BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi bawah permukaan

bumi (subsurface) dengan menggunakan metode survei geofisika. Metode tersebut

merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari bidang bumi khususnya

perut bumi berdasarkan konsep fisika. Survei geofisika yang sering dilakukan selama

ini antara lain metode gravitasi (gayaberat), magnetik, seismik, geolistrik (resistivitas)

dan elektromagnetik.

Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda

konduktif. Perubahan komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan

untuk menentukan struktur bawa permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan

dapat diperoleh dengan sengaja membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar

daerah observasi. Pengukuran semacam ini disebu tteknik pengukuran aktif. Metode

ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh besarannya sumber yang dibuat.

Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif. Tenik ini memanfaatkan

medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak sengaja dibangkitkan.

Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi

rendah (15-30 kHz) adalah yang biasa disebut VLF (Very Low Frequency). Teknik

ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas. Teknik

pengukuran tersebut yang telah dicoba pada praktikum kali ini.

1.2 Batasan Masalah

Batasan dari praktikum ini adalah bagaimana memahami tentang proses

akuisisi metode VLF (Very Low Frequency) pada percobaan praktikum GF 2 serta

bagaimana mendapatkan inphase, kuadratum, tilt, total field, dan Q-S kemudian

dilakukan pengolahan sehingga mendapatkan nilai fraser, KH-Jelt, dan diplotkan ke

dalam Surfer.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Menguasai penggunaan peralatan VLF (Very Low Frequency) di lapangan

dengan baik.

2. Mengetahui tahapan pengambilan data, pengolahan data, dan interpretasi data

VLF (Very Low Frequency) dengan baik dan benar.

3. Menggambarkan keadaan bawah permukaan daerah pengukuran dengan baik

dan benar.

1.4 Manfaat Peneletian

Dari hasil percobaan praktikum ini diharapkan mampu memperkirakan tentang

gambaran bawah permukaan bumi pada daerah pengukuran Lapangan Merah Unpad

sebagai proses pembelajaran langsung di lapangan mengenai metode ini, sehingga

diharapkan mampu melakukan interpretasi terhadap nilai konduktivitas benda bawah

permukaannya. 

1.5 Metodologi Penelitian

Secara garis besar, metodologi penelitian yang akan dilakukan pada praktikum

ini dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama, yaituu proses akuisisi data VLF (very

low frequency) yang dilakukan di Lapangan Merah PPBS Unpad, Jatinangor pada

bulan April 2014 yang kemudian dilanjutkan dengan tahapan kedua yaitu pengolahan

data yang telah diperoleh pada saat pengukuran dengan menggunakan Ms. Excel dan

Surfer11

Seluruh metodologi penelitian dijelaskan pada diagram alir penelitian yang

digambarkan pada gambar 1.1 dibawah ini

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Metode VLF-EM merupakan salah satu dari berbagai macam metode Geofisika yang

memanfaatkan parameter frequensi. Metode ini tergolong metode geofisika Pasif, karena

pada kerjanya metode ini hanya menangkap sinyal-sinyal frequensi dari stasiun-stasiun yang

ada diselur dunia. Seperti namanya, metode ini memanfaatkan sinyal pemancar radio

berfrekuensi rendah

Metoda VLF-EM ini pada dasarnya memanfaatkan medan elektromagnetik yang

dibangkitkan oleh pemancar radio berfrekuensi sangat rendah (15–30 KHz) dengan daya

sangat besar yang pada awalnya digunakan untuk keperluan sistem navigasi kapal selam.

Metoda VLF-EM ini dalam pelaksanaan pengukuran di lapangan hanya menggunakan sinyal

dari satu frekuensi saja (single frequency). 

Medan EM yang diukur oleh alat ukur VLF-EM adalah medan kompleks total (HR)

yang terdiri dari komponen real (inphase), imajiner (quadrature), total-field, dan tilt-angle.

Besar nilai yang terukur keempat komponen tersebut akan sangat tergantung kepada nilai

konduktivitas benda bawah permukaannya. 

Gambar. 2.1 . Stasiun VLF di dunia (yang paling sering digunakan Indonesia adalah stasiun

jepang dan australia)

         Kegiatan suvey geofisika yang menggunakan sinyal radio VLF-EM dimulai

sejak tahun 1960-an untuk penyelidikan prosfek mineral konduktif (McNeill dan Labson,

1987; Paal, 1965), memetakan patahan dan pemetaan kontaminasi air tanah dikombinasikan

dengan metoda resistivitas (Benson dkk., 1997), studi kebencanaan dan lingkungan (Jeng

dkk., 2004), pemetaan sistem rekahan di bawah permukaan untuk studi zona mineralisasi

emas (Tijani dkk., 2009), studi pasca pondasi (Ofomola dkk., 2009), sedangkan interpretasi

VLF-EM dengan memaanfaatkan struktur anomali 3D dengan menggunakan teknik filter

linier diperkenalkan oleh (Djeddi dkk., 1998). 

Bosch & Müller (2001) mensintesakan penggunaan metoda VLF-EM untuk berbagai

keperluan, diantaranya; memetakan pencemaran, eksplorasi air bawah tanah yang

dikombinasikan dengan metoda VES (Nandakumar dkk., 1983), delineasi zona sedimentasi

(Oskooi, dan Pedersen, 1995), dan lain sebagainya. 

Kelemahan Metoda (single survey):

Instrumen juga merekam banyak gangguan (noise)

Kondisi bawah permukaan kemungkinan tidak cukup memperlihatkan kontras

anomali

Overlapping anomali sulit dibedakan dalam tahap interpretasi

42 transmitting stations worldwide (15-30 kHz, 10-20 km l).

Pada jarak, lapangan EM berperilaku sebagai gelombang pesawat dengan komponen magnet

dan listrik diprediksi.

arus Eddy dihasilkan ketika medan melewati konduktor (benda dibawah permukaan) ,

menciptakan medan magnet sekunder.

Medan elektromagnetik primer sebuah pemancar radio VLF-EM memiliki

komponen medan listrik vertikal Epz dan komponen medan magnetik horizontal yang tegak

lurus terhadap arah perambatan pada sumbu-x (Bosch dan Mullёr, 2001). Medan

elektromagnetik HPy yang dipancarkan antena pemancar radio VLF-EM selanjutnya akan

diterima stasiun penerima dalam empat macam perambatan gelombang, yaitu; gelombang

langit, gelombang langsung, gelombang pantul dan gelombang terperangkap.

Gambar. 2 .2. jenis-jenis penjalaran gelombang pada metode VLF

Adapun yang paling sering dimanfaatkan dan terukur sewaktu pengukuran data VLF-

EM di daerah survey adalah gelombang langit. Jika di bawah permukaan terdapat suatu

medium yang bersifat konduktif, maka komponen medan magnetik dari gelombang

elektromagnetik primer akan menginduksi medium tersebut sehingga akan menimbulkan

medan listrik induksi, ESx. Medan listrik induksi tersebut akan menimbulkan medan

elektromagnetik baru yang disebut medan elektromagnetik sekunder, HS, yang mempunyai

komponen horizontal dan vertikal. Medan magnetik ini mempunyai bagian yang sefase (in-

phase) dan berbeda fase (out-of-phase/quadrature) dengan medan primernya. Adapun besar

medan elektromagnetik sekunder sangat tergantung dari sifat konduktivitas benda di bawah

permukaannya 

Dalam tubuh batuan konduktif, medan primer ini akan menginduksi arus sekunder

didalamnya yang disebut arus Eddy. Arus ini akan membangkitkan medan sekunder yang

kemudian bergabung dengan medan primer. Medan sekunder yang dibangkitkan tergantung

dari besaran fisika yang terkandung dalam batuan yaitu resistivitas atau konduktivitas.

Dengan melakukan pengukuran medan total (primer + sekunder) di permukaan bumi dapat

diketahui resistivitas sebagai salah satu sifat fisis batuan. 

Ada dua jenis pengukuran VLF, yaitu mode tilt-angle dan mode resistivity. Mode tilt-

angle mengukur polarisasi komponen medan magnetik, sedangkan mode resistivity mengukur

polarisasi komponen medan magnetik dan medan listrik. 

1. Mode Tilt-angle

Mode tilt angle digunakan untuk mengetahui struktur konduktif dan kontak geologi

seperti zona alterasi, patahan, dan dike konduktif. Dalam mode ini, arah strike target

memiliki sudut ±45° dengan lokasi pemancar. Pada konfigurasi pengukuran semacam ini,

medan primer akan memberikan fluks yang maksimum jika memotong struktur, sehingga

memberikan kemungkinan anomali yang paling besar.

Medan magnet yang memiliki komponen horisontal dan vertikal membentuk sebuah

elips yang dapat ditunjukkan dengan sudut tilt dari sumbu mayor dan sumbu horisontalnya,

dan eliptisitasnya (perbandingan sumbu minor/sumbu mayor). Alat akan mengukur dua

besaran tersebut dari pengukuran komponen in-phase dan out-of-phase medan magnetik

vertikal dari medan horisontalnya. Data tilt biasanya disajikan dalam derivative Fraser.

Gambar. 2.3 . Design Survey untuk Mode Tilt

Parameter eliptisitas kadang digunakan untuk mengetahui bahwa struktur di bawah

memiliki konduktivitas tinggi (berharga kurang dari nilai tilt tetapi bertanda terbalik) atau

memiliki konduktivitas rendah (bernilai dan bertanda sama dengan nilai tilt).

Dalam pengukuran, instrumen T-VLF akan menghitung parameter sudut tilt dan

eliptisitas dari pengukuran komponen in-phase dan out-of phase medan magnet vertikal

terhadap komponen horizontalnya. Besar sudut tilt akan sama dengan perbandingan Hz/Hx

dari komponen in-phase-nya, sedang besar eliptisitas ε sama dengan perbandingan

komponen kuadraturnya.

Jika medan magnet horizontal adalah Hx dan medan vertikalnya sebesar HxeiØ, maka

sudut tilt diberikan sebagai :

    

Gambar. 2.4 . Skema Ellipt

Gambar dibawah ini adalah contoh grafik pengukuran VLF menggunakan metode

Tilt. Grafik tersebut terdiri dari nilai tilt, eliptisitas, dan Fraser. Jika grafik tilt berada di atas

grafik ellipt, maka dapat dikatakan zona tersebut merupakan zona konduktif. Fraser yang

tinggi menunjukkan konduktivitas yang tinggi dan grafik tersebut menunjukkan tempat

sebenarnya. Berikut contoh grafiknya (VLF Praktikum Fisika Gunung Api Bromo 2009)

2. Mode Resisitivity

Mode ini digunakan untuk mengetahui dike resistif dan disisi lain untuk

membatasi satuan geologi melalui pemetaan tahanan jenisnya. Mode ini sangat baik

jika arah pemancar tegak lurus strike geologinya (±45°) seperti terlihat pada gambar

dibawah.

Gambar. 2.5 . Design Survey untuk Mode Resistivity

Alat akan langsung mengukur besarnya tahanan jenis medium dan besarnya

sudut fase medium. Letak anomali secara kasar berada di bawah puncak anomali

tahanan jenis. Sedangkan harga fase > 45° menunjukkan tahanan jenis semakin dalam

semakin kecil, dan fase < 45° menunjukkan tahanan jenis semakin dalam makin besar.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Proses Akuisi Data

Sebelum proses akuisisi data dilakukan, ada beberapa hal yang harus

diperhatikan agar hasil yang didapatkan pada saat pengukuran benar-benar

merepresentasikan bagaimana kondisi di bawah permukaan yang sebenarnya serta

menghasilkan kualitas data yang baik.

3.1.1 Lokasi Pengukuran

Pada saat membuat desain pengukuran, penentuan titik-titik pengukuran

merupakan langkah awal yang harus diperhatikan dengan baik, agar mempunyai data

yang cukup lengkap untuk mengeksplorasi suatu daerah pengukuran.

Gambar 3.1a Lokasi praktikum metode VLF (Very Low Frequency)

Gambar 3.1b Desain pengukuran metode VLF (Very Low Frequency)

3.1.2 Peralatan Akuisisi Conductivity

1. 1 (satu) unit VLF (Very Low Frequency)

2. 1 (satu) buah GPS Garmin

3. 1 (satu) unit Laptop

4. 1 (satu) perangkat alat tulis

VLF (Very Low Frequency) digunakan sebagai alat untuk merekam

variasi nilai frekuensi pada daerah pengukuran. GPS digunakan untuk

mencatat posisi latitude dan longitude pada setiap titik pengukuran untuk

semua line yang dibuat dan dituliskan secara manual menggunakan perangkat

alat tulis. Dan laptop yang digunakan adalah untuk melakukan pengolahan

datanya.

3.1.3 Pengaturan Alat

Proses pengaturan alat adalah pertama kali memasang semua perangkat

VLF (Very Low Frequency) sesuai dengan ketentuannya. Setealh alat

terpasang, sekita 5-15 menit ddilakukan penyetingan alat untuk memfilter

frekuensi yang ada sehingga nantinya didapatkan pilihan frekuensi yang

terendah dari stasiun pemancar (antara Jepang dengan Australia). Setelah

dilakukan pemilihan frekuensi terendah tersebut alat siap digunakan.

3.1.4 Proses Perekaman Data

Proses perekaman data dilakukan kurang lebih setiap 20 meter dan

dicatat titik bujur dan lintangnya beserta nilai inphase, kuadratum, total field,

tilt, Q-S pada alat tersebut. Dan semuanya dilakukan sebanyak 4 line. Dengan

proses pengambilan datanya alat tersebut menghadap utara 20o dibelokkan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Line 1

0 50 100 150 200 250 300 350 400

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

InphaseKuadratum

0 50 100 150 200 250 300 350

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

Fraser InphaseFraser Kuadratum

Line 2

0 50 100 150 200 250 300 350

-100

0

100

200

300

400

500

InphaseKuadratum

0 50 100 150 200 250 300 350

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

Fraser InphaseFraser Kuadratum

Line 3

0 50 100 150 200 250 300 350 400

-200

-150

-100

-50

0

50

InphaseKuadratum

0 50 100 150 200 250 300 350 400

-50

0

50

100

150

200

Fraser InphaseFraser Kuadratum

Line 4

0 100 200 300 400 500 600

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

InphaseKuadratum

100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Fraser InphaseFraser Kuadratum

Paper

0 50 100 150 200 250 300

-40

-20

0

20

40

60

80

RealImajiner

0 50 100 150 200 250 300

-100

-50

0

50

100

150

200

Real FraserImajiner Fraser

KH-Jelt Inphase

30 40 50 60 70 80 90100 1101200

5

10

15

20

-60-55-50-45-40-35-30-25-20-15-10-505101520253035404550

30 40 50 60 70 80 90100 110120

Jarak Koordinat

0

5

10

15

20

Ked

ala

ma

n (m

)

-60-55-50-45-40-35-30-25-20-15-10-505101520253035404550

KH-Jelt Kuadratum

80100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Jarak Koordinat (m)

0

10

20

Ked

alam

an

(m)

80100 120 140 160 180 200 220 240 260 2800

10

20

-30

-26

-22

-18

-14

-10

-6

-2

2

6

10

14

18

22

26

30

KH-Jelt Real

40 60 80100 120 140 160 180 200 220 240

Jarak Koordinat (m)

0

10

20

Ke

dala

man

(m

)

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

KH-Jelt Imajiner

40 60 80100 120 140 160 180 200 220 240

Jarak Koordinat (m)

0

10

20

Ked

ala

man

(m

)

-9-8-7-6-5-4-3-2-10123456789101112

4.2 Pembahasan

4.2.1 Data Praktikum

4.2.2 Data Paper

Pada jurnal ini menggunakan metode VLF-EM, dimana metode ini termasuk ke dalam

elektromagnetik yang pasiff yang bekerja di rentang frekuensi sangat rendah, yaitu 15-30

KHz. Dimana penggunaan metode ini untuk menyelidiki masalah geo-lingkungan yang

dangkal, konduktivitas rendah lapisan sedimen di Taiwan. Contoh dalam penggunaan

lapangan pada metode ini berhasil mencari zona sesar dangkal non-mineralisasi. Nilai

perpotongan antara in-phase dan kuadrature pada peta kontur dapat mencari sumber anomali

bawah permukaan bumi. Dimana analisis lebih lanjut pada profil single VLF puncak

mengungkapkan bahwa metode ini dapat menentukan struktur bawah permukaan dan

konduktivitasnya. Keuntungannya adalah tidak merusak, non-invasif, dan rendah daya

sehingga metode ini ramah lingkungan.

Pengolahan data VLF dilakukan dengan penyaringan Fraser dan penyaringan KH-Jelt.

Dimana hal tersebut adalah dua metode secara luas yang digunakan dalam pengolahan data

VLF yang menghasilkan kepadatan arus setara. Fraser penyaringan memiiki fungsi sebagai

operator smoothing low-pass dan KH-Jelt merupakan perpanjangan dari penyaringan fraser

dengan desain broadband.

Pada kasus ini, untuk menemukan anomali data uang diukur diolah dengan

menggunakan fraser penyaringan sebelum menghasilkan peta kontur. Estimasi kedalaman

dapat dibuat dengan menganalisa puncak atau menganalisa filter KH-Jelt. Dimana prinsip

skema interpretasi data VLF sebagai berikut:

1. Data asli dengan puncak positif dan negative yang berbeda dapat

menunjukkan struktur bawah permukaan yang signifikan. Dan mengikuti

konvensi dalam VLF, perpotongan dalam in-phase dan quadrature

menentukan lokasi dari bawah permukaan.

2. Untuk struktur dengan geometri sederhana, kedalaman dari suatu benda dapat

diestimasikan dari jarak horizontal antara titik puncak positif dan negative

dalam in-phase profil.

3. Dibandingkan dengan in-pahse data, quadrature biasanya lebih kecil namun

penting untuk membedakan anomali konduktivitas benda. Sebuah infleksi

positif (positif-negatif) menunjukkan konduktor rendah, dan sebaliknya.

4. Amplitude quadrature mencerminkan kekuatan konduktor. Dalam proil in-

phase, amplitude juga dipengaruhi oleh konduktivitas, tetapi dimenti anomali

benda memberikan efek yang lebih nyata.

5. Amplitudo dalam in-phase juga dipengaruhi oleh konduktivitas tanah.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Praktikan menguasai penggunaan alat VLF (Very Low Frequency) dengan baik,

terbukti didapatnya data dari hasil praktikum

Praktikan dapat melakukan semua proses tahapan pengambilan data, pengolahan data,

dan interpretasi data VLF (Very Low Frequency), sehingga pada akhirya didapat grafik data

fraser dan peta penampang KH-Jelt daerah pengukuran serta analisa terhadap bentuk

penampang tersebut.

Praktikan sulit melakukan pendugaan di sekitar daerah pengukuran karena pada saat

melaukan pengukuran kondisi di sekitar kanan dan kiri banyak dipenuhi oleh benda-benda

logam seperti tiang listrik, kendaraan bermotor, dan sebagainya.

5.2 Saran

Karena sulitnya untuk membaca interpretasi pada kali ini, maka dapat dilakukan

perbandingan antara data percobaan pada metode geofisika sebelumnya, seperti

konduktivitimeter dan geolistrik. Dan diusahakan untuk metode ini data yang didapat dalam

jumlah banyak karena saat pengolahan data terdapat beberapa jumlah data yang harus

dibuang (tidak terpakai).

DAFTAR PUSTAKA

http://berkaryaselalu.blogspot.com/2013/04/metode-vlf-em-very-low-frequency.html [aksess

5/25/2014 5:12 PM]

http://nursina.blogspot.com/2012/11/metode-very-low-frequency-vlf_7.html [aksess

5/25/2014 5:13 PM]

http://id.scribd.com/doc/76156728/Metode-Elektromagnetik-Very-Low-Frekuensi-Vlf-em

[aksess 5/25/2014 5:13 PM]