## PEMETAAN ZONA KOROSIVITAS TANAH BERDASARKAN NILAI CHARGEABILITY MENGGUNAKAN METODE TIME DOMAIN INDUCED POLARIZATION KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE STUDI KASUS PT.IPMOMI

## Kiki Kartika Dewi, Widya Utama, Juan Pandu Gya Nur Rochman
Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember kikikade29@gmail.com
Abstrak. Pipa  bawah  tanah  menjadi  elemen  yang  sangat  penting  dalam  dunia  industri  salah  satunya untuk mengalirkan fluida. Masalah serius yang sering dihadapi adalah kontak antara pipa dengan tanah dan lingkungan yang dapat menimbulkan korosi. Maka dari itu, dibutuhkan penanganan khusus agar tidak terjadi kerusakan dan ketidakstabilan tanah. Salah satu upaya awal untuk menangani hal tersebut adalah dengan  melakukan  pemetaan  zona  korosi  bawah  permukaan  yang  pada  penelitian  Tugas  Akhir  kali  ini dilakukan dengan metode Time Domain Induced Polarization dengan konfigurasi dipole-dipole sebanyak 5  lintasan.    Respon  chargeability  terhadap  korosivitas  tanah  pada  lokasi  penelitian  secara  rata-rata menunjukkan  hubungan  yang  berbanding  lurus,  semakin  tinggi  nilai  chargeability  maka  semakin  tinggi tingkat korosivitas tanah. Zona korosivitas tanah  sangat ringan hingga sedang menyebar pada kedalaman 0-4.72 meter sedangkan zona korosivitas tanah tinggi hingga sangat tinggi berada pada kedalaman 2.72- 4.72 meter.
Kata Kunci: chargeability , induced polarization , korosivitas tanah, PT.IPMOMI
Abstract. The underground pipe becomes a very important element in the industrial world, one of the usefulness is to flow fluid. The contact between the pipe with the soil  and the corrosive  environment might  be  a  concern.  A  certain  deal  is  needed  to  avoid  damage  and  soil  instability.  One  of  the  initial efforts  to  handle  this  problem  is  by  conducting  a  mapping  of  the  soil  corrosivity  zone  that  was conducted  by  Time  Domain  Induced  Polarization  method  with  dipole-dipole  configuration  of  5 trajectories.  The  chargeability  response  to  the  soil  corrosivity  at  the  study  sites  on  average  shows  a proportional relationship, the higher the value of chargeability, the higher the level of soil corrosivity. Very  mild  to  moderate  soil  corrosivity  zone  spreads  at  a  distance  of  0-4.72  meters  while  the  soil corrosive zone is high up to very high at a depth of 2.72-4.72 meters.
Keywords: chargeability, induced polarization, soil corrosivity, PT.IPMOMI.

## PENDAHULUAN
Perhatian  akan  sistem  perpipaan  cenderung semakin meningkat. Sistem perpipaan ini dianggap memiliki  tingkat  integritas  yang  tinggi  serta  lebih efektif  dan  efisien  dibanding  sistem  transportasi lain.  Kegiatan  industri  dan  infrastruktur  sering  kali menggunakan  pipa  yang  ditanam  di  bawah permukaan  tanah,  salah  satu  contohnya  adalah PT.IPMOMI  yang  memiliki  pipa  bawah  tanah  yang berfungsi untuk mengalirkan fluida berupa air  laut sebagai  bahan  utama  produksi  uap.  Dalam  sistem perpipaan  ini  kebanyakan  jenis  bahan  pipa  yang digunakan adalah jenis logam (Norin, 1998; Beaver &  Thompson,  2006),  disamping  keunggulannya logam  juga  mempunyai  banyak  kelemahan  jika  di bandingkan  dengan  unsur  unsur  lain  dikarenakan
sifat  logam  yang  mudah  terkorosi.  Korosi  adalah perusakan  atau  penurunan  mutu  dari  material akibat bereaksi dengan lingkungan (Fontana, 1986). Korosivitas tanah merupakan masalah multi disiplin yang  memiliki  dampak  terhadap  keselamatan lingkungan dan struktural.
Karena  bersifat  korosif  atau  merusak  maka perlu  dilakukan  pencegahan  dengan  melakukan beberapa  perlakuan  pada  daerah  yang  memiliki pipa  logam  di  bawah  permukaan,  salah  satunya adalah  dengan  melakukan  pemetaan  zona korosivitas  tanah.  Metode  geofisika  yang  biasa digunakan adalah resistivitas (Warnana dkk., 2015). Metode  geolistrik  yang  lain  seperti  Induced Polarization  masih  jarang  digunakan  dalam permasalahan  ini.    Maka  dari  itu  penulis  ingin
mengetahui  bagaimana  respon  nilai  chargeabilitas yang  diperoleh  dari  pengukuran  Induced Polarization  terhadap  tingkat  korosivitas  tanah. Prinsip  dasar  metode  Induced  Polarization  adalah dengan  mengalirkan  arus  listrik  kedalam  bumi kemudian  mengamati  beda  potensial  yang  terjadi setelah  arus  listrik  dihentikan.  Konfigurasi  dipole- dipole  yang  digunakan  diyakini  efektif  untuk memetakan  zona  korosivitas  tanah  secara  lateral. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui respon  nilai  chargeability  terhadap  korosivitas tanah.  Serta  mengetahui  sebaran  zona  korosivitas tanah  berdasarkan  nilai  chargeability  pada  daerah penelitian.

## METODOLOGI
Alur  pengerjaan  penelitian  dapat  dilihat  pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian.
Akuisisi data dengan target kedalaman 5 meter dilakukan dengan 2 lintasan sepanjang 72 meter, 2
lintasan  sepanjang  32  meter  dan  satu  lintasan sepanjang  54  meter.  Berikut  ini  adalah  desain akuisisi pengukuran.

## Gambar 2. Desain akuisisi pengukuran metode IP
Pengukuran  metode Induced  Polarization dilakukan  selama  7  hari,  jenis  tanah  pada  lokasi penelitian  meurupakan  tanah  urukan.  Setelah diperoleh  data  dilakukan  perhitungan  apparent resistivity  dan  apparent  chargeability  untuk selanjutnya  menjadi  input  pengolahan  pada software Res2Dinv.
Daerah  penelitian  merupakan  daerah  pesisir dengan elevasi tanah 4.5 meter. Untuk mengetahui respon  chargeability  terhadap  tanah  atau  batuan dengan intrusi air laut maka  dilakukan pengukuran skala laboratorium dengan variasi konsentrasi NaCl, yaitu 0.035, 0.07, 0.1, 0.2, 0.3 M. Berikut ini adalah gambar  alat uji laboratorium yang digunakan.
Gambar 3. Alat uji metode IP skala laboratorium

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Daerah  penelitian  merupakan  daerah  pesisir dengan  elevasi  tanah  4.5  meter.  Rentang  nilai chargeability hasil pengukuran adalah 0-1 msec, dan rentang tersebut kurang merepresentasikan daerah penelitian  yang  merupakan  tanah  urukan  yang
berasal  dari  batuan  vulkanik  pegunungan  ringgit. Adanya  pengaruh  dari  air  laut  mungkin  saja  dapat mempengaruhi  kecilnya  nilai  chargeability.  Untuk mengetahui  respon  chargeability  terhadap  tanah atau batuan dengan intrusi air laut maka dilakukan pengukuran  skala  laboratorium  dengan  variasi konsentrasi NaCl, yaitu 0.035, 0.07, 0.1, 0.2, 0.3 M. Nilai  konsentrasi  itu  dipilih  sebagai  asumsi mendekati konsentrasi NaCl pada air laut. Pemilihan medium pasir karena mudah diperoleh namun tetap dengan  rentang  nilai  chargeability  yang  sama dengan  litologi  sekitar  yaitu  vulkanik.  Dari percobaan  yang  telah  dilakukan  diperoleh  hasil sebagai berikut.

## Gambar 4. Grafik Hubungan Chargeability dengan Konsentrasi Larutan NaCl
Dari  grafik  tersebut  dapat  dilihat  bahwa  pada konsentrasi  NaCl  sebesar  0.035  yang  mana merupakan  representasi  kandungan  garam  dalam air  laut,  nilai  chargeability  berkisar  pada  0.2-0.3 msec.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa  nilai chargeability  pasir  yang  harusnya  berkisar  antara 100-500  msec  dapat  turun  menjadi  0.2-0.9  akibat adanya  kandungan  garam.  Sejalan  dengan penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  (Aryaseta, 2016) bahwa nilai intrusi air  laut bernilai 0.2 msec. Semakin  banyak  kandungan  larutan  garam  pada pasir  maka  nilai  chargeabilitynya  cenderung semakin  meningkat.  Hal  tersebut  dikarenakan semakin  tinggi  kandungan  garam  pada  suatu medium  maka  semakin  tinggi  pula  tingkat konduktivitasnya. Semakin tinggi konduktivitas nilai chargeabilitynya pun akan semakin tinggi. Nilai yang diperoleh pada uji laboratorium menunjukkan orde 10 -1 .
Prinsip  metode  IP  adalah  mengalirkan  arus listrik kedalam bumi dan mengamati beda potensial yang  terjadi  setelah  arus  listrik  dihentikan.  Pada saat  arus  diinjeksikan,  ion-ion  dalam  pori-pori batuan akan teridistribusi dari posisi stabil menjadi tidak  stabil.  Ketika  arus  diputus,  seharusnya  beda potensial  langsung  menjadi  nol,  akan  tetapi  pada medium-medium  tertentu  beda  potensial  tidak langung  menjadi  nol  dikarenakan  medium  bersifat seperti kapasitor (menyimpan senergi listrik). Energi listrik  masih  tersimpan  dalam  bentuk  energi elektrokimia  pada  fluida  elektrolit  maupun  mineral konduktif  pada  pori-pori  batuan.  Jadi  setelah  arus diputus,  ion-ion  yang  sebelumnya  mengalami pengkutuban berangsur-angsur kembali ke keadaan seimbangnya dengan kata lain masih terdapat beda tegangan  yang  akan  meluruh  terhadap  waktu sampai  nilainya  menjadi  nol  (Telford,  1990).  Maka dari  itu  pada  batuan  dengan  kandungan  mineral tinggi  waktu  peluruhannya  semakin  lama  sehingga nilai chargeabilitynya semakin besar.
Hasil  inversi  resistivitas  dan  chargeability menunjukkan  bahwa  litologi  daerah  penelitian merupakan alluvium dengan  resistivitas sebesar 3- 333 ohm.m dan chargeability sebesar 0.1-1.8 msec. Hasil inversi menunjukkan bahwa mayoritas tingkat korosivitas tanah daerah penelitian pada kedalaman 0-2 meter berada pada tingkat  yang sangat ringan. Pada  kedalaman  2-3  meter  dari  permukaan  mulai menunjukkan  tingkat  korosivitas  yang  lebih bervariasi mulai dari sedang hingga sangat tinggi.
Sifat  korosivitas  tanah  telah  banyak  diketahui berdasarkan  nilai  resistivitas  namun  masih  sangat jarang  dihubungkan  dengan  nilai  chargeability. Maka  dari  itu  belum  ada  acuan  pasti  mengenai hubungan  antara  korosivitas  dan  chargeability. Sehingga  penulis  mencoba  menghubungkan  antara nilai  ketiganya  berdasarkan  zonasi  yang  sama. Untuk  mengetahui  respon    nilai    chargeability terhadap korosivitas tanah khususnya pada daerah penelitian.  Berikut  ini  adalah  Tabel  1  yang menunjukkan  hubungan  antara  tingkat  korosivitas tanah, reesistivits dan chargeability .
Tabel 1. Hubungan antara tingkat korosivitas tanah, reesistivits dan chargeability Tingkat korosivitas   Resistivitas Chargeability Sangat Tinggi 0.98-6.33 0.7979 Tinggi 7.33-19.81 0.5080 Sedang 20.25-49.81 0.2513
Ringan 50.03-99.68 0.1709 Sangat Ringan 100.01-1882.4  0.1474 Nilai  chargeability  berbanding  lurus  dengan tingkat  korosivitas  tanah  hal  tersebut  disebabkan ketika suatu tanah bersifat lebih konduktif daripada lingkungannya maka nilai chargeabilitynya cenderung  lebih  tinggi. ( Alaminiokuma,  2010) mengatakan  bahwa  tanah  yang  konduktif menyebabkan  adanya  jalur  yang  menghubungkan antara  anoda  dan  katoda  pada  proses  terjadinya korosi. Hal tersebut berarti semakin konduktif suatu media  maka  semakin  membuka  jalan  untuk terjadinya korosi. Namun sebaran nilai chargeability tidak selebar resistivitas.
Sehingga pada pengaplikasiannya  nilai  chargeabilitas  memberikan hasil zonasi yang lebih teliti dikarenakan range yang lebih kecil.
Pada  beberapa  data  masih  dapat  ditemukan tingkat korosivitas yang sama namun pada lintasan yang berbeda memiliki nilai yang berbeda. Sehingga nilai  yang  sama  dapat  ditemukan  pada  tingkat korosivitas yang berbeda. Hal tersebut kemungkinan  disebabkan  karena  nilai  chargeability sensitif  terhadap  kandungan  mineral  dari  tanah atau  batuan.  Sehingga  belum  tentu  pada  nilai chargeability yang sama memiliki tingkat korosivitas yang  sama.  Atau  pada  batuan  dengan  kandungan mineral  yang  sama  bisa  saja  memiliki  tingkat korosivitas  yang  berbeda.      Persebaran  nilai chargeability  dapat  dilihat  pada  Gambar  3  berikut ini
Gambar 5. Penampang 3D Chargeability
Berikut  ini  adalah  penampang  3D  dari  zona korosivitas tanah berdasarkan nilai chargeability.
Gambar 6. Zona korosivitas tanah sangat tinggi (kedalaman2.72-4.72 meter )
Gambar 7. Zona korosivitas tanah tinggi (kedalaman 2.36-4.72 meter)
Gambar 8. Zona korosivitas tanah sedang (kedalaman 2.04-3.57 meter)
Gambar 9. Zona korosivitas tanah ringan (kedalaman 0.53-2.04)

## Gambar 10. Zona korosivitas tanah sangat ringan
(kedalaman 0.26-1.85 )
Zona  korosivitas  tanah    sangat  ringan  hingga sedang  menyebar  pada  kedalaman  0-4.72  meter dengan  rentang  nilai  chargeabiity  0.1474  -0.2513 msec.  Sedangkan  zona  korosivitas  tanah  tinggi hingga  sangat  tinggi  berada  pada  kedalaman  2.72- 4.72  meter  dengan  rentang  nilai chargeability 0.5080-0.7979 msec. Lingkaran merah menunjukkan zona  korosivitas  sangat  tinggi  ,  respon  yang  sama ditunjukkan  pada  penampang  2D native  potential berikut ini.
Gambar 11. Penampang 2D Native Potential daerah penelitian (Amalia, 2017)
Zona  korosivitas  tanah  secara  lateral  seperti yang  ditunjukkan  pada  gambar  3  dan  4 menunjukkan  bahwa  pada  sisi  timur  laut  daerah penelitian  menunjukkan  tingkat  korosivitas  yang sangat  tinggi  hal  tersebut  ditunjukkan  pula  pada penampang  2D  native  potensial  bahwa  pada  sisi timur laut daerah penelitian memiliki  range native potensial  -700  hingga  -820  mV  yang  mengindikasi tingkat  korosivitas  yang  sangat  tinggi  yaitu  <-600 mV.

## Simpulan
Dari  penelitian  yang  dilakukan  dapat disimpulkan  bahwa  respon  chargeability  terhadap korosivitas tanah pada lokasi penelitian secara rata- rata menunjukkan hubungan yang berbanding lurus, semakin  tinggi  nilai  chargeability  maka  semakin tinggi  tingkat  korosivitas  tanah.  Zona  korosivitas tanah  sangat ringan hingga sedang menyebar pada kedalaman 0-4.72 meter sedangkan zona korosivitas tanah  tinggi  hingga  sangat  tinggi  berada  pada kedalaman 2.72-4.72 meter.

## Saran
Saran yang dapat diterapkan berdasarkan hasil penelitian  adalah  evaluasi  proteksi  katodik  yang telah digunakan pada PT.IPMOMI berdasarkan zona korosivitas  tanah.  Selain  itu,  perlu  dilakukan pengembangan range hubungan antara chargeability  dengan  korosivitas  pada  beragam lingkungan.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis menggucapkan terimakasih kepada Dr. Widya  Utama,  DEA  dan  Juan  Pandu  GNR  S.Si,  M.T selaku pembimbing yang telah meluangkan banyak waktu  untuk  memberikan  bimbingan  dan  arahan kepada penulis.

## DAFTAR PUSTAKA
Alaminiokuma,  G. I.*, Osokpor, J.*,  Emudianughe,  J. E.* and Warmate, T. 2010.  Delineation of Soil Corrosivity Regimes  Along  Petroleum  Pipeline  Routes  in  the Geomorphic  Zones  of  the  Niger  Delta  using  2D Resistivity Tomography
Amalia,  2017.  Pemetaan  Lingkungan  Korosi  Bawah Permukaan  Menggunakan  Metode  Self-Potential Pada Daerah Unit 7 Dan 8 PT.IPMOMI
Beavers,  J.A.,  Thompson,  N.G.  2006.  External  Corrosion of  Oil  and  Natural  Gas  Pipeline.  ASM  Handbook Volume 13C, Corrosion: Environments and Industries. ASM International.
Cramer  S.D.  and  Jr.  Covino  B.S.  2003.  ASM  Handbook Volume  13A  Corrosion:  Fundamentals,  Testing,  and Protection, ASM International.
Fontana,  Mars.G  1986,  “Corrosion  Engineering”,  3rd Edition, Mc Graw-Hill Book Company, Singapore.
Keller,  G.  V.  dan  Frischknecht,  F.  C.  1966.  Electrical Methods in Geophysical Prospecting. In international series of monographs in Electromagnetic Waves, 10, eds.  A.L.  Cullen,  V.  A.  Fock,  and  J.  R.  Wait.  Oxford: Pergammon Press.
Koch,  G.,  Brongers,  M.P.H.,  Thompson,  N.G.,  Virmani,
Y.P.,  Payer,  J.H.  2002.  Corrosion  Costs  and Preventative  Strategies  in  the  United  States. Publication  No.  FHWA-RD-01-156.  U.S.  Federal Highway Administration Washington, U.S.A.
Loke,  M.H.  1999.  Electrical  Imaging  Surveys  For Environmental  And  Enginering  Studies.  Malaysia. Penang.
Norin,  M.  1998.  Groundwater  and  Soil  Properties  in  an urban  Environment  and  their  effects  on  the Corrosion  of  Soil  Buried  Constructions  of  Carbon, Steel,  and  Zinc.  Department  of  Geology,  Chalmers University of Technology. Goteborg.
Puslitbang Metalurgi-LIPI, 1987. Korosi dan
Penanggulangannya.
Reynolds,  J.M.,  1997.  An  Introduction  to  Applied  and Environmental  Geophysics.  New  York:John  Willey and Sons.
Saputro  Bayu,  dkk.  (2010).  Panduan  Praktikum Geolistrik.  Yogyakarta:  Prodi  Teknik  Geofisika. Fakultas Teknologi Mineral. UPN Yogyakarta.
Telford, W.M., L.P. Geldart, , R.E. Sheriff, dan D.A. Keys. 1982.  Applied  Geophysic.  London  :  Cambridge University Press
Warnana,  D.D.,  Iswahyudi,  A.,  Prabawa,  S.E.,  2015.
Penentuan  Area  Korosi  Tanah  Lokal  Berdasarkan Resistivitas Tanah untuk Perancangan Sistem Proteksi Katodik. J. Geosaintek 1, 43–46