Georadar sulit menembus lempung basah. Lihat angka redaman EPA, kisaran frekuensi antena, contoh hitung jangkauan, dan alternatif bila sinyal cepat habis.
Georadar di tanah lempung biasanya hanya menjangkau lapisan dangkal, karena lempung basah menghantarkan listrik dan meredam gelombang radar. Halaman EPA menyebut penetrasi georadar umumnya jarang melebihi 10 m, dan tabelnya memberi redaman lempung 1 sampai 300 dB/m. Pada contoh hitung EPA, tanah dengan konduktivitas 100 mS/m menghabiskan sinyal pada sekitar 2,6 m, sedangkan tanah kering berkonduktivitas rendah dapat mencapai sekitar 26 m.
Di sini kami merangkum angka redaman dari EPA, peta kesesuaian tanah NRCS, kisaran frekuensi antena dari literatur Indonesia, dan langkah memeriksa kelayakan sebelum survei georadar. Georadar tetap berguna di lempung untuk target yang sangat dangkal, tetapi jangkauannya perlu diuji lebih dulu.
Mengapa lempung meredam sinyal georadar?
Menurut halaman EPA tentang ground-penetrating radar, redaman naik bersama konduktivitas tanah, dan konduktivitas naik dengan kadar air, kandungan lempung, dan garam terlarut. Lempung dengan kapasitas tukar kation tinggi memperbesar redaman. Halaman NRCS tentang georadar menyatakan hal yang sama secara kualitatif, yaitu pasir yang terdrainase baik cocok untuk pemrofilan resolusi tinggi, sedangkan lempung atau lanau yang drainasenya buruk kurang cocok.
| Material | Permitivitas relatif | Konduktivitas (mS/m) | Redaman (dB/m) |
|---|---|---|---|
| Pasir kering | 3 sampai 5 | 0,01 | 0,01 |
| Pasir basah | 20 sampai 30 | 0,1 sampai 1 | 0,03 sampai 0,3 |
| Lanau | 5 sampai 30 | 1 sampai 100 | 1 sampai 100 |
| Lempung | 5 sampai 40 | 2 sampai 1.000 | 1 sampai 300 |
| Serpih | 5 sampai 15 | 1 sampai 100 | 1 sampai 100 |
Tabel itu dari Table 1 halaman EPA. Selisih redaman pasir kering dan lempung lebih dari seribu kali pada ujung atas kisaran, dan itulah sebabnya dua lokasi dengan alat yang sama bisa memberi hasil yang sangat berbeda.
Seberapa dalam jangkauan georadar di lempung?
EPA memberi contoh hitung dengan rentang dinamis alat 100 dB. Tanah dengan permitivitas 20 dan konduktivitas 100 mS/m beredaman 38 dB/m, sehingga sinyal habis pada sekitar 2,6 m. Tanah kering dengan permitivitas 5 dan konduktivitas 5 mS/m beredaman 3,8 dB/m dan menjangkau sekitar 26 m. Dengan rumus sederhana yang sama, lempung pada ujung atas kisarannya (300 dB/m) menghabiskan sinyal pada kurang dari 0,5 m. Hitungan itu mengabaikan hamburan dan pelebaran gelombang, sehingga jangkauan nyata lebih pendek, dan nilainya hanya gambaran, bukan prediksi untuk lokasi tertentu.
Peta kesesuaian tanah NRCS membantu memperkirakan lebih dulu. Doolittle dan kawan-kawan (2005) menyusun peta kesesuaian georadar Amerika Serikat dari basis data STATSGO, dengan indeks 1 sampai 6 untuk taksonomi tanah, kadar lempung, konduktivitas listrik, rasio adsorpsi natrium, dan kalsium karbonat, yang diambil dari lapisan paling membatasi dalam 1,0 m. Peta itu khusus Amerika Serikat dan tidak berlaku di Indonesia. Di Indonesia, Nur (2007) memakai georadar di Teluk Ciletuh, Sukabumi, dan mengelompokkan lempung jenuh sebagai media radar yang buruk, dengan permitivitas relatif 8 sampai 12 dan konduktivitas 0,001 sampai 1 S/m.
Tanah di lokasi Anda lempung dan ragu georadar cocok? Diskusikan melalui WhatsApp
Bagaimana memilih frekuensi antena?
Yogi (2009), Naditira Widya 3(2) mengutip tabel MALA GeoScience (1997) untuk hubungan frekuensi dan kedalaman. Angka itu untuk kondisi baik dan tidak membedakan jenis tanah, sehingga di lempung hasilnya akan lebih pendek.
| Frekuensi antena | Kedalaman praktis (m) | Penetrasi maksimum (m) |
|---|---|---|
| 100 MHz | 2 sampai 15 | 15 sampai 25 |
| 200 MHz | 1 sampai 10 | 5 sampai 15 |
| 400 MHz | 1 sampai 5 | 3 sampai 10 |
| 1.000 MHz | 0,05 sampai 2 | 0,5 sampai 4 |
Antena berfrekuensi rendah menjangkau lebih dalam tetapi resolusinya kasar, sedangkan antena berfrekuensi tinggi tajam tetapi dangkal. Yogi juga menyebut untuk keperluan geoteknik dipakai frekuensi di atas 500 MHz sampai sekitar 1 GHz. Karena di lempung jangkauan memendek, target yang dangkal seperti tulangan beton atau pipa pada 1 m pertama tetap bisa dipetakan, sedangkan rongga atau lapisan di bawah beberapa meter perlu metode lain.
Apa yang perlu diperiksa sebelum survei georadar?
EPA menyarankan evaluasi kelayakan, wajib bila kedalaman target melebihi 10 m, dengan menetapkan kedalaman dan geometri target, sifat listrik target dan media, serta gangguan seperti pemancar radio, logam, dan tiang listrik. EPA juga menyarankan kalibrasi di atas target yang diketahui. Halaman layanan Georadar (GPR) kami menyebut georadar untuk memetakan jaringan pipa dan kabel, rongga di bawah perkerasan, tulangan dan ketebalan beton, serta struktur dangkal, dengan durasi menyesuaikan panjang lintasan survei.
Menurut saran kami, bukan kutipan sumber, bila lempung dan air tanah dangkal membuat sinyal cepat habis, pertimbangkan geolistrik untuk lapisan yang lebih dalam atau bor uji untuk konfirmasi. Perbedaan kedua metode dibahas di artikel perbedaan georadar dan geolistrik. Faktor yang memengaruhi biaya, menurut penjelasan teknis kami, adalah panjang dan kerapatan lintasan, kedalaman target yang menentukan frekuensi, kondisi permukaan, dan gangguan di lokasi. Kami tidak mencantumkan harga di artikel.
Contoh pekerjaan GSI dan risikonya
Halaman proyek kami belum memuat pekerjaan georadar. Contoh pekerjaan geofisika yang dapat dipakai sebagai pembanding metode listrik adalah pekerjaan survey geolistrik 3 bentangan di Desa Cikeas, Kecamatan Sukaraja, Jawa Barat dan pekerjaan survey geolistrik 3 bentangan di Kecamatan Coblong, Kota Bandung, Jawa Barat, keduanya berstatus selesai. Halaman proyek itu hanya memuat judul, lokasi, dan status, tanpa hasil, sehingga tidak membuktikan bahwa geolistrik cocok di lokasi tertentu. Risiko utama georadar di lempung adalah hasil yang tampak bersih padahal sinyal sudah habis, sehingga ketiadaan pantulan tidak berarti tidak ada target.
Pertanyaan yang sering diajukan
Bisa untuk target yang sangat dangkal, tetapi lempung basah meredam sinyal sehingga jangkauannya bisa hanya beberapa meter atau kurang. EPA memberi redaman lempung 1 sampai 300 dB/m.
Lempung dan air menaikkan konduktivitas tanah, sehingga energi gelombang radar terserap. Garam terlarut dan kapasitas tukar kation yang tinggi memperburuk redaman.
EPA menyebut penetrasi umumnya jarang melebihi 10 m, dan Yogi memberi penetrasi maksimum 15 sampai 25 m untuk antena 100 MHz pada kondisi baik. Di lempung angkanya jauh lebih kecil.
Siapkan denah lokasi, target yang dicari beserta perkiraan kedalamannya, jenis permukaan, dan informasi tanah atau muka air tanah di sekitar lokasi.
PT Geo Santara Indo
Drilling, Geotechnical & Water Infrastructure
