pengolahan data manual dan software geolistrik induksi polarisasi

PENGOLAHAN DATA MANUAL DAN SOFTWARE
GEOLISTRIK INDUKSI POLARISASI DENGAN
MENGGUNAKAN KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE
Try Fanny Poerna Maulana
115.140.058
Program Studi Teknik Geofisika, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran”
Yogyakarta
Jalan SWK 104 Condongcatur Yogyakarta
[email protected]
INTISARI
Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mengukur sifat
kelistrikan batuan yang berada di bawah permukaan bumi sehingga dapat memberikan
gambaran di bawah permukaan dan gambaran ini tergantung dari target atau tujuan dari
eksplorasi tersebut. Dalam geolistrik terdapat berbagai macam metode, salah satunya
adalah metode induksi polarisasi (polarisari terimbas) dengan konfigurasi dipole-dipole.
Metode polarisasi terimbas adalah salah satu metode geofisika eksplorasi yang digunakan
untuk mencari mineral logam dalam bumi. Namun pada metode ini, elektroda
potensialnya diganti dengan menggunakan porous pot yang berguna untuk merekam
potensial akibat injeksi arus listrik. Dasar metode ini adalah mendeteksi terjadinya
polarisasi listrik pada permukaan logam dengan mengalirkan arus listrik ke dalam tanah.
Acara praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 22 September 2016 yang bertempat di
NAS D 3.8 Jurusan Teknik Geofisika UPN “Veteran” Yogyakarta. Penelitian ini
menggunakan konfigurasi dipole-dipole dengan panjang lintasan 200 m dan spasi
elektroda 10 m. Hasil dari penampang software Res2DINV ini juga menghasilkan dua
penampang., yaitu : penampang resistivitas dan penampang chargeability. Penampang
resistivitas ini menggunakan iterasi 4 dengan error sebesar 53,7 %. Penampang yang
kedua ialah penampang chargeability, yang iterasi 4 dengan error sebesar 50,0 %.
Kata Kunci: Geolistrik, Induksi Polarisasi, Konfigurasi Dipole-dipole, Porouspot,
Chargeability
1. PENDAHULUAN
Metode geofisika di era sekarang ini
semakin berkembang dan kompleks.
Metode geofisika khususnya di ilmu
kebumian
pada
dasarnya
banyak
digunakan untuk menyelidiki daerah
bawah permukaan dan memetakannya
sedetil mungkin. Salah satu yang termasuk
dari metode geofisika ialah metode
geolistrik yang juga berkembang untuk
berbagai kegiatan eksplorasi maupun
geoteknik.
Metode
geolistrik
ini
mempelajari keadaan bawah permukaan
dengan mendetekasi variasi resistivitas
suatu daerah penelitian.
Metode geolistrik yang akan dibahas
ialah metode induksi polarisasi. Metode ini
merupakan salah satu metode aktif yang
berarti perlu penginjeksian arus terlebih
dahulu.
Penggunaan
macam-macam
metode dalam geolistrik ini sebenarnya
disesuaikan dengan target yang diinginkan.
Untuk acara kali ini, digunakan metode IP
dengan konfigurasi dipole-dipole untuk
mendapatkan
nilai
resitivitas
dan
chargeability.
Metode geolistrik ini pada umumnya
banyak dimanfaatkan untuk eksplorasi
mineral seperti emas, bijih besi, nikel, dll.
Selain itu juga dapat digunakan untuk
eksplorasi air tanah, ekplorasi geothermal
dan masih banyak yang lainnya.
Maksud dari acara praktikum ini ialah
praktikan mampu memahami konsep dasar
dari metode induksi polarisasi khususnya
menggunakan konfigurasi dipole-dipole.
Selain itu, praktikan juga mampu
memahami tahapan pengolahan data secara
tepat dan benar. Tujuan dari acara
praktikum ini agar praktikan dapat
mengolah data hingga menghasilkan
penampang resistivitas dan penmapang
chargeability baik secara manual maupun
dengan software Res2DINV.
2. DASAR TEORI
Metode polarisasi terimbas adalah salah
satu metode geofisika eksplorasi yang
digunakan untuk mencari mineral logam
dalam bumi. Dasar metode ini adalah
mendeteksi terjadinya polarisasi listrik
pada
permukaan
logam
dengan
mengalirkan arus listrik ke dalam tanah.
Dengan metoda polarisasi terimbas dapat
terlihat fenomena elektrokimia, dan dari
kurva responnya dapat terlihat informasi
yang spesifik, seperti misalnya terlihat
harga IP yang postif maupun negatif.
Kandungan mineral di bawah permukaan
berdasarkan proses terjadinya mempunyai
bentuk yang bermacam-macam, misalnya
lapisan-lapisan, bola, silinder, dll. Dimana
untuk dapat mengetahui berbagai bentuk
sampel
diatas
maupun
parameter
parameter fisis sampel perlu dilakukan
pemodelan. Pemodelan dilakukan dengan
melihat hubungan antara chargeabilitas
dan jarak lateralnya. Persen kontras
chargeabilitas tertinggi didapat pada harga
X=0 (tepat berada diatas sampel).
Besarnya kontras resistivitas/konduktivitas
antara sampel dengan latar belakang,
kedalaman sampel, maupun jejari sampel
sangat mempengaruhi harga persen kontras
chargeabilitas.
Polarisasi terimbas adalah salah satu
metode geolistrik yang menggunakan
aliran listrik dalam melakukan survei. Efek
polarisasi tergantung pada jenis konduksi
dalam batuan. Jika ada aliran arus listrik,
maka dekat permukaan mineral akan
terjadi pengakumulasian ion – ion
bernuatan negatif dan positif, karena ion
negatif dari medan listrik yang melaluinya
tertahan oleh ion positif di dekat
permukaan mineral tersebut. Di bagian lain
dekat pengakumulasian terjadi kekurangan
muatan. Dari sini terjadi gradien
konsentrasi ion – ion yang menentang arus
listrik yang melewatinya dan gejala ini
disebut polarisasi.
Polarisasi terimbas ini juga dapat dibagi
menjadi dua yaitu:
a. Polarisasi Elektroda
Polarisasi ini dinamakan juga polarisasi
elekitronik atau polarisasi logam.
Polarisasi ini terjadi karena adanya
beda tegangan, antara ion negatif dan
ion positif. Beberapa ion negatif
bergerak kekiri dan ion positif bergerak
kekanan di bawah pengaruh medan
potensial. Dalam butiran sulfida,
konduksi disebabkan oleh elektronelektron, sehingga aliran arus berubah
dari ionik menjadi elektronik pada
permukaan mineral.
b. Polarisasi Membran
Polarisasi ini juga dinamakan polarisasi
elektrolitik atau polarisasi bukan
logam. Polarisasi ini dapat terjadi pada
pori-pori batuan meskipun tanpa aliran
arus karena diakibatkan oleh mineral
yang bermuatan negatif karena
strukturnya berupa lembaran silika
alumina, sehingga muatan negatif ini
menarik ion-ion positif dan terbentuk
awan
ion
positif
di
sekitar
permukaannya dan meluas pada
elektrolit. Pengakumulasian muatan
akan menghambat jalannya arus listrik
yang melaluinya sehingga terjadilah
hambatan ionik sepanjang pori-pori
batuan yang ada mineral lempungnya.
Dalam metode polarisasi terimbas,
terdapat dua macam fenomena yang
menyebabkan timbulnya gejala ini.
Fenomena tersebut diantaranya adalah:
 Fenomena Elektrokimia
Fenomena ini terjadi karena adanya
reaksi dan perubahan kimia di dalam
suatu mineral akibat dialirkannya arus
listrik ke dalam tanah dan berinteraksi
dengan larutan yang ada dalam suatu
pori-pori batuan, sehingga akan terjadi
beda potensial antar permukaan
elektroda dengan lautan tersebut. Maka
antara
pori-pori
batuan dengan
elektroda berada dalam kesetimbangan
reaksi.
 Fenomena Elektrokinetik
Fenomena ini terjadi tanpa adanya
suatu reaksi kimia, hal ini dapat
dicontohkan pada lempung. Mineral
lempung dalam batuan memiliki
muatan negatif yaitu pada bidan batas
antara muka permukaan batuan dan
larutan pori. Sehingga menyebabkan
ion dalam IP, arus terkontrol dialirkan
ke dalam tanah.
Untuk
memperoleh
suatu
data,
pengukuran polarisasi terimbas ini dapat
dilakukan dengan tiga macam cara,
diantaranya:
 Domain waktu (Time Domain)
Jika arus listrik dialirkan ke tanah dan
kedua kedua elektroda diamati, akan
terlihat bahwa tegangan tidak segera
turun menjadi nol setelah arus
dimatikan, akan tetapi menurun secara
perlahan – lahan menjadi nol. Ke dalam
tanah dialirkan arus listrik berbentuk
persegi panjang. Jika arus listrik
dihentikan, maka terjadi peluruhan
potensial antara kedua elektroda
tersebut. Amplitudo tegangan yang
turun secara perlahan-lahan tersebut
merupakan ukuran dari efek polarisasi
terimbas.
 Domain Frekuensi (Frequency Domain)
Dalam cara ini, arus yang dimasukkan
ke dalam tanah dilakukan dengan
frekuensi yang berbeda. Dari respon
pada frekuensi yang berbeda ini,
tercermin sifat polarisasi dari mineral
dalam bumi.
 Sudut Fasa IP
Pengukuran fase dalam IP dinyatakan
sebagai perbedaan sudut fase diantara
sinyal tegangan yang diterima dan
bentuk gelombang arus yang masuk,
dengan asumsi keduanya berbentuk
gelombang sinusoidal. Jika arus yang
masuk merupakan gelombang persegi
pengukuran fase dinyatakan sebagai
sudut
fase
diantara
gelombang
harmonik fundamental dari sinyal yang
dikirim dan yang diterima. Pengukuran
fase memerlukan suatu sinyal referensi
di antara pengirim dan penerima.
Sudut-sudut fase dinyatakan dalam
miliradian. Sehingga dapat dikatakan
cara ini mengukur sudut fasa antara
masukan arus ke dalam tanah dengan
tegangan keluaran yang diamati. Dari
sifat bilangan kompleksnya, maka
resistivitas dapat dituliskan dalam
bentuk :
Metode
resistivitas
menggunakan
pengukuran konfigurasi dipole-dipole
dilakukan dengan metode mapping yaitu
pengukuran dengan spasi elektroda yang
konstan dengan menggunakan konfigurasi
dipole-dipole, dimana elektroda arus dan
potensial bergerak bersama-sama sehingga
diperoleh harga tahanan jenis secara lateral
(horizontal)
spasi
elektroda
yang
digunakan akan menentukan kedalaman
target yang akan dicapai. Konfigurasi
elektoda dipole-dipole memiliki nilai
faktor geometri:
K = π(1 + n)(2+n)n.r
Data-data resistensi yang terukur diplot
pada titik-titik yang sesuai dengan harga n
= 1,2,3,4……n dengan kedalaman semu
sehingga
dapat
dibuat
kontur
pseudosection variasi resistivitas ke arah
lateral dan vertikal.
Konfigurasi dipole-dipole telah banyak
diterapkan dalam eksplorai mineralmineral sulfida dan bahan tambang dengan
kedalaman yang relatif dangkal. Dimana
hasil akhir yang berupa profil secara
vertikal dan horizontal.
3. METODOLOGI
Acara praktikum dilaksanakan pada
hari Kamis tanggal 22 September 2016.
Praktikum kali ini diadakan di ruang kelas
NAS D 3.8 program studi Teknik
Geofisika UPN “Veteran” Yogyakarta.
Gambar 1. Konfigurasi elektroda dipoledipole
Keterangan:
r1 = C1 sampai P1
r2 = C2 sampai P1
r3 = C1 sampai P2
r4 = C2 sampai P2
I
Ρ
ΔV
K
R
N
Diagram Alir
= Arus Listrik (mA)
= Resistivitas semu
= Beda potensial (mV)
= faktor geometri
= jarak elektroda
= bilangan pengali
Pada metode dipole-dipole konsep
penjalaran
arus
berbeda
dengan
konfigurasi lainnya. Berikut adalah konsep
penjalaran arus pada konfigurasi dipoledipole.
Gambar 2. Konsep penjalaran arus konfigurasi
dipole-dipole
Gambar 3. Diagram Alir
Diagram diatas merupakan tahapan
dalam pengolahan data dipole-dipole,
yaitu sebagai berikut.
1. Data yang telah diperoleh kemudian
dimasukkan dalam Ms. Excel agar
dapat diolah mulai dari perhitungan
nilai Rho semu, k, Rho apparent, dan
kedalaman (depth).
2. Melakukan pembuatan penampang
dengan software Res2Dinv.
3. Pembuatan
penampang
dengan
menggunakan software Res2DINV
dilakukan dengan cara sebagai
berikut.







Buka software Res2DINV
Klik File, lalu Read Data File dan
buka data yang formatnya .DAT
Untuk smooth, klik Menu lalu
Change Setting lalu Finite Mesh
grid size, pilih 4nodes dan
trapezoidal.
Klik Menu lagi, pilih Mesh
refinement dan choose finest mest.
Dan untuk pemodelan, pilih menu
inversion dan klik least-square
inversion. Kemudian akan muncul
3 penampang.
Untuk pemodelan klik display dan
pilih display inversion result.
Lalu, klik display section, lalu klik
choose resistivity or IP display.
Kemudian
pilih
yang
memunculkan resistivity dan IP.
 Nanti akan muncul hasil dua
penampang
yang
bebeda
parameter.
 Jangan
lupa
memasukkan
topografinya dengan klik display
section
dan
pilih
include
topography in model display.
 Hasilnya berupa penampang yang
sesuai dengan keadaan topografi
daerah penelitian.
4. Melakukan analisa dari masingmasing hasil pengolahan data.
5. Dari hasil yang telah didapat,
kemudian melakukan interpretasi
sehingga sampai pada pembuatan
kesimpulannya.
6. Pengolahan data telah selesai.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 4. Penampang Induced Polarization konfigurasi dipole-dipole
Penampang
dengan
software
Res2DINV
ini
menghasilkan
dua
penampang, yaitu penampang resistivitas
dan penampang chargeability. Hasil dari
penampang software ini telah dimasukkan
dengan nilai topografi sehingga gambar
penampang tersebut telah sesuai dengan
keadaan di lapangan yang sebenarnya.
Pada penampang resistivitas terlihat
gradasi warna yang beragam sehingga
lebih detil untuk menjelaskan tiap-tiap
nilai
resistivitas
yang
bervariasi.
Penampang resistivitas ini menggunakan
iterasi 4 dengan error sebesar 53.7%.
Dilihat dari skala nilai resistivitas, secara
umum dapat dibagi menjadi 3, yaitu
resistivitas rendah berkisar 4 – 25 ohm.m,
resistivitas sedang antara 25-325 ohm.m,
dan resistivitas tinggi antara 325-1800
ohm.m. Nilai resistivitas tinggi ini terletak
pada elevasi sekitar 130 m hingga 140 m.
Kemudian, di sela-sela nilai resistivitas
tinggi tersebut terdapat nilai reistivitas
rendah yang ditunjukkan dengan warna
dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu
nilai rendah antara 14 - 133 msec, nilai
sedang antara 133 - 310 msec, dan nilai
tinggi antara 310 - 428 msec. Pada
penampang chargeability ini didominasi
dengan warna biru yang menunjukkan
nilai yang sangat rendah. Tetapi pada
bagian kanan bawah terlihat gradasi warna
biru muda - hijau muda. Nilai maksimum
sebesar 210 msec terletak pada lintasan ke
170 m dengan elevasi sekitar 134 m.
Sedangkan nilai minimum nya ialah 0
yang banyak tersebar yang telah
ditunjukkan dengan dominasi warna biru
tua.
biru tua hingga biru muda di elevasi
sekitar 138-146 m.
Penampang yang
kedua ialah
penampang
chargeability.
Pada
penampangan ini memiliki iterasi 4 dengan
error sebesar 50,0 %. Dilihat dari skalanya

5. KESIMPULAN
Dari pengolahan data yang telah
dilakukan, dapat di tarik kesimpulan
sebagaai berikut.
 Dilihat dari skala nilai resistivitas,
secara umum dapat dibagi menjadi 3,
yaitu resistivitas rendah berkisar 4 –
25 ohm.m, resistivitas sedang antara
25-325 ohm.m, dan resistivitas tinggi
antara 325-1800 ohm.m. Nilai
resistivitas tinggi ini terletak pada
elevasi sekitar 130 m hingga 140 m.
Kemudian,
di
sela-sela
nilai
resistivitas tinggi tersebut terdapat
nilai
reistivitas
rendah
yang
ditunjukkan dengan warna biru tua
hingga biru muda di elevasi sekitar
138-146 m.
Dilihat dari skala penampang
chargebility dapat dibagi menjadi 3
bagian, yaitu nilai rendah antara 14 133 msec, nilai sedang antara 133 310 msec, dan nilai tinggi antara 310 428
msec.
Pada
penampang
chargeability ini didominasi dengan
warna biru yang menunjukkan nilai
yang sangat rendah. Tetapi pada
bagian kanan bawah terlihat gradasi
warna biru muda - hijau muda. Nilai
maksimum sebesar 210 msec terletak
pada lintasan ke 170 m dengan elevasi
sekitar 134 m. Sedangkan nilai
minimum nya ialah 0 yang banyak
tersebar yang telah ditunjukkan
dengan dominasi warna biru tua.
DAFTAR PUSTAKA
Staf
Asisten.2013. Modul Praktikum
Geolistrik.
Yogyakarta.
Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran”
Telford,W.M.1990. Applied Geophysics
Second
Edition.
Cambridge
University Press, Cambridge UK.