STUDI PENGARUH KANDUNGAN AIR TANAH TERHADAP TAHANAN JENIS TANAH LEMPUNG (CLAY)

Transkripsi

1 STUDI PENGARUH KANDUNGAN AIR TANAH TERHADAP TAHANAN JENIS TANAH LEMPUNG (CLAY) (Dwi Agus Setiono, Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura) ABSTRAK Nilai tahanan jenis sangat bergantung pada jenis tersebut. Dalam menentukan sistem penan kita perlu mengetahui nilai tahanan jenis. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran tahanan jenis pada lempung (clay). Pengukuran dilakukan dengan metode tiga titik berdasarkan musim yaitu musim hujan dan musim kemarau dengan variabel kandungan air, suhu dan ph lempung. Alat ukur yang digunakan yaitu earth tester dengan bantuan elektroda uji (E) elektroda bantu arus (C) dan elektroda bantu tegangan (P) dengan jarak terjauh antara elektroda uji dan elektroda bantu tegangan adalah 4 meter dan memindahkan elektroda bantu tegangan (P) setiap lima meter. Hasil pengukuran menunjukan pada musim kemarau nilai an jenis sebesar 1472,58 Ω.m, kandungan air 8,85%, ph 5-6,7, dan suhu sebesar 31 C. jenis pada musim hujan 53,13 Ω.m, kandungan air 22.26%, nilai ph 6,7-6,8, dan suhu sebesar 27,5 C. Kesimpulan yang dapat diambil dari data-data diatas adalah semakin rendah nilai kandungan air maka nilai tahanan jenis akan semakin tinggi, semakin meningkatnya suhu nilai tahanan juga akan semakin meningkat, nilai ph lempung tidak berpengaruh besar pada nilai tahanan jenis tersebut. Kata kunci: penan, lempung 1. Pendahuluan Pengamanan terhadap sistem tenaga listrik tidak dapat terlepas dari sistem penan. Perencanaan sistem penan sangat perlu memperhitungkan nilai tahanan jenis karena salah satu faktor penting dalam sistem penan dipengaruhi oleh harga tahanan jenis. Penyebaran lempung di Kalimantan Barat didominasi di Kabupaten Bengkayang, Sambas dan Kota Singkawang. Untuk setiap lokasi dan jenis yang berbeda pasti akan mempunyai tahanan jenis yang tidak sama. Table I. Jenis Tanah Jenis Tanah Jenis Tanah (Ω.m) Tanah rawa 3 Tanah lempung dan lading 1 Pasir basah 2 Kerikil basah 5 Pasir dan kerikil 1 kering Tanah berbatu 3 Sumber:PUIL,2 2. Metode Pengukuran Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode observasi dan analitik. Observasi dilakukan untuk mengumpulkan data primer dan sekunder di lapangan, sedangkan metoda analitik dilakukan untuk mencari hubungan antara kandungan air, temperatur dan ph level terhadap nilai tahanan jenis yang diteliti. Kandungan air didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air yang terkandung di dalam basah dan kering yang dinyatakan dalam persen (%). 1 P a g e

2 Berat air itu sendiri adalah selisih antara basah dan kering, dimana kering didapat dengan cara mengeringkan basah sampai pada kondisi yang sudah dianggap tidak mengandung air. Berat air = berat basah berat kering (1) berat air Kandungan air = x 1%.. (2) berat kering Metode pengukuran tahanan jenis dengan metode tiga titik ini adalah menggunakan alat ukur earthtester analog maupun digital. Rangkaian pengukuran tahanan jenis menggunakan alat ukur earthtester dapat dilihat pada gambar 2 di bawah. Nilai tahanan jenis adalah salah satu nilai variable untuk menghitung nilai tahanan elektroda batang. Nilai tahanan yang didapat akan mendapatkan nilai tahanan jenis setelah dimasukan pada persamaan berikut ini. ρ = 2πlR ln ( 8l d ) (3) dimana: R = tahanan penan elektroda batang ρ = tahanan jenis (Ω.m) l = panjang elektroda batang d = diameter elektroda batang 2.1.Pengukuran Jenis Tanah Pengukuran resistansi dapat dilakukan dengan menggunakan metode tiga titik (three point method). Sumber Bolak-balik V E P C Gambar I. Pengukuran resistansi dengan metode harga potensial A E P C Gambar 2 Rangkaian pengukuran tahanan jenis dengan metode tiga titik Elektroda E merupakan elektroda uji, pengukuran dilakukan dengan menancapkan elektroda bantu arus (C) dengan jarak 4 meter dari elektroda uji (E) secara garis lurus. elektroda bantu tegangan (P) depindah mulai dari berhimpit dengan elektroda uji E hingga berhimpit dengan elektroda bantu arus (C) dengan jarak pindah sejauh lima meter. 2.2.Pengukuran Suhu dan ph Tanah Pengukuran suhu menggunakan termometer dengan menancapkan termometer pada lokasi pengukuran. Pengukuran ph dilakukan dengan menancapkan ph meter pada uji. Tanah uji yang kering pengukuran ph dilakukan dilaboratorium dengan menambahkan air dengan ph netral pada uji. Hasil dicatat setelah ada perubahan angka pada alat ukur. 3.Data Hasil Penelitian Dari penelitian yang telah dilakukan hasil penelitian disajikan dalam tabel tabel dibawah ini : 2 P a g e

3 3.1.Pengukuran Pada Musim Kemarau Pengukuran pada tanggal 9 september 215 ( 7 hari setelah turun hujan - Suhu udara : 29 C - Suhu : 31 C - ph : 6,7 - Kandungan air sampel lempung : % - Berat sampel 65,45 gram Tabel II. Tanah Lempung Pada 9 September Pengukuran pada tanggal 12 september 215 ( 1 hari setelah turun hujan - Suhu udara : 3 C - Suhu : 3 C - ph : Kandungan air sampel lempung : 9,48 % - Berat sampel 66,27 gram Tabel III. Tanah Lempung Pada 12 September Pengukuran pada tanggal 17 september 215 ( 15 hari setelah turun hujan - Suhu udara : 29 C - Suhu : 31 C - ph : 6,7 - Kandungan air sampel lempung : 8,85 % - Berat sampel gram Tabel IV. Tanah Lempung Pada 17 September P a g e

4 3.2. Pengukuran Pada Musim Hujan Pengukuran pada tanggal 3 Oktober 215 ( 3 jam setelah turun hujan - Suhu udara : 27 C - Suhu : 26 C - ph : 5 - Kandungan air sampel lempung : 24,92% - Berat sampel : 66,37 gram Tabel V. Tanah Lempung Pada 3 Oktober Pengukuran pada tanggal 4 Oktober 215 ( 21 jam setelah turun hujan - Suhu udara : 27 C - Suhu : 26 C - ph : 5 - Kandungan air sampel lempung : 24,41% - Berat sempel : 64,88 gram Tabel VI. Tanah Lempung Pada 4 Oktober Pengukuran pada tanggal 16 Oktober 215 ( 24 jam setelah turun hujan - Suhu udara : 29 C - Suhu : 3 C - ph : 6,7 - Kandungan air sampel lempung : 2,61 % - Berat sampel : 64,88 gram Tabel VII. Tanah Lempung Pada 16 September P a g e

5 tahanan Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Pengukuran pada tanggal 17 Oktober 215 ( 43 jam setelah turun hujan - Suhu udara : 27 C - Suhu : 27 C - ph : 6,5 - Kandungan air sampel lempung : 19,12 % - Berat sampel : 68,6 gram Tabel VIII. Tanah Lempung 17 Oktober 215 elektroda E-P elektroda E-P jarak Gambar 3. Grafik hasil pengukuran tahanan pada beberapa kondisi cuaca Berdasarkan gambar di atas dapat dilihat bahwa nilai tahanan lempung yang didapat berturut-turut yaitu 45, 11, dan 125 Ω pada pengukuran musim hujan dan musim kemarau. Nilai yang signifikan pada saat elektoda bantu tegangan (P) berhimpit dengan elektroda bantu arus (C) disebabkan oleh nilai potensial listrik yang ditimbulkan tidak merata pada saat elektroda p berhimpit dengan elektroda bantu C maupun dengan elektroda uji E. Nilai tahanan jenis rata-rata dan nilai tahanan jenis dari masing-masing data tersebut dapat kita hitung menggunakan persamaan (3). 4.analisis 4.1.Pengaruh Kandungan Air Terhadap Resistivitas Jenis Tanah Lempung Rrata-rata besar tahanan penan = jumlah data = = 125 Ω Dari yang didapatkan hubungan antara tahanan dengan jarak elektroda bantu tegangan (P) terhadap elektroda uji (E) dan elektroda bantu arus (C) ditunjukan pada gambar 4.1. Sehingga didapatkan nilai tahanan jenis sebesar: ρ = 2πlR ln ( 8l d ) = 2 π(1,2).125 ln ( 8.1,2.16 ) = 1472,58 Ω.m Grafik kedua yang menggambarkan data yang diperoleh dari pengukuran musih kemarau tujuh dan sepuluh hari setelah hujan terakhir mendapatkan nilai tahanan sebesar 11 Ω. 5 P a g e

6 tahanan jenis (Ω.m) tahanan Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Rrata-rata besar tahanan penan = jumlah data = = 11 Ω Dari data diatas dapat kita buat grafik pengaruh kandungan air terhadap tahanan lempung. Dari tahanan yang didapatkan dapat dihitung tahanan jenis tersebut adalah: ρ = 2πlR ln ( 8l d ) = 2 π.(1,2).11 ln ( 8.1,2.16 ) = 1295,87 Ω.m kandungan air Rentang waktu pengukuran dari 7,1 dan 15 hari setelah turun hujan terakhir terjadi perubahan nilai tahanan pada hari ke-15 yaitu dari 11 Ω menjadi 125 Ω yang artinya terjadi kenaikan sebesar 15 Ω. Persentase kandungan air lempung yang diuji menunjukan perubahan yaitu antara 9,613 %, 9,48 % dan 8,85 % berturutturut pada 7,1,dan 15 hari setelah hujan terakhir. Dari pengukuran ketiga pengukuran yang dilakukan pada musim hujan dengan kandungan air sebesar 22,26%, nilai tahanan yang terukur adalah sebesar 45 Ω. Rrata-rata besar tahanan penan = jumlah data = = 45 Ω Berdasarkan tahanan diatas tahanan jenis dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut: ρ = 2πlR ln ( 8l d ) = 2 π.(1,2).45 ln ( 8.1,2,16 ) = 53,13 Ω.m Gambar 4. Grafik pengaruh kandungan air terhadap tahanan jenis Perhitungan tahanan jenis menghasilkan grafik sebagai berikut: musim hujan musim musim kemarau 7 dan kemarau 15 1 hari setelah hari setelah hujan terakhir hujan terakhir Gambar 5. Grafik nilai tahanan jenis pada beberapa kondisi cuaca Grafik diatas menggambarkan pada musim kemarau nilai perhitungan tahanan jenis dari nilai pengukuran tahanan musim kemarau lebih tinggi dibandingkan nilai tahanan jenis pada musim hujan. Kenaikan nilai tahanan jenis tersebut dapat dipersentasekan sebagai berikut. 6 P a g e

7 tahanan jenis (Ω.m) ph ph Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Persentase tahanan jenis = 1472,58 53,13 53,13 = 942,45 53,13 = 177,77% x 1% 4.2 pengaruh Suhu x 1% Pada musim kemarau yaitu 7 dan 1 hari setelah hujan terakhir suhu yang terukur sebesar 3 C dan 31 C. Pengukuran musim kemarau yaitu 15 hari setelah hujan terakhir didapatkan nilai suhu sebesar 31 C. Sedangkan pada pengukuran musim hujan suhu berkisar antara 26 C-3 C. Sehingga dapat dihitung persentase kenaikan suhu sebagai berikut: Persentase = x 1% 27.5 = 12,72% Hubungan antara hasil pengukuran suhu dan tahanan jenis dapat dilihat pada gambar 4.9 berikut: suhu ( C) Gambar 6. Grafik hubungan antara suhu dengan tahanan jenis Dari grafik di atas dapat kita lihat bahwa nilai suhu berbanding lurus dengan nilai nilai tahanan jenis Perbandingan Hasil pengukuran PH Nilai ph dari setiap pengukuran ditampilkan pada grafik dibawah ini Gambar 7. Grafik ph lempung Grafik diatas menggambarkan bahwa nilai ph lempung pada musim kemarau relatif sama, sedangkan nilai ph lempung pada pengukuran musim penghujan bervariasi antara 5-6, waktu pengukuran (jam) musim kemarau 5.8 musim hujan tahanan jenis (Ω.m) Gambar 8. Grafik hubungan ph lempung terhadap tahanan jenis lempung Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa hasil dari pengukuran keaasaman lempung membentuk grafik yang tidak berpola. Nilai ph baik pada musim penghujan ataupun musim kemarau terjadi perubahan yang sangat kecil. Nilai ph disini tidak mempengaruhi nilai tahanan jenis, bahkan pada musim hujan dengan nilai tahanan jenis yang rendah kita mendapatkan nilai ph yang tinggi bahkan menyamai nilai ph pada musim kemarau yaitu pada pengukuran 24 jam,168 jam dan 36 jam didapatkan nilai ph yang sama yaitu 6,7. 7 P a g e

8 5. Kesimpulan dan Saran Berdasarkan hasil pengukuran yang telah dilakukan dan analisis terhadap data yang didapat, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Kandungan air lempung berpengaruh terhadap nilai tahanan jenis lempung. Dari hasil analisis hubungan antara nilai tahanan jenis dan kandungan air adalah sebagai berikut: 53,13 Ω.m pada 22,26%, 1295,87 Ω.m pada 9,54% serta 1472,58 Ω.m pada 8,85%. 2. Kondisi cuaca di sekitar pengukuran yang mempengaruhi suhu berpengaruh terhadap nilai tahanan jenis lempung. Semakin tinggi temperatur nilai tahanan jenis lempung juga semakin tinggi. 3. Dari hasil pengukuran dan analisa, untuk range ph level antara 3 hingga 36 jam tidak terdapat hubungan yang tegas antara ph level dan nialai tahanan jenis. 4. Kandungan air pada lempung cenderung lebih cepat hilang, dalam waktu 18 jam kandungan air telah berkurang 4,31 %. Beberapa hal yang bias disarankan dari data penelitian dan analisis antara lain. 1. Nilai tahanan jenis merupakan faktor penting untuk perencanaan sistem kelistrikan, oleh sebab itu disarankan bagi semua pihak untuk memperhatikan nilai tahanan jenis pada perencanaan kelistrikan. Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukan pengukuran dengan pengambilan sampel dengan ke dalaman tertentu sehingga didapatkan kandungan air pada lempung yang lebih stabil. Dalam daerah ini nilai tahanan jenis lempung diperkirakan lebih stabil. 2. Sebagaimana ditemukan dalam penelitian ini, kandungan air lempung cenderung cepat hilang sehingga perlu dicari solusi sistem penan yang cocok untuk lempung yang memberikan nilai tahan penan yang rendah dan ekonomis. DAFTAR PUSTAKA 1. Dadi.21. Penan Elektroda Batang Tunggal (ground rod ) Terpasang Pada Tiang Listrik UPJ Ambarawa.Semarang.Politeknik Negeri Semarang 2. Zulfikar,dkk.27.Eksplorasi Umum Endapan Ballclay di Kabupaten Bengkayang, Provinsi Kalimantan Barat.Pontianak.Pusat Sumber Daya Geologi. 3. Badan Standarisasi Nasional.2.Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2 (puil 2). 4. Hendra.21.Studi Pengaruh Kandungan Air Tanah Terhadap Jenis Tanah Gambut.Pontianak.Universitas Tanjungpura. 5. Pemetaan potensi mineral industri.1981.dinas pertambangan dan sumberdaya energi provinsi Kalimantan Barat. 6. Foth, Hendry,dkk.1994.Dasar - Dasar Ilmu Tanah.Jakarta.Erlangga 7. Pabla,A.S.1991.Sistem Distribusi Daya Listrik.Jakarta.Erlangga 8. Suswanto,deman.29.Sistem Distribusi Tenaga Listrik.Padang.Universitas Negeri Padang 9. Endriani,D.212.Tanah Lempung dan Mineral Lempung. Universitas Sumatra Utara 1. Madjid,A.27.Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Universitas Sriwijaya 8 P a g e

9 Gambar Lembar Koreksi Oleh Dosen Pembimbing 9 P a g e