Laporan Praktikum Elektromagnetik Ground Penetrating Radar (GPR) [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTROMAGNETIK GROUND PENETRATING RADAR (GPR)



Oleh :



FERDIAN BUDI PRAMUDYA 115.180.009 KELOMPOK 5



LABORATORIUM GEOFISIKA EKSPLORASI JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2020 i



HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTROMAGNETIK



GROUND PENETRATING RADAR (GPR)



Laporan ini disusun sebagai syarat mengikuti Praktikum Elektromagnetik selanjutnya, tahun ajaran 2020/2021, Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Teknologi Mineral, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta.



Disusun oleh :



FERDIAN BUDI PRAMUDYA 115.180.009 KELOMPOK 5



Yogyakarta, 7 November 2020



Disahkan Oleh: Asisten Elektromagnetik



(Yuniharti Khoirunisa)



LABORATORIUM GEOFISIKA EKSPLORASI JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2020 ii



KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum wr. wb. Segala puji dan syukur penyusun panjatkan atas kehadirat Allah SWT. Karena berkat rahmat dan karunia-Nya, penyusun dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Elektromagnetik ”Ground Penetrating Radar (GPR)” sebagai syarat untuk memenuhi mata kuliah praktikum elektromagnetik ini. Dalam penulisan laporan ini banyak sekali pihak yang telah membantu saya selaku penyusun dalam menyusun laporan ini baik moral maupun materi. Tanpa dukungan dan bantuan dari mereka, laporan ini tidak dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, penyusun menyampaikan banyak terimakasih kepada pihak-pihak tersebut. Penyusun menyadari bahwa laporan ini jauh dari kata sempurna, maka dari itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan oleh penyusun. Akhir kata penyusun mengharapkan laporan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan semua pihak terutama dibidang kebumian Wassalamu’alaikum wr.wb.



Yogyakarta, 7 November 2020



Ferdian Budi Pramudya



iii



DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii KATA PENGANTAR ......................................................................................... iii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ v DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ..................................................... vii



BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1 1.2. Maksud dan Tujuan ................................................................................. 2



BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Menggunakan GPR ................................................................. 3



BAB III. DASAR TEORI 3.1. Prinsip Dasar Gelombang Elektro Magnetik .......................................... 4 3.2. Ground Penetrating Radar (GPR) .......................................................... 4 3.3. Sistem GPR ............................................................................................. 5 3.4. Prinsip Kerja Metode GPR ..................................................................... 7



BAB IV. METODOLOGI 4.1. Diagram Alir Pengolahan Data ............................................................. 10 4.2. Pembahasan Diagram Alir Pengolahan Data ........................................ 11



BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Penampang GPR Lintasan 5.................................................................. 13



BAB VI. PENUTUP 6.1 Kesimpulan ............................................................................................ 17



iv



6.2 Saran ....................................................................................................... 18 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A. PENAMPANG GPR SEMUA LINTASAN LEMBAR KONSULTASI LEMBAR PENILAIAN



v



DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1. Sistem GPR........................................................................................6 Gambar 3.2. Konsep Akuisisi Data .......................................................................7 Gambar 3.3. Pulse Repetition Frequaency (prf ..........................................................7 Gambar 4.1. Diagram Alir Pengolahan Data ........................................................10 Gambar 5.1. Penampang GPR Lintasan 5 ........................................................... 11



vi



DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG



SingkatanNama EM



: Elektromagnetik



GPR



: Ground Penetrating Radar



Lambang 



: konduktivitas







: permitivitas







: permeabilitas



Ω



: resistivitas



vii



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Negara Indonesia sebagai salah satu negara dengan kepadatan penduduk yang cukup padat. Hal ini membuat pembangunan infrastruktur yang semakin gencar dilakukan yang menyebabkan terdapatnya benda-benda yang sengaja ditanam dibawah permukaan tanah. Untuk itu pada penelitian kali ini dilakukan untuk guna mengidentifikasi keterdapatan sebuah pipa besi di bawah permukaan yang didukung oleh gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik sebenarnya adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan yang terjadi pada medan listrik dan medan magnet yang bergetar di dalam arah saling tegak lurus dengan arah getarannya (Deni, 2020). Gelombang elektromagnetik ini dapat merambat pada medium maupun tanpa medium. Pada penelitian kali ini gelombang elektromagnetik yang didapat berasal dari penggunaan metode elektromagnetik Metode elektromagnetik merupakan salah satu metode geofisika yang umumnya digunakan untuk pencarian bahan-bahan yang memiliki sifat konduktivitas tinggi (Santoso, 2002). Dalam metode elektromagnetik terdapat beberapa submetode lagi seperti Conductivity Meter Depth (CMD), Very Low Frequency (VLF), Magnetotelluric Series (MT), Audio Magnetotelluric (AMT), Controlled Source Audio Magnetotelluric (CSAMT), Ground Penetrating Radar (GPR), dan lain-lain. Dalam penelitian kali ini digunakan metode Ground Penetrating Radar (GPR). Metode Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan metode geofisika yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi sekitar 10 MHz – 2 GHz untuk mengetahui kondisi bawah permukaan berdasarkan parameter fisis permitivitas listrik (ε) (Cassidy, 2009). Dikarenakan memiliki frekuensi yang tinggi sehingga menyebabkan memiliki penetrasi yang dangkal, sehingga pemanfaatan metode GPR didapat dimanfaatkan sebagai penentuan struktur dangkal, ataupun pengidentifikasian objek-objek yang terkubur dibawah permukaan meliputi situs



1



kuno atau pun benda-benda seperti pipa besi ataupun benda logam lainnya berdasarkan tinggi rendahnya amplitudo refleksi yang dapat dilihat di penampang radargram 2D pada software ReflexW. Penggunaan software ReflexW dikarenakan prosesnya yang mudah dimengerti dan juga dapat menvisualisasikan lokasi bawah permukaan dengan cukup baik. Metode GPR ini juga dapat diimplikasikan ke masyarakat mengenai mitigasi dengan berdasarkan kondisi di bawah permukaan ataupun pada perusahaan konstruksi untuk dapat mendeteksi lokasi utilitas dibawah permukaan pada daerah penelitian.



1.2.Maksud dan Tujuan Maksud dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui konsep dasar pada metode Ground Penetrating Radar (GPR), mengetahui cara pembuatan penampang radargram 2D dengan menggunakan software ReflexW, kemudian agar mengetahui cara interpretasi dari penampang yang dihasilkan. Serta mengetahui lokasi target penelitian berupa pipa besi yang terkubur dibawah permukaan dengan menggunakan metode GPR. Tujuan dilakukan penelitian kali ini ialah untuk melakukan pengolahan data GPR berupa penampang yang berisi waktu tempuh gelombang dan kedalaman sehingga



dihasilkan



amplitudo



gelombang



pada



software



ReflexW,



mengidentifikasi lokasi pipa besi yang terdapat didaerah penelitian berdasarkan interpretasi dari tinggi rendahnya amplitudo refleksi di penampang radargram 2D setelah dilakukan pengolahan pada Software ReflexW,



2



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Penelitian Menggunakan Ground Penetrating Radar Judul Penelitian



: Identifikasi Pipa Metal Bawah Permukaan Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar (GPR)



Penulis



: Arkadia Luga, Okto Ivansyah, Muliadi



Jurnal



: Jurnal PRISMA FISIKA, Vol.7, No.1 (2019), Hal. 20-29



Telah dilakukan penelitian identifikasi pipa metal menggunakan metode GPR, berdasarkan hasil penampang radargram 2D yang diolah sampai dengan tahap migrasi. Pada penelitian ini digunakan data GPR yang terdiri dari empat lintasan. Data yang telah diolah menghasilkan penampang radargram yang menggambarkan hasil refleksi dari objek-objek dan lapisan bawah permukaan tanah, dari refleksi tersebut dapat diketahui bentuk refleksi, kecerahan amplitudo, nilai kurva kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik, letak serta kedalaman dari objek yang terdeteksi pada saat pengambilan data GPR. Pada penampang radargram lintasan 1 diperoleh dua bentuk refleksi yang diduga sebagai titik keberadaan pipa metal, titik pertama berada pada jarak 72,15 meter dari titik awal pengambilan data pada kedalaman 0,704 meter di bawah permukaan dan Two-Way Time (TWT) 14 ns, serta titik kedua berada pada 73,78 meter dari titik awal pengambilan data pada kedalaman 0,754 meter dan TWT 15 ns. Pada lintasan 2 diperoleh dua bentuk refleksi yang diduga sebagai titik keberadaan pipa metal, titik pertama berada pada jarak 22,05 meter dari titik pertama pengambilan data dengan kedalaman 0,8 meter di bawah permukaan pada TWT 16 ns, serta titik kedua terletak pada jarak 23,94 meter dari titik awal pengambilan data dengan kedalaman 0,6 meter di bawah permukaan pada TWT 11 ns, dengan nilai kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik pada material 0,1980 m/ns.



3



BAB III DASAR TEORI



3.1. Prinsip Dasar Gelombang Elektromagnetik Medan elektromagnetik dinyatakan dalam 4 vektor-vektor medan. Yaitu; E = intensitas medan listrik (V/m), H = intensitas medan magnetisasi (A/m), B = induksi magnetik, atau rapat fluks (Wb/m2 atau tesla) dan D = pergeseran listrik (C/m2). Keempat persamaan tersebut dikaitkan dalam 4 persamaan maxwell 𝜕B



∇ × E = − 𝜕t ∇ ×H=𝑖+



𝜕D 𝜕t



∇.B=0 ∇ .D E = 𝜌



(3.1)



Persamaan diatas dapat direduksi dengan menggunakan hubunganhubungan tensor tambahan sehingga diperoleh persamaan yang hanya berkait dengan medan E dan H saja (Grant dan West, 1965. p496). Apabila diasumsikan medan E dan H tersebut hanya sebagai fungsi waktu eksponensial, akan diperoleh persamaan vektorial sebagai; ∇2 E= 𝑖𝜔𝜇𝜎E − εμ𝜔2 E ∇2 H= 𝑖𝜔𝜇𝜎H − εμ𝜔2 E



(3.2)



Dengan  permitivitas dielektrik (F/m),  permeabilitas magnetik (H,m), dan  kondukivitas listrik (S/m). Bagian kiri pada sisi kanan pers (2) menunjukkan arus konduksi,



sedangkan



bagian



kanannya



menunjukkan



sumbangan



arus



pergeserannya. Di dalam GPR (pada frekuensi 1-1000 MHz), arus pergeseran akan lebih kecil daripada arus konduksi karena permitivitas dielektrik batuan rata-rata cukup kecil. Hal ini menunjukkan bahwa efek medan akibat arus konduksi memegang peranan penting ketika terjadi perubahan konduktivitas medium. 3.2. Ground Penetrating Radar (GPR) Ground Penetrating Radar menggunakan sumber gelombang elektromagnetik yang berupa radar (Radio Detection and Ranging). Pulsa yang dibangkitkan berupa



4



pulsa bertenaga tinggi yang dipancarkan pada waktu yang sangat pendek. Gelombang elektromagnetik dipancarkan ke tanah oleh transmitter melalui antena sehingga pulsa radar mengenai dan menembus tanah lalu sinyal yang terpantul dari tanah diterima oleh receiver. Berdasarkan waktu perjalanan pulsaradar maka dapat diperhitungkan jarak objek, dan berdasarkan intensitas tenaga baliknya maka dapat ditaksirkan jenis objek yang berada di dalam tanah. Intensitas atau kekuatan pulsa radar yang diterima kembali oleh sensor menentukan karakteristik spektral objek citra radar. Intensitas atau kekuatan tenaga pantulan pada citra radar dipengaruhi sifat objek dan sifat sistem radarnya. Sifat objek sebagai salah satu faktor penentu intensitas atau kekuatan tenaga pantulan pada citra radar. Sifat objek dipengaruhi oleh : 1. Lereng permukaan secara makro (topografi) menyebabkan perbedaan rona karena perbedaan arah menghadap ke sensor. 2. Kekasaran permukaan yang menyebabkan perbedaan pantulan pulsa radar. 3. Perbedaan kompleks.



3.3. Sistem GPR Ground Penetrating Radar (GPR) biasa disebut georadar. Georadar berasaldari dua kata yaitu geo yang berarti bumi dan radar singkatan dari radio detection and ranging. Jadi, arti harfiahnya adalah alat pelacak bumi menggunakan gelombang radio. Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan teknik eksplorasi geofisika yang menggunakan gelombang elektromagnetik, bersifat nondestruktif dan mempunyai resolusi yang tinggi formasi geologi yang relatif dangkal. Prinsip dasar metode ini tidak jauh berbeda dengan metoda seismik refleksi yang telah berkembang luas penggunaannya di berbagai bidang seperti : konstruksi dan rekayasa, pencarian benda-benda arkeologi, untuk melihat kondisi geologi bawah permukaan dan masalah lingkungan. Sistem GPR terdiri atas pengirim (transmitter), yaitu antena yang terhubung kesumber pulsa (generator pulsa) dengan adanya pengaturan timing circuit, dan bagianpenerima (receiver), yaitu antena yang terhubung ke LNA dan ADC yang kemudianterhubung ke unit pengolahan (data processing) serta display sebagai tampilan outputnya.



5



Gambar 3.1. Sistem GPR



Berdasarkan blok diagram tersebut masing – masing blok mempunyai fungsi yang cukup penting dan saling ketergantungan. Hal ini dikarenakan GPR merupakan suatu sistem mulai dari penghasilan pulsa pada pulse generator lalu melewati blok-blok yang ada kemudian sampai pada blok display dimana kita dapat melihat bentuk dan kedalaman objek yang dideteksi. Namun dalam hal ini antena memegang peranan yang sangat penting karena menentukan unjuk kerja dari sistem GPR itu sendiri. Adapun faktor yang berpengaruh dalam menentukan tipe antena yang digunakan, sinyal yang ditransmisikan, dan metode pengolahan sinyal yaitu : 1. Jenis objek yang akan dideteksi. 2. Kedalaman objek. 3. Karakteristik elektrik medium tanah atau properti elektrik. Dari proses pendeteksian seperti di atas, maka akan didapatkan suatu citra dari letak dan bentuk objek yang terletak di bawah tanah atau dipermukaan tanah. Untuk sistem GPR harus memenuhi empat persyaratan sebagai berikut: 1. Kopling radiasi yang efisien ke dalam tanah 2. Penetrasi gelombang elektromagnetik yang efisien 3. Menghasilkan sinyal dengan amplitudo yang besar dari objek yang dideteksi. 4. Bandwidth yang cukup untuk menghasilkan resolusi yang baik.



6



3.4.Prinsip Kerja Metode GPR



Gambar 3.2.Konsep Akuisis Data



Pada dasarnya GPR bekerja dengan memanfaatkan pemantulan sinyal. Semua sistem GPR pasti memiliki rangkaian pemancar (transmitter), yaitu sistem antena yang terhubung ke sumber pulsa, dan rangkaian penerima (receiver), yaitu sistem antena yang terhubung ke unit pengolahan sinyal. Rangkaian pemancar akan menghasilkan pulsa listrik dengan bentuk prf (pulse repetition frequency), energi, dan durasi tertentu. Pulsa ini akan dipancarkan oleh antena ke dalam tanah. Pulsa ini akan mengalami atenuasi dan cacat sinyal lainnya selama perambatannya di tanah. Jika tanah bersifat homogen, maka sinyal yang dipantulkan akan sangat kecil. Jika pulsa menabrak suatu inhomogenitas di dalam tanah, maka akan ada sinyal yang dipantulkan ke antena penerima. Sinyal ini kemudian diproses oleh rangkaian penerima. Kedalaman objek dapat diketahui dengan mengukur selang waktu antara pemancaran dan penerimaan pulsa. Dalam selang waktu ini, pulsa akan bolak balik dari antena ke objek dan kembali lagi ke antena. Jika selang waktu dinyatakandalam t, dan



kecepatan propagasi gelombang elektromagnetik dalam tanah v, maka kedalaman objek yang dinyatakan dalam h adalah : 1



ℎ = 2 𝑡𝑣



(3.3)



Untuk mengetahui kedalaman objek yang dideteksi, kecepatan perambatan dari gelombang elektromagnetik haruslah diketahui. Kecepatan perambatan tersebut tergantung kepada kecepatan cahaya di udara, konstanta dielektrik relatif medium perambatan



7



𝑣=



𝑐 𝑡𝑣 √𝜀𝑟



(3.4)



Ketebalan beberapa medium di dalam tanah dinyatakan dalam d , yaitu : 𝑑1 =



(𝑡2 −𝑡1 )𝑐 2√𝜀𝑟1



dan 𝑑2 =



(𝑡3 −𝑡2 )𝑐 2√𝜀𝑟2



(3.5)



Gambar 3.3.Pulse Repetition Frequaency (prf)



Jika konstanta dieletrik medium semakin besar maka kecepatan gelombang elektromagnetik yang dirambatkan akan semakin kecil. Pulse Repetition Frequency (prf) merupakan nilai yang menyatakan seberapa seringnya pulsa radar diradiasikan ke dalam tanah. Penentuan prf dilandasi dengan kedalaman maksimum yang ingin dicapai. Semakin dalam objek, maka prf juga semakin kecil karena waktu tunggu semakin lama. Pada medium konduktor kedalaman penetrasi (skin depth) dalam metode GPR sangat dipengaruhi oleh frekuensi yang digunakan saat pengambilan data. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka semakin dangkal kedalaman penetrasinya tetapi memiliki resolusi yang tinggi. Dan sebaliknya apabila frekuensi yang digunakan merupakan frekuensi rendah maka kedalaman penetrasinya akan semakin dalam tetapi memiliki resolusi yang rendah bila dibanding saat kita menggunakan frekuensi tinggi. Untuk menentukan skin depth dapat mengggunakan rumus sebagai berikut : 𝛿=



1 𝜌 √ 𝜋𝜇 𝜇 √ 0 𝑟𝑓



𝜌 𝑟𝑓



≈ 503√𝜇



(3.6)



8



Dimana : δ = skin depth (meter) ρ= resistivitas (Ω.m) f= frekuensi (Hz) μr= permeabilitas relatif (H/m) μ0= permeabilitas magnet di udara / ruang vakum = 4π × 10 -7 (H/m)



9



BAB IV METODOLOGI 4.1. Diagram Alir Pengolahan Data



Gambar 4.1. Diagram Alir Pengolahan Data 10



4.2. Pembahasan Diagram Alir Pengolahan Data Berikut merupakan pembahasan dari diagram alir pengolahan data elektromagnetik metode Ground Penetrating Radar (GPR) pada penelitian kali ini. 1. Membuka software ReflexW kemudian membuat project baru lalu melakukan penginputan data yang berupa nilai waktu tempuh gelombang dan kedalaman dengan cara membuka Browse disk D dan memasukan nama folder file yang akan digunakan. Kemudian men-copy data ke dalam file folder yang dibuat pada bagian ASCII. 2. Melakukan penginputan data, pada bagian modules kemudian 2D data analysis dan melakukan import data setelah itu dilakukan penyetinggan penampang yang ingin ditampilkan lalu melakukan convert to reflex dengan data input berbentuk RADAN lalu memilih line yang ingin diolah dimana line yang digunakan merupakan line 5. 3. Melakukan koreksi statik untuk mengilangkan efek udara pada transmitter dan receiver pada penampang. Koreksi statik dilakukan dengan cara membuka menu processing kemudian memilih move startime melakukan manual input dengan memasukan nilai -14.306 pada move time dan melakukan penceklisan pada bagian apply on example trace kemudian dilakukan zoom serta melakukan trial and error agar line menjadi datar yang menandakan efek udara telah dikoreksi. Setelah itu melakukan labeling menjadi 1 dan dilakukan change secondary line to primary line. 4. Melakukan proses 1D filter yang bertujuan untuk menghilangkan noise kecil dengan sistem trial and error. Dengan cara membuka menu processing kemudian memilih 1D filteri lalu substract mean dewow. Setelah itu dilakukan penceklisan pada bagian apply on ecample trace dan memasukan data dengan nilai 15.014 ns pada bagian timewindow sampai noise kecil berbentuk garis pada original spectrum dan pada bagian filter menyerupai bagian original. Lalu dilakukan proses labeling menjadi 2 dan dilakukan change secondary line to primary line. 5. Melakukan gain yang berfungsi untuk menguatkan sinyal pada semua frekuensi. Proses ini dilakukan dengan cara membuka menu processing kemudian memilih gain lalu AGC gain. Selanjutnya dilakukan zoom dan



11



melakukan proses trial and error dengan cara memasukan nilai sebesar 11.359929 pada bagian window length untuk proses trial and error ini diusahakan bentuk gelombang tidak melewati garis biru. Setelah itu dilakukan labeling menjadi 3 dan dilakukan change secondary line to primary line. 6. Melakukan



proses



Backround



Removal



yang



berfungsi



untuk



menghilangkan efek dari permukaan. Proses ini dilakukan dengan cara membuka menu processing kemudian background removal lalu melakukan labeling menjadi 4 dan melakukan change secondary line to primary line. 7. Melakukan filter bandpass butterworth hal ini bertujuan untuk membatasi frekuensi yang akan diambil dimana frekuensi pada transmitter pada pengukuran pada umumnya 270MHz sehingga dilakukan proses trial and error dimana pada nilai lower 170 MHz dan nilai upper diatas 280 MHz untuk membentuk kotak yang bagus. Kemudian dilakukan labeling menjadi 5 dan melakukan change secondary line to primary line. Terdapat catatan apabila hasil dirasa kurang memuaskan dan ingin melakukan pengulangan pada proses butterworth ini jangan dilakukan change terlebih dahulu. 8. Melakukan gain pada energy decay yang bertujuan untuk menguatkan energi pada bentuk refleksi tertinggi. Proses ini dilakukan dengan cara membuka menu processing kemudian gain lalu memilih energy decay. Setelah itu dilakukan labeling menjadi 6 dan dilakukan change secondary line to primary line. 9. Hasil yang didapat pada proses pengolahan akan menghasilkan sebuah penampang radargram 2D yang kemudian dapat dilakukan interpretasi dan ditarik kesimpulan 10. Penelitian kali ini telah selesai dilakukan.



12



BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN



5.1. Penampang GPR Lintasan 5



PENAMPANG GPR LINTASAN 5



Lapisan Lapuk Bedrock



Lapisan Lapuk Bedrock



Gambar 5.1 Penampang GPR Lintasan 5



Pada gambar 5.1 merupakan penampang GPR Lintasan 5. Penampang ini merupakan penampang yang menggambarkan lokasi penelitian yang tervisualisasi dari data pengukuran elektromagnetik menggunakan metode Ground Penetrating Radar (GPR) yang berupa waktu tempuh gelombang dan kedalaman pada lintasan 5. Pada gambar diatas terdapat dua buah penampang yang berasal dari satu data yang sama tetapi divisualisasikan kedalam dua penampang yang dibedakan pada 13



warnanya. Penampang ini dibuat dengan melakukan enam langkah pengolahan, dimulai dari melakukan koreksi statik dengan memasukan nilai move time sebesar 14.306 yang berguna menghilangkan efek udara pada transmitter dan receiver pada penampang, kemudian melakukan 1D-Filter memilih substract (dewow) dengan memasukan nilai 15.014 ns pada bagian time window yang berguna menghilangkan noise kecil, lalu melakukan gain yang berguna menguatkan sinyal pada semua frekuensi dengan memasukan nilai 11.35929 pada bagian window length, selanjutnya melakukan background removal yang betujuan menghilangkan efek dari permukaan, setelah itu melakukan bandpass butterworth yang berguna untuk membatasi frekuensi yang akan diambil dimana frekuensi yang digunakan ialah 170 MHz pada lower dan 280 MHz pada upper, dan melakukan gain decay untuk menguatkan bentuk refleksi tertinggi. Pada penampang diatas dapat dilihat bahwa daerah tersebut memiliki jarak 13 meter, kedalaman 7 meter dengan rentang waktu tempuh gelombang sekitar 0 s.d 150 ns. Pada penampang didiatas dapat dilihat pada nilai gradasi warna yang mendasari besar amplitudenya. Pada rentang warna biru tua s.d biru muda dengan rentang nilai -32.768 s.d -20.480 meter merupakan daerah tergolong amplitude rendah, pada rentang warna hijau tua s.d kuning dengan rentang nilai -16.384 s.d 4.096 meter merupakan daerah tergolong amplitude sedang, dan pada rentang warna jingga s.d ungu dengan rentang nilai 0 s.d 32.768 meter merupakan daerah tergolong amplitude tinggi. Besar kecilnya amplitudo pada pola refleksi dan lapisan bawah permukaan menunjukan sifat material bawah permukaan berupa perbedaan nilai konduktivitas listrik dan konstanta dielektrik. Nilai konduktivitas listrik memiliki nilai yang berkebalikan dengan nilai konstanta dielektrik, kedua sifat material ini sangat mempengaruhi amplitudo pada hasil pengolahan data GPR. Nilai konduktivitas listrik material menunjukan kemampuan material dalam menghantarkan listrik. Material dengan nilai konduktivitas listrik tinggi seperti bahan bahan logam akan menghasilkan amplitudo yang tinggi, begitu pula sebaliknya jika nilai konduktivitas listrik material rendah maka akan dihasilkan amplitudo yang rendah pula. Nilai konstanta dieletrik material memiliki hubungan dengan kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik pada material, material dengan nilai konstanta



14



dielektrik rendah memiliki kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik tinggi begitu pula sebaliknya material dengan nilai konstanta dielektrik tinggi memiliki kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik yang rendah, hal ini menunjukan bahwa nilai konstanta dielektrik material berbanding terbalik dengan kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik pada material, namun untuk konduktivitas listrik material memiliki nilai yang berbanding lurus dengan kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik pada material. Untuk amplitudo dengan nilai tinggi memiliki arti bahwa material terdeteksi memiliki nilai konduktivitas listrik yang tinggi. Jika dilihat pada penampang terdapat kontras bentuk amplitudo pada kedalaman atau resolusi 1 meter dimana pada rentang 0 s.d 1 memiliki nilai time atau waktu tempuh gelombang sekitar 0 s.d 10 ns hal ini dikarenakan semakin dangkal suatu lapisan pada dalam kondisi medium heterogen maka rambatan gelombang semakin lambat sehingga membutuhkan waktu tempuh gelombang yang lambat, untuk nanoseconds (ns) merupakan 10-9 seconds. Pada lapisan ini juga memiliki amplitudo yang rendah yang membentuk pola pararel, dimana pola ini berbentuk relatif sejajar dikarenakan memiliki konstanta dielektrik yang tinggi. Nilai konstanta dielektrik merupakan kemampuan suatu menyimpan arus listrik sehingga tidak dapat menghantarkan listrik yang membuat pada lapisan ini memiliki sifat material resistif. Nilai konstanta dielektrik ini juga berbanding lurus dengan permeativitas, dimana pada saat suatu material menyimpan semakin banyak arus listrik maka akan semakin mudah material tersebut terengaruh adanya medan listrik yang dapat diidentifikasikan pada lapisan ini merupakan lapisan sediment lunak yang lapuk. Sebaliknya pada rentang kedalaman 1 s.d 7 meter memiliki nilai time atau waktu tempuh gelombang sekitar 20 s.d 150 ns hal ini dikarenakan semakin dalam suatu lapisan pada kondisi medium heterogen maka cepat rambat gelombang termasuk cepat sehingga membutuhkan waktu tempuh yang lebih singkat. Pada lapisan ini memiliki pola amplitudo chaotic, pola ini berbentuk seperti tidak menerus serta menunjukan susunan yang acak hal ini dikarenakan memiliki konstanta dielektrik yang rendah. Artinya pada lapisan ini kemampuan dalam menyimpan listriknya rendah sehingga membuat material dapat menghantarkan



15



listrik yang menyebabkan pada lapisan ini memiliki sifat material konduktifitas. Pada lapisan ini nilai konstanta dielektrik yang rendah membuat lapisan tersebut tidak terpengaruh medan listrik yang dapat diindikasikan lapisan ini merupakan lapisan bedrock yang merupakan lapisan resistif namun lebih konduktif dibanding dengan lapisan lapuk. Pada lintasan 5 kali ini tidak ditemukan pipa besi dibawah permukaan setelah dilakukan penelitian menggunakan metode GPR, hal ini dikarenakan tidak terdapat amplitudo gelombang yang tinggi malah tergolong selaras, dimana pada lapisan logam gelombang akan semakin cepat dalam perambatan sehingga membuat amplitudo yang tinggi yang berbentuk seperti hiperbola. Nilai amplitudo yang tinggi ini yang berbeda dengan amplitudo daerah sekitar apabila terdapat perbedaan yang membentuk sebuah anomali.



16



BAB VI PENUTUP 5.1. Kesimpulan Pada penelitian kali ini dengan melakukan penelitian menggunakan metode Ground Penetrating Radar (GPR) dapat disimpulkan sebagai berikut: •



Pada penelitian kali ini telah dilakukan pengolahan data GPR berupa penampang yang berisi waktu tempuh gelombang dan kedalaan menjadi penampang radargram 2D dengan menggunakan metode GPR.



•



Daerah penelitian pada lintasan 5 memiliki jarak 13 meter, kedalaman 7 meter dengan rentang waktu tempuh gelombang sekitar 0 s.d 150 ns.



•



Pada penelitian kali ini pada lintasan 5 Pada rentang warna biru tua s.d biru muda dengan rentang nilai -32.768 s.d -20.480 meter merupakan daerah tergolong amplitude rendah, pada rentang warna hijau tua s.d kuning dengan rentang nilai -16.384 s.d -4.096 meter merupakan daerah tergolong amplitude sedang, dan pada rentang warna jingga s.d ungu dengan rentang nilai 0 s.d 32.768 meter merupakan daerah tergolong amplitude tinggi.



•



Pada daerah penelitian pada lintasan 5terdapat dua lapisan, yaitu lapisan sedimen lunak atau lapisan lapuk pada kedalaman 0 s.d 1 meter dan lapisan bedrock pada kedalaman 1 s.d 7 meter..



•



Pada daerah penelitian di lintasan 5 tidak terdapat anomali gelombang yang berbentuk amplitudo parabola, dan pada penampang yang dihasilkan nilai amplitudo relatif sama.



•



Terdapat dua pola layer yaitu pola parallel yang diindikasikan sebagai lapisan lapuk dan pola chaotic yang diindikasikan sebagai lapisan bedrock



•



Pada lintasan 5 kali ini tidak ditemukan pipa besi dibawah permukaan setelah dilakukan penelitian menggunakan metode GPR.



17



5.2 Saran Pada penelitian kali ini diperlukan kemampuan dalam pendugaan yang lebih proses ini memerlukan konsep trial and error. Memperbanyak latihan agar dapat terbiasa dengan konsep trial and error. Dalam melakukan interpretasi dibarengi dengan studi literatur agar interpretasinya akurat. Penampang yang dihasilkan diusahakan menggambarkan kondisi sebenarnya dari daerah penelitian maka dari itu diperlukan data pendukung.



18



DAFTAR PUSTAKA Amir D. 2013. Rancang Bangun Ground Penetrating Radar Untuk Mendeteksi Saluran Pipa Bawah Tanah. Prosiding SNYuBe 2013 Arkadia Luga, Okto Ivansyah, Muliadi. 2019. Identifikasi Pipa Metal Bawah Permukaan Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar (GPR). PRISMA FISIKA, Vol. 7, No. 1 (2019), Hal. 20 – 29. ISSN : 2337-8204. Bambang Sugiarto, G.M. Lucki Junursyah dan Indyo Pratomo. 2018. Identifikasi Objek Bawah Permukaan Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar di Kompleks Candi Kedaton, Muarojambi, Indonesia. Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral Vol.19. No.4 November 2018 hal 201 - 211 Cassidy, 2009. Ground penetrating radar data processing, modelling and analysis. Book: Ground penetrating radar: theory and applications. Chapter5: 141176, Elsevier, Oxford, UK. Deni, Supendi. 2020. Sifat Gelombang Elektromagnetik dan Manfaatnya untuk Teknologi. Dikutip pada tanggal 22 Oktober 2020 pukul 19.56 dari https://www.harapanrakyat.com/2020/06/sifatgelombang-elektromagnetik/ Kusumaningsih, Ol Alvianita R. P. 2019. Penentuan Kedalaman Lapisan Gambut Menggunakan Ultra Ground Penetrating Radar untuk Estimasi Cadangan Karbon di Kecamatan Pedamaran. Prisma Fisika Vol. 7, Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, UNTAN. Reynolds, J. M. 1997. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics. Sussex : John Wiley and Sons. Santoso, Djoko. 2002. Pengantar Teknik Geofisika. Bandung : Institut Teknologi Bandung. Telford, W. M., et al. 1990. Apllied Geophysics 2nd Edition. New York : Cambridge University Press. Tronics, Alam, dan Ivan Bahder. 2019. Penggunaan Aplikasi GPR (Ground Penetrating Radar dengan Metode Non-Destructive untuk Kolektifitas Data Kualitatif pada Analisa Subsurface Tanah Ekstrim Lunak. Prosiding TPT XXVIII Perhapi 2019.



Wibowo, Eko, dan Indriati Retno Palupi. 2017. Buku Panduan Praktikum Metode Elektromagnetik. Yogyakarta : Teknik Geofisika Fakultas Teknologi Mineral UPN “Veteran” Yogyakarta.



2