Aplikasi Gelombang Elektromagnetik di Tambang Kemajuan Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Seperti apakah gelombang elektromagnetik, apa contoh gelombang elektromagnetik elektromagnetik itu? Gelombang elektromagnetik sebenarnya sebenarnya selalu ada disekitar kita, salah satu contohnya adalah sinar matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah gelombang radio. Tetapi spektrum gelombang elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya. ntuk itu disini kita akan mempelajari tentang rentang spektrum gelombang elektromagnetik, karakteristik khusus masing-masing gelombang elektromagnetik di dalam spectrum dan contoh dan penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Pengertian Gelombang elektromagnetik
Gelombang !lektromagnetik !lektromagnetik adalah gelombang yang dapat dapat merambat "alau tidak ada medium. !nergi elektromagnetik elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu# panjang gelombang$"a%elength, frekuensi, frekuensi, amplitude$amplitude, kecepatan. kecepatan. &mplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. 'rekuensi 'rekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan "aktu. 'rekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya. frekuensinya. !nergi elektromagnetik elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada le%el yang berbedabeda. Semakin tinggi le%el energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. frekuensinya. *erbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik. Ciri-ciri gelombang elektromagnetik :
+ari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik elektromagnetik adalah sebagai berikut# *erubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama. &rah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. +ari ciri no diperoleh bah"a gelombang elektromagnetik merupakan gelombang trans%ersal.
Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristi"a pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. uga mengalami peristi"a polarisasi karena termasuk gelombang trans%ersal. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya. Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik. *endapat ames Clerk /a0"ell menunjukkan bah"a gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada. Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh 1einrich 1ert2, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh /a0"ell itu. 3eberapa tahun kemudian Guglielmo /arconi memperagakan bah"a gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa ka"at sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga buat tele%isi, sinar 4, sinar gamma, sinar infra, sinar ultra%iolet adalah contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari le"at hasil pemikiran /a0"ell. Sumber gelombang elektromagnetik 1. 2. 3. 4. 5.
5silasi listrik. Sinar matahari 6 menghasilkan sinar infra merah. 7ampu merkuri 6 menghasilkan ultra %iolet. *enembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam 6 menghasilkan sinar 4 (digunakan untuk rontgen). 8nti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
Spektrum gelombang elektromagnetik Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spectrum elektromagnetik di ba"ah disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan 9m) mencakup kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi 4-ray dan Gamma :ay. Ground Penetrating Radar
+aerah yang kaya akan batubara, banyak bersinggungan dengan area ra"a. :a"a yang terdiri dari unconsolidated soil menjadi tantangan bagi eksplorasi dan proses penambangan batubara. !ndapan ra"a yang tebal menimbulkan kesulitan baik dalam hal akses eksplorasi maupun dalam usaha eksploitasi batubara. Ground penetrating radar (G*:) adalah salah satu metode geo;sika yang memanfaatkan aplikasi gelombang elektromagnetik (radio) dalam mengidenti;kan lapisan batuan. 'rekuensi gelombang radio yang tinggi memungkinkan gelombang radio mengidenti;kasi lapisan yang tipis, termasuk didalamnya endapan ra"a. *enetrasi gelombang radio yang dangkal dan mampu mengidenti;kasi lapisan yang tipis tersebut sesuai dengan kebutuhan identi;kasi dimensi ra"a pada area potensi batubara.
/etode penelitian yang dilakukan dibagi menjadi tahap yaitu tahap percobaan dan tahap project, pada tahap pertama dilakukan pengukuran G*: di area yang dapat dijangkau oleh mesin bor, dengan membandingkan kedalaman ra"a aktual dari pemboran dengan hasil identi;kasi kedalaman ra"a melalui G*:, tahapan ini menunjukan akurasi G*: dalam mengidenti;kasi kedalaman ra"a. Tahap kedua dilakukan pengukuran georadar pada area ra"a, untuk mengetahui sebaran dan kedalaman ra"a. +ata sebaran ra"a yang di dapat dikontrol kembali dengan data pemboran. +ata yang telah dikontrol tersebut digunakan dalam pemodelan geologi untuk perencanaan penambangan batubara di area ra"a. Secara umum peralatan georadar terdiri dari dua komponen utama yaitu peralatan pemancar gelombang radar (transmitter) dan peralatan penerima pantulan $ re pulsa-pulsa gelombang elektromagnetik (pada inter%al gelombang radar) untuk kemudian dilakukan perekaman intensitas gelombang radar yang berhasil dipantulkan kembali. *engukuran dan perekaman selisih "aktu (t) ini kemudian akan membentuk suatu pola penampang gelombang radar yang khas untuk tiap inter%al meter kedalamannya. *ola-pola re
gelombang elektromagnet Kedalaman pengukuran dapat disesuaikan dengan tujuan kegiatannya yanitu dengan mengatur frekuensi gelombang radar yang digunakan. Contoh penggunaan frekuensi tertentu untuk mencapai kedalaman tertentu adalah sebagai berikut # *enggunaan frekuensi @AA /12, untuk kedalaman eksplorasi maksimum hingga B, m *enggunaan frekuensi AA /12 untuk kedalaman eksplorasi maksimum hingga
@m *enggunaan frekuensi DA /12 - BE /12 untuk kedalaman eksplorasi antara BA m hingga FA m *eralatan untuk penelitian georadar ini adalah berupa satu unit georadar yang terdiri dari # Toughbook C'-B@ *C :adar Contol nit ( +&+ ) &ntena 8+S :8S T: AA/12 , "heel Kit (1! A ) dan Cabel metric eel Cabel 7&H Cabel 3atterai Cabel &C FAAcm 3atterai Kering &ntena nna>s 1andle
/ain nit 8+S :8S T: AA/12 *enerapan dalam ilmu lingkungan # B. *enyelidikan tanah pada perencanaan T*& (tempat pembuangan akhir) sampah . +eliniasi pencemar (polutan $ kontaminan) F. *emantauan pengendalian pencemaran dengan cara remediasi I. *emetaan saluran limbah diba"ah tanah . Keberadaaan tangki $ tempat penampungan limbah diba"ah tanah *enerapan pada ilmu geologi dan geoteknik (terutama untuk perencanaan dan konstruksi) # B. 8denti;kasi lapisan batuan$tanah ra"an longsor . *enentuan 2ona tanah$soil ekspansif F. *enyelidikan pondasi I. *enyelidikan deformasi bendung$embung . *encarian letak jalur pipa air $ drainase, untuk perbaikan sistem drainase E. /endeteksi lokasi galian $ tambang tua J. /endeteksi struktur karst (sinkhole, gua) pada batugamping D. Stratigra; (tatanan batuan $ tanah) dan struktur tanah *enerapan pada ilmu hidrologi dan batimetri # B. *embuatan pro;l batimetri $ penampang dasar laut $ sungai$ danau . *emetaan 2ona in;ltrasi $ intrusi air laut F. Keberadaan muka airtanah (mat)
*enerapan dan penambangan sedimen placer # B. Struktur dan stratigra; geologi pada sedimen placer . *enentuan bentuk dan arah penyebaran urat$mineralisasi F. *encarian deposit nikel laterit - *enerapan pada kegiatan tambang # B. Keberadaan struktur kekar $ retas pada batuan atau patahan . *erencanaan keselamatan tambang pada tambang dalam (tero"ongan) dan F. *emetaan struktur batuan pada tambang dalam (tero"ongan) ntuk /engetahui kedalama objek yang diditeksi, kecepatan dan perambatan dari gelombang elektromagnetik harus diketahui. Kecepatan perambatan tersebut tergantung kepada kecepatan cahaya di udara, konstanta di elektrik relatif medium perambatan.
:umus kedalama objek
/engetahui yang diditeksi,
Konstanta propagasi dihitung untuk menentukan propagasi, nilainya tergantung kepada nilai permiti%itas elektrik tanah ( ), permeabilitas magnetik tanah (L ), dan kondukti%itas listrik tanah (M).
Tabel *arameter G*:
3erikut ini adalah tabel *ermiti%itas +ielektrik, *ermeabilitas /agnetik dan Kondukti%itas 7istrik 3eberapa jenis tahanan
tabel *ermiti%itas +ielektrik
RADIOISOTOP :adionuklida atau radioisotop adalah isotop dari 2at radioaktif. radionuklida mampu memancarkan radiasi. :adionuklida dapat terjadi secara alamiah atau sengaja dibuat oleh manusia dalam reaktor penelitian. *roduksi radionuklida dengan proses akti%asi dilakukan dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalam teras reaktor. *roses ini la2im disebut irradiasi neutron, sedangkan bahan yang disinari disebut target atau sasaran. Heutron yang ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom target sehingga jumlah neutron dalam inti target tersebut bertambah. *eristi"a ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan inti atom sehingga berubah sifat menjadi radioaktif. i bidang *ertambangan :adioisotop memberikan manfaat besar pula di bidang pertambangan. *ada pertambangan minyak bumi, radioisotop membantu mencari jejak air di dalam lapisan batuan. *ada pengeboran minyak bumi biasanya hanya sebagian dari minyak bumi yang dapat diambil dengan memanfaatkan tekanan dari dalam bumi. ika tekanan telah habis atau tidak cukup, diperlukan tekanan tambahan untuk mempermudah pengambilannya. *enambahan tekanan ini dapat dilakukan dencan cara membanjiri cekungan minyak dengan air yang dikenal dengan
RADAR *emakaian radar dari udara untuk melacak kandungan mineral di ba"ah permukaan bumi, juga dilakukan +epartemen *ertambangan dan /ineral Kanada. Salah satu lembaga di ba"ahnya, +inas Sur%ei Geologi 5ntario, anuari lalu mulai menjalankan proyek pemetaan radar udara. Salah satu yang disur%ei adalah ka"asan yang dikenal sebagai /ine Centre. Selama sebulan, +inas Geologi 5ntario mengadakan sur%ei airborne, dengan biaya SN FD.AAA. 7uas arealnya AA kilometer persegi. Setiap pekan, perusahaan sur%ei terbang sepan-jang F.AAA kilometer. Sur%ei itu untuk mengukur medan magnetis, gra%itasi, dan kondukti%itas listrik batuan. *erusahaan yang kebagian pekerjaan adalah &eroOuest Sur%eys. Sebelumnya, pada B@DA-an daerah /ine Centre juga pernah disur%ei. Tapi
dengan teknologi kala itu, hasil-nya kurang memuaskan. *adahal, sesuai namanya, /ine Centre seharusnya memiliki kandungan mineral logam cukup banyak. Selama ini, daerah itu memiliki pusat tambang tembaga. +engan adanya sur%ei airborne, diharapkan kandungan logam yang lain juga ditemukan. Sementara ini, sur%ei udara memang menghasilkan temuan menarik. &da daerah yang diduga punya kandungan emas, baja, dan titanium. Sudah ada perusahaan s"asta yang tertarik melakukan eksplorasi. PPPP 3adan /ineral epang menggunakan sur%ei airborne magnetik sejak B@E@ sebagai bagian program eksplorasinya. *ada B@J, metode lebih canggih digunakan. 1asil penerapan metode ini adalah penemuan 1ishikari, yang kini dikenal sebagai tambang emas utama di epang. *ada B@@E, 3adan /ineral epang menerapkan airborne magnetik dan sur%ei radiometrik beresolusi tinggi. /etode ini mula-mula diterapkan di "ilayah 1okusatsu. +i sini, juga berhasil ditemukan deposit emas. 3adan /ineral epang makin yakin, metode ini memang layak digunakan untuk memprediksi keberadaan suatu mineral. 3adan /ineral epang juga menggunakan metode ini di luar negeri. *ada B@ED, lembaga ini mengirim peralatannya ke Qaire untuk melakukan sur%ei magnetik airborne. /ereka berhasil menemukan berbagai jenis mineral berharga. Tahun ini, juga dilakukan sur%ei di 3icol, ka"asan di 'ilipina yang diduga punya kandungan logam. 7umayan, bisa didapat deposit emas dan tembaga dalam jumlah cukup besar. PPPP 1ingga B@@, sumber utama eksplorasi tambang di 8rlandia adalah sur%ei reconnaissance pada B@J@-B@DA, yang dilakukan 1unting Geology and Geophysics 7td. Sur%ei "aktu itu berlangsung dari udara, dengan lebar jalur B km, panjang terbang I.@A km. Tinggi terbang sekitar AA meter. Hamun, hasilnya dinilai kurang presisi. *ada B@@-AA, dilakukan sur%ei ulang yang lebih rapat, untuk mendapatkan hasil lebih teliti. Sebanyak D blok disusur, dengan ketinggian terbang EA-BA meter. 3erbagai jenis data dikumpulkan# medan magnetik, ketinggian, gra%itasi. Total lintasan yang diterbangi panjangnya BFB.EJA kilometer, dengan luas mencapai E.EJ kilometer persegi. Citra yang dihasilkan dari sur%ei airborne itu lumayan sukses. +itemukan lokasi baru yang diduga menyimpan potensi mineral. PPPP 3umi sering disederhanakan sebagai berbentuk elips, dengan gra%itasi yang sama di seluruh permukaannya. Kenyataannya, massa di perut bumi mempunyai kerapatan berbeda# ada ra"a, lautan, tanah, atau daerah penuh mineral. Gra%itasi di atas lautan akan lebih rendah ketimbang yang di atas daerah penuh mineral. +aerah-daerah cekungan, yang di ba"ahnya mengandung minyak, mempunyai gra%itasi lebih rendah ketimbang daerah padat. Tiap-tiap mineral karena sifat atomiknya, memberikan reaksi yang spesi;k terhadap pancaran gelombang elektromagnetik. 3erbagai perbedaan itu yang dicari para penguber minyak, mineral, dan bahan tambang lain. 8ndonesia sangat membutuhkan data medan magnetik dan gaya berat, untuk memudahkan eksplorasi, serta lebih menarik in%estor. Sayangnya, banyak daerah yang masih kosong. Contohnya *apua, pulau yang banyak disebut sebagai gudangnya mineral di 8ndonesia. Sur%ei gra%itasi yang dilakukan 3akosurtanal bekerjasama dengan +enmark Technology ni%ersity,
diperkirakan tak hanya menghasilkan garis geoid. &nomali gaya berat yang didapat bisa untuk menduga ada tidaknya potensi mineral di ba"ah permukaan bumi Sula"esi.
PEGIDERAA !A"# abins (B@@E) dalam Kerle, et al. (AAI) menjelaskan bah"a penginderaan jauh adalah ilmu untuk memperoleh, mengolah dan menginterpretasi citra yang telah direkam yang berasal dari interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan sutau objek. Sedangkan menurut 7illesand and Kiefer (B@@F), *enginderaan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah atau fenomena yang dikaji. +ata penginderaan jauh diperoleh dari suatu satelit, pesa"at udara balon udara atau "ahana lainnya. +ata-data tersebut berasal rekaman sensor yang memiliki karakteristik berbeda-beda pada masing-masing tingkat ketinggian yang akhirnya menentukan perbedaan dari data penginderaan jauh yang di hasilkan (:ichards and ia, AAE). *engumpulan data penginderaan jauh dapat dilakukan dalam berbagai bentuk sesuai dengan tenaga yang digunakan. Tenaga yang digunakan dapat berupa %ariasi distribusi daya, distribusi gelombang bunyi atau distribusi energi elektromagnetik (*ur"adhi, AAB). /anfaat penginderaan jauh di bidang geo;sika, geologi, dan geodesi adalah sebagai berikut. a. /elakukan pemetaan permukaan, di samping pemotretan dengan pesa"at terbang dan menggunakan aplikasi G8S. b. /enentukan struktur geologi dan macam batuan. c. /elakukan pemantauan daerah bencana (kebakaran), pemantauan akti%itas gunung berapi, dan pemantauan persebaran debu %ulkanik d. /elakukan pemantauan distribusi sumber daya alam, seperti hutan (lokasi, macam, kepadatan, dan perusakan), bahan tambang (uranium, emas, minyak bumi, dan batu bara). e. /elakukan pemantauan pencemaran laut dan lapisan minyak di laut. f. /elakukan pemantauan pencemaran udara dan pencemaran laut. (+ra. Sri 1artati Soenarmo /S*, B@@F) Geolistrik merupakan salah satu metode geo;sika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. +alam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. &da beberapa macam metoda geolistrik, antara lain # metode potensial diri, arus telluric, magnetoteluric, elektromagnetik, 8* (8nduced *olari2ation), resisti%itas (tahanan jenis) dan lain-lain.
Geomagnet Sur$e% &lat yang dipergunakan adalah Geomagnetic aOuiment &plikasi pekerjaannya # R 8ndikasi batuan diba"ah permukaan,
Salah satu metode yang banyak digunakan dalam prospeksi geo;sika adalah metode elektromagnetik. /etode elektromagnetik ini biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda konduktif. *erubahan komponen-komponen medan akibat %ariasi kondukti%itas dimanfaatkan untuk menentukan struktur ba"ah permukaan. /edan elektromagnetik yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja, seperti dengan membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah obser%asi, pengukuran semacam ini disebut teknik pengukuran aktif. Contoh metode ini adalah Turam elektromagnetik. /etode ini kurang praktis dan daerah obser%asi dibatasi oleh besarnya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif, yaitu dengan memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak secara sengaja dibangkitkan di sekitar daerah pengamatan. Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (B-FA Kh2) yang digunakan untuk kepentingan na%igasi kapal selam. Teknik ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas.
Tugas &akala' (isika
Respati &u'ammad ))*)+,)* .elas: C
Teknik Pertambangan (akultas Teknologi &ineral "P /0eteran1 2og%akarta
