BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran

listrik di dalam bumi serta bagaimana cara mendeteksinya di dalam bumi dan di

permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus dan medan

elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiah ataupun akibat injeksi arus ke

dalam bumi. Bumi tersusun dari berbagai macam batuan-batuan. Dengan Metode

resistivitas kita dapat mengidentifikasi kondisi bawah permukaan bumi serta lapisan-

lapisan di dalamnya berdasarkan parameter kelistrikan berupa resistivitas batuan.

1.2 Tujuan

Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu untuk memenuhi tugas mata kuliah

GEOFISIKA dan menambah pengetahuan mengenai Metoda Resistivitas (Tahanan

Jenis) setelah pelaksanaan presentasi dan diskusi yang telah dilakukan sebelumnya.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Dasar Teori

Resistivitas atau tahanan jenis suatu bahan adalah besaran/parameter yang

menunjukkan tingkat hambatannya teerhadap arus listrik. Bahan yang mempunyai

resistivitas makin besar, berarti makin sulit untuk dilalui arus listrik. Metode

resistivitas adalah metode geofisika untuk menyelidiki struktur bawah permukaan

berdasarkan perbedaan resistivitas batuan. Pada metode risistivitas yaitu :

arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda arus

beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial

Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda

yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis

masing-masing lapisan dibawah titik ukur (sounding point)

Metoda ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal,

jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 feet atau 1500

feet. Oleh karena itu metoda ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak tetapi

lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti penentuan

kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalam eksplorasi

geothermal. Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda potensial dan

elektroda-elektroda arus, dikenal beberapa jenis metoda resistivitas tahanan jenis,

antara lain :

1. Metoda Schlumberger

2. Metoda Wenner

3. Metoda Dipole Sounding

Aliran arus listrik didalam batuan/mineral dapat digolongkan menjadi tiga

macam, yaitu konduksi secara elektronik, konduksi secara elektrolitik dan konduksi

secara dielektrik. Konduksi secara elektronik terjadi jika batuan/mineral mempunyai

banyak elektron bebas sehingga arus listrik dialirkan dalam batuan/mineral tersebut

oleh elektron-elektron bebas itu. Konduksi elektrolitik terjadi jika batuan/mineral

bersifat porus dan pori-pori tersebut terisi oleh cairan-cairan elektrolitik. Pada

konduksi ini arus listrik dibawa oleh ion-ion elektrolit. Sedang konduksi dielektrik

terjadi jika batuan/mineral bersifat dielektrik terhadap aliran arus listrik yaitu

terjadipolarisasi saat bahan dialiri listrik. Berdasarkan harga resistivitas listriknya,

batuan/mineral digolongkan menjadi tiga yaitu:

Konduktor baik : 10 −8 < ρ < 1 Ω m

Konduktor pertengahan : 1 < ρ < 107 Ω m

Isolator : ρ > 10 7 Ω m

Dalam metoda geolistrik ini digunakan definisi-definisi :

1. Resistansi : R = V / I ohm ( Ω )

2. Resistivitas : ρ = E / J Ω m

3. Konduktivitas : σ = 1 /ρ ( Ω m) −1

dengan V : beda potensial 2 buah titik

I : besar arus listrik yang mengalir

E : medan listrik

J : rapat arus listrik (arus listrik persatuan luas)

Untuk silinder konduktor dengan panjang L dan penampang A

E = V / L sehingga diperoleh (hukum ohm)

R= ρL/A

Resistivitas semu merupakan resistivitas dari suatu medium fiktif homogen yang

ekivalen dengan medium berlapis yang ditinjau. Sebagai contoh medium berlapis

yang ditinjau misalnya terdiri dari dua lapis yang mempunyai resistivitas berbeda.

Resistivitas semu merupakan resistivitas dari suatu medium fiktif homogen yang

ekuivalen dengan medium berlapis yang ditinjau. Sebagai contoh medium berlapis

yang ditinjau misalnya terdiri atas dua lapisan yang mempunyai resistivitas yang

berbeda, dianggap sebagai medium satu lapis homogen yang mempunyai satu harga

resistivitas yaitu resistivitas semu.

Ada beberapa macam metoda yang digunakan untuk menginterpretasi data

resistivitas. Salah satu cara yang cukup sederhana adalah dengan metoda pencocokan

kurva (curve matching). Ada tiga macam cara pengukuran resistivitas yang biasa

dilakukan untuk fungsi-fungsi yang berbeda, yaitu :

a. Geolistrik Mapping

Cara ini dilakukan untuk mengetahui kecenderungan harga resisivitas di suatu areal

tertentu dengan arah lateral atau horisontal. Setiap titik yang telah ditentukan pada

areal tersebut diukur dengan spasi elektroda yang tetap, kemudian dibuat kontur

untuk setiap spasi elektroda yang dilakukan.

b. Geolistrik sounding

Cara ini digunakan untuk mengetahui distribusi harga resistivas di bawah suatu titik

sounding di permukaan bumi dengan arah vertikal. Untuk satu titik sounding spasi

elektroda diperbesar secara gradual (bergantung pada jenis konfigurasi yang

digunakan), kemudian hasil pengukurannya di plot pada grafik bilog untuk

mendapatkan kurva lapangan.

c. Geolistrik Imaging

Pengukuran untuk memperoleh informasi mengenai variasi resistivitas baik secara

lateral maupun vertikal ( dua dimensi atau 3 dimensi ).

Tahap interpretasi metode Resistivitas adalah sebagai berikut.

A. Interpretasi Lapangan

a. Penentuan bentangan maksimal

b. Penentuan tipe kurva lapangan

Terdapat 4 tipe kurva lapangan seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut

tipe A : ρ1< ρ2 <ρ3

tipe Q : ρ1> ρ2 >ρ3

tipe K : ρ1< ρ2 >ρ3

tipe H : ρ1> ρ2 <ρ3

B. Interpretasi Pendahuluan

Tahapan ini dilakukan untuk menentukan harga resistivitas masing-masing

lapisan dengan menggunakan kurva standar dan kurva bantu (Curve matchin partial).

Cocokkan untuk segmen kurva yang berspasi pendek dengan kurva standar dua lapis.

Setelah cocok, kedudukan pusat koordinat kurva standar pada kertas grafik lapangan

akan memberikan d1 dan ρ 1 . Dengan menggunakan harga perbandingan ρ1/ ρ2 yang

terbaca pada kurva yang cocok ρ2 dapat ditentukan. Untuk menginterpretasi segmen-

segmen kurva selanjutnya, gabung lapisan-lapisan sebelumnya yang sudah diketahui

harga resistivitas dan kedalamannya menjadi satu lapisan fiktif yang mempunyai

resistivitas ρ f 0 dan d f 0 yang masing-masing dapat ditentukan sebagai berikut :

a. Letakkan kurva lapangan di atas kurva bantu yang sesuai dengan tipenya hingga

pusat koordinat kurva bantu terletak pada koordinat (d,f) pada kertas grafik lapangan.

b. Tentukan kedudukan (df0 , ρf0) yang sesuai dengan perbandingan resistivitas kedua

lapisan yang digabung (berupa garis).

c. Cocokkan segmen kurva berikutnya dengan kurva standar dengan syarat pusat

koordinat kurva standar harus selalu berada pada tempat kedudukan (df0 , ρf0)

sehingga setelah ada yang cocok, d f 0 dan ρ f 0 dapat ditentukan. Dalam hal ini

perbandingan ρ1/ ρ2 yang terbaca pada kurva standar yang cocok merupakan

perbandingan ρ3/ ρf0. Dengan demikian ρ3 dapat ditentukan.

d. Jika jumlah lapisan lebih dari tiga, ulanglah cara tersebut di atas untuk meneruskan

pencocokan segmen-segmen berikutnya.

C. Interpretasi Tahap Akhir

Pada tahap ini hasil interpretasi pendahuluan harus dikonfirmasikan dengan data

lainnya misalnya data geologi.

2.2 Pertanyaan dan Pembahasan Forum

1. Sasmita Fidyaningrum

Apakah metode resistivitas hanya digunakan untuk mengetahui hambatan jenis

batuan saja? Apa kelebihan dari metode resistivitas yang lain?

Pada dasarnya metode resistivitas merupakan suatu metode eksplorasi geolistrik yang

digunakan untuk mengetahui nilai hambatan jenis suatu batuan. Yang

melatarbelakangi metode ini adalah gambaran suasana dari kedalaman lapisan batuan

dengan mengukur sifat kelistrikan batuan. Sifat kelistrikan suatu batuan sendiri

merupakan karakteristik batuan jika dialirkan arus listrik ke dalamnya yang dapat

berasal dari alam maupun berasal dari arus yang sengaja diinjeksikan ke dalam

lapisan batuan tersebut. Metode resistivitas mengidentifikasi kondisi bawah

permukaan berdasar parameter kelistrikan berupa resistivitas batuan. Dalam metode

resistivitas memang hanya digunakan untuk mengukur hambatan jenis saja, dilihat

dari namanya, resistivitas telah terlihat bahwa nilai tahanan jenisya yang dicari.

Metode ini hanya disusun untuk pengukuran resistivity mineral misalnya mengukur

tahanan jenis lapisan batuan , megukur tahanan jenis batuan dan sebagainya. Namun

pada saat melakukan pengamatan kemudian menginterprtetasikan data hasil

pengamatan tersebut kita dapat mengetahui jenis batuan serta lapisan apa saja yang

ada di dalamnya dengan cara membandingkan hasilnya dengan tipe kurva lapangan

yang sudah menjadi ketetapan. Dari resistivitas masing-masing batuan tersebut kita

dapat mengetahui bahwa terdapat beberapa lapisan. Metode ini lebih efektif jika

digunakan untuk eksplorasi dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di

kedalaman lebih dari 1000 feet atau 1500 feet. Ada beberapa fungsi metode

resistivitas secara general. Metode ini digunakan dalam bidang engineering geology

seperti penentuan kedalaman batuan dasar dan pencarian reservoar air, serta juga

digunakan dalam eksplorasi geothermal. Kegunaan atau kelebihan resistivitas yang

lain adalah untuk mencari sumber air (lapisan akuifer). Batuan yang tidak berpori

dan batuan yang berpori memiliki resistivitas batuan yang berbeda. Batuan yang

tidak berpori lebih besar mengandung air dibanding batuan yang berpori. Selain itu

dapat juga diketahui penyebaran limbah. Lapisan-lapisan yang tercermar oleh

limbah, nilai resistivitasnya akan berkurang.

2. Wahyu Trianto

1. Jelaskan prosedur pengukuran geolistrik sounding di lapangan pada metode

Wenner!

2. Apakah matching atau inverse, prosedur yang digunakan dalam metode

pengukuran resistivitas?

Jawab:

1. Metode Wenner merupakan metoda yang menggunakan konfigurasi elektroda

sebagai berikut.

Dalam konfigurasi ini AM = MN = NB = aGambar metode Wenner

I = arus yang diinjeksikan

V = beda potensial

Dalam eksplorasi resistivitas, dikenal metode sounding, mapping serta

imaging/tomografi. Metode resistivitas sounding digunakan untuk mendapatkan

distribusi hambatan jenis listrik bumi secara vertikal atau terhadap kedalaman di

bawah suatu titik di permukaan bumi. Berikut merupakan metode resistivitas

sounding.

Sedangkan metode resistivitas mapping digunakan untuk mengetahui variasi hambatan

jenis bumi secara lateral ataupun horisontal. Berikut gambaran dari medode tersebut.

A M N B

I

V

Gambar metode resistivitas sounding

Metode resistivitas imaging/tomografi merupakan pengukuran untuk memperoleh

informasi mengenai variasi resistivitas baik secara lateral maupun vertikal.

penggunaan metode ini ditunjang oleh kemanpuan, lapangan serta alat dan dana yang

memadahi.

Penggunaan metode sounding, mapping ataupun imaging tergantung pada target

surve yang ingin dicapai.

A M N B

I

V

Gambar metode resistivitas mapping

Gambar metode resistivitas imaging/tomografi

A M N B

I

V

2. Matching merupakan prosedur interpretasi dalam pengukuran resistivitas yaitu

dengan mencocokan hasil perhitungan dengan data/kurva yang telah

terstandarkan. Biasanya datanya berupa data yang memiliki variabel kedalaman.

Sedangkan inversi adalah prosedur interpretasi dalam pengukuran resistivitas

dengan menggunakan suatu program atau software dengan data yang di dapatkan

dimasukkan ke dalam pemrograman yang kemudian akan keluar jenis

resistivitasnya. Jika menggunakan inversi data, harus diperhatikan pula erornya.

Perlu dilakukan iterasi (pengulangan perhitungan data) untuk didapatkan

prosentase eror terkecil. Pada dasarnya kedua metode ini dapat digunakan dalam

interpretasi pengukuran nilai resistivitas.

3. Penanya: Sutasoma

1. Faktor apakah yang menyebabkan terjadi kesalahan dalam pelaksanaan

pengukuran resistivitas?

2. Mengapa bumi dianggap sebagai homogeny isotropik?

Jawab

1. Faktor yang menyebabkan terjadinya kesalahan biasanya disebut dengan

noice. Noice tersebut secara umum dapat berasal dari faktor alat, human eror,

dan gejala alam. Gangguan dari faktor alat adalah berupa alat rusak, alat

konslet, alat tidak pernah diservis, dan tingkat keeroran alat tinggi, Penyebab

terjadinya kesalahan bisa pengaruh dari manusia misalnya terjadi kesalahan

perhitungan yang kurang valid, kurangnya kemampuan manusia dalam

pengoprasian peralatan yang ada, sehingga alat tidak berfungsi sebagaimana

mestinya. Adapun faktor gejala alam yang dapat mempengaruhi hasil

pengukuran resistivitas didalam bumi yaitu antara lain apabila pada saat

pemasangan alat atau pada saat pengukuran terhalang oleh bahan-bahan yang

seharusnya tidak termasuk dalam pengukuran atau medan yang dipilih tidak

tepat. Misalnya saat penginjeksian arus, alat yang digunakan terhalang oleh

pipa PDAM atau penginjeksian arus di aspal. Selain itu gejala alam yang lain

yang dapat mengganggu jalannya pengambilan data resistivitas batuan adalah

hujan , petir, banjir, tanah longsor, air senangan air dan lain-lain.

2. Pada dasarnya bumi dapat dianggap sebagai homogen isotropik dan tak

homogen. Bumi dianggap homogen isotropik yang artinya bumi dianggap

seperti bola, yang setiap sisinya simetri. Sehingga setiap strukturnya dapat

dianggap sama. Perhitungannya akan lebih mudah jika menganggap bumi

sebagai medium homogen isotropik. Dengan asumsi ini, resistivitas yang

terukur merupakan resistivitas sebenarnya dan tidak tergantung atas spasi

elektroda. Namun pada kenyataannya, bumi terdiri atas lapisan-lapisan

dengan resistivitas yang berbeda-beda, sehingga potensial yang terukur

merupakan pengaruh dari lapisan-lapisan tersebut. Oleh karena itu bumi juga

disebut medium tak homogen. Maka harga resistivitas yang terukurbukan

merupakan harga resistivitas untuk satu lapisan saja, hal ini terutama untuk

spasi elektroda yang lebar.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Metode resistivitas merupakan suatu metode eksplorasi geolistrik yang

digunakan untuk mengetahui nilai hambatan jenis suatu batuan. Metode resistivitas

mengidentifikasi kondisi bawah bumi dengan menginjeksi arus di dalamnya untuk

mengetahui lapisan-lapisan batuan. Kegunaan atau kelebihan resistivitas yang lain

adalah untuk mencari sumber air (lapisan akuifer). Selain itu dapat juga diketahui

penyebaran limbah dengan melihat berkurangnya nilai resistivitas.

Terdapat metode resistivitas mapping, sounding, dan imaging yang dipilih sesuai

target survey. Konfigurasi yang sering digunakan adalah Schlumberger dan Wenner.

Hasil data yang diperoleh akan diinterpretasikan sesuai prosedur yang telah

ditetapkan.

3.2 Saran

Pembuatan laporan hasil presentasi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh

karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan. Sekian

dan terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA

Wahyudi.2001.Panduan Workshop Eksplorasi Geofisika.UGM Press. Yogyakarta.

Lilik Hendrajaya dan Idam Arif, 1990. Monograf, Geolistrik Tahanan Jenis.

Laboratorium Fisika Bumi ITB. Bandung.

GEOLISTRIK RESISTIVITAS

Oleh Kelompok 6:

Devita Fisas Riyanti 0910930004

Dhewi Violetta S. 0910930005

Dwi Febriana R. 0910930006

Laelah Hilaliyah I. 0910930009

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

2010