1. PendahuluanPada tahun 1904 pemanfaatan sinyal elektromagnetik mulai dilakukan. Penggunaan sinyal elektromagnetik digunakan untuk menentukan keberadaan suatu objek remote terrestrial yang dihubungkan dengan Hulmeyer. Pada tahun 1926 pengggunaan teknik pulsa sudah digunakan untuk menetukan struktur tersembunyi. Setelah tahun 1930, penggunaan teknik pulsa pun dikembangkan untuk menyelidiki kedalaman berbagai macam medium dan mendeteksi benda-benda yang terpendam dalam tanah.Seiring perkembangan teknologi, keinginan manusia untuk mengeksplorasi objek terpendam kian meningkat. Tentu peneliti menginginkan metode yang tepat untuk penetuan objek tependam dengan karakteristik sesuai dengan metode yang digunakan. Beberapa metode telah berkembang seperti electrical-resistivity, induced-polarisation, gravity-surveying, magnetic surveying, nucleonic, radiometric, thermographi. Keseluruhan metode tersebut terbukti berguna untuk masing-masing objek yang diteliti. Namun metode eksplorasi geofisika untuk mengidentifikasi objek terkubur dalam tanah dan kandungannya agar bisa terlihat jelas membuat banyak penelitian mencoba untuk menemukan metode yang tepat. Untuk mengeksplorasi bawah tanah tentu diperlukan metode yang tepat dengan spesialisasi dan cakupan yang luas. Sehingga seiring perkembangan zaman telah berkembang metode eksplorasi yang sesui dengan penjelasaan di atas yaitu dengan menggunakan GPR (Ground Penetrating Radar). Dengan adanya GPR maka eksplorasi bawah tanah akan manjadi lebih mudah. Oleh karena itu dari pendahuluan di atas maka kami akan menjelaskan tentang metode GPR(Ground Penetrating Radar) sebagai metode eksplorasi bawah tanah dengan cakupan yang luas.2. Dasar Teori

Ground Penetrating Radar atau GPR merupakan salah metode geofisika dengan menggunakan teknik elektromagnetik. GPR digunakan untuk mengidentifikasi objek yang terkubur di dalam tanah serta mengetahui kedalaman objek tanpa mengebor ataupun menggali tanah. GPR memanfaatkan gelombang elektromegnetik frekuensi tinggi untuk memperoleh informasi bawah permukaan. Gelombang elektromagnet yang digunakan berupa gelombang radio dengan rentang frekuensi 10 MHz sampai 1 GHz. Dalam sistem GPR terdiri dari beberapa bagian yaitu unit kontrol, antena pengirim, antena penerima, penyimpanan data yang sesuai dan peralatan display. Sistem GPR memiliki 2 antena yaitu pengirim (transmitter) dan penerima (receiver). Transmitter merupakan antena yang terhubung ke sumber pulsa sedangkan receiver merupakan antena yang terhubung ke unit pengolahan. Transmitter akan memancarkan energi berupa gelombang elektromagnet yang kemudian akan dipantulkan dan diterima oleh receiver. Tipe antena yang digunakan, sinyal yang ditransmisikan, metode pengolahan sinyal bergantung pada beberapa hal yaitu:

1. Jenis objek yang akan diteliti

2. Kedalaman objek

3. Karakteristik elektrik medium tanahUntuk dapat mendeteksi dengan baik GPR harus memenuhi empat syarat1. Kopling radiasi yang efisien dalam tanah

2. Penetrasi gelombang elektromagnetik yang efisien

3. Sinyal dan amplitudo yang dihasilkan dari objek yang diteliti besar

4. Bandwith yang cukup untuk menghassilkan resolusi yang baik

Namun ternyata ada beberapa kelebihan dan keterbatasan yang dimiliki oleh GPR. Kelebihan dan keterbatasan kami jelaskan sebagai berikut.

Adapun kelebihan dari metode GPR itu sendiri adalah :

1. Pengukuran menggunakan GPR relatif mudah2. GPR menyediakan resolusi tinggi untuk vertikal dan lateral

3. Pengukuran objek berlanjut akan efektif untuk survey yang besar

4. Keluaran memperlihatkan grafik gambar

5. Antena dapat ditarik oleh tangan atau kendaraan

6. Pada material yang memiliki konduktivitas rendah kedalaman penetrasi mencapai 100 kaki dimana umunya kedalaman peentrasi lebih sedikit daripada 30 kaki

Sedangkan keterbatan dari GPR adalah1. Kedalaman penetrasi lokasi capaiannya spesifik

2. Penetrasi pada tanah liat dan silt dalam material memiliki nilai konduktivitas di atas 15 20 Ms/m adalah terbatas

Karakterisasi GPR terdiri dari tiga prinsip dasar, pertama bandwith operasi dari GPR diletakkan pada frekuensri rendah. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kedalaman penetrasi yang memadai ke dalam tanah. Kedua GPR beroperasi di dekta permukaan tanah sehingga dapat meningkatkan clutter. Akibatnnya pengguan GPR terpaksa melakukan image prosessing tingkat lanjut un tuk membedakan target dengan clutter. Ketiga GPR meripaka sistem radar jarak dekat. Pada daerah ini target biasanya terletak di daerah medan dekat atau medan menengah. Sehingga karakteristik medan dekat antena akan sangat penting.Untuk memperoleh data GPR dapat dilakukan dengan berbagai cara. Yang paling umum digunakan adalah dengan menyeret suatu unit GPR sepanjang lintasan tertentu atau menyeret suatu unit GPR di belakang kendaraan.3. Prinsip Kerja

Untuk memperoleh informasi bawah permukaan, GPR menggunakan gelombang elektromagnetik pada frekuensi tinggi. Gelombang elektromagnetik yang digunakan berupa gelombang radio pada frekuensi 10 MHz-1 GHz. Energi akan dipancarkan ke bawah tanah dari transmitter. Dimana pada transmitter terdapat rangkaian pemancar yang menghasilkan pulsa listrik. Pulsa listrik yang dihsilkan berbentuk prf (pulse repetition frequency), energi dan menunjukkan durasi tertentu. Pulsa ini akan dipancarkan oleht transmitter ke dalam tanah. Ketika merambat di tanah pulsa ini akan mengalami atenuasi dan cacat sinyal lainnya. Jika tanah bersifat homogen maka pulsa yang direfleksikan akan kecil. Jika pulsa menabrak inhomogenitas di dalam tanah maka akan menghailkan sinyal yang direfleksikan pada receiver. Receiver memiliki rangkaian penerima yang berfungsi untuk memproses sinyal tersebut. Sinyal akan direkam dan menghasilkan gambar cross-sectional atau profil kondisi bawah permukaan dangkal. Pemantulkan sinyal gelombang dari radar terjadi karena adanya perubahan konstanta dielektrik atau konduktivitas listrik di antara dua material. Perubahan konduktivitas listrik di anatara dua material berhubungan dengan kondisis hidrologi alami seperti bedding, sementasi, kelembapan, kandungan tanah liat, void dan keretakan. Perubahan besar pada sifat dielektrik sering kali memperlihatkan adanya material geologi dan struktur buatan manusia yang terkubur.4. Jenis-Jenis Peralatan

Jenis-jenis peralatan GPR yang biasanya di gunakan dalam penilitian adalah sebagai berikut:

a. OKO Georadar dengan unit AB-90

Alat ini terdiri dari beberapa bagian seperti :

Antena

Power Suply

Control Unit

Kabel Penghubung setiap unit

Baterai GPR

Notebook PC

Gambar4.1 OKO Georadar (sumber: ptandalan.com)

Antena dari GPR ini mudah di lepas, kelebihan dari metode ini selain biaya operasional lebih murah dan cara pengoprasianya di lapangan mudah, alat ini juga menghasilkan resolusi dan kecepatan akuisisi data tinggi untuk menyelidiki berbagai masalah kebumian.

b. IDS GPR

Ada bebarapa ,jenis IDS, diantaranya:

1. Detektor Duo

Produk ini diciptakn untuk mendeteksi utility dan benda benda yang terkubur dbawah tanah. Alat ini sangat praktis dan efektiv dibawa kemana mana bersifar real time dan on site sehingga sangat cocok untuk pencarian pipa.

Gambar 4.2 detektor duo

2. Ris Familly RIS one yaitu sistem georadar dengan satu antena( single antenna) dimana unit kontrolny hanya satu saluran. sehingga hanya bisa digunakan hanya satu antenna saja. Unit kontrol RIS one ini digunakan dalam semua jenis antena baik antena frekuensi rendah maupun antenna dengan frekuensi tinggi. tetapi hanya satu anttena yang bisa dipakai. RIS MF Hi- MOD yakni sistem Georadar yang terdiri dari multi antenna dan multi frekuensi dimana unit kontrol yang dimiliki oleh unit RIS MF merupakan multi saluran dan multi channel. artinya antrnna yang digunakan bisa kombinasi dari beberapa antenna. misalnya kombinasi antara antena rendah dan antena tinggi sehingga kedalaman target dapat dicapai secara bersamaan tanpa harus mengganti antenna. Aladdin dan RIS Hi -BrigHT kedua jenis alat ini menggunakan antena dengan frekuensi yang sangat tinggi ( 1- 2 Ghz) untuk mengahsilkan resolusi yang sangat tinggi.

Gambar 4.3 GPR RIS one

5. Prosedur Kerja

a. Peralatan

Peralatan yang digunakan pada metode Ground Pentrating Radar (GPR) terdiri dari:

Antena Unit

Power Supply Unit (9 A/H)

Control Unit

Kabel Penghubung Setiap Unit

Baterai GPR

Odometer

Notebook PC

b. Tahap Persiapan

Tahap persiapan dalam metode Ground Penetrating Radar (GPR) meliputi:

Melakukan observasi terhadap lokasi Melakukan pengecekan terhadap alat yang akan digunakan

Menentukan lintasan untuk pengambilan data.

c. Pengambilan Data

Merangkai alat Ground Penetrating Radar (GPR) Ordometer, power supply, kontrol unit dan kedua baterai GPR dinyalakan dengan menekan tombol On Menyalakan notebook PC, kemudian membuka Software GeoScan32 kemudikan mengoprasikan software.Berikut ini cara mengoprasikan Software GeoScan32

a. Pilih option kemudian klik port select

b. Pilih Ethernet

c. Lalu mucul Tuning Ethernet conection , kemudian centang adapter auto setelah itu klik tombol okd. Untuk memperoleh GPR, klik file kemudian scan

e. Kemudian komputer akan muncul layar scanning mode

f. Klik cont menjadi migr

g. Klik connect untuk menghubungkan notebook PC dengan alat GPR

h. Kemudian klik record pada keyboard hal ini digunakan untuk merekam data.

Menjalankan alat GPR sesuai dengan lintasan yang telah ditentukan dengan cara di dorong

Diujung lintasan, klik save untuk menyimpun data.

d. Pengelolaan Data

utuk mengetahui kandungan material maka dilakukan cara epsilon dan hiperbola serta perhitungan kecematan gelombang elektromagnetik dengan inklinasi. Pengolahan data dapat menggunaka dengan software GeoScan dan software surfer 9.0.6. Contoh Data/ Study KasusStudi Kasus

Aplikasi Ground Penetrating Radar untuk Menggmbarkan Zona Mneralisasi Emas pada Subenso-North Concenssion of Newmont Ghana Gold Limited

Tempat: Subenso North Gold milik Concenssion of Newmont Limited, 1 km2 terletak pada Universal Transverse Mercator (UTM) dengan koordinat longtudinal 590294 utara dan latutude 801106 barat diantara Teekyere dan Adrobab di Brong Ahafo daerah Ghana

Latar Belakang Penelitian

1. Pertumbuhan perekonomian di Ghana bertumpu pada sektor pertambangan emas sehingga memicu perkembangan pada sektor ini2. Di Ghana pertambangan emas masih mengguanakan metode konvensional3. Karena masih menggunakan metode konvensional yang tidak praktis dan efisien maka diperlukan metode yang efisian serta dengan biaya yang murah

Metode yang Dipakai dalam Penelitian

Secara umum netode yang dipakai adalah dengan menggunakan GPR (Ground Penetrating Radar) untuk menggambarkan zona mineralisasi

Adapun penjelasan secara rinci:

1. Menggunaka RAMAC GPR System dengan frekuensi tengah 25 MHz menggunakan antena RTA.2. Menggunakan 21 lintasan, dimana panjang setiap lintasan sebesar 1 km. Setiap lintasan diberi label L1-L213. Pengukuran tambahan selain GPR menggunakan IP dan resistivitas.4. Langkah pengolahan lainnya adalah variasi waktu berguna untuk membantu menghilangkan frekuaensi domain yang terlihat pada data dan low cut filter untuk meghilangkan efek induksiPerkiraan kecepatan menggunakan hyperbola fitting tool. Hasil berupa file ASC11 berisi data dari struktur yang diplot secara grafik. Data dari IP dan resistivitas diproses dengan menggunakan software Geosoft menghasilkan resistivitas dan gambar chargebility.

Hasil Pengukuran dan Interpretasi DataBerikut gambar GPR berupa radargram gambar 5.1 Gambar Radar untuk Profil L1, L2, L3, L4, L5 dan L6

Gambar 5.2 Gambar radar untuk profil L7, L9, L11, L13, L15 and L17

Berdasarkan gambar maka:

Gambar 5 dan 6 menunjukkan hasil radar dari 12 profil yang diperoleh dari lokasi penelitian. Dalam penelitian kali ini hanya menghasilkan 12 lintasan yaiti L1, L2. L3, L4, L5, L6 , L7, L9, L11,L13, L15 DAN L17. Hal tersebut terjadi karena kesalahan antena yang tidak dapat menembus akar pepohonan sehingga tidak memperoleh data. Lintasan L2 dan L4 pada gambar 5.1, lintasan L13 dan L17 pada gambar 6 menunjukkan kedalaman rata-rata 8 m dan 12 m. Artinya pola difraksi hiperbolik antar interval pada kedalaman tersebut. D merupakan transisi Duricrust-saprolite. S1 dan S2 merupakan sub horizontal dan vertikal sub reflektor. S1 dan S2 merupakan zona retak dan zona lapuk pada kedalaman 33 m dan 48 m. Pada zona ini terdapat struktur mineralisasi emas. Karena adanya antena yang menggema dan kesalahan lain yang dihadapi di lapangan, beberapa gambara ,mencatat beberapa refleksi. Dalam geologi refleksi tidak berarti.

Gambar 5.3 Hasil Intrespetasi dari S2 dan S1

Interpretasi S2 yang tereka dan struktur dalam S1 digambarkan pada gambar 5.3. Pada gambar 5.3 menunjukkan struktur S2 digambarkan antara kedalaman 37 m dan 44.5 m. Struktur yang tereka menggambarkan deformasi strktural ke arah NW-SE. Rentang kedalaman Z1 antara 38.5 dan 44.5 m menjadi zona potensial mineralisasi. Pola struktural Z2 menujukkan ciri horizontal dekat berada pada profil rentang 600 m dan 800 m. Rentang kedalaman antara 42.0 m sampai 44.5 m dan memiliki panjang 300 m. Gambar 5.3 kanan menunjukkan struktur kedalaman antara 15 m dan 36 m kemungkinan ada deformasi struktural di arah NU-SE yang berada pada jarak 300 m dan 700 m. Dalam rentanng ini Z1 dan Z2 merupaka struktur dipping semu yang representasinya nyata dan mineralisasi yang dipetakan denga resistivitas dan survei chargebility.

Gambar 5.4 gambar kiri pengukuran chargebility, kanan pengukuran resistivityHasil chargebility dan resistivitas tidak memberikan kedalaman yang tepat dimana mineralisasi terjadi. Sedangkan GPR mampu menunjukkan struktur mineralisasi emas. Nilai chargebility berkisar antara 14 mv/v dan 17 mv/v yang ditunjukkan dengan warna merah. Zona anomalia berada ke arah barat laut-tenggara. Daerah ini berada pada profil dari 200 m dan 700 m, yang membentang di sekitar jarak total (M). Zona dengan chargebility tinggi menunjukkan zona lemah (zona konduktif) dalam saprolit zona konduktif adalah zona potensi mineralisasi emas. Nilai resistivitas ditunjukkan warna merah dengan nilali 2545.Referensi

Arisona. 2012. Interprestasi Data Lapangan Ground penetrating radar GPR dengan Pemodelan Kedepan 2D. Jurnal Aplikasi Fisika , volume 8, No. 1 (online), http://jurnal.pdii.lipi.go.id/index.php/Search.html?act=tampil&id...idc, diakses 8 September 2014.Buynevich, IV. 2009. Thaponomic Applications of Georadar. Journal of Taphonomy, vol 7 (Issue 1), (online) http//:www.journaltaphonomy.com, diakses 6 September 2014Colagrande, S., Ranalli D., & Tallini M. 2013. Ground Penetrating Radar Assesment of Flexible Road Pavement Degradation. Hindawi Publishing Corporation International Journal og Geophysics, Volume 2011, Article ID 989136, 11 pages. (online), http://www.hindawi.com/journals/ijge/2011/989136/, diakses 7 September 2014.

Dam, RLV., Hendrick, JMH., Cassidy, NJ., North, RE., Dogan, M.& Borchers, B. 2013. Effects of Magnetite on High-Frequency Ground Penetrating Radar. Geophysycs, vol. 78, No.5. (online), http://library.seg.org/, diakses 7 September 2014E, Manu., K, Preko. & D, Wemenengagh D. 2013. Application of Ground Penetrating Radar in Delinating zones of Gold Mineralization of Newmont Ghana Gold Limited. International Journal of Scientific and Research Publications, Volume 3, Issue 5, May 2013, (online). http// www.ijsrp.org/research-paper.../ijsrp-p1737.pdf., diakses 9 September 2014Oktafiani, Folin., Sulistyaningsih. & Wijayanto, YN. Tanpa Tahun. Sistem Ground Penetrating Radar Untuk Mendeteksi Benda-Benda di Bawah Permukaan Tanah. (online), htta://www.lipi.go.id, diakses 6 September 2014