Penyelidikan Geologi : Metode Geolistrik

A. Definisi dan Tujuan

            Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik bumi dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi.  

            Penyelidikan Geologi dengan menggunakan metode geolistrik bertujuan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan sampai kedalaman sekitar 300 m sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan adanya lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa air. Umumnya yang dicari adalah ‘confined aquifer’ yaitu lapisan akifer yang diapit oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan lempung) pada bagian bawah dan bagian atas. ‘Confined’ akifer ini mempunyai ‘recharge’ yang relatif jauh, sehingga ketersediaan air tanah di bawah titik bor tidak terpengaruh oleh perubahan cuaca setempat.

            Salain kegunaan tersebut, Geolistrik dipakai untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang mempunyai kontras resistivitas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan bawahnya. Bisa juga untuk mengetahui perkiraan kedalaman ‘bedrock’ untuk fondasi bangunan. Metoda geolistrik juga digunakan untuk menduga adanya panas bumi (geotermal) di bawah permukaan. Hanya saja metoda ini merupakan salah satu metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk mengetahui secara pasti keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan.

B. Tata Cara

            Dalam penyelidikan geolistrik ada beberapa tahapan kegiatan yang perlu dilaksanakan, meliputi penentuan titik ukur, persiapan peralatan, dan kegiatan lapangan (pengambilan data, pengolahan data). Penentuan rencana dan pengukuran titik-titik ukur geolistrik harus mengikuti persyaratan tertentu dengan tujuan untuk mendapatkan data yang baik serta mewakili suatu wilayah prospek. Demikian juga, pada saat pengambilan data/pengukuran di lapangan harus mengikuti persyaratan dan tatacara tertentu untuk mendapatkan data lapangan yang baik, terhindar dari gangguan (noise) dan aman (dari petir, hujan dsb).

a. Penentuan dan Pengukuran Titik Ukur

            Rencana titik ukur geolistrik ditentukan sebelum keberangkatan ke lapangan dan harus memenuhi kriteria:

(1)              Penentuan titik ukur harus memperhatikan kondisi geologi misalnya posisi lintasan titik ukur memotong arah struktur geologi dengan mempertimbangkan faktor kesulitan medan (topografi). 

(2)              Distribusi titik ukur tersusun dalam lintasan-lintasan sehingga membentuk grid, kecuali pada medan (topografi) yang tidak memungkinkan dilakukan pengukuran geolistrik maka dapat dipindahkan ke tempat lain.

(3)              Setiap lintasan diusahakan membentuk garis lurus dengan deviasi maksimum sebesar 20^o.

(4)              Titik pengukuran untuk data sounding umumnya berada pada daerah yang dianggap prospek dan ingin diketahui lapisannya secara lebih detail.

b. Peralatan Geolistrik

Peralatan geolistrik terdiri dari perangkat alat pengirim arus (transmitter), penerima potensial (receiver), dan alat penunjang (accessories).

(1)              Perangkat alat pengirim arus

       Terdiri dari pembangkit arus DC atau arus AC dengan frekuensi sangat rendah (<20 10.000="" 1="" 4="" 75="" ac="" alat="" ampermeter="" arah="" arus.="" arus="" atas="" atau="" bacaan="" baik="" baja="" berfungsi="" berupa="" besi="" cm.="" dalam="" dan="" dapat="" daya="" dengan="" di="" dibutuhkan="" dihubungkan="" dikirim="" dilengkapi="" elektroda="" frekuensi="" harus="" hingga="" hz="" kabel="" ke="" ketelitian="" ketiga="" konduktivitas="" kva.="" lapangan.="" listrik="" logam="" ma.="" ma="" membalikkan="" membangkitkan="" mempunyai="" mengeluarkan="" mengirim="" merupakan="" o:p="" pada="" panjang="" pembalik="" pembangkit="" pengirim="" pengukuran="" perangkat="" rendah="" rentang="" saat="" sangat="" searah="" sekitar="" sekurang-kurangnya="" seperti="" serta="" sumber="" tanah.="" tembaga="" tersebut="" untuk="" yang="">

(2)              Perangkat alat penerima potensial

       Terdiri dari voltmeter, penyelaras (kompensator), dan elektroda potensial. Voltmeter mempunyai rentang bacaan antara 0,001 mVolt s.d. 100 Volt dengan faktor kesalahan kurang dari 5%; mempunyai input impedansi ± 1 MW. Kompensator yang mampu menghilangkan pengaruh dari potensial alam (self potensial). Elektroda potensial berupa pot non polarisasi dengan porositas yang baik, dan dirangkai dengan batang yang biasanya menggunakan bahan tembaga sebagai alat penghubung dengan voltmeter/kompensator.

(3)              Peralatan Penunjang.

       Selain peralatan utama, dalam pengukuran geolistrik juga dibutuhkan beberapa peralatan penunjang untuk mempermudah kegiatan di lapangan, yaitu radio komunikasi (Handy Talky), kertas grafik Log-log, lempung (bentonit) bila diperlukan, gendongan (carry bone), tool kit dan multimeter. Alat penunjang lain meliputi alat keselamatan kerja, seperti tenda pelindung panas dan hujan, masker gas, sepatu lapangan, topi pelindung kepala (helm), jas hujan, dll. Alat lain termasuk alat penghitung/kalkulator, alat tulis.

c. Kegiatan Lapangan

Kegiatan pengambilan data di lapangan meliputi persyaratan dan tata cara pengambilan data, yang dibutuhkan untuk mengatur pengambilan data lapangan sehingga didapatkan hasil yang baik. Syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam pengambilan data geolistrik, diantaranya:

(1)              Sebelum pengukuran harus dilakukan pengenalan medan lapangan untuk mengetahui strategi pengukuran yang efisien dan efektif.

(2)              Pengambilan data dilakukan pada titik ukur yang telah direncanakan.

(3)              Persiapan alat ukur geolistrik wajib dilakukan untuk memastikan bahwa peralatan dapat berfungsi dengan baik dan lengkap (disesuaikan dengan kebutuhan).

(4)              Data yang dibaca di lapangan berupa kuat arus listrik dan beda potensial.

(5)              Data yang dibutuhkan wajib dicatat sesuai format data.

Perlu diperhatikan, bahwa pengambilan data tidak boleh dilakukan atau sebaiknya dihindarkan dari:

(1)               Terdapat kebocoran arus listrik pada saat pengukuran.

(2)               Kondisi hujan sehingga mempengaruhi hasil pengukuran ataupun membahayakan jiwa para petugas.

(3)               Pengaruh induksi arus listrik tegangan tinggi (PLN, generator listrik, mesin pabrik, dan lain-lain).

(4)               Aliran air (selokan maupun pipa air) yang menimbulkan polarisasi arus.

Secara umum kegiatan pengukuran atau pengambilan data geolistrik di lapangan terdiri dari pengesetan (setting) dan pembacaan alat. Tata cara pengambilan data pemetaan tahanan jenis (mapping) diuraikan di bawah ini:

(1)              Kabel arus dibentangkan searah dengan lintasan melalui titik-titik ukur yang telah ditentukan, panjang kabel sekurang-kurangnya 2 kali bentangan AB/2 maksimum (2 x AB/2 maksimum). 

(2)              Elektroda potensial (M,N) ditanam di tanah. Untuk mendapatkan kontak yang bagus dengan tanah, lubang tanah perlu dibersihkan dari pengotor (tanaman, batuan, dan lain-lain). Jika lubang tanah kering, maka perlu disiram dengan air dan/atau jika lubang berada di atas batuan, maka perlu ditutup dengan lempung basah.

(3)              Perangkat alat pengirim arus dan penerima potensial dipersiapkan terpisah di sekitar titik ukur. Perangkat pengirim arus harus dijauhkan dari lokasi pemasangan elektroda potensial (porouspot).

(4)              Perangkat pengirim arus dihubungkan dengan elektroda arus melalui kabel dan bentangan kabel diusahakan tidak menempel tanah.

(5)              Perangkat penerima potensial dihubungkan dengan elektroda potensial melalui kabel. Kabel potensial diusahakan tidak berdekatan dengan kabel arus.

(6)              Kontak elektroda potensial harus dites dengan mengukur tahanan listriknya dan diusahakan memberikan harga <1 2.="" besar="" cara="" dengan="" diperbaiki="" harus="" jika="" kohm.="" kontak="" maka="" masih="" o:p="" pada="" poin="" seperti="">

(7)              Elektroda arus (A,B) ditanam di tanah sehingga tercapai kontak arus listrik yang bagus pada bentangan AB/2 yang sudah ditentukan. Kontak elektroda arus (A,B) dites dengan mengukur tahanan listriknya dan diusahakan memberikan harga <1 air="" atau="" baik="" belum="" bila="" cara="" dengan="" didapat="" diperbaiki="" dipindahkan="" elektroda="" harus="" jika="" ke="" kohm.="" kontak="" lapisan="" maka="" memiliki="" menyiram="" o:p="" tanah="" tanahnya="" tebal.="" tempat="" tipis="" yang="">

(8)              Kabel arus dipastikan tidak mengalami kebocoran. Kebocoran biasanya disebabkan oleh adanya kontak antara kabel yang terkelupas dengan bahan yang dapat menghantarkan arus listrik (tanah basah, pohon basah, air, dan lain-lain). Untuk melihat adanya kebocoran dapat dilakukan dengan memutuskan hubungan kabel dengan elektroda arus, kemudian mengukur tahanannya. Apabila setelah hubungan kabel diputus masih terdapat nilai tahanan berarti ada kebocoran.

(9)              Arus listrik dialirkan dari sumber arus ke titik A dan B secara bergantian dengan perioda 5 – 10 detik. Besarnya arus listrik yang dialirkan melalui elektroda arus disesuaikan dengan jarak bentangan AB/2, semakin besar bentangan maka semakin besar arus yang dialirkan. Biasanya pada kenaikan jarak bentangan kabel sepanjang 1 meter setara dengan kenaikan arus 1 mA.

            Data yang dibaca pada alat pengukuran geolistrik berupa kuat arus (mA) dan selisih potensial (V).

            Nilai tahanan jenis semu diplot pada kertas grafik log-log untuk melihat kualitas data. Jika garis antara dua titik membentuk sudut lebih dari 45o terhadap garis datar, maka dilakukan pengulangan pengambilan data. Pada saat akan melakukan pengukuran ulang perlu diperiksa kembali tahanan elektroda potensial dan elektroda arus untuk meyakinkan bahwa kontak elektroda bagus. Untuk mendapatkan data dengan tingkat kepercayaan yang lebih tinggi maka pembacaan data dilakukan beberapa kali (biasanya 5 kali).