TEORI DAN APLIKASI METODE VLF
( V er y L ow F r equency uency)) Paper ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Survey Elektromagnetik Elektromagnetik Dosen Pengampu : Dr. Wahyudi
Disusun Oleh: Desi Kiswiranti
(11/322880/PPA/03591) (11/322880/PPA/03591)
Sudra Irawan
(11/323010/PPA/03603) (11/323010/PPA/03603)
Natalius Simanullang (11/323333/PPA/03638) (11/323333/PPA/03638)
PROGRAM STUDI S2 ILMU FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS GADJAH MADA 2011
1
I.
Pendahuluan
Metode Very Low Frequency (VLF) adalah metode elektromagnetik yang bertujuan untuk mengukur daya hantar batuan berdasarkan pengukuran gelombang elektromagnetik sekunder. Gelombang ini merupakan gelombang hasil induksi elektromagnetik (EM) yang berfrekuensi sangat rendah dari 10 sampai 30 Khz. Metode ini memanfaatkan gelombang pembawa (carrier wave) dari wave) dari pemancar yang dibuat oleh militer untuk komunikasi bawah laut. Mengigat frekuensinya yang cukup rendah, gelombang ini juga menjalar ke seluruh dunia dengan atenuasi yang kecil dalam pandu gelombang suara antara permukaan bumi dan ionosfer. Akibat induksi gelombang tersebut, maka di dalam medium akan timbul arus induksi. Arus induksi (arus eddy) inilah yang menimbulkan medan sekunder yang dapat ditangkap di permukaan. Besarnya kuat arus EM sekunder ini sebanding dengan besarnya besarnya daya hantar listrik batuan (σ), sehingga dengan mengukur kuat medan pada arah tertentu, secara tidak langsung kita dapat mendeteksi daya hantar listrik batuan dibawahnya.
uency (VLF) II. Prinsip Dasar Perambatan Gelombang EM V er y L ow F r equency A. Pemancar
Pembangunan pemancar VLF dimulai pada awal PD 1 pada tahun 1910 untuk komunikasi jarak jauh. Komunikasi dengan frekuensi VLF ini kemudian diperkuat hingga dapat digunakan untuk komunikasi sub-marine sub-marine yaitu kapal selam. Dua alasan pemakaian gelombang VLF adalah kemampuannya untuk komunikasi global karena pelemahan yang sangat kecil di dalam pandu gelombang bumi-ionosfer dan penetrasinya cukup efektif hingga dapat menembus laut dalam. Secara fisik, ukuran luas antena VLF sangatlah besar yaitu sekitar 10 km 2 dan dipasang hingga ketinggian 200-300 m. Ukuran luas yang cukup lebar tersebut dimaksudkan untuk meningkatkan kapasitansi input dari pemancar tunggal VLF. Gambar 1 menunjukkan ilustrasi transmitter raksasa VLF NLK di Seattle, US yang dibangun pada lembah dua bukit. Pemancar VLF yang biasa dipergunakan di Indonesia adalah pemancar NWC (North West Cape) Australia, NDT dan JJF4 di Jepang, Bombay serta India.
2
Gambar 1. Jim Creek Antena, Sheattle, US
B. Pengaruh atmosfer
Sumber noise noise yang utama adalah radiasi medan elektromagnetik akibat kilat atmosfer balik di tempat yang dekat/ jauh dengan lokasi pengukuran. Pada frekuensi VLF, radiasi medan ini cukup dapat melemahkan sinyal yang dipancarkan oleh pemancar. Daerah yang cukup banyak terdapat badai tersebut adalah Amerika Tengah dan Amerika Selatan, Afrika Tengah dan Kepulauan Asia Tenggara sehingga di Indonesia gangguan noise ini cukup banyak. Gangguan ini dicirikan dengan naiknya kuat medan listrik vertikal dan kuat medan magnet horizontal secara tiba-tiba (jika sumber medan cukup dekat dengan pengukur) dan relative berbentuk Gaussian Gaussian jika sumber medan cukup jauh. Noise kedua Noise kedua adalah variasi diurnal medan elektromagnetik bumi, dimana terjadi pergerakan badai dari arah timur ke barat yang terjadi pada siang hari hingga sore hamper malam. Untuk daerah Australia, gangguan noise minimum noise minimum terjadi pada saat musim salju (Mei-Juli) dan noise maksimum noise maksimum terjadi pada saat pertengahan musim panas (November-Januari). Noise harian Noise harian minimum berada pada jam 08.00 waktu lokal, kemudian merambat naik hingga maksimum pada jam 16.00 waktu lokal. Dengan beberapa informasi ini disarankan bahwa pengukuran VLF di Indonesia dilakukan pada bulan musim kemarau (Mei-Juli) (Mei -Juli) mulai dari pagi-pagi sekali jam 06.00 hingga mendekati pukul 11.00 siang.
3
C. Perambatan Medan EM
Medan elektromagnetik dinyatakan dalam 4 vektor-vektor medan, yaitu :
E = intensitas medan listrik (V/m)
H = intensitas medan magnetisasi (A/m)
B = induksi magnetik / rapat fluks (Wb/m 2 atau Tesla)
D = pergeseran listrik (C/m2)
Keempat vektor tersebut dikaitkan dalam persamaan Maxwell.
∇ × = ∇ × = 1 ∇ . = 0 ∇ . = Persamaan diatas dapat direduksi dengan menggunakan hubungan-hubungan tensor tambahan sehingga diperoleh persamaan yang hanya berkait dengan medan E dan H saja (Grant and West, 1965. P496). Apabila diasumsikan medan E dan H tersebut hanya sebagai fungsi waktu eksponensial, akan diperoleh persamaan vektorial sebagai :
∇ = ∇ = Dengan ε permitivitas dielektrik (F/m), µ permeabilitas magnetik (H/m) dan σ konduktivitas
listrik
(S/m).
Bagian
kiri
pada
sisi
kanan
persamaan
menunjukkan arus konduksi sedangkan bagian kanannya menunjukkan sumbangan arus pergeserannya. Di dalam VLF (pada frekuensi < 100 kHz), arus pergeseran akan lebih kecil daripada arus konduksi karena permitivitas dielektrik batuan rata-rata cukup kecil (sekitar 10ε 0 dengan ε0 sebesar 9 x 10 -12 F/m) dan konduktivitas target VLF biasanya ≥10-2 S/m. Hal ini menunjukkan bahwa efek medan akibat arus
konduksi
memegang
peranan
penting
ketika
terjadi
perubahan
konduktivitas medium (Sharma, 1997). Arus Eddy (seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2) akan menimbulkan
medan
elektromagnetik
baru
yang
disebut
medan
elektromagnetik sekunder, H s, yang mempunyai komponen horizontal dan 4
komponen vertikal. Medan magnetik ini mempunyai bagian yang sefase (inphase) inphase) dan berbeda fase (quadrature ( quadrature)) dengan medan primer. Adapun besar medan elektromagnetik sekunder sangat tergantung dari sifat konduktivitas benda di bawah permukaan. Distribusi Medan Elektromagnetik untuk metode VLF-EM dalam polarisasi Listrik dengan sinyal diatas sebuah dike konduktif vertikal
Gambar 2. Arus Eddy menimbulkan medan elektromagnetik baru yang disebut medan elektromagnetik sekunder D. Pelemahan (Atenuasi) Medan
Sesuai dengan persamaan diatas, gelombang bidang yang merambat ke bawah pada sebuah medium dengan konduktivitas σ, dimana medan E berosilasi pada sumbu x dan medan H medan H pada pada sumbu y akan memberikan solusi:
= − = −() ) Dengan
k
adalah
parameter/angka
gelombang
(
= ()).
Parameter real β menunjukkan faktor fase (rad/m) dan parameter imaginer α menunjukkan faktor atenuasi/pelemahan gelombang (dB/m). Mengingat harga konduktivitas dibagi dengan permitivitas listrik dan frekuensi angulernya sangat lebih besar daripada satu untuk medium batuan, maka faktor fase dan faktor atenuasi bernilai sama (Kaikkonen, 1979). Kedalaman pada saat amplitudo menjadi 1/e (sekitar 37 %) dikenal sebagai kedalaman kulit ( skin depth/σ). depth/σ). Kedalaman Kedalaman ini di dalam metode EM sering ditengarai sebagai kedalaman penetrasi gelombang, yaitu :
5
= = ≈504 ≈504√ √ Implementasi persamaan diatas dapat dilihat pada Tabel 2.
E. Fase dan Polarisasi Elips.
Pada saat gelombang primer masuk ke dalam medium, gaya gerak listrik (GGL) induksi e s akan muncul dengan frekuensi yang sama, tetapi fasenya tertinggal 90o. Gambar 3 menunjukkan diagram diagram vektor antara medan medan primer P dan ggl induksinya. Andaikan Z (=R + iωL) iωL) adalah impedansi efektif sebuah konduktor dengan tahanan R dan induktansi L, maka arus induksi I s = e s /Z /Z akan akan menjalar dalam medium dan menghasilkan medan sekunder S. Medan S tersebut memiliki fase tertinggal sebesar φ yang besarnya tergantung dari sifat kelistrikan medium. Besarnya φ ditentukan dite ntukan dari persamaan tan φ = ωL/R. ωL/R. Total beda fase antara medan P dan S akan menjadi 90o + tan-1(ωL/R).
Gambar 3. Hubungan amplitude dan fase gelombang sekunder (S) dan primer (P) Berdasarkan hal ini dapat dikatakan bahwa jika terdapat medium yang sangat konduktif (R→0) maka beda fasenya mendekati 180 o dan jika medium sangat resistif (R→∞) maka beda fasenya mendekati 90 o. Kombinasi antara P 6
dan S akan membentuk resultan R. Komponen R yang sefase dengan P (R cos α) disebut sebagai komponen real (in-phase ( in-phase)) dan komponen yang tegak lurus (R sin α) disebut komponen imaginer ( out-of-phase, out-of-phase, komponen kuadratur). Perbandingan antara komponen real dan imajiner dinyatakan dalam persamaan:
=tan∅= Persamaan diatas menunjukkan bahwa semakin besar perbandingan Re/lm (semakin besar pula sudut fasenya), maka konduktor semakin baik dan semakin kecil maka konduktor semakin buruk. Dalam pengukurannya, alat TVLF akan menghitung parameter sudut tilt dan eliptisitas dari pengukuran komponen in-phase in-phase dan out-of-phase out-of-phase medan magnet vetikal terhadap komponen horizontalnya. Besarnya sudut tilt (%) akan sama dengan perbandingan H z/Hx dari komponen in-phasenya sedangkan besarnya eliptisitas ε (%) sama dengan perbandingan komponen kuadraturnya. Jika medan magnet horizontal adalah Hx dan medan vertikalnya sebesar H xeiФ (Gambar 4), maka besar sudut tilt diberikan sebagai :
cos∅ tan(2)= tan(2)= −() dan eliptisitasnya diberikan sebagai :
= =
∅ (∅ si+)
Gambar 4. Parameter polarisasi ellips
7
uency (VLF) III. Metodologi V er y L ow F r equency A. Desain Survey 1. Mode Ti lt A ngle
Mode tilt angle angle digunakan untuk mengetahui struktur konduktif dan kontak geologi seperti zona alterasi dan dike konduksi. Dalam mode ini, arah striker target memiliki sudut ±450 terhadap lokasi pemancar. Pada konfigurasi semacam ini (gambar 5), medan primer akan memberikan fluks yang
maksimum
jika
memotong
struktur,
sehingga
memberikan
kemungkinan anomaly yang paling besar. Lintasan ukur Arah pemancar pemancar
H z
H t
Gambar 5. Arah lintasan pengukuran mode tilt-angle Medan magnet yang memiliki komponen horizontal dan vertical membentuk sebuah elips yang dapat ditunjukkan dengan sudut tilt dari sumbu mayor dan sumbu horizontalnya, dan elipsnya (pembanding sumbu minor/ sumbu mayor). Alat akan mengukur dua besaran tersebut dari pengukuran komponen komponen in-phrase dan in-phrase dan out-of-phrase medan magnetic vertical dari medan horizontalnya. Data tilt biasanya disajikan dalam derivative Fraser. Parameter eliptisitas kadang digunakan untuk mengetahui bahwa strukur dibawah memiliki kondukstivitas tinggi (berharga kurang dari nilai tilt tetapi bertanda terbalik) atau memiliki konduktivitas rendah (bernilai dan bertanda sama dengan nilai tilt).
8
M ode R esisti sisti vity 2. Mo 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 0) seperti terlihat pada gambar 6. Arah pemancar pemancar
Lintasan ukur
E r H t
Gambar 6. Arah lintasan pengukuran mode resistivity Alat akan langsung mengukur besarnya tahanan jenis medium dan besarnya sudut fase medium. Letak anomaly secara kasar berada di bawah puncak anomaly tahanan jenis. Sedangkan harga fase > 45 0 menunjukkan tahanan jenis semakin dalam semakin kecil, dan fase < 45 0 menunjukkan tahanan jenis semakin dalam semakin besar.
B. Pengambilan Data 1. Peralatan
Daftar yang seharusnya dibawa pada saat melakukan survey adalah sebagai berikut (gambar 7). a. Satu set TVLF-BRGM (Sfesifikasi terlampir) b. Enam buah baterai besar 1,5 Volt (pemakaian 8 jam) c. Peta lapangan baik peta topografi maupun geologi d. Rollmeter plastic (non metal) e. Satu set Teodolit untuk penentuan arah lintasan dan posisi relative f.
Kompas geologi, pengukuran data struktur geologi setempat atau pengukuran arah lintasan
g. Lup Geologi, untuk melihat jenis batuan dari dekat 9
h. Palu Geologi, untuk mengambil sampel batuan i.
GPS, untuk mengetahui lokasi titik ukur secara global
Gambar 7. Peralatan yang digunakan dalam pengambilan data lapangan dengan metode VLF
2. Lokasi
Pengambilan data dilakukan di lokasi yang relative bebas dari medan elektromagnetik lainnya (missal jaringan listrik, pipa besi air minum, dan benda konduktif non anomali). anomali) . Lokasi diusahakan diusahaka n tidak berundulasi karena efek topografi memberikan sumbangan medan dengan angka gelombang yang cukup rendah walaupun nantinya efek ini dapat direduksi. 3. Waktu
Untuk pengukuran di Indonesia paling baik pada musim kemarau (bulan Mei-Juli) dari pagi sekitar pukul 06.00 hingga siang pukul 11.00 4. Lintasan
Arah lintasan mengikuti aturan pada desain survey. Jarak antar lintasan dapat diambil cukup bebas, sekitar 20-50 meter, sedangkan jarak antar stasiun bias 10-20 meter. Untuk mode resistivity, jarak antar elektroda menikuti panjang kabel yang tersedia (biasanya 10 meter). Pada saat pengukuran arah operator selalu sama (menghadap arah tertentu) di seluruh lintasan ukur untuk menghindari pembalikan pembacaan medan. 10
5. Prosedur ukur
Prosedur pengukuran untuk pembacaan pertama kali (tiap akan membentuk lintasan) adalah: Operator memasukkan beberapa parameter (stasiun, spasi antar lintasan, nomor lintasan, frekuensi pemancar) melalui tombol [SET UP]. Setelah semuanya terisi, kemudian mulai melakukan pengukuran dengan menekan tombol [START]. Apabila stacking beberapa pengukuran dianggap cukup, lalu operator menekan tombol [START] lagi untuk menghentikannya. Tombol [START] disini bertindak seperti tombol saklar/toggle. Kualitas data dapat dilihat dari balok kualitas di sebelah kanan. Bila data baik kualitas 100%, bila data jelek kualitas 0%. Bila terjadi overload medan, akan muncul huruf S (SH overload magnetic, SE overload elektrik, dan SHE overload magnetoelektrik). Secara umum diusahakan tiap stasiun pengukiran memiliki kualitas yang cukup tinggi dan tidak terdapat overload medan. Sedangkan prosedur untuk pengukuran kedua (dalam satu lintasan) dan selanjutnya adalah : Setelah operator berpindah ke titik selanjutnya, tekan [NEXT] sehingga posisi stasiun ter-update, dan menyimpan pembacaan stasiun sebelumnya. Pada stasiun s tasiun yang baru alat akan mengukur satu kali, jika data OK dapat langsung pindah stasiun, tapi jika tidak OK dapat dilakukan stack dengan menekan [START] atau mengge-nol-kan atau meriset data dengan menekan [←] Hasil dari tiap stasiun dapat dilihat dengan menekan [TILT] toggle untuk berpindah dari Tilt-elip ke H-hor dan H-ver, [F1] untuk melihat hasil dari frekuensi 1, dan [F2] untuk melihat frekuensi 2, [SCREEN] untuk melihat kurva tilt, elip, dan fraser fungsi stasiun ataupun [FRASER] untuk melihat harga fraser setelah minimum 4 stasiun selesai diukur.
C. Pengelolahan Data
Setelah survey selesai dilakukan, data yang telah tersimpan dalam kontroler T dapat ditrasnfer ke computer atau printer. Pada saat melakukan transfer, data yang telah diambil tidak dapat dipilih melainkan seluruh data ditransfer ke computer. Cara transfer adalah sebagai berikut: 1. Program transfer TVLF harus sudah terinstal di computer 11
2. Sambungan kabel konektor dari control T ke COM 1 atau 2 di CPU computer 3. Hidupkan konektor T dan tekan [DUMP], pilih kecepatan transmisinya. Bersama-sama jalankan program TLVF dan tekan COM port yang dipakai dan kecepatan transfer (sama dengan konektor). Kemudian bersama-sama ditekan send and receive data. Data akan tertransfer ke computer secara otomatis. 4. Editing, pengolahan, tampilan, pemilihan data VLF dapat dilakukan di dalam program TVLF atau dapat juga diolah dengan worksheet lainnya (missal: Excell) 5. Susunan data adalah sebagai berikut: untuk mode tilt : nomor record – no profile – profile – no no stasiun – stasiun – frekuensi – frekuensi – kualitas – kualitas – vertical vertical tilt – tilt – vertical vertical eliptisitas – eliptisitas – medan horizontal – horizontal – horizontal horizontal tilt – tilt – horizontal horizontal eliptisitas – eliptisitas – status. status. Sedangkan susunan untuk mode resistivitas adalah: nomor record – no profile – no status – frekuensi – kualitas – resistivitas – fase – medan listrik – medan magnet – magnet – status. status. Data lapangan yang dipengaruhi VLF sering dipengaruhi oleh noise yang frekuensinya tinggi. Noise dihilangkan dengan proses rerata bergerak dengan bobot (weighted moving average) average) terhadap data tilt, eliptisitas ataupun resistivitas dalam suatu lintasan ukur. Proses lain yang dapat diterapkan pada data tilt angle adalah proses derivative Fraser yaitu dengan menerapkan rumus berikut pada sederetan data tilt dalam satu profile
() = ( ) () ( ) ( ) Dengan Y adalah hasil derivative yang terletak pada spasi (a + ½ ) dan a bergerak dari stasiun ke-2 hingga stasiun stasi un ke n-2. X adalah deretan data stasiun dan a adalah jarak atau spasi.
D. Interpretasi Interpretasi Data 1. Interpretasi Interpretasi dari Derivatif Fraser
Posisi benda penyebab anomaly berada di bawah puncak (baik positif atau negative) data derivative Fraser. Gambar 8 adalah contoh beberapa model
12
dike dan hasil perhitungan derivatifnya. Pada gambar 9 menunjukkan pengolahan data pemodelan sintetis dengan derivative Fraser. Terlihat bahwa benda konduktif memiliki harga fraser positif dengan puncak puncaknya menunjukkan menunjukkan lokasi keberadaan benda penyebab anomali.
Gambar 8. Model dike dan harga tilt (
) serta derivatif Frasernya (---)
Gambar 9. Perhitungan derivatif fraser dari pemodelan VLFMOD
2. Interpretasi Interpretasi Perkiraan Langsung
Interpretasi ini berdasarkan analisis kualitatif data-data hasil pemrosesan dengan rerata bergerak. (a) Lokasi konduktor berada dibawah titik infleksi 13
pada saat harga tilt berubah tanda, (2) kemiringan kemiri ngan data tilt pada titik infleksi infle ksi menunjukkan kedalaman puncak konduktor, (3) ketidaksimetrian profil secara kasar menunjukkan kemiringan konduktor. Analisis data terlihat pada gambar 10 berikut.
Gambar 10. Tilt medan elektromagnetik. Medan primer berarah horizontal. Resultan medan primer (P) dan sekunder (S) membentuk medan resultan (R) Secara kuantitatif, interpretasi terhadap benda-benda penyebab anomaly berbentuk tertentu dapat didekati dengan perhitungan berikut: (1) Untuk target berbentuk bola padat, keadaan pusat
≈∆ dan jenari bola
≈ 1,3 ((−)/ dengan ∆ sama dengan jarak horizontal puncak maksimum-minimum data tilt, dan adalah nilai tiltnya. (2) Untuk model yang berbetuk garis atau lembar tipis, kedalaman target ≈0,5∆
Gambar 11. Perhitungan rapat arus ekuivalen dengan teori filter linear terhadap data seismic berasal dari lempeng tegak 14
3. Interpretasi Interpretasi dengan Filter Linear
Interpretasi ini hanya diterapkan pada data tilt 2 dimensi. Melalui persamaan Biot-Savart (Karous Q Hjelt, 1983) dapat diketahui pengaruh rapat arus sebagai fungsi jarak horizontal dan vertical
(,) terhadap
komponen medan magnet vertical (H z) lihat persamaan berikut:
() = ∫− ∫− (, , ). ( ). [( ) ] ∞
∞
∞
∞
Persamaan tersebut merupakan persamaan konvolusi linear, yang dapat diselesaikan
dengan
aplikasi
filter
deconvolusi.
Operasi
ini
akan
menghasilkan deret bilangan yang disebut sebagai filter linear. Filter yang bekerja dengan baik hamper semua data lapangan (Karous Q Hjelt, 1983) adalah [-0.205, 0.323, -1.446, 1.446, -0.323, 0.205]. Filter ini dapat diterapkan pada deret data dengan spasi yang tetap (dx)
Gambar 12. Perhitungan rapat arus ekuivalen dengan teori filter linear terhadap data sintesis berasal dari lempeng miring Gambar
12
menunjukkan
contoh
aplikasi
filter
linear
untuk
menginterpretasikan bentuk/dimensi benda berupa urat gerak. Respon yang muncul memberikan kenampakan urat tegak walaupun resolusi kearah bawah semakin rendah. 15
4. Interpretasi Interpretasi dengan Pemodelan Komputer VLFMOD
Interpretasi terhadap data VLF baik tilt mode maupun resistivity mode dapat dilakukan dengan perangkat lunak VLFMOD. Program ini dapat diperoleh melalui situs www.abem.com. www.abem.com. Memori yang diperlukan cukup kecil (kurang dari 1 MB) karena VLFMOD berjalan diatas platform system DOS. Perhitungan dengan software ini adalah pemodelan maju murni, dengan kata lain membuat sebuah model, kemudian merubah-ubah parameter model tersebut sehingga respon yang dihasilkan dapat sesuai dengan respon lapangan. Model dinyatakan dalam blok-blok mediun yang memiliki konduktivitas tertentu, berada pada post medium dengan konduktivitas tertentu dengan/tanpa lapisan penutup. Susunan balok-balok tersebut akan membentuk sebuah benda yang dapat diinterpretasikan menjadi kenampakan geologi. Tampilan untuk model sederhana dapat dilihat lagi pada gambar 9. Dengan sistem forward modeling ini, sangat dituntut pengalaman pemakai untuk membentuk model interpretasi. Keunggulan lain software ini adalah perhitungan efek fotografi yang dapat diterapkan langsung ke data lapangan. Data topografi berupa stasiun dan ketinggian dimasukkan setelah data lapangan dimasukkan dan akan dikoreksi secara langsung.
16
IV. Contoh Kasus 1.
Penelitian VLF di kawah Utama Gunung St. Helens, Washington (Towle, 1983)
Metode VLF digunakan disini karena efektivitas dan efisiensinya yang cukup tinggi. Pengukuran dilakukan pada tanggal 1-3 Juli 1981 dengan spasi 20 m. Hasil pengukuran dan lokasinya di tunjukkan pada gambar 13.
Gambar 13. Data VLF di daerah gunung St Helen.
Gambar
13 menunjukkan menunjukkan tampilan grafis beberapa sayatan sayatan yang hasil
pengukuran tilt dan eliptisitasnya. Interpretasi dilakukan secara kualitatif berdasarkan gambar 13. Untuk model resistif (model 1), elipsitas memiliki tanda yang sama dengan besarnya tilt, sedangkan untuk model yang konduktif (Model 2) eliptisitas memiliki tanda yang berkebalikan dengan tiltnya. Model 3 yang berupa model lembaran model lembaran horizontal memberikan bentuk respon anomali terpisah. 1. Data lapangan pengukuran didaerah mata air panas krakal, kebumen. Jawa Tengah. Data diambil pada awal tahun 2000 berarah timur-barat. Lokasi sumur berada pada stasiun 20. Spasi antar 10 meter dengan total 40 stasiun. Pemancar VLF yang digunakan adalah NWC Australia (21S47-114E09). Gambar 14 adalah contoh pengolahan data lapangan didaerah Mata Air Panas Krakal, kebumen, Jawa Tengah. Sesuai dengan asumsi yang 17
dipergunakan, mata air berbentuk pipa vertical yang agak miring. Kenampakan tersebut sesuai dengan hasil filter linie r yang dikenakan.
Gambar 14. Perhitungan rapat arus ekivalen terhadap data VLF di mata air panas Krakal, Jateng, Jawa Tengah Instrumentasi
Alat yang dimilki oleh lab geofisika, UGM adalah T-VLF BRGM, produk iris instrument, Prancis, tahun 1998. Spesifikasi alat tersebut adalah: 1.
Parameter yang terukur.
Dalam tilt mode: dapat mengukur dan menunjukkan dan menunjukkan harga tilt, eliptisitas, derivative fraser dari tilt (dalam %) kompenen magnetic horizontal dan vertikal (dalam µA/m), tampilan grafik tilt, eliptisitas, dan derivatif Fraser. Tampilan tersebut dapat diakses pada saat pengambilan data sedang berlangsung.
Pada mode resistivity: mampu mengukur dan menunjukkan nilai tahanan jenis semu (dalam ), sudut fase antara komponen elektrik dan magnetic(dalam derajat), amplitude medan listrik ( µV/m) dan tampilan kurva tahanan jenis semu, yang semuanya itu dapat diakses puka pada saat pengambilan data seang berlansung. 18
Pada kedua mode diatas: meanmpilkan indikasi arah transmitter, koefisien kualitas pengukuran, tegangan baterai, dan pengukuran overload medan.
Memoriy dapat menyimpan hingga 4000 pembacaan untuk prekuensi tunggal dan 2000 pembacaan untuk frekuensi ganda.
Konektor serial untuk transfer data ke komputer atau printer.
2. Spesifikasi Pengukuran.
Jangkau frekuensi gelombang radio VLF pada 10- 30 kHz.
Pemilihan frekuensi manual dapat melalui keyboard dengan step tiap 100 Hz
Pengukuran dua frekuensi secara simultan.
Stack otomatis dengan menggunakan faktor pembobotan berdasar nilai koherensi dari komponen-komponennya. komponen-komponennya.
Mengukur tiga komponen medan magnet (dalam mode tilt) atau satu komponen medan listrik dan satu komponen medan magnet (dalam mode resistivity) resistivity)
Koreksi posisi tilt sensor magnetic dengan dua inklininometer (±450)
3. Spesifikasi Umum
Unit sensor tahan percikan air. Dimensi: 43 x 24 x 24 cm dengan pemanggulnya. Berat : 6 kg (termasuk 6 batere besar 1.5 V)
Visualisasi dan kontoler T. Dimensi : 27 x 20 x 4 cm Berat : 0.85 kg (termasuk sel kering batere kotak 9V) Keyboard : 18 tombol Penampil grafis: 240 x 64 piksel.
Jangkauan suhu pengoperasian : - 20 0C - +500C.
Jangkauan suhu penyimpanan : - 40 0C - +800C.
Power supply unit sensor : enam batere ukuran D 1.5 V
Power supply unit control : satu batere 9 V tipe 6LR61.
19
V. Kesimpulan
1. Metode Very Low Frequency (VLF) adalah metode elektromagnetik yang bertujuan untuk mengukur daya hantar batuan berdasarkan pengukuran gelombang elektromagnetik sekunder. Gelombang ini merupakan gelombang hasil induksi elektromagnetik (EM) yang berfrekuensi sangat rendah dari 10 sampai 30 Khz 2. Kelebihan metode VLF yaitu memiliki penetrasi yang cukup dalam sehingga gelombangnya bias menjalar ke seluruh dunia dengan atenuasi yang kecil dalam pandu gelombang suara suara antara permukaan bumi dan ionosfer. 3. Kelemahan metode VLF yaitu pengukuran VLF sangat sensitif terhadap interferensi dari konduktivitas objek dan efek topografi dapat merancukan data yang sulit untuk dihapus. 4. Sumber noise noise yang utama adalah radiasi medan elektromagnetik akibat kilat atmosfer balik di tempat yang dekat/ jauh dengan lokasi pengukuran. Noise lainnya yaitu variasi diurnal medan elektromagnetik bumi, dimana terjadi pergerakan badai dari arah timur ke barat yang terjadi pada siang hari hingga sore hamper malam
VI. Daftar Pustaka
Bahri, A.S, Santoso, D, Paradimedja,D.D, Tofan RM, Santos, FM., 2008. Pemetaan Sungai Bawah Permukaan Di Wilayah Kars Seropan Gunungkidul Menggunakan Metoda Geofisika Vlf-Em-Vgrad. Indonesion Scientific Kars. Jogjakarta. 19-20 Agustus 2008 Bosch, F.P. dan Muller, I., 2001, Continuous gradient VLF measurements: a new possibility for high resolution mapping of kars structures, First Break, vol 19.6: 343-350. Eddy Hartantyo. 2001. Panduan Workshop Eksplorasi Geofisika (Teori dan Aplikasi). Yogyakarta: FMIPA UGM. Laboratory of Engineering Geology, Departement of Geothecnical Engineering.
20
