Fi_QolBi

Dengan memanfaatkan sifat-sifat kelistrikan tersebut maka resistivity test telah digunakan pada berbagai bidang ilmu ,yaitu :

Pada SHORT COURSE RESISTIVITY TEST ini akan dibahas/diuraikan mengenai :

Jika sebatang logam/contoh batuan atau material dialirkan arus listrik maka akan dapat diperoleh nilai tahanan/resistance dari bahan tersebut. Nilai tahanan/resitance dari bahan akan tergantung pada kekompakan bahan/batuan, porositas and permeablititas batuan and kandungan salinitas air pada bahan/material.

Tahanan listrik dari antara 2 titik dapat diketahui dengan menggunakan Hukum Ohm , yaitu :

R = V/I ……………(i)

Dimana, R = tahanan/resistance dalam ohm

V = perbedaan potensial listrik dalam volt

I = perbedaan arus listrik dalam amper.

Tahanan atau resistivity dari suatu bahan adalah tahanan antara dua sisi yang berlawanan pada suatu tabung, and mempunyai satuan ohm-meter. Tahanan dari bahan atau material berbanding terbalik dengan daya hantar listrik (conductivity). Tahanan dari kawat uniform yang pajang atau contoh inti batuan berbentuk silinder (Gambar 1) adalah :

Gambar 1. Gambar skema untuk mengukur resistivity pada contoh batuan/bahan.

R = ρ L/A = ρ /K …………………………(ii)

Dimana, ρ = tahanan jenis dalam ohm-meter

L = panjang dalam meter

A = luas area dalam m².

K = faktor geografis

Keadaan diatas dapat dilakukan di laboratorium dengan mengalirkan arus listrik melalui suatu bahan/batuan and mencatat perbedaan potensial antar dua gulungan kabel.

Pengukuran resistivity di laboratorium ini diaplikasikan pada pengukuran tahanan jenis di bawah permukaan tanah. Caranya adalah dengan menancapkan 4 (empat ) batang elektroda diatas permukaan tanah, kemudian elektroda luar ( elektroda A dan B ) dialirkan arus listrik (∆ I) sehingga akan menyebabkan perbedaan potensial dari elektroda dalam (elektroda M and elektroda N). Maka dengan menggunakan Rumus Ohm dapat diperoleh tahanan jenis asli (ρ_a) dari tanah/batuan pada daerah pengukuran.

Nilai ρ_a = K x V/I = KR …………(iii),

Tatapan K tergantung pada konfigurasi keempat eletroda dengan nilai sebagai berikut :

K = 2π /(1/AM – 1/AN) – (1/BM-1/BN) ………………………..(iv)

Atau K = π {(AB)²-(MN)²} ..........................................................(v)

4MN

Dimana AB = jarak elektoda arus and MN jarak elektroda potensial.

Gambar 2. Susunan elektroda aturan WENNER.

Jika menggunakan susunan elektroda WENNER, maka diperoleh ρ_a adalah :

….. ρ_a = KR = 2 π a R …………………………………………..(vi)

Sedangkan jika menggunakan susunan elektroda SCHLUMBERGER adalah

….. ρ_a = KR = π {(AB)²-(MN)²} …………………………………………..(vii)

4 MN

Gambar 3. Susunan elektroda aturan SCHLUMBERGER.

Mula pertama metode resistivity dikembangkan oleh family SCHLUMBERGER pada tahun 1920. Pada waktu yang bersamaan ditemukan pula pelaksanaan metode resistivity oleh WENNER di Amereka. Hampit sekitar 60 tahun lebih menggunakan survey aturan elektoda konvensianal (Koefoed,1979) and menggunakan anal;isa kuantitativ.

Pelaksanaan resistivity test dari 1920 – 1997 semua menggunakan aturan 4 elektroda konvesional Schlumberger and Wenner. Hasil pendugaan ini disebut hanya dapat menafsirkan lapisan horizontal and perubahan nilai tahanan jenis pada kedalaman tertentu. Susunan umum dari ke empat elektroda tersebut terlihat pada Gambar 3. Hasil ini juga disebut sebagai model satu dimensi bawah permukaan ( Gambar 4 a). Model ini tidak dapat mendeteksi perubahan lateral lapisan dibawah muka tanah.

Gambar 4 Susunan elektroda untuk resistivity 2 D and 3 D.

Dengan kemajuan perangkat teknologi computer dan software resistivity serta penggunaan banyak elektroda (multy core cable/electrode). Juga untuk menjelaskan masalah lingkungan and pemecahan study infrastruktur, maka setelah 1997 resistivity test berkembang sehingga dapat menfsirkan keadaan bawah permukan secara 2 D and 3 D. Aturan and susunan elektroda tersebut adalah aturab Wenner (α,β,γ), aturan Wenner – Schlumberger, aturan dipole-dipole, aturan pole-pole and aturan reverse pole –dipole . Susunan elektroda untuk 2 D terlihat pada Gambar 4 and hasil penafsiran pada Gambar 5. Sedangkan susunan elektoda untuk 3 D terlihat pada Gambar 6 dan hasil resistivity test pada Gambar 7.

Gambar 5. Penampang resistivity hasil dari survey resistivity 2 D.

Gambar 6. Susunan elektroda untuk survey resistivity 2 D.

Gambar 7. Susunan elektroda untuk survey resistivity 2 D.

Gambar 8. Sususunan elektroda untuk survey resistivity 3 D.

Pada SHORT COURSE RESISTIVITY TEST ini hanya di praktekkan untuk survey resistivity test / metoda konvensional 1 D.

Gambar 9. Blok diagram resistivity sebagai hasil dari survey resistivity 3 D.

Hasil resistivity test untuk berbagai jenis batuan, tanah dan bahan lain terdapat pada distribusi resistivity pada bawah permukaan. Untuk merubah gambaran resistivity pada keadaan geologi, beberapa pengetahuan keadaan geologi dan jenis resistivity dan keadaan geologi daerah sangat penting.

Tabel 1. Menggambarkan nilai resistivity dari batuan yang umum, material tanah and bahan kimia (Keller and Frischknect, 1966, Daniels and Alberty, 1966). Batuan beku and batuan malihan mempunyai nilai resistivity tinggi. Nilai resistivity ini tergantung pada derajat pelapukan, and persentasi rekahan yang terisi oleh air tanah. Batuan sedimen umumnya lebih lulus air and mempunyai kandungan air. . Umumnya batuan sedimen mempunyai resistivity yang lebih rendah. Tanah basah dan air tanah segar mempunyai resistivity rendah. Tanah lempungan mempunyai resistivity rendah dari pada tanah pasiran. Akan tetapi patut dicatat terdapat resistivity yang tumpang tindih anata beberapa jenis batuan and tanah/soil. Hal ini dikarenakan resistivity jenis batuan tertentu atau contoh tanah tergantung pada beberapa faktor antara lain porositas, tingkat kejenuhan air and konsentrasi garam terlarut.

Tabel 1. Resistivity dari jenis batuan, mineral and cairan kimia (Loke,M.H.,2000)

Data resistivity dari lapangan diplot pada kertas log ganda dengan modulus 62,5 mm/cycles atau 83,33 mm/cycles. Nilai tahanan jenis semu (ρ_a) sebagai ordinat and AB/2 (m) sebagai absis. Data resistivity lapangan akan dicocokkan dengan kurva baku dan kurva tambahan sehingga dapat diperoleh lapisan ρ₁, ρ₂, ρ₃ serta ketebalan lapisan.

Cara penafsiran geolistrik tahanan jenis dapat dilakukan dengan :

Hubungan antara nilai tahanan jenis dengan jenis batuan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :

Untuk air tanah mempunyai nilai resistivity berkisar antara 10 ohm-m sampai 100 ohm-m. Jika nilai resistivity antara 0,1 ohm-m – 10 ohm-m menunjukkan air tanah payau sampai asin. Jika nilai resistivity antara 10 ohm-m samapai 30 ohm-m menunjukkan air tanah payau. Sedangkan air tanah segar nilai resistivity antara 40 ohm-m samapi 100 ohm-m. Range interval kandungan air tanah pada suatu akuifer dapat terlihat pada Gambar 8. Gambar 8 ini memperlihatkan akuifer dengan lapisan kedap air (impermeable layer) dengan nilai resistivity (Flathe, H, 1976). Hubungan antara ρ_w = tahanan jenis air and ρ_a = tahanan jenis lapisan akuifer and lapisan kedap air yang telah diperoleh dari penelitian lapangan and laboratorium. Perolehan nilai tahanan jenis berdasarkan rumus Archi :

ρ_a = (ρ_w) /p^m S²

dimana ,

(ρ_a)= tahanan jenis pada akuifer

p = porositas batuan

m = sementasi (1-1,3) pada batuan lepas

S = air yang jenuh (saturated)

Gambar 10. Hubungan lapisan akuifer, kedap air dengan nilai resistivity semu (Flathe,1979).\

Gambar 14 Peralatan resistivity ABEM SAS 2000 lebih ringan and dapat digunakan untuk survey resistivity 2 D and 3n D.

Gambar 15. Peralatan resitivity NANIURA NRD 300 HF, buatan Dit.GL, Indonesia.

Pada praktek lapangan ini akan digunakan atueran susunan elektroda SCHLUMBERGER dengan penetrasi kedalaman akan bertambah jika jarak elektoda arus AB dijauhkan dari titik pusat. Sehingga akan mendapatkan lapisan resistivity (ρ₁) yang terletak diatas lapisan resistivity (ρ₂).

Pengukuran resistivity dilakukan dengan mengatur jarak elektroda arus (AB) and elektroda potensial (MN) . Elektoda potensial dibuat tetap (MN/2) = 0,5 m, 5,00 m, 10,00 m and 25,00 m atau sampai 40,00 m. dari titik pusat. Sedangkan jarak elektoda arus dipindahkan dengan penambahan jarak elektroda arus (AB/2) jarak 1,50 m, 2,50 m, 4,00 m, 6,00 m, 8,00 m, 10,00 m,12,00 m, 15,00 m, 20,00 m ,25,00 m ,30,00 m, 40,00 m, 50,00 m , 60,00 m , 75,00 m, 100,00 m , 150,00 m, 200,00 m , 250,00 m 250,00 m, 300,00 m, 400,00 m and 500,00 m. dari titik pusat. Pergantian jarak elektroda potensial (MN/2) atau overlap dilakukan sedemikian rupa sehingga mendapatkan nilai resistivity semu yang hamper sama atau mendekati sedekat mungkin.

Nilai tahanan jenis semu (apparent resistivity) dari setiap perbedaan perpindahan elektoda arus adalah perkalian antara factor K dengan nilai R. Faktor K pada setiap elektroda dapat dihitung dengan kalkulator. Variasi dari setiap nilai apparent resistivity diperoleh dari penambahan atau perpindahan elektroda arus sesuai dengan penetrasi arus yang masuk.

Untuk lapisan tanah yang homogen nilai resistivity yang diperoleh disebit sebagai ρ = R = true resistivity(tahanan jenis sebenarnya). Akan tetapi di alam lapisan tanah/batuan merupakan lapisan yang heterogen (berbagai jenis tanah/batuan). Sehingga nilai resistivity yang diperoleh disebut sebagai ρ_a = apparent resitivity (tahnan jenis semu).

Pada lapisan heterogen terdapat perbedaan nilai resistivity, dimana tahanan jenis sebenarnya sesuai dengan perbedaan elektroda arus. Penentuan kedalaman lapisan tergantung pada beda elektoda arus AB and urut-urutan tahanan dibawah muka tanah. Pada umumnya penetrasi kedalaman adalah antara AB/4 sampai AB/10 atau AB/3. Sehingga dengan bentangan kabel arus AB/2=500 m penetrasi kedalaman sekitar 50 m sampai 150 matau 200 m.

Tabel data sebagai hasil pendugaan resistivity dilapangan terlihat pada Tabel 3. Setelah data diperoleh langsung diplot pada kertas log ganda. Ini dapat berguna untuk melihat perubahan vertical dari lapisan dan mennghaluskan bentuk lengkungan resistivity.

Penafsiran dengan perangkat lunak apa saja dapat menghasilkan lapisan resistivity and ketebalan lapisan. Mula pertama “entry” data pada perangkat lunak, setelah selesai dilakukan maka diklik simulasi modal. Kemudian dengan perhitungan perangkat lunak maka akan diperoleh lapisan resistivity and ketebalan lapisan.

Nilai resitivity yang diperoleh kemudian dikorelasikan dengan keadaan geologi setempat.

Tabel 2. Contoh hasil pengukuran Resistivity Test, Pangkalan Banteng, Kalteng.

Gambar 16. Hasil penafsiran resistivity test dengan perangkat lunak RESINT 53.

Gambar 17. Penampang resistivity Pangkalan Banteng, Kalteng.

REFERENSI