laporan metode geolistrik tahanan jenis konfigurasi wenner

METODE GEOLISTRIK TAHANAN JENIS KONFIGURASI WENNER

Siti Murtopingah, Siti Nurhasanah, Tresna Purnamadewi, Ridwan Andrianto, Sandi Sudrajat

1209703037, 1209703038, 1209703040, 1209703020, 1209703035

Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia

E-mail : siti.murtopingah@gmail.com

Asisten : fran permana (2087006573 )

Tanggal Praktikum : 18-10-2011

Abstark

Bumi ini terdiri dari berbagai macam lapisan, lapisan itu pula terdiri dari berbagai macam batuan, mineral, dan tanah. Setiap bahan memiliki sifat listrik yang berbeda-beda. Karakteristik terhadap sifat listrik inilah yang digunakan dalam survey bawah permukaan geolistrik. Untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan dapat digunakan metode geolistrik. Salah satu metode dari geolistrik adalah metode tahanan jenis. Dengan mengetahui nilai tahanan jenis (resistivitas) di bawah permukaan maka dapat ditentukan banyaknya lapisan penyusun dan jenis material penyusun.Metode resistivitas yang digunakan adalah konfigurasi Wenner. Arus diinjeksikan ke permukaan bawah bumi kemudian diukur nilai beda potensial listrik dan arus listrik. Sehingga dapat diperoleh nilai resistivitas di bawah permukaan. Didapatkan bahwa semakin dalam permukaan maka semakin kecil nilai resitivitasnya dan semakin renggang jarak antar elektroda maka semakin dalam permukaan yang dapat diukur resistivitasnya. Digunakan software RES2DINV untuk melakukan inversi data.

Kata Kunci : Konfigurasi Wenner, RES2DINV, Resistivitas

I.          Pendahuluan

1.1 Tujuan

a.         Memahami prinsip hukum Ohm.

b.         Memahami konsep tahanan jenis.

c.         Memahami cara menginterpretasi.

I.2 Tinjaun pustaka

Bumi ini terdiri dari berbagai macam lapisan. Lapisan itu juga terdiri dari berbagai macam kandungan seperti batuan, mineral dan tanah^[1]. Batuan dan mineral yang ada di bumi memiliki sifat-sifat listrik seperti; potensial listrik alami, konduktivitas listrik, dan konstanta dielektrik. Ada berbagai metode yang dilakukan untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan tanah. Salah satunya adalah metode geolistrik. Metode ini dapat dijadikan cara untuk menyelidiki sifat listrik di dalam bumi melaui respon yang ditangkap dari dalam tanah berupa beda potensial, arus listrik, dan medan elektromagnetik. Salah satu dari metode geolistrik ini adalah metode tahanan jenis.

Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode yang cukup banyak digunakan dalam dunia eksplorasi khususnya eksplorasi air tanah karena resistivitas dari batuan sangat sensitif terhadap kandungan airnya dimana bumi dianggap sebagai sebuah resistor. Metode geolistrik resistivitas atau tahanan jenis adalah salah satu dari jenis metode geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan bumi^[2].

Metode resistivitas umumnya digunakan untuk eksplorasi dangkal, sekitar 300 – 500 m. Prinsip dalam metode ini yaitu arus listrik diinjeksikan ke alam bumi melalui dua elektroda arus, sedangkan beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial listrik, dapat diperoleh variasi harga resistivitas listrik pada lapisan di bawah titik ukur.

Prinsip kerja geolistrik adalah mengukur tahanan jenis (resistivity) dengan mengalirkan arus listrik ke dalam batuan atau tanah melalui elektroda arus (current electrode), kemudian arus diterima oleh elektroda potensial dengan menganggap bumi sebagai resistor. Beda potensial antara dua elektroda tersebut diukur dengan volt meter dari harga pengukuran tersebut dapat dihitung tahanan jenis semu batuan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Ρ adalah tahanan jenis, K adalah faktor koreksi geometri, V adalah beda potensial, I adalah kuat.

Arah penjalaran arus dengan dua titik injeksi di permukaan bumi sebagai material homogen isotropic.

Terdapat beberapa konfigurasi elektroda yang digunakan dalam metode Geolistrik. Pada eksperimen ini menggunakan wenner yaitu untuk menginterpretasi lapisan bawah tanah secara mapping^[1].

II. Metode Percobaan

Alat dan Bahan

a.         Alat dan Bahan

1.      Resistivitimeter

2.      Minimal 2 pasang elektroda (elektroda potensial dan elektroda arus)

3.      Accu 12 volt

4.      Kabel listrik

5.      Tabel data

6.      Alat tulis menulis

7.      Res2dv

Langkah eksperimen

Yang pertama dilakukan yaitu mempersiapkan alat yang akan digunakan dalam percobaan ini. Kemudian pasang meteran pada daerah yang akan digunakan untuk eksperimen kemudian patok pada setiap ujungnya. Setelah itu, pasang elektroda arus (C1C2) dan elektroda potensial (P1P2) diawali dengan jarak terdekat yang telah disiapkan pada tabell pengukuran. Kemudian untuk pengukuran yang kedua dan seterusnya memindahkan elektroda arus dan elektroda potensial yang dilakukan secara bersama-sama dengan jarak yang sama pada setiap elektroda. Setelah itu, accu 12 volt ke resistivitimeter dan sambungkan capit dari resistivitimeter ke setiap elektroda. Kemuadian setelah semua tersambung selanjutnya mengambil data yaitu catat arus (I) dan beda potensial (V).

III. Data dan Pengolahan

Data praktikum yaitu :

No Datum Point (dp) Space (r(cm))  Va (V) Vak (V) Delta V (V) Arus (I(A)) K Rho (Ohm. cm) 1 4,5 3 0 5,8 5,8 0,00107 18,84 102123,3645 2 7,5 3 0 7,79 7,79 0,00328 18,84 44745 3 10,5 3 0 9,65 9,65 0,00386 18,84 47100 4 13,5 3 0 7,65 7,65 0,0027 18,84 53380 5 16,5 3 0 3,49 3,49 0,00182 18,84 36127,25275 6 19,5 3 0 5,85 5,85 0,00285 18,84 38671,57895 7 22,5 3 0 8,24 8,24 0,00293 18,84 52983,48123 8 25,5 3 0 6,55 6,55 0,003 18,84 41134 9 28,5 3 0 6,94 6,94 0,00307 18,84 42589,44625 10 31,5 3 0 6,14 6,14 0,00345 18,84 33529,73913 11 34,5 3 0 5,72 5,72 0,00226 18,84 47683,53982 12 37,5 3 0 7,25 7,25 0,00308 18,84 44347,4026 13 40,5 3 0 8,07 8,07 0,00325 18,84 46781,16923 14 43,5 3 0 6,23 6,23 0,0023 18,84 51031,82609 15 9 6 0 5,92 5,92 0,0028 37,68 79666,28571 16 12 6 0 2,05 2,05 0,00158 37,68 48888,60759 17 10 6 0 4,25 4,25 0,00232 37,68 69025,86207 18 13 6 0 3,04 3,04 0,00151 37,68 75859,07285 19 11 6 0 5,71 5,71 0,00333 37,68 64610,45045 20 14 6 0 6,97 6,97 0,00355 37,68 73980,16901 21 12 6 0 6,57 6,57 0,00362 37,68 68386,07735 22 15 6 0 5,97 5,97 0,00356 37,68 63188,08989 23 13 6 0 3,99 3,99 0,00234 37,68 64249,23077 24 16 6 0 2,54 2,54 0,00146 37,68 65552,87671 25 13,5 9 0 5,12 5,12 0,00265 56,52 109200,9057 26 16,5 9 0 3,56 3,56 0,002 56,52 100605,6 27 14,5 9 0 6,42 6,42 0,00314 56,52 115560 28 17,5 9 0 1,26 1,26 0,00062 56,52 114863,2258 29 15,5 9 0 2,87 2,87 0,00136 56,52 119273,8235 30 18,5 9 0 2,54 2,54 0,0012 56,52 119634 31 16,5 9 0 6,33 6,33 0,00372 56,52 96175,16129 32 18 12 0 7,55 7,55 0,00297 75,36 191571,7172 33 21 12 0 3,52 3,52 0,00157 75,36 168960 34 19 12 0 4,78 4,78 0,00205 75,36 175717,4634 35 22 12 0 2,9 2,9 0,00129 75,36 169413,9535 36 22,5 15 0 6,57 6,57 0,00225 94,2 275064 37 25,5 15 0 5,49 5,49 0,00199 94,2 259878,39

Tabel 1. Data hasil percobaan

Setelah data beda potensial dan arus didapat, masukkan ke dalam program res2dinv untuk diolah. Akan muncul gambar seperti berikut:

IV Pembahasan

Resistivitas semu (apparent resistivity) dipengaruhi oleh jenis batuan yang berada di bawah permukaan. Apabila batuannya lebih berongga maka nilai resistivitasnya besar, sedangkan apabila batuan lebih kompak maka nilai resistivitasnya akan lebih kecil. Batuan yang lebih kompak akan lebih mudah mengalirkan arus daripada batuan yang berongga, sehingga nilai resistivitas batuan yang kompak akan lebih kecil. Resistivitas terhadap kedalaman tidak dapat kita peroleh hubungan secara langsung, karena masih tergantung dari jenis batuan yang dikandung di bawah permukaannya. Pada umumnya semakin ke dalam permukaan bumi maka batuan akan semakin kompak. Oleh karena itu resistivitas akan semakin kecil.

Dari hasil pengolahan data dengan software res2dinv, didapat gambar yang mempunyai warna berbeda-beda. Setiap warna mempresentasikan resistivitas yang berbeda-beda. Dari yang paling kecil resistivitasnya berwarna biru, sampai yang paling besar berwarna ungu. Berarti dapat diartikan bahwa lapisan yang paling atas terdiri dari bahan yang apabila diinjeksikan arus maka dia akan lebih menghambat arus tersebut. Bahan tersebut adalah batuan yang lebih keras dibandingkan dengan batuan yang berada di lapisan di bawahnya.

Bila kita interpretasikan, warna biru langit adalah tanah liat biasa, warna biru muda adalah tanah liat London, warna hijau adalah kumpulan batuan sedimen, warna hijau tua adalah tanah biasa dengan kelembaban 50%, warna kuning adalah tanah liat dengan kelembaban 20%, warna jingga ke merah adalah tanah liat campur kerikil, dan warna ungu adalah pasir dengan kelembaban 90%. BIla dilihat dan diinterpretasikan secara logika cukup masuk akal, karena resistivitas suatu materi semakin kecil bila keadaannya basah dan semakin besar bila keadaannya kering.

Dengan adanya hasil data seperti pada Tabel 1. Maka, semakin jauh jarak antar probe maka semakin dalam survey yang dilakukan. Hal ini terjadi karena garis ekipotensialnya. Semakin besar jarak probenya maka lingkup garis ekipotensial semakin besar dan makin banyak lapisan yang terbaca. Semakin pendek jarak antar probe maka garis ekipotensialnya makin mengerucut.

V Simpulan

Dari praktikum ini dapar mengetahui bagaimana kondisi di bawah permukaan dapat ditentukan dengan melihat nilai resistivitasnya. Semakin besar nilai resitivitasnya maka arus semakin sulit mengalir. Batuan yang berpori dan berongga memiliki resistivitas yang tinggi dibandingkan batuan yang kompak. Resistivitas bergantung terhadap jenis batuan yang ada di bawah permukaan. Semakin dalam permukaan nilai resistivitas semakin kecil. Jarak antara elektroda, apabila semakin renggang maka semakin dalam resistivitas yang dapat diukur di bawah permukaan.

Daftar Pustaka

[1]Modul eksperiment fisika 2

[2]Pribadi Mumpuni Adhi. Metode Tahanan jenis konfigurasi wenner. 2011.

[3]http://www.google.co.id/imgres?imgurl=http://www.nga.com/graphics/Geo_ser_DC_(Schematic).jpg&imgrefurl=http://rezacenter.blog.com/2008/11/19/eksplorasi-potensi-air-tanah-underground-water-menggunakan-metode-geolistrik-resistivitas/&usg=__LejtrAo8bWjd3UU2e8qn4BGcMI0=&h=341&w=459&sz=35&hl=id&start=5&sig2=bMsc1G-wMZeVfBXB-pthwA&zoom=1&tbnid=gP_QeP-xXdrz7M:&tbnh=95&tbnw=128&ei=IfivTteZGK2WmQWvq4SuAg&prev=/search%3Fq%3Dtipe%2Bresistivitas%2Btanah%26um%3D1%26hl%3Did%26sa%3DN%26tbas%3D0%26biw%3D1022%26bih%3D539%26tbm%3Disch%26prmd%3Dimvns&um=1&itbs=1