BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Perumusan Masalah 1.1.1
Latar Belakang Zeolit merupakan kelompok aluminium silikat terhidrasi, memiliki rongga-rongga yang berhubungan satu dengan yang lainnya, berupa saluran-saluran kosong ke segala arah, berisi air dan ion-ion yang mudah tertukar, seperti: sodium, potasium, magnesium, dan kalsium. Zeolit merupakan mineral multiguna yang di negara-negara maju banyak digunakan dalam berbagai industri, beberapa aspek yang menjadi dasar penggunaan adalah aspek penyerap, penyaring, penukar kation, dan katalis, oleh karena itu zeolit mempunyai prospek yang baik untuk dapat dikembangkan pada berbagai industri. Dalam eksplorasi zeolit dapat menggunakan metode GPR (Ground Penetrating Radar). Metode GPR ini mampu memberikan pemetaan yang detail terhadap anomali bawah permukaan, dan cocok untuk eksplorasi dangkal. Dalam eksplorasi menggunakan GPR, untuk memperkirakan kedalaman dan ketebalan suatu target diperlukan data kecepatan gelombang elektromagnetik pada material bawah permukaan yang dilalui
gelombang elektromagnetik. Kecepatan gelombang elektromagnetik pada zeolit dapat ditentukan melalui pengukuran insitu dengan menggunakan metoda CMP dan pengukuran di laboratorium dengan mengukur parameter fisisnya, yaitu konstanta dielektrik relatif, loss factor dan permeabilitas magnetik. Prinsip pengukuran metode GPR ini adalah mengukur travel time (waktu perambatan) dari refleksi gelombang elektromagnetik (EM) yang melalui medium bawah permukaan. Kecepatan perambatan gelombang EM ditentukan oleh kemampuan material untuk menyimpan energi ketika diberikan medan luar yang digambarkan oleh sifat dielektrik, dan permeabilitas magnetik. Kecepatan gelombang elektromagnetik material pada metode GPR dapat diketahui dengan
menganalisa kecepatan
gelombang EM yang merambat pada medium terhadap waktu tempuhnya dengan menggunakan metode akuisisi data CMP (Common Mid Point). Selain itu, kecepatan gelombang EM pada material dapat dihitung dengan menentukan sifat-sifat fisisnya, yaitu konstanta dielektrik relatif, loss factor dan permeabilitas magnetik yang dilakukan di laboratorium. Nilai dielektrik dapat dihitung berdasarkan hukum rangkaian ampere, yaitu dengan mengukur muatan pada suatu kondensor yang diisi oleh material. Pengukuran permitivitas relatif (εr), dan loss factor (Q) dapat diukur oleh HP 4192 LF Impedance Analyzer (Hewlett Packard USA) di FTI (Fakultas Teknik Industri) program studi Teknik Fisika ITB dan HP Q Meter 4342A (Hewlett Packard USA) di laboratorium Telekomunikasi Radio &
Gelombang Mikro, STEI (Sekolah Teknik Elektro dan Informatika) ITB. Pada penelitian ini akan digunakan HP Q Meter 4342A (Hewlett Packard USA) untuk mengukur permitivitas relatif dan Bartington MS2 suseptibillity meter untuk mengukur suseptibilitas bahan. 1.1.2
Perumusan Masalah Proses pemilihan kecepatan yang tepat (sesuai) sangat penting dilakukan dan merupakan salah satu quality control hasil processing akhir dalam memperkirakan keberadaan dan ketebalan material yang akan dieksplorasi. Untuk memilih kecepatan yang tepat dibutuhkan sebuah metode pembanding. Dapatkah pengukuran kecepatan gelombang elektromagnetik
skala
laboratorium
menjadi
pembanding
dengan
pengukuran yang dilakukan secara insitu? 1.1.3
Ruang Lingkup Pada penelitian ini akan membahas tentang penentuan kecepatan gelombang elekromagnetik dengan menghitung sifat-sifat dielektrik zeolit dan penentuan kecepatan gelombang pada zeolit dengan menggunakan akuisisi data CMP (Common Mid Point) pada metoda GPR.
1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kecepatan gelombang EM pada material dari pengukuran yang dilakukan di laboratorium yang diukur dari sampel holder yang terisi (Cm dan Dm) dan tidak diisi oleh
sample (Co dan Do), yang kemudian digunakan untuk menghitung konstanta dielektrik relatif, loss factor dan permeabilitas magnetik. Dengan mengetahui konstanta dielektrik relatif, loss factor dan permeabilitas magnetik maka kecepatan gelombang EM dapat dihitung. Hasil yang diperoleh dari perhitungan tersebut dibandingkan dengan hasil kecepatan gelombang EM yang diperoleh dari metode akuisisi data CMP yang diukur langsung insitu dan dapat dijadikan salah satu quality control hasil processing akhir metoda GPR sehingga hasil yang diperoleh lebih presisi dan dapat menghindari kesalahan pengukuran insitu karena dapat dibandingkan dengan pengukuran skala laboratorium. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah metode akuisi CMP dan pengukuran skala laboratorium dapat efektif dalam mengetahui kecepatan gelombang EM dari material. Sehingga diharapkan hasil CMP maupun pengukuran impedansi yang dilakukan dalam skala laboratorium, hasil keduanya dapat diaplikasikan dalam pengukuran lapangan dalam proses processing akhir dalam menentukan keberadaan dan ketebalan medium atau material yang akan dieksplorasi.
1.3 Anggapan Dasar Kecepatan gelombang elektromagnetik dalam suatu medium dapat diketahui dengan cara menggunakan metode CMP dan metode pengukuran sifat dielektrik bahan. Penentuan kecepatan ini sangatlah penting karena
dengan mengetahui kecepatan gelombang dapat ditentukan kedalaman target. Dengan menggunakan dua metode yang berbeda, penentuan kecepatan gelombang EM dalam suatu bahan dapat dibandingkan sehingga hasil yang diperoleh lebih presisi.
1.4 Metode Penelitian dan Teknik Pengumpulan Data 1.4.1 Metode Penelitian Zeolit Pengukuran
Pengukuran Laboratorium
Pengukuran Georadar
Sampel
Akuisisi data sounding CMP Processing
Pengukuran suseptibilitas zeolit
Processing
pengukuran sifat dielektrik zeolit
Vm Zeolit
Vm Zeolit
Analysing Velocity
Dibandingk
Input Vm Zeolit
Radargram Skala Waktu & kedalaman
Gambar 1.1 Metode penelitian
Dalam penelitian ini dilakukan pemodelan fisik dalam skala laboratorium dengan pengukuran insitu dengan metode CMP GPR terhadap material yang diambil dari lokasi yang sama. Konstanta dielektrik relatif dan loss factor diukur dengan HP Q Meter 4342A untuk menghitung sifat dielektrik dari sampel. Dengan mengetahui konstanta dielektrik relatif, loss factor
dan
permeabilitas
magnetik
maka
kecepatan
gelombang
elektromagnetik zeolit dapat diketahui. Dari hasil pengukuran insitu, dilakukan analisa kecepatan CMP untuk memperoleh kecepatan gelombang EM material yang akan dieksplorasi. Selanjutnya hasil dari kedua analisa kecepatan dengan skala laboratorium dan insitu dicoba untuk diaplikasikan pada hasil survei lapangan untuk mengintepretasi struktur bawah permukaan dimana terdapat material yang akan dieksplorasi. 1.4.2 Teknik Pengumpulan Data Mengumpulkan data adalah mengamati variabel yang akan diteliti dengan metode observasi atau pengukuran lapangan. Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Studi Kepustakaan, yaitu dengan cara membaca dari berbagai referensi yang terkait dengan topik ini. 2. Studi
Lapangan,
yaitu
dengan
pengukuran
lapangan
untuk
mendapatkan data menggunakan alat RAMAC/GPR 3. Studi Laboratorium, yaitu dengan mengukur permeabilitas bahan dan permitivitas bahan.
1.5 Sistematika Penulisan Penulisan makalah ini dibagi menjadi lima bab, yaitu bab pendahuluan, bab teori dasar, bab tinjauan umum daerah penelitian, bab akuisisi dan pengolahan data, serta bab kesimpulan dan saran. Kelima bab ini menjabarkan secara terperinci dari awal mengenai pengukuran kecepatan gelombang elektromagnetik pada zeolit skala laboratorium maupun secara insitu hingga diperoleh hasil akhir yang ingin dicapai dari tugas akhir ini. Bagian pertama atau BAB I berisikan latar belakang, perumusan masalah, ruang lingkup, tujuan penulisan, anggapan dasar, metode, teknik pengumpulan data serta sistematika penulisan. Selanjutnya pada BAB II dijelaskan tentang perilaku bahan dalam medan magnet dan medan listrik, kecepatan gelombang elektromagnetik dalam bahan, serta ground penetrating radar (GPR). Kemudian BAB III akan membahas mengenai bahan yang akan diteliti, yaitu zeolit. Selanjutnya pada BAB IV akan dijelaskan tentang cara pengambilan data dan pengolahan data. Kemudian pada BAB V akan diperlihatkan hasil penelitian yang disertai dengan pembahasan. Kemudian pada bab yang terakhir Bab VI, berisi tentang kesimpulan hasil penelitian dan saran untuk penelitian selanjutnya.
