 V (7Ah recommended)

- Internal battery       : 2X9 V (NEDA 1604, 6F22 or 006P)

- Dimension               : 30x37x14 cm

- Weight                   : 6 Kg

- Kedalaman penetrasi: > 200 m (moist soil)

Aplikasi:

- Eksplorasi air tanah 

- Mitigasi gerakan tanah (longsor) 

- Investigasi Geoteknik 

- Eksplorasi mineral 

- Studi lingkungan (pencemaran air tanah)

- Arkeologi

Keutamaan :

- Pada alat multichannel pengukuran dilakukan full otomatik untuk data 1D(sounding),

2D dan 3D (profiling) 

- Output file 2D multichannel kompatibel dengan software Res2Dinv

- 4 elektroda dan multi elektroda standard 16 elektroda (dapat ditingkatkan dalam

kelipatan 16, max 1000 elektroda) 

- Arus 100 mA  (current sources)

- Data tersimpan dalam format ASCII 

- Long life battery

- Anti short circuit

- Setting lapangan dikontrol oleh PC Laptop 

- Bisa digunakan untuk pengukuran sounding atau profiling/mapping resistivitas

- Time domain IP, mengukur nilai chargeabilitas dari interval waktu. 

Komponen Standar:

- IPMGEO-4100/IPMGEO-16100 (main unit)

- Battery 75 W by 2 x 12 V NiCad Battery

- Instruction manual

- 4/16 elektroda extendable max 1000 elektroda

- Kabel arus dan potensial (IPMGEO-4100 total 300 m; IPMGEO-16100 total 1600 m)

- Laptop

- Software akuisisi

II. Peralatan Lapangan

Peralatan yang digunakan selama di lapangan antara lain :

1. IPMGEO-4100/16100

2. Accu

3. Elektroda arus dan potensial

4. Kabel-kabel penghubung

5. Meteran

III. Prinsip Kerja

Prinsip kerja alat :

Alat ukur IPMGEO-4100/16100 ini terdiri dari dua bagian :

a. Sinyal generator dan transmitter arus

b. Rangkaian receiver untuk mengukur beda potensial.

Transmitter dan sinyal generator mengalirkan arus listrik berbentuk pulsa

persegi melalui kedua elektroda arus ke bumi. Sering kali terjadi polarisasi pada

bidang antar muka elektroda arus dan tanah sekelilingnya yang mengakibatkan

terjadinya variasi harga tahanan tanah terhadap arah pengukuran. Untuk mengatasi

hal ini maka secara periodik polaritas arus listrik dibalikkan arusnya oleh rangkaian

sinyal generator. Pembalikan polaritas arus listrik ini juga berguna untuk

mengeliminasi potensial spontan bumi.

Beda potensial yang tejadi antara kedua elektroda pengukur pada saat arus

listrik mengalir dan pada saat arus dihentikan (potensial residual) diukur oleh

rangkaian receiver yang mempunyai kemampuan tinggi. Untuk mencegah terjadinya

polarisasi elektroda antara logam elektroda pengukur (potensial) yang konduktif

dengan larutan ionik dalam pori-pori tanah maka digunakan elektroda non potensial

yang disebut porous-pot. Antara unit transmitter dan receiver dihubungkan oleh

rangkaian elektronik pengatur fasa supaya terdapat keselarasan kerja antara

transmitter dan receiver.

IV. METODA PENGUKURAN

Pengukuran tanggapan (respon) IP dapat dilakukan dalam :

- Domain waktu

- Domain frekuensi

- Pengukuran sudut fasa IP.

Ketiganya mengukur gejala fisis yang sama, tetapi dengan parameter

pengukuran yang berbeda. Di samping itu juga ada metoda Magnetic Induced

Polarization (MIP) yaitu pengukuran dalam domain medan magnet.

a. Pengukuran dalam Domain Waktu

Metode geolistrik Induced Polarization (IP), dimana metode ini

merupakan metode yang memanfaatkan waktu luruh arus listrik ketika

dimatikan (potential decay) yang ber-domain waktu dan frekuensi.

Gambar di atas dapat dijelaskan, besarnya nilai polarisasi adalah pada

luasan area berwarna orange yang merupakan integral dari t2 dan t1

terhadap nilai potensial, dari hasil perhitungan diatas akan dihasilkan suatu

nilai parameter IP yaitu chargeability yang merupakan metode IP dalam

kawasan waktu.

Dalam teknis akuisisi data dilapangan, kedua metode ini dijalankan

secara bersamaan dengan menggunakan satu buah alat (Ex: Sycal) dan

kelengkapannya berupa elektroda-elektroda, porouspsot, kabel, meteran,

dll. Gambar 4[/] Contoh pengukuran metode geolistrik dengan alat syscal 4

elektroda. 

Dari hasil pengukuran data lapangan akan didapatkan penampang 2D

resistivatas yang telah dilakukan proses inversi terhadap data geolistrik.

Penampang 2D akan menggambarkan kondisi bawah permukaan

berdasarkan nilai resistivas batuan dan nilai Chargeability (Time Domain)

dan PFE (Frekuensi Domain) bawah permukaan. Dimana nilai resistivitas

tinggi dipengaruhi oleh material (batuan) yang resisten, impermeable, tight

porosity sedangkan nilai Chargeability akan bergantung terhadap kehadiran

logam dibawah permukaan, sehingga integrasi dua metode geolistrik

resistivitas dan Induced Polarization sangat baik digunakan untuk eksplorasi

logam. [b]Gambar 5 Penampang 2D bawah permukaan resistivitas dan PFE

(Percent Frequency Effect). 

Gambar 5 diinterpretasikan, (atas) adalah penampang 2D resistivity

dimana pada meter ke -500 merupakan zona lemah yang diinterpretasikan

sebagai sesar, sehingga mempunyai nilai resistivitas yang lebih rendah

dibandingkan batuan disekitarnya, kemudian (bawah) merupakan

penampang PFE 2D yang mana jika dibandingkan (diintegrasikan) dengan

penampang resistivity 2D di meter ke -500 merupakan anomaly yang

menarik dimana nilai resistivtas rendah berbanding dengan nilai PFE yang

tinggi, ini diartikan bahwa pada zona lemah (sesar) terdapat mineral2 logam

yang mengisi pada zona lemah tersebut. 

BAB III

PENUTUP

I. KesimpulanMetode geolistrik Induced Polarization (IP), dimana metode ini merupakan

metode yang memanfaatkan waktu luruh arus listrik ketika dimatikan (potential

decay) yang ber-domain waktu dan frekuensi.

II. Saran

Saran dari penulis, untuk menguatkan data lapangan metode geolistrik dan

IP, disarankan untuk menggunakan metode geomagnetik untuk dapat

menginterpretasikan zona lemah pada penampang resistivity merupakan zona

sesar. 

DAFTAR PUSTAKA

http://forum.iagi.or.id/viewtopic.php?f=16&t=318

http://www.geocis.net/image-upload/Induced+polarization.pdf