METODE GEOLISTRIK

 METODE GEOLISTRIK

Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang dapat digunakan untuk memberikan gambaran model resistivitas guna mendukung data geologi dalam proses eksplorasi geofisika. Model resistivitas bawah permukaan dapat menggambarkan struktur, sebaran, dan orientasi lapisan bawah permukaan bumi yang menjadi target dalam eksplorasi geofisika.Dalam survei lapangan metode ini sering digunakan untuk survei eksplorasi air tanah, eksplorasi mineral, pemetaan geoteknik (basment) pemetaan zona pencemaran (leaching), pemetaan bidang lincir zona longsor dan lain-lain.

Metode geolistrik merupakan metode yang menggunakan prinsip aliran arus listrik dalam menyelidiki struktur bawah permukaan bumi. Aliran arus listrik dapat mengalir di dalam tanah melalui batuan-batuan dan sangat dipengaruhi oleh adanya air tanah dan garam yang terkandung di dalam batuan serta adanya mineral logam dan panas yang tinggi (hidrothermal).

Metode geolistrik merupakan ilmu yang mempelajari tentang bumi dengan penggunaan pengukuran fisik diatas permukaan. Dari sisi lain, geofisika mempelajari semua isi bumi baik yang terlihat maupun yang tidak terlihat langsung oleh pengukuran sifat fisik dengan menyesuaikan yang pada umumnya pada permukaan. Metode geofisika sebagai pendeteksi perbedaan tentang sifat sifis didalam bumi. Kepadatan, kemagnetan, kekenyalan, dan tahanan jenis adalah kekayaan yang paling umum digunakan untuk mengukur penelitian yang memungkinkan perbedaan didalam bumi untuk ditafsirkan dalam kaitannya dengan struktur mengenai lapisan tanah, berat jenis batuan dan rembesan isi air, dan mutu air. 

Geolistrik adalah suatu metoda eksplorasi geofisika untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan dengan menggunakan sifat-sifat kelistrikan batuan. Sifat-sifat kelistrikan tersebut adalah, antara lain. tahanan jenis (specific resistivity, conductivity, dielectrical constant, kemampuan menimbulkan self potential dan medan induksi serta sifat menyimpan potensial dan lain-lain. Pendugaan geolistrik dilakukan dengan menghantarkan arus listrik (beda I) buatan kedalam tanah melalui batang elektroda arus , kemudian mengukur beda potensial (beda V) pada elektroda lain. Hasil pencatatan akan dapat mengetahui tahanan jenis bahan yang dilalui oleh arus listrik dapat diketahui dengan hukum ohm yaitu :

                                              

dimana :

R = tahanan (ohm/mohm),                     I = beda arus listrik dalam amper/mampe). 

V= beda potensial listrik (volt/mvolt)

 

Gambar 2.  Prinsip kerja Geolistrik

Umumnya, metode resistivitas ini hanya baik untuk eksplorasi dangkal, yaitu sekitar 100 meter. Jika kedalaman lapisan lebih dari harga tersebut, informasi yang diperoleh kurang akurat, hal ini disebabkan karena melemahnya arus listrik untuk jarak bentang yang semakin besar. Karena itu, metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi dalam. Sebagai contoh eksplorasi minyak. Metode resistivitas lebih banyak digunakan dalam bidang enginering geology (seperti penentuan kedalaman batuan dasar), pencarian reservoir air, pendeteksian intrusi air laut, dan pencarian ladang geotermal.

Untuk mengatasi adanya tegangan listrik alami ini hendaknya sebelum dilakukan pengaliran arus listrik, multimeter diset pada tegangan listrik alami tersebut dan kedudukan awal dari multimeter dibuat menjadi nol. Dengan demikian alat ukur multimeter akan menunjukkan tegangan listrik yang benar-benar diakibatkan oleh pengiriman arus pada elektroda AB. Multimeter yang mempunyai fasilitas seperti ini hanya terdapat pada multimeter dengan akurasi tinggi. Berikut adalah macam-macam konfigurasi resistivity.

1.    Konfigurasi Wenner

Keunggulan dari konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian pembacaan tegangan pada elektroda MN lebih baik dengan angka yang relatif besar karena elektroda MN yang relatif dekat dengan elektroda AB. Disini bisa digunakan alat ukur multimeter dengan impedansi yang relatif lebih kecil.Sedangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi homogenitas batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh terhadap hasil perhitungan. Data yang didapat dari cara konfigurasi Wenner, sangat sulit untuk menghilangkan factor non homogenitas batuan, sehingga hasil perhitungan menjadi kurang akurat.

 

Gambar 3. Konfigurasi Wenner

2.    Konfigurasi Schlumberger

Pada konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB.

Kelemahan dari konfigurasi Schlumberger ini adalah pembacaan tegangan pada elektroda MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak AB yang relatif jauh, sehingga diperlukan alat ukur multimeter yang mempunyai karakteristik ‘high impedance’ dengan akurasi tinggi yaitu yang bisa mendisplay tegangan minimal 4 digit atau 2 digit di belakang koma. Atau dengan cara lain diperlukan peralatan pengirim arus yang mempunyai tegangan listrik DC yang sangat tinggi.

Sedangkan keunggulan konfigurasi Schlumberger ini adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2.Agar pembacaan tegangan pada elektroda MN bisa dipercaya, maka ketika jarak AB relatif besar hendaknya jarak elektroda MN juga diperbesar. Pertimbangan perubahan jarak elektroda MN terhadap jarak elektroda AB yaitu ketika pembacaan tegangan listrik pada multimeter sudah demikian kecil, misalnya 1.0 milli Volt

Umumnya perubahan jarak MN bisa dilakukan bila telah tercapai perbandingan antara jarak MN berbanding jarak AB = 1 : 20. Perbandingan yang lebih kecil misalnya 1 : 50 bisa dilakukan bila mempunyai alat utama pengirim arus yang mempunyai keluaran tegangan listrik DC sangat besar, katakanlah 1000 Volt atau lebih, sehingga beda tegangan yang terukur pada elektroda MN tidak lebih kecil dari 1.0 milliVolt.

 

Gambar  4. Konfigurasi Schlumberger

3.    Konfigurasi Dipole-Dipole

Selain konfigurasi Wenner dan Schlumberger, konfigurasi yang dapat digunakan adalah Pole-pole, Pole-dipole dan Dipole-dipole. Pada konfigurasi Pole-pole, hanya digunakan satu elektrode untuk arus dan satu elektrode untuk potensial. Sedangkan elektrode yang lain ditempatkan pada sekitar lokasi penelitian dengan jarak minimum 20 kali spasi terpanjang C1-P1 terhadap lintasan pengukuran. Sedangkan untuk konfigurasi Pole-dipole digunakan satu elektrode arus dan dua elektrode potensial. Untuk elektrode arus C2 ditempatkan pada sekitar lokasi penelitian dengan jarak minimum 5 kali spasi terpanjang C1-P1. Sehingga untuk penelitian skala laboratorium yang mungkin digunakan adalah konfigurasi Dipole-dipole.

Pada konfigurasi Dipole-dipole, dua elektrode arus dan dua elektrode potensial ditempatkan terpisah dengan jarak na, sedangkan spasi masing-masing elektrode a. Pengukuran dilakukan dengan memindahkan elektrode potensial pada suatu penampang dengan elektrode arus tetap, kemudian pemindahan elektrode arus pada spasi n berikutnya diikuti oleh pemindahan elektrode potensial sepanjang lintasan seterusnya hingga pengukuran elektrode arus pada titik terakhir di lintasan itu.

 

 

Gambar 5. Konfigurasi Dipol-dipol

CARA KERJA METODE GEOLISTRIK
Biasanya metoda geolistrik yang kerap dipakai yaitu yang memakai 4 buah elektroda yang terdapat dalamsatu garis lurus dan simetris pada titik tengah, yakni 2 buah elektroda arus (AB) dibagian luar serta 2 buah elektroda ntegangan (MN) dibagian dalam.

Gabungan dari jarak AB/2, jarak MN/2, besarnya arus listrik yang dialirkan dan tegangan listrik yang berlangsung bakal didapat satu harga tahanan type semu (‘Apparent Resistivity’). Dimaksud tahanan type semu lantaran tahanan type yang terhitung itu adalah paduan dari banyak susunan batuan dibawah permukaan yang dilewati arus listrik.

Apabila satu set hasil pengukuran tahanan type semu dari jarak AB terpendek hingga yang terpanjang itu digambarkan pada grafik logaritma ganda dengan jarak AB/2 juga sebagai sumbu-X serta tahanan type semu juga sebagai sumbu Y, jadi bakal didapat satu bentuk kurva data geolistrik. Dari kurva data itu dapat dihitung serta disangka karakter susunan batuan dibawah permukaan.

C. KEGUNAAN GEOLISTRIK
Tahu karakteristik susunan batuan bawah permukaan hingga kedalaman seputar 300 m sangatlah bermanfaat untuk tahu kemungkinan ada susunan akifer yakni susunan batuan yang disebut susunan pembawa air. Biasanya yang di cari yaitu ‘confined aquifer’ yakni susunan akifer yang diapit oleh susunan batuan kedap air (umpamanya susunan lempung) di bagian bawah serta sisi atas. ‘Confined’ akifer ini memiliki ‘recharge’ yang relatif jauh, hingga ketersediaan air tanah dibawah titik bor tak dipengaruhi oleh pergantian cuaca setempat.

Geolistrik ini dapat untuk mendeteksi ada susunan tambang yang memiliki kontras resistivitas dengan susunan batuan di bagian atas serta bawahnya. Dapat pula untuk tahu perkiraan kedalaman ‘bedrock’ untuk fondasi bangunan.

Metoda geolistrik dapat juga untuk mengira ada panas bumi (geotermal) dibawah permukaan. Cuma saja metoda ini adalah salah satu metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk tahu dengan cara pasti kehadiran sumber panas bumi dibawah permukaan.