2. metode kelistrikan.pdf
DESCRIPTION
2. Metode Kelistrikan.pdfTRANSCRIPT
Metode Geofisika “Kelistrikan”
Jurusan Teknik Geologi Fakultas Teknologi Mineral Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Geofisika Kelistrikan
Geolistrik
Elektromagnetik
Metode Geofisika yang menyangkut sifat kelistrikan.
Jenis arus • DC : Self Potential (SP) • AC : Resistivity, Telluric, Induced
Polarization (IP), C, Magnetotelluric (MT) dan elektromagnetik dengan variasinya.
Asal sumber • Pasif: SP, Telluric, dan MT • Aktif : Resistivity, IP, Resistivity,
dan elektromagnetik.
Dasar Metode Geolistrik: Mendeteksi keberadaan target berdasarkan adanya kontras sifat resistivitas.
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
1. Pendahuluan
Sumber Pasif Aktif
Gambar 1 Ilustrasi Bumi memiliki tegangan (Sumber: Google.com)
Gambar 2 Ilustrasi injeksi arus listrik ke dalam Bumi
(Sumber: http://www.industrial-inspection-international.com/page14.html)
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
• Yaitu menggunakan arus listrik alami yang terjadi di dalam tanah (batuan) yang timbul akibat adanya aktivitas elektrokimia dan elektromekanik dalam materi-materi penyusun batuan.
Metode Pasif
• Yaitu bila arus listrik yang diinjeksikan (dialirkan) didalam batuan, kemudian efek potensial yang ditimbulkan arus buatan tersebut diukur di permukaan.
Metode Aktif
2.1 Resistivity (Resistivitas/ tahanan jenis)
• Resistivitas atau tahanan jenis suatu bahan adalah besaran/parameter yang menunjukkan tingkat hambatannya terhadap arus listrik.
Apa definisi Resistivitas?
• Bahan yang mempunyai resistivitas makin besar, berarti makin sukar untuk dilalui arus listrik.
Bahan seperti apa yang dimaksud?
• Resistivitas batuan bervariasi menurut jenis batuan, porositas, dan kandungan fluida (minyak, air, gas).
Resistivitas batuan tergantung pada apa?
• Survei resistivitas itu menginvestigasi variasi tahanan jenis listrik yang disebabkan oleh aliran arus listrik yang melewati bawah permukaan Bumi menggunakan elektroda-elektroda sebagai penghubung.
Survei Resistivitas itu apa?
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
2. Dasar teori
Gambar 3 Analogi aliran arus air (kiri) dan aliran arus listrik (kanan) (Sumber: google.com)
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
• yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus, nilainya berbanding lurus dengan hambatan. Sesuai Hukum Ohm : V = I R
Beda potensial
• Keduanya berhubungan namun berbeda.
Hambatan (ohm) dan hambatan jenis (rho)
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Gambar 1. Grafik hubungan V, I dan R.
Nilai hambat suatu material berhubungan dengan kemampuannya untuk menghantarkan dan atau menghambat listrik.
2.2 Sifat Listrik Batuan
Jdr
dV
r
IrV
2)(
I
Vr 2
Gambar 2. Hambatan Jenis Suatu Bahan.
2.1 2.2
2.3
disekitar Titik Arus dipermukaan Bumi 2.3 Potensial /tegangan
21 pp VVV
4321
1111
2 rrrr
I
Gambar 3. Potensial pada elektroda
2.4 Faktor Geometri Besaran koreksi letak kedua elektroda potensial terhadap kedua elektroda arus.
I
V
A N M B
BNANBMAM
IV
1111
2
I
V
BNANBMAM
1111
2
BNANBMAM
K1111
2
Faktor Geometri
Gambar 4. Susunan elektroda Konfigurasi.
4321
1111
2 rrrr
I
2.4
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
2.5 Resistivitas Semu Resistivitas semu merupakan tahanan jenis dari suatu medium homogen yang ekivalen dengan medium berlapis yang ditinjau.
Medium berlapis yang ditinjau terdiri dari dua lapis yang berbeda resistivitasnya ( ρ1 dan ρ2 ) dianggap sebagai medium satu lapis homogen yang mempunyai satu harga resistivitas, yaitu resistivitas semu ρa.
I
VKa
2.5
Gambar 5. Hubungan lapisan batuan dengan resistivitas semu.
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
2.6 Konfigurasi Schlumberger Mempelajari variasi batuan di bawah permukaan bumi secara vertikal. Nilai dari konstanta Schlumberger ialah
l
lLKs
2
)( 22
I
V
l
lLa
2
)( 22
2.6
2.7
Gambar 6. Ilustrasi pola aliran arus dan tegangan yang diinjeksi ke dalam Bumi pada Konfigurasi Schlumberger
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Jenis Batuan Resistivitas (ohm meter)
Granite (batuan beku) 3x102 – 1x106
Andesite (batuan beku) 1,7x102 (dry) – 4,5x104 (wet)
Slates (metamorf) 6x102 – 4x107
Marble (metamorf) 1x102 - 2,5x108
Limestone (sedimen) 50-107
Sandstone (sedimen) 1-6,4x108
Alluvium and sand
(sedimen)
10-800
Oil sand (sedimen) 4-800
3. Resistivitas Batuan
Gambar 6 Nilai resistivitas batuan (sumber: Telford, 1990)
4. Cara Survei
Gambar 7 Susunan peralatan (kiri) dan survei di lapangan (kanan).
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Konfigurasi elektroda Konfigurasi elektroda merupakan aturan-aturan penempatan/peletakan elektroda arus dan potensial sehingga mendapatkan suatu pola tertentu sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai.
Faktor Geometri (K) adalah besaran koreksi letak kedua elektroda potensial terhadap letak kedua elektroda arus yang mana letak keduanya mempengaruhi besarnya beda potensial di antaranya.
Pemilihan susunan elektroda ini tergantung dari target yang akan disurvei
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
• Konfigurasi Elektroda Schlumburger
• Konfigurasi Elektroda Wenner
• Konfigurasi Elektroda Dipole-dipole
• Konfigurasi Pole – pole
• Konfigurasi Pole – dipole
Mapping
Sounding (vertikal)
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Gambar 8. Konfigurasi dipole-dipole (kiri) dan Konfigurasi Schlumberger (kanan).
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Gambar 9. Konfigurasi dipole-dipole, pole-dipole, pole-pole, wenner dan Schlumberger.
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Geolistrik
Air
tanah
Sumber panas Bumi
Mineral tambang
Pencemaran lingkungan
Geoarkeologi
Sungai bawah tanah
Sungai Purba
Gambar 10. Kegunaan metode Geolistrik (Sismanto, 2012)
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
No AB/2 (m) MN (m) (mV) I (mA) k R (ohm) R a (ohm)
0 1 0,2 0,31
1 1,5 0,3 1,06
2 2 0,3 1,88
3 3 0,3 4,24
4 4 0,3 7,54
5 5 0,3 11,78
6 6 0,3 16,96
7 6 1,2 67,82
8 7 1,2 92,32
9 8 1,2 120,58
10 10 1,2 188,40
11 12 1,2 271,30
12 15 1,2 423,90
13 15 3 1059,75
14 20 3 1884,00
15 30 3 4239,00
16 40 3 7536,00
17
50 3 11775,00
18
60 3 16956,00
Contoh tabel data lapangan
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
5. Contoh Interpretasi dan pemodelan
Gambar 11 Model penampang Resistivitas 2D
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Gambar 12 Model penampang Resistivitas semi 3D
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Gambar 13 Model penampang Resistivitas 3D
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Referensi • Sismanto, 2012, Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar pada
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gadjah Mada: Geofisika untuk Ekplorasi Sumber Daya Alam. FMIPA, UGM: Yogyakarta.
• Terford, W.M., Geldart, L.P., and Sheriff, R.E, 1990, Apllied Geophysics. Second edition, Cambridge University Press, New York.
• www.google.com
• http://www.industrial-inspection-international.com/page14.html
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
By: Nurul Dzakiya, S.Si., M.Sc.
Menuntut ilmu adalah taqwa,
Mencari ilmu adalah jihad, Menyampaikan ilmu adalah ibadah, Mengulang-ulang ilmu adalah Dzikir.
(Imam Al-Ghazali)