Article History: Received : August, 18 th 2022; Accepted : December, 5 th 2022 Rekayasa ISSN: 2502-5325 has been Accredited by Ristekdikti (Arjuna) Decree: No. 23/E/KPT/2019 August 8th, 2019 effective until 2023
Cite this as:
Darmawan,  D.,  Suprayogi  &  Muzayyanah,  N.I  (2022 ). Pengukuran  Kecepatan  Rambat  Gelombang  Ultrasonik  untuk Menentukan Komposisi Tanah pada lapisan Gradasi . Rekayasa 15 (3). 292-299 pp. doi: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v15i3.16525
© 2022 Darmawan
Rekayasa , 2022; 15(3): 292-299 ISSN: 0216-9495 (Print) ISSN: 2502-5325 (Online)
Pengukuran Kecepatan Rambat Gelombang Ultrasonik untuk Menentukan Komposisi Tanah pada Lapisan Gradasi
Dudi Darmawan 1* , Suprayogi 1 , Nur Indah Muzayyanah 1
1 Program Studi Teknik Fisika Universitas Telkom Jl. Telekomunikasi No 1 Terusan Buah Batu Bandung 40257 Jawa Barat *dudiddw@telkomuniversity.ac.id
DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v15i3.16525

## ABSTRACT
Information on soil type and thickness becomes important in planning land use for various purposes, both agriculture and infrastructure. Measurements to identify this information have been  developed using various methods, one of which is the ultrasonic wave method. However, the measurement of the thickness of the soil layer is carried out by knowing the speed of wave  propagation  in  the  layer.  Generally,  in  various  measurements,  the  assumption  of  a  constant  ultrasonic  wave propagation  speed  is  used.  However,  in  various  situations  where  the  layers  have  mixed  to  form  a  gradation  layer,  it  is necessary  to  characterize  the  soil  first.  This  study  aims  to  characterize  the  graded  soil  layer  by  measuring  the  speed  of ultrasonic waves at conditioned thickness. The composition of the gradation layer was varied and the speed of propagation was  measured.  The  results  show  that  the  composition  of  the  soil  in  the  gradation  layer  affects  the  ultrasonic  wave propagation  speed  quite  linearly.  Experiments  carried  out  on  variations  in  the  composition  of  lembang  soil,  laterite  and humus  showed  a  linear  relationship  with  an  average  coefficient  of  determination  of  0.978  and  the  results  of  testing  the function of soil composition in the gradation layer to the speed of wave propagation resulted in an average error of 1.32%.
Key words : ultrasonic waves, soil characterization, propagation speed, soil composition, gradation layer

## PENDAHULUAN
Penggunaan  tanah  untuk  berbagai  keperluan, misalnya  pertanian,  perkebunan,    kehutanan maupun  infrastruktur,  perlu  memperhitungkan karaktersitik  tanahnya.    Karakterisitik  tanah  ini dapat  dicirikan  oleh  beberapa  faktor  fisik,  kimia atau biologi (Margolang et al., 2015) (Bakri, 2019). Selain itu, faktor iklim pun dapat berpengaruh dan menjadi  faktor  penting  dalam  uji  kelayakan penggunaan  lahan.  Beberapa  karakteristik  tanah dan  iklim  dijadikan  pembeda  dalam  penentuan kelompok lahan subur (optimal) atau lahan kurang subur  (sub  optimal)  (Mulyani,  2013).    Kadar kesuburan  tanah  ini  juga  tergantung  kondisi tanahnya apakah dalam keadaan kering atau basah (disawahkan)  (Rahayu,  2014).  Selain  dengan  cara disawahkan,  kondisi  tanah  basah  pun  bisa  dalam bentuk  lahan  kering  namun  memiliki  kandungan air  yang  cukup.  Serapan  air  dalam  tanah  yang mengakibatkan kondisi tanah menjadi basah akan
berbeda  untuk  setiap  jenis  tanahnya.  Jenis  tanah yang  mempengaruhi  daya  serapan  air  ini  pun menjadi  informasi  yang  dibutuhkan  dalam penataan  dan  tata  kelola  lahan  urban  bisnis  agar tidak  menimbulkan dampak negatif seperti banjir, sehingga  perlu  dilakukan  uji  pemodelan  sistem drainase lahan (Fitria et al., 2022).  Oleh karena itu jenis  tanah  dan  kadar  air  yang  terkandung  di dalamnya menjadi satu paket informasi yang juga harus diketahui untuk berbagai fungsi lahan (Dewi et  al.,  2018)  (Sianturi  et  al.,  2020).  Informasi  lain yang juga diperlukan adalah faktor fisis, morfologi tanah  (Ramandha  et  al.,  2021),  porositas  dan permeabilitas  tanah  (Mustafa  et  al.,  2022),  serta jenis  tanah  optimal  atau  suboptimal  (Mulyani, 2013).
Salah satu parameter yang harus diketahui jika lahan  akan  digunakan  untuk  fungsi  pertanian

## REKAYASA
Journal of Science and Technology https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa
adalah  ketebalan  lapisan  tanah  suburnya. Ketebalan  tanah  subur  ini  akan  menentukan terhadap  produktivitas  hasil  pertaniannya  nanti. Ketebalan  lapisan  subur  ditentukan  oleh  posisi lapisan  tanah  tersebut.  Tanah  yang  lebih  dalam umumnya  lebih  subur  dibandingkan  tanah  yang kedalamannya  dekat  permukaan  .  Berbagai metoda  dapat  dilakukan  untuk  mengetahui informasi  ketebalan  setiap  lapisan  tanah, diantaranya  menggunakan  metoda  geolistrik (Rahma,  2020).  Salah  satu  metoda  yang  dapat digunakan  untuk  keperluan  tersebut  adalah metoda gelombang ultrasonik. Metoda gelombang  ultrasonik  sudah  banyak  digunakan dalam  berbagai  keperluan  identifikasi.    Beberapa kelebihan  metoda  gelombang  ultrasonik  ini diantaranya  portabel,  waktu  pengukuran  cepat, akurat,  bersih, non-invasive (Lusiana,  2019),  dan mampu  mengukur  berbagai  parameter  fisis  tanah seperti  modulus  elastisitas,  kepadatan,  kadar  air, angka  pori,  porositas  dan  derjat  kejenuhan (Sudjanarko, 2012) (Suhariyono & Menry, 2005).
Beberapa aplikasi metoda gelombang ultrasonik telah dilakukan pada berbagai keperluan identifikasi  diantaranya  pengukuran  kedalaman dasar  tanah  dalam  air,  bentuk  kontur  tanah (Sundawa,  2021),  dan  ketebalan  lapisan  tanah (Lusiana et al., 2019) (Simbolon et al., 2021). Pada penelitian-penelitain  tersebut  berhasil  ditentukan nilai ketebalan setiap lapisan tanah dengan cukup baik. Namun jenis lapisan tanah pada penelitian ini homogen  dan  masih  terpisah  satu  dengan  yang lainnya.  Dengan  demikian  nilai  kecepatan gelombang  ultrasonik  yang  digunakan  juga memiliki  satu  nilai.  Hal  ini  menjadikan  sebuah prasyarat  bahwa  tanah  yang  akan  diidentifikasi sudah diketahui jenisnya dan kecepatannya sudah harus diketahui.
Dari  penelitian-penelitian  tersebut  telah dibuktikan  bahwa  perangkat  ultrasonik  mampu membedakan  setiap  lapisan  dengan  baik  dengan batas kedua lapisan yang jelas.  Namun demikian, kedalaman  lapisan  tanah  di  tiap  wilayah  bisa berbeda-beda dan tidak homogen. Ketidakhomogenan  lapisan  ini  memungkinkan adanya  lapisan-lapisan  campuran  antar  dua  atau tiga jenis tanah secara gradual. Kecepatan rambat gelombang  pada  setiap  gradasi  lapisan  tanah  ini bisa berbeda-beda. Sehingga penentuan jarak atau kedalaman  lapisan  tidak  bisa  menggunakan  nilai kecepatan  yang  sama  untuk  setiap  gradasi  tanah
yang  berbeda.  Oleh  karena  itu  diperlukan penentuan kecepatan rambat gelombang ultrasonik  terlebih  dahulu  untuk  setiap  lapisan gradasi yang berbeda tersebut.
Penelitian-penelitian  mengenai  penentuan ketebalan  lapisan  tanah  yang  sudah  dilakukan sebelumnya  tersebut  hanya  dibatasi  pada  tanah yang  homogen  dan  terpisah  dengan  jelas  satu lapisan  dengan  lapisan  lainnya.  Asumsi  ini  pada kenyataannya  tidak  sesuai  dengan  keadaaan sebenarnya  dimana  lapisan  tanah  terkadang memiliki  gradasi  pada  lapisan  batasnya.  Oleh karena  tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk menentukan karakterisasi lapisan gradasi sehingga diperoleh  nilai  kecepatan  gelombang  ultrasonik sebagai fungsi komposisi lapisan gradasi tersebut. Melalui nilai kecepatan gelombang ultrasonik yang sesuai  dengan  keadaan  komposisi  gradasinya tersebut  maka  diharapkan  penentuan  ketebalan lapisan menjadi lebih tepat.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  melalui    eksperimen penentuan  cepat  rambat  gelombang  ultrasonik pada  setiap  variasi    komposisi  jenis  tanah  yang membentuk  lapisan  gradasi  tertentu.  Prinsip penentuan  keceptan  sendiri  dilakukan  melalui pengukuran  waktu  tempuh  gelombang  pada ketebalan  lapisan  gradasi  yang  sudah  ditetapkan. Waktu  tempuh  ini  diukur  dari  mulai  gelombang dirambatkan  sampai  respon  pantulannya  diterima kembali  oleh  receiver  tranducer  ultrasonik. Perekaman  bentuk  dan  waktu  perambatan gelombang  dilakukan  menggunakan  osiloskop. Melalui  ekpserimen  ini,  model  persamaan  yang menyatakan hubungan komposisi jenis tanah pada lapisan  gradasi  dengan  cepat  rambat  gelombang akan  diperoleh.  Model  persamaan  ini  dapat digunakan berikutnya untuk menentukan komposisi  jenis  tanah  dari  pengukuran  waktu rambat gelombang ultrasonik pada lapisan gradasi tertentu.  Penelitian  ini  akan  dilakukan  dengan tahapan seperti pada Gambar 1.
Penentuan  kecepatan  rambat  gelombang ultrasonik  pada  setiap  lapisan  gradasi  tanah  ini dilakukan  melalui  pengukuran  waktu  tempuh gelombang  yang  dirambatkan  pada  suatu  sampel tanah  dengan  ketebalan  yang  ditentukan. Mekanisme  kerjanya  adalah  ketika  gelombang ultrasonik  dipancarkan  dari  komponen  transmiter tranducer ultrasonik dan mengenai batas granular
antara  lapisan  tanah  maka  gelombang  ultrasonik dipantulkan  dan  sinyal  pantulnya  ditangkap  oleh transduser  ultrasonik.  Pemantulan  terjadi  karena perbedaan sifat fisik setiap lapisan tanah, sehingga perbedaan  ini  dianggap  sebagai  batas  atau permukaan  baru  oleh    transduser  ultrasonik  dan sinyal  akan  diteruskan  ke  osiloskop.  Data  yang diperoleh  adalah  waktu  tempuh  gelombang  saat ditransmisikan  hingga  dipantulkan  atau  disebut time  of  flight (∆ 𝑡 ).  Nilai  waktu  rambat  gelombang ∆ 𝑡 dapat dilihat dan diambil dari osiloskop, seperti gambar  2.  Berdasarkan  data  waktu  tempuh gelombang  ∆ 𝑡 yang  diperoleh  maka  kecepatan rambat gelombang untuk komposisi gradasi tanah dengan  ketebalan  yang  diketahui  tersebut  dapat ditentukan.
Gambar 1. Tahapan Penelitian Perangkat  ultrasonik  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  terdiri  dari  transduser  ultrasonik AT200  sebagai  sensor  dengan  frekuensi  200  KHz, T1 developmemt board sebagai pembangkit sinyal, osiloskop  sebagai  penampil  gelombang,  dan  catu daya  DC  sebagai  sumber  tegangan.    Transduser ultrasonik  AT200  ini,  seperti  gambar  3,    mampu mengidentifikasi  objek  dengan  jarak  minimum sebesar 10 cm  dan jarak  maksimum  sebesar 3 m. Transduser  ini  memiliki  diameter  sebesar  16  mm dan  tinggi  sebesar  19  mm.  Dalam  proses mentransmisikan gelombang, transduser ultrasonik AT200  tidak  dapat  diletakkan  secara  langsung  di atas permukaan objek. Diperlukan jarak minimal 10 cm  antara  transduser  ultrasonik  AT200  dengan permukaan  atas  objek.  Hal  tersebut  dilakukan untuk menyesuaikan pengukuran dengan
spesifikasi transduser ultrasonik AT200 yang sudah ditetapkan.
T1 Developer’s Board, seperti gambar 4, berfungsi untuk  pengolahan  sinyal  superposisi  antara gelombang  transmisi  dengan  gelombang  pantul yang  ditangkap  tranducer  ultrasonik.  Keluaran  T1 Developer’s  Board  ini    akan  menampilkan gelombang  superposisi  yang  ditangkap  dengan osiloskop  berupa  gelombang  stasioner,  seperti Gambar 2.
Gambar 2. Tangkapan Sinyal dari Tranducer Ultrasonik di Osiloskop
Gambar 3. Transduser Ultrasonik AT200
Gambar 4.  T1 Developer’s Board
Objek  penelitian  meliputi  tiga  jenis  tanah, yaitu  tanah  humus,  tanah  lembang  dan  tanah laterit. Ketiga tanah yang digunakan memiliki berat jenis  masing-masing  1.37,  2.58,  dan  1.945.  Ketiga jenis  tanah  tersebut  akan  disusun  dalam  wadah balok  yang  terbuat  dari  akrilik  transparan. Kombinasi  gradasi  tanah  dari  ketiga  jenis  tanah dibuat dengan skema sebagai berikut :
1. Gradasi  pertama  adalah  perbandingan  tanah humus  dan  lembang  dengan  perbandingan keduanya dinyatakan dalam Tabel 1.
2. Gradasi  kedua    adalah  perbandingan  tanah lembang  :  laterit  dengan  perbandingan keduanya dinyatakan dalam Tabel 2.
3. Gradasi  ketiga    adalah  perbandingan  tanah laterit  :  humus  dengan  perbandingan keduanya dinyatakan dalam Tabel 3.
Tabel  1.  Komposisi  Sampel  Tanah  Campuran Antara Tanah Humus Dan Lembang Kode sampel Rasio / perbandingan komposisi (prosen) Massa tanah humus (gram) Massa tanah lembang (gram) A1 90 : 10 405 45 A2 80 : 20 360 90 A3 60 : 40 270 180 A4 50 : 50 225 225 A5 40 : 60 180 270 A6 20 : 80 90 360 A7 10 : 90 45 405 Tabel  2.  Komposisi  Sampel  Tanah  Campuran Antara Tanah Lembang Dan Laterit Kode sampel Rasio / perbandingan komposisi (prosen) Massa tanah lembang (gram) Massa tanah laterit (gram) B1 90 : 10 540 60 B2 80 : 20 480 120 B3 60 : 40 360 240 B4 50 : 50 300 300 B5 40 : 60 240 360 B6 20 : 80 120 480 B7 10 : 90 60 540
Tabel  3.  Komposisi  Sampel  Tanah  Campuran Antara Tanah Humus Dan Laterit Kode sampel Rasio / perbandingan komposisi (prosen) Massa tanah humus (gram) Massa tanah laterit (gram) C1 90 : 10 405 45 C2 80 : 20 360 90 C3 60 : 40 270 180 C4 50 : 50 225 225 C5 40 : 60 180 270 C6 20 : 80 90 360 C7 10 : 90 45 405
Penentuan  kecepatan  waktu  tempuh  gelombang ultrasonik ini dilakukan dengan skema eksperimen yang digambarkan seperti Gambar 5.
Gambar 5.  Skema Eksperimen HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Fungsi Kecepatan Rambat
Gelombang  Ultrasonik  pada  Lapisan  Gradasi Humus-Lembang
Kecepatan  rambat  gelombang  dalam  lapisan gradasai  ini  dilakukan  dengan  merambatkan gelombang dari transduser ultrasonik. Pengukuran waktu  tempuh  gelombang  dilakukan  pada  setiap sampel  campuran  tanah  yang  diletakkan  dalam wadah  dengan  kedalaman  campuran  tanah sebesar  13  cm.  Waktu  tempuh  bolak-balik  dari rambatan
gelombang tersebut diukur menggunakan osiloskop dengan 20 kali pengukuran pada waktu yang berbeda. Data waktu tempuh  digunakan  untuk  menentukan  kecepatan rambat  gelombang  tersebut.  Nilai  rata-rata kecepatan  rambat  gelombang,  dari  20  kali pengukuran,    diplot  terhadap  prosentasi  masa tanah  humus  terhadap  masa  total  campuran, seperti  gambar  6.(a)  dan  prosentasi  masa  tanah
lembang  terhadap  masa  total  campuran,  seperti gambar 6.(b).
Gambar 6. Kecepatan Rambat Gelombang Ultrasound Sebagai (a) Fungsi Kadar Tanah Lembang dalam Campuran (Lembang+Humus) (b) Fungsi Kadar Tanah Humus dalam Campuran
Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  penambahan tanah  lembang,  yang  juga  berarti  penurunan jumlah  tanah  humus  dalam  campuran,  akan memperkecil  cepat  rambat  gelombang  ultrasonik dalam  tanah.  Hasil  ini  menunjukkan  bahwa penentuan  ketebalan  lapisan  tanah  gradasi  harus menggunakan nilai cepat rambat gelombang yang bergantung  pada  komposisi  jenis  tanah  gradasi tersebut.  Dari  grafik  tersebut  dapat  ditentukan persamaan kecepatan  rambat  gelombang sebagai fungsi  dari  komposisi  tanah  gradasi  tersebut. Dengan  demikian,  dengan  mengukur  kecepatan rambat  gelombang  ultrasonik  yang  dirambatkan maka komposisi tanah dapat diketahui.
Tanah  lembang  yang  digunakan  pada penelitian  ini  termassuk  kategori  tanah  lempung organik  yang memiliki  berat jenis lebih  besar dari tanah  humus.  Seperti  diketahui  bahwa  cepat rambat  gelombang  akan  berbanding  terbalik dengan  berat  jenis  media  tempat  merambatnya.
Oleh  karena  itu  saat  tanah  lembang  bertambah sementara  tanah  humusnya  menurun  maka mengakibatkan  cepat  rambat  gelombang  juga menurun.  Dari  gambar  6  tersebut  dilakukan penentuan  fungsi  komposisi  sebagai  fungsi  dari kecepatan rambat gelombang. Dari gambar 3.1 (a) diperoleh  fungsi  y = -0,20001 v + 148,9 dan dari gambar 3.1 (b) diperoleh  fungsi  y = 0,20001 v  – 48,901.    Fungsi    tersebut  selanjutnya  diuji menggunakan  2  data  komposisi  lain  dan  hasilnya diperlihatkan seperti Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Uji Pada Data Sampel Tanah  Gradasi 1  antara Humus dan  Lembang
Penentuan Fungsi Kecepatan Rambat Gelombang  Ultrasonik  Pada  Lapisan  Gradasi Lembang-Laterit
Gambar 7.  Kecepatan Rambat Gelombang Ultrasound Sebagai (a) Fungsi Kadar Tanah Lembang Dalam Campuran (Lembang+Laterit)  (b) Fungsi Kadar Tanah Laterit Dalam Campuran
712 648 528 473 426 356 317 R² = 0.978 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10 20 40 50 60 80 90 Kecep at an (m/ s) (A) Kadar tanah lembang dalam campuran (%) … 317  356 426  473 528 648 712 R² = 0.978 0 200 400 600 800 1000 10 20 40 50 60 80 90 Kecep at an (m/ s) (B) Kadar tanah humus dalam campuran (%) 712 648 528 473  426 356  317 R² = 0.978 0 200 400 600 800 1000 10 20 40 50 60 80 90 Ke ce pat an (m/ s) (A) Kadar tanah lembang dalam campuran (%) 295  335 424 473 530 648 740 R² = 0.9797 0 200 400 600 800 1000 10 20 40 50 60 80 90 Kecep at an (m/ s) (B) Kadar tanah laterit dalam campuran (%)
Pada  eksperimen  kedua  dilakukan  prosedur yang  sama  seperti  sebelumnya  hanya  campuran tanahnya  merupakan  tanah  lembang  dan  tanah laterit.  Dengan  cara  yang  sama,  nilai  rata-rata kecepatan  rambat  gelombang,  dari  20  kali pengukuran,    diplot  terhadap  prosentasi  masa tanah  lembang  terhadap  masa  total  campuran, seperti  grafik  7  (a)  dan  prosentasi  masa  tanah laterit  terhadap  masa  total  campuran,  seperti grafik 7 (b).
Seperti  halnya  hasil  sebelumnya  yang diperlihatkan  Gambar  6.(a),  penambahan  tanah lembang ke dalam tanah laterit yang membentuk lapisan gradasi kedua ini menghasilkan kecepatan rambat  gelombang  makin  menurun,  seperti diperlihatkan  Gambar  7.(a).    Hal  yang  sama tersebut  diakibatkan  oleh  berat  jenis  tanah lembang yang lebih  besar  dari tanah laterit.   Dari gambar  7  tersebut  diperoleh  fungsi  komposisi sebagai  fungsi  dari  kecepatan  rambat  gelombang sebagai  berikut.    Untuk  fungsi  tanah  lembang diperoleh y =  -0,139 v + 139,44  dan tanah laterit diperoleh  y  =  0,139    v  –  39,442.  Hasil  pengujian fungsi tersebut pada 2 data sampel campuran lain diperlihatkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Uji pada Data Sampel Tanah  Gradasi 2  Antara Lembang dan  Laterit
Penentuan Fungsi Kecepatan Rambat Gelombang  Ultrasonik  pada  Lapisan  Gradasi Laterit-Humus
Pada  eksperimen  ketiga  dilakukan  prosedur yang  sama  seperti  sebelumnya  dengan  campuran tanahnya  merupakan  tanah  laterit  dan  tanah humus.  Hasil  penentuan  kecepatan  rambat gelombang  ultrasonik  dengan  variasi  presentasi masa tanah laterit
Gambar 8.  Kecepatan Rambat Gelombang Ultrasound Sebagai (a) Fungsi Kadar Tanah Laterit dalam Campuran (Laterit dan Humus)  (b) Fungsi Kadar Tanah Humus dalam Campuran
Pada  lapisan  gradasi  ketiga  ini  tanah  laterit dicampur dengan tanah humus, dimana berat jenis tanah  humus  memiliki  nilai  yang  lebih  kecil daripada  tanah  laterit.  Penambahan  tanah  laterit ke  dalam  campuran  yang  sekaligus  juga menurunkan jumlah tanah humus akan mengakibatkan  menurunnya  kecepatan  rambat gelombang dalam lapisan tersebut.  Untuk gradasi ke 3, yang menghasilkan hubungan komposisi dan kecepatan  rambat  gelombang    seperti  gambar  8, fungsi  komposisi  terhadap  kecepatan  rambat diperoleh sebagai berikut. Untuk penentuan tanah laterit  diperoleh  fungsi    y  =  -0,1914  v  +  142,9 sedangkan tanah humus diperoleh  y = 0,1914 v – 42,898.  Hasil  pengujian  fungsi  tersebut  pada  2 data  sampel  campuran  lain  diperlihatkan  pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Uji Pada Data Sampel Tanah  Gradasi 3  Antara Tanah Laterit dan Humus
Dari  penentuan  hubungan  komposisi  lapisan gradasi  tanah  dengan  kecepatan  rambat gelombang  melalui  ketiga  eksperimen  tersebut menunjukkan bahwa kecepatan rambat gelombang  bergantung  pada  sifat  elastis  dan kerapatan  dari  mediumnya.    Setiap  jenis  tanah memiliki  kerapatan  yang  berbeda  sehingga kerapatan  merupakan  suatu  karakteristik  dari setiap  lapisan  tanah.  Dengan  demikian  jika gelombang  mekanik  dirambatkan  pada  media tanah tersebut maka akan  menghasilkan efek balik
295  335 424  473 530 648 740 R² = 0.9797 0 200 400 600 800 1000 10 20 40 50 60 80 90 Kecep at an (m/ s) (B) Kadar tanah humus dalam campuran (%)
740 648 530  473 424 335  295 R² = 0.9797 0 200 400 600 800 1000 10 20 40 50 60 80 90 Kecep at an (m/ s)
(A) Kadar tanah laterit dalam campuran …
yang  berbeda.  Hasil  eksperimen  tersebut menunjukkan  bahwa  semakin  rapat  tanah  maka kemampuannya untuk menghantarkan gelombang yang  melaluinya  lebih  cepat  dibandingkan  jenis tanah  yang  memiliki  densitas  yang  kecil.    Sifat inilah  yang  menjadikan  kecepatan  rambat gelombang  dapat  efektif  digunakan  sebagai indikator  untuk  menentukan  komposisi  lapisan gradasi  tanah.  Kondisi  tanah  lain  yang  dapat mempengaruhi  kecepatan  rambat  gelombang adalah  kondisi  kadar  air  (basah  atau  kering), homogen  atau  nonhomogen,  beranomali  atau tidak.  Agar  dapat  diketahui  pengaruh  komposisi tanah saja maka pada penelitian ini konsisi-kondisi tersebut  dikondisikan  tetap  atau  terkondisikan hanya  dalam  satu  keadaan.  Hasil  eksperimen menunjukkan  hubungan  komposisi  setiap  lapisan tanah  dengan  kecepatan  rambat  gelombang cukup linier, dengan rata-rata koefisien determinasi sebesar 0,978.  Dengan demikian hasil dari  pengujiannya  pun  menunjukkan    nilai kesalahan  yang  kecil,  dengan  rata-rata  sebesar 1,32 %.
Berdasarkan  ketiga  jenis  tanah  yang  diujikan dapat  disimpulkan  bahwa  tanah  humus  memiliki pengaruh  paling  besar  terhadap  besarnya kecepatan  rambat  gelombang  ultrasonik,  disusul tanah  laterit  dan  terakhir  tanah  lembang.  Hal  ini sesuai dengan nilai kerapatan dari masing-masing jenis  tanah  tersebut.  Dari  hasil  tersebut  terlihat bahwa  tanah  humus  memberikan  kontribusi terbesar  dalam  peningkatan  cepat  rambat gelombang  ultrasonik.  Hal  ini  disebabkan  bahan organik  pada  tanah  humus  dapat  memperbaiki ukuran  struktur  tanah  dari  halus  pada  sistem pertanian konvensional menjadi sedang (Margolang et al., 2015). Perubahan struktur tanah, dimana  ukuran  butiran  menjadi  lebih  besar  ini, menjadikan  gelombang  merambat  lebih  cepat dalam lapisan gradasi tersebut.
Hasil  penentuan  kecepatan  gelombang  untuk berbagai komposisi gradasi tersebut menunjukkan interval  nilai  antara  295  m/s  sampai  dengan  740 m/s. Nilai kecepatan ini masih diklasifikasikan pada tanah  yang  padat,  dimana  menurut  standar peruntukan  bangunan  nilai  kecepatan  rambatnya berada  pada  rentang  350-750  m/s,  seperti  yag dirujuk  pada  penelitian  sebelumnya    (Fatimah  et al.,  2022).  Rentang  yang  cukup  lebar  ini menunjukkan  bahwa  adanya  keberagaman komposisi  lapisan  tanah  yang  menunjukkan adanya  tingkat  gradasi  lapisan.  Hal  ini  berbeda
dengan  hasil  penentuan  kecepatan  gelombang pada  tanah  liat  yang  homogen  (Lusiana  et  al., 2019) dimana rentang kecepatan gelombang pada 3  jenis  sampel  tanah  homogen  berbeda  adalah diantara  nilai  434  m/s  sampai  dengan  636  m/s. Rentang  nilai  kecepatan  gelombang  yang  sempit ini  lebih  menunjukkan  kehomogenan  dari  setiap lapisan tanah yang digunakan dalam pengujian di penelitian tersebut.
Variasi  komposisi  objek  uji  yang  menghasilkan lebarnya  rentang  nilai  kecepatan  gelombang ultrasonik  ini  juga  sesuai  dengan  hasil  penelitian sebelumnya (Miturski et al., 2021). Pada penelitian tersebut  variasi  komposisi  bahan  pembentuk objek,  yang  terdiri  dari  campuran  tanah,  semen dan fiber polypropylene, menghasilkan variasi nilai modulus  bulk  dari  objek  tersebut.  Variasi  nilai modulus  bulk  ini  akan  menghasilkan  variasi  nilai kecepatan  rambat  gelombang  ultrasonik  yang dirambatkan.  Hal  yang  sama  terjadi  juga  pada variasi komposisi tanah pada penelitian ini. Lapisan tanah yang homogen akan memiliki nilai modulus tertentu  yang  akan  mengakibatkan  gelombang ultrasonik  merambat  dengan  kecepatan  yang tertentu juga. Berbeda halnya jika lapisan tersebut dibuat  dengan  komposisi  yang  berubah  sebagai fungsi  dari  kedalaman  tanahnya.  Pencampuran beberapa  jenis  tanah  memungkinkan  nilai kecepatan  gelombang  utrasonik  menjadi  lebih bervariasi.

## KESIMPULAN Kesimpulan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi jenis tanah memliki hubungan yang linier  dengan kecepatan  rambat  gelombang  ultrasonik.  Ini menjadikan  pengukuran  nilai  cepat  rambat gelombang  ultrasonik    dalam  lapisan  tanah tersebut  dapat  dijadikan  indikator  komposisi lapisan  tanah  gradasi.  Hasil  Uji  terhadap  sampel lapisan  tanah  gradasi  menunjukkan  tingkat kesalahan yang kecil, dengan kata lain pengukuran kecepatan  gelombang  ultrasonik  pada  lapisan gradasi  mampu  mengidentifikasi  komposisi  tanah pada lapisan gradasi tersebut.

## Saran
1. Penelitian  dapat  dikembangkan  pada  lapisan gradasi  yang  merupakan  pencampuran  dari banyak jenis tanah.
2. Penelitian dapat dikembangkan pada penentuan  jenis  tanah  pembentuk  lapisan
gradasi terlebih dahulu, dimana pada penelitian ini  jenis  tanah  pembentuk  lapisan  gradasi diasumsikan diketahui jenisnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Bakri,  B.  (2019).  Karakterisasi  Tanah  Rawa  Pasang Surut  Delta  Pulau  Rimau  Untuk  Mendukung Land  Aplikasi  Limbah  Cair  Pabrik  Kelapa Sawit. September. Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal 2019. 978–979.
Dewi,  B.  F.,  Darmawan,  D.,  &  Ismardi,  A.  (2018). Karakterisasi Jenis Tanah  dan Kandungan Air Menggunakan  Metode  Induksi  Medan Magnet  Characterization  Of  Soil  Type  And Water  Compotition  With  Magnetic  Field Induction Method. Proceeding of Engineering Vol. 5 No.3 5667–5674.
Fatimah,  A.,  Sriyanto,  S.  P.  D.,  Sunardi,  B.,  &  ... (2022).  Identifikasi  Karakteristik  Tanah  dan Struktur  Kecepatan  Gelombang  Geser Menggunakan  Data  Mikrotremor  di  Daerah Lembang,  Jawa  Barat.  Jurnal.  20(01),  38–44. https://doi.org/10.36435/jgf.v20i1.521
Fitria,  R.,  Rahmayanti,  H.,  &  Sumargo,  B.  (2022). Pemodelan  Sistem  Dinamik  Eco-Drainage  di Wilayah  Tanah  Basah  (Studi  Kasus  Kawasan Kelapa Gading DKI Jakarta ).  Rekayasa, 2022; 15(2): 121-128.
Lusiana,  L.,  Gunawan,  A.  I.,  &  Dewantara,  B.  S.  B. (2019).  Pengukuran  Speed  dan  Impedansi Akustik pada Tanah Liat dengan Memanfaatkan Sinyal  Echo Ultrasonik.  Jurnal Rekayasa Elektrika, 15(2). https://doi.org/10.17529/jre.v15i2.13815 Margolang, R. D., Sembiring, M., &
Agroekoteknologi,  P.  S.  (2015).  Karakteristik Beberapa Sifat Fisik, Kimia, dan Biologi Tanah Pada  Sistem  Pertanian  Organik  The Characteristis  of  Some  of  The  Physical, Chemical, and Biological Properties of Soil in Organic  Farming  Systems.    Jurnal  Online Agroekoteknologi, 3(2), 717–723.
Miturski,  M.,  Sas,  W.,  Radzevičius,  A.,  Šadzevičius, R.,Skominas,  R.,  Stelmaszczyk,  M.,  &
Głuchowski,  A.  (2021).  Effect  of  dispersed reinforcement on ultrasonic  pulse velocity in stabilized soil. Materials, 14(22). https://doi.org/10.3390/ma14226951
Mulyani, A. (2013). Karakteristik dan Potensi Lahan Sub Optimal untuk Pengembangan Pertanian di Indonesia, Jurnal Sumberdaya Lahan Vol 7 No 1 - 2013.
Mustafa, M., Maulana, A., Irfan, U. R., & Tonggiroh, A.  (2022).  Jurnal  Ilmu  Alam  dan  Lingkungan Evaluasi  Kesuburan  Tanah  Pada  Lahan  Pasca Tambang  Nikel  Laterit  Sulawesi  Tenggara, Jurnal  Ilmu  Alam  dan  Lingkungan  13  (1), (2022). 52 - 56
Rahayu,  A.  (2014).  Karakteristik  dan  klasifikasi tanah  pada  lahan  kering  dan  lahan  yang disawahkan  di  kecamatan  perak  kabupaten jombang.  1(2),  79–87,  Jurnal  Tanah  dan Sumberdaya  Lahan  Vol  1  No  2:  79-87,  2014 79.
Rahma,  A.  (2020).  Identifikasi  Ketebalan  Lapisan Tanah  Gambut  Menggunakan  Metode Geolistrik  Tahanan  Jenis  3D  (  Studi  Kasus : Daerah  Parit  Haji  Husin  II  Kecamatan Pontianak Tenggara Kota Pontianak ). Prisma Fisika 8(3), 221–228, 2020.
Ramandha,  M.  R.,  Wiharso,  D.,  Supriatin,  S.,  & Salam,  A.  K.  (2021).  Karakteristik  Morfologi Dan Beberapa Sifat Kimia Tanah Pada Lahan Pertanaman  Ubi  Kayu  (Manihot  Esculenta Crantz)  Dan  Kebun  Campuran  Di  Desa Adipuro  Kecamatan  Trimurjo,  Kabupaten Lampung Tengah. Jurnal Agrotek Tropika. Vol 9 (1), 91-100.
Sianturi,  F.  S.,  Agustina,  D.  H.,  Studi,  P.,  Sipil,  T., Riau,  U.,  Riau,  K.,  &  Rantau,  L.  (2020). Stabilisasi  tanah  laterit  dengan  penambahan kapur  terhadap  kuat  geser  tanah.  Sigma Teknika, Vol.3, No.1 : 33-38 Juni 2020 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979.
Simbolon,  E.,  Darmawan,  D.,  Salam,  R.  A.,  Telkom, U., Ultrasonik, T., & Gelombang, W. T. (2021). Eksperimen  Metode  Ultrasonik  Untuk Mengukur  Ketebalan  Setiap  Lapisan  Tanah Yang  Berbentuk  Granular  Experiment  Of Ultrasonic Methods. Proceeding of
Engineering  Vol.8 No.5.
Sundawa,  B.  V.  (2021).  Prototipe  Alat  Pendeteksi Bentuk  Kontur  Tanah  Di  Bawah  Air  Berbasis Sensor  Ultrasonik  Bakti.  Jurnal  Teknologi Rekayasa  Jaringan  Telekomunikasi  :  Jurnal Teknik  Elektro  Volume  1,  Nomor  2.