Kerikil dan pasir Batu pasir
Batu Kapur Kwarsit
20 15
5 1
410 4,1
0,04 0,0004
Sumber : Linsley dan Franzini, 1990 Lempung mempunyai kerapatan porositas yang tinggi sehingga tidak dapat
meloloskan air, batuan yang mempunyai porositas antara 5 – 20 adalah batuan yang dapat meloloskan air dan air yang melewatinya dapat ditampung.
2.7 Sifat Listrik Pada Batuan
Dari semua sifat fisika batuan dan mineral, resistivitas memperlihatkan variasi harga yang sangat banyak. Pada mineral-mineral logam, harganya berkisar pada
10
−8
Ωm hingga 10
7
Ωm. Begitu juga pada batuan-batuan lain, dengan komposisi yang bermacam-macam akan menghasilkan range resistivitas yang bervariasi
pula. Sehingga range resistivitas maksimum yang mungkin adalah dari 1,6 x 10
−8
perak asli hingga 10
16
Ωm belerang murni.
Konduktor biasanya didefinisikan sebagai bahan yang memiliki resistivitas kurang dari 10
−8
Ωm , sedangkan isolator memiliki resistivitas lebih dari10
7
Ωm. Dan di antara keduanya adalah bahan semikonduktor. Di dalam konduktor berisi
banyak elektron bebas dengan mobilitas yang sangat tinggi. Sedangkan pada semikonduktor, jumlah elektron bebasnya lebih sedikit. Isolator dicirikan oleh
ikatan ionik sehingga elektron-elektron valensi tidak bebas bergerak.
Secara umum, berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan dan mineral dapat dikelompokkan menjadi tiga menurut Telford, 1990 , yaitu:
1. Konduktor baik : 10
−8
ρ 1Ωm 2. Konduktor pertengahan : 1
ρ 10
7
Ωm 3.
isolator : ρ 10
7
Ωm
Universitas Sumatera Utara
Kebanyakan mineral membentuk batuan penghantar listrik yang tidak baik, resistivitas yang terukur pada material bumi utamanya ditentukan oleh
pergerakan ion-ion bermuatan dalam pori-pori fluida. Air tanah secara umum berisi campuran terlarut yang dapat menambah kemampuannya untuk menghantar
listrik, meskipun air tanah bukan konduktor listrik yang baik. Nilai resistivitas batuan material tidak selalu sama. Nilai resistivitas masing – masing tiap batuan
yang sama belum tentu memiliki harga resistivitas yang sama, dan sebaliknya harga resistivitas yang sama dapat dimiliki oleh batuan yang berbeda. Nilai
resistivitas material – material atau batuan bumi dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.2 Resistivitas Kelistrikan Batuan
Material Tahanan Jenis ohm meter
Air Udara Quarzt Kwarsa
500 – 800.000 Calcite kalsit
1 x 10
12
– 1 x 10
13
Rock Salt Garam Batu 30 – 1 x 10
13
Granite granit 200 – 100.000
Basalt basal 200 – 100.000
Limestones Gamping 500 – 10.000
Sandstones Batu Pasir 200 – 8.000
Shales Batu Tulis 20 – 20.000
Sand Pasir 1 – 1.000
Clay Lempung 1 – 100
Ground Water Air Tanah 0,5 – 300
Sea Water Air Laut 0,2
Dry Gravel Kerikil Kering 600 – 10.000
Alluvium alluvium 10 – 800
Gravel Kerikil 100 – 600
Air dalam akuifer alluvial 20 – 30
Pasir dan kerikil terendam dalam air tawar 50 – 5 x 10
2
Universitas Sumatera Utara
Pasir dan kerikil terendam dalam air laut 0,5 – 5
Sumber : Telford,1990
Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas tidaklah sama. Beberapa faktor yang mempengaruhi tahanan jenis tanah adalah :
a. Keadaan struktur tanah antara lain ialah struktur geologinya, seperti tanah liat, tanah rawa, tanah berbatu, tanah berpasir dan sebagainya.
b. Unsur kimia yang terkandung dalam tanah, seperti garam, logam, dan mineral-mineral lainnya.
c. Keadaan iklim, basah atau kering. d. Temperatur tanah dan jenis tanah.
2.7.1 Pengaruh Keadaan Struktur Tanah
Tahanan jenis tanah bervariasi dari 500 sampai 50000 Ohm per cm
3
. Kadang – kadang
harga ini
dinyatakan dalam
Ohm-cm. Pernyataan
Ohm-cm merepresentasikan tahanan di antara dua permukaan yang berlawanan dari suatu
volume tanah yang berisi 1 cm
3
. Kesulitan yang biasa dijumpai dalam mengukur tahanan jenis tanah adalah bahwa dalam kenyataannya komposisi tanah tidaklah
homogen pada seluruh volume tanah, dapat bervariasi secara vertikal maupun horizontal, sehingga pada lapisan tertentu mungkin terdapat dua atau lebih jenis
tanah dengan tahanan jenis yang berbeda. Untuk memperoleh harga sebenarnya dari tahanan jenis tanah, harus dilakukan pengukuran langsung ditempat dengan
memperbanyak titik pengukuran.
2.7.2 Pengaruh Unsur Kimia
Untuk mendapatkan tahanan jenis tanah yang lebih rendah, komposisi kimia tanah diubah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda pembumian. Cara
ini hanya baik untuk sementara sebab proses penggaraman harus dilakukan secara periodik, sedikitnya 6 enam bulan sekali.
Universitas Sumatera Utara
Cara lain untuk mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah adalah dengan memberikan air atau membasahi tanah. Harga tahanan jenis tanah pada
kedalaman yang terbatas sangat tergantung dengan keadaan cuaca. Untuk mendapatkan tahanan jenis tanah rata-rata untuk keperluan perencanaan, maka
diperlukan penyelidikan atau pengukuran dalam jangka waktu tertentu.
2.7.3 Pengaruh Iklim
Untuk mengurangi variasi tahanan jenis tanah akibat pengaruh musim, pembumian dapat dilakukan dengan menanam elektroda pembumian sampai
mencapai kedalaman di mana terdapat air tanah. Kadangkala kelembaban dan temperatur bervariasi di sekitar elektroda pembumian sehingga harga tahanan
jenis tanah harus diambil untuk keadaan yang paling buruk, yaitu pada keadaan tanah kering dan dingin.
Tahanan jenis tanah akan dipengaruhi pula oleh besar kecilnya konsentrasi air tanah atau kelembaban tanah jika konduktivitas tanah semakin besar maka
tahanan jenis tanah semakin kecil.
2.7.4 Pengaruh Temperatur Tanah
Temperatur tanah sekitar elektroda pembumian juga berpengaruh pada besarnya tahanan jenis tanah. Hal ini terlihat sekali pengaruhnya pada temperature di bawah
titik beku air 0
o
C. Di bawah harga ini penurunan temperatur yang sedikit saja akan menyebabkan kenaikan harga tahanan jenis tanah dengan cepat.
Gejala di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :pada temperatur di bawah titik beku air 0
o
C , air di dalam tanah akan membeku, molekul-molekul air dalam tanah sulit untuk bergerak, sehingga daya hantar listrik tanah menjadi
rendah sekali. Bila temperatur tanah naik, air akan berubah menjadi fase cair,
Universitas Sumatera Utara
molekul-molekul dan ion-ion bebas bergerak sehingga daya hantar listrik tanah menjadi besar atau tahanan jenis tanah turun.
2.8 Metode Geolistrik Resistivitas
