Informasi & Berita

Apa itu GPR – Ground Penetrating Radar

Apa itu GPR – Ground Penetrating Radar

Apa itu GPR | Pernah melihat sebuah proyek bangunan gedung atau juga proyek jembatan, jalan layang serta drainase yang ketika digali, entah untuk galian pondasi atau lainnya, terdapat benda-benda atau bahkan pipa utilitas tertanam di dekat lokasi galian atau malah di dalam lubang galian yang sedang digali?

Atau ketika proses pembangunan penyeberangan bawah tanah sekitar kota tua yang sempat terhenti sesaat karena ada benda cagar budaya yang terdapat di site tersebut, sehingga perlu di ekskavasi, di dokumentasikan dan kemudian di evakuasi.

Mungkin kita juga mengingat kejadian di proyek besar sekitaran daerah Jawa Barat, ketika sedang melakukan pengeboran untuk keperluan pondasi bored pile ternyata terkena pipa penyaluran minyak salah satu BUMN di Indonesia, sehingga menimbulkan kebakaran dan kerugian, bahkan korban jiwa.

Dari semua peristiwa di atas, mungkin sambil berkerut dahi kita berpikir bagaimana cara mengantisipasi permasalahan tersebut. Apakah ada cara bagi kita untuk memetakan kondisi di bawah tanah di lokasi site sebelum melakukan pembangunan sejak awal bahkan sejak perencanaan untuk menghindari kondisi-kondisi yang disebutkan di atas dan menjadikan proyek tersebut menjadi Lean dan efektif serta terhindar dari kesalahan galian yang bisa menimbulkan kerugian hingga terhentinya proses pembangunan ?

Jawabnya, ada, dengan menggunakan teknologi GPR yang merupakan akronim dari Ground Penetrating Radar.

Apa itu GPR (Ground Penetrating Radar) ?

GPR – Ground Penetrating Radar adalah metode geofisika yang menggunakan pulsa / gelombang radar untuk mencitrakan permukaan bawah permukaan. Metode yang tak merusak ini menggunakan radiasi elektromagnetik dalam pita gelombang mikro (frekuensi UHF / VHF) dari spektrum radio, dan mendeteksi sinyal yang dipantulkan dari struktur bawah permukaan.

GPR dapat diterapkan di berbagai media termasuk batuan, tanah, es, air tawar, trotoar dan struktur. Dalam kondisi yang tepat, praktisi dapat menggunakan GPR untuk mendeteksi objek di bawah permukaan, perubahan properti material, serta rongga dan retakan.

GPR menggunakan gelombang radio frekuensi tinggi (terpolarisasi), biasanya dalam rentang 10 MHz hingga 2,6 GHz. Pemancar dan antena GPR memancarkan energi elektromagnetik ke tanah. Ketika energi bertemu dengan objek yang terkubur atau batas antara material yang memiliki permitivitas berbeda, energi tersebut dapat dipantulkan atau dibiaskan atau dihamburkan kembali ke permukaan. Antena penerima kemudian dapat merekam variasi sinyal balik.

Prinsip-prinsip yang terlibat mirip dengan seismologi, terkecuali metode GPR menerapkan energi elektromagnetik dari pada energi akustik, dan energi dapat dipantulkan pada batas-batas dimana sifat listrik bawah permukaan berubah daripada sifat mekanik bawah permukaan seperti halnya dengan energi seismik.

Konduktivitas listrik dari tanah, frekuensi pusat yang ditransmisikan, dan daya yang dipancarkan semuanya dapat membatasi jangkauan kedalaman efektif investigasi GPR.

Peningkatan konduktivitas listrik melemahkan gelombang elektromagnetik yang masuk dan dengan demikian kedalaman penetrasi menurun. Karena mekanisme atenuasi yang bergantung pada frekuensi, frekuensi yang lebih tinggi tidak menembus frekuensi yang lebih rendah, namun frekuensi yang lebih tinggi dapat memberikan resolusi yang lebih baik. Jadi, frekuensi operasi selalu merupakan trade-off atau pertukaran dan juga kompromi antara resolusi dan penetrasi.

Kedalaman penetrasi bawah permukaan yang optimal dicapai di dalam es dimana kedalaman penetrasi dapat mencapai beberapa ribu meter (ke batuan dasar di Greenland) pada frekuensi GPR yang rendah.

Tanah berpasir kering atau bahan kering masif seperti granit, batu kapur dan beton cenderung bersifat resistif daripada konduktif, dan kedalaman penetrasi bisa mencapai 15 meter (49 kaki). Akan tetapi, di tanah yang lembab atau sarat lempung dan material dengan konduktivitas listrik yang tinggi, penetrasi mungkin hanya beberapa sentimeter.

Antena radar penembus tanah umumnya bersentuhan dengan tanah untuk mendapatkan kekuatan sinyal terkuat, namun antena yang diluncurkan oleh GPR dapat digunakan di atas tanah. Cross borehole GPR telah dikembangkan dalam bidang hidro-geofisika menjadi sarana yang berharga untuk menilai keberadaan dan jumlah air tanah.

Sejarah GPR (Ground Penetrating Radar)

Paten pertama untuk sistem yang dirancang untuk menggunakan radar gelombang kontinu atau berlanjut untuk menemukan objek yang terkubur diajukan oleh Gotthelf Leimbach dan Heinrich Löwy pada tahun 1910, enam tahun setelah paten pertama untuk radar itu sendiri (paten DE 237 944).

Paten untuk sistem yang menggunakan pulsa radar daripada gelombang kontinu diajukan pada tahun 1926 oleh Dr. Hülsenbeck (DE 489 434), yang mengarah pada resolusi kedalaman yang lebih baik.

Kedalaman gletser dapat diukur dengan menggunakan radar penembus tanah pada tahun 1929 oleh W. Stern. Perkembangan lebih lanjut di bidang ini agak terhambat sampai tahun 1970-an, ketika aplikasi militer mulai mendorong penelitian.

Aplikasi komersial mengikuti dan peralatan konsumen pertama yang terjangkau dijual pada tahun 1975. Lalu, pada tahun 1972 misi Apollo 17 membawa radar penembus darat yang disebut ALSE (Apollo Lunar Sounder Experiment) di orbit sekitar Bulan. Ia mampu merekam informasi kedalaman hingga 1,3 km dan merekam hasilnya pada film karena kurangnya kapasitas penyimpanan komputer yang sesuai pada saat itu

Aplikasi Penggunaan GPR

GPR memiliki banyak aplikasi di berbagai bidang. Dalam ilmu kebumian, ia digunakan untuk mempelajari batuan dasar, tanah, air tanah dan es. Ini adalah beberapa kegunaan dalam mencari nugget emas dan untuk berlian di lapisan kerikil aluvial dengan menemukan perangkap alami di dasar aliran yang terkubur yang memiliki potensi untuk mengumpulkan partikel yang lebih berat.

Penjelajah bulan Cina Yutu memiliki GPR di bagian bawahnya untuk menyelidiki tanah dan kerak Bulan.

Aplikasi keteknikan meliputi pengujian non-destruktif (NDT) struktur dan perkerasan, menemukan struktur yang terkubur dan jalur utilitas, serta mempelajari tanah dan batuan dasar. Dalam remediasi lingkungan, GPR digunakan untuk menentukan tempat pembuangan sampah, bulu kontaminan, dan situs remediasi lainnya, sedangkan dalam arkeologi digunakan untuk memetakan fitur arkeologi dan kuburan.

GPR digunakan dalam penegakan hukum untuk menemukan kuburan klandestin dan bukti terkubur. Penggunaan militer mencakup deteksi ranjau, persenjataan yang tidak meledak, dan terowongan. Radar lubang bor yang memanfaatkan GPR digunakan untuk memetakan struktur dari lubang bor dalam aplikasi pertambangan bawah tanah. Sistem radar lubang bor directional modern mampu menghasilkan gambar tiga dimensi dari pengukuran dalam lubang bor tunggal.

Salah satu aplikasi utama lainnya untuk radar penembus tanah adalah untuk menemukan utilitas bawah tanah. Alat pencari lokasi utilitas induksi elektromagnetik standar memerlukan utilitas agar bersifat konduk notif. Alat-alat ini tidak efektif untuk menemukan saluran plastik atau badai beton dan selokan sanitasi. Karena GPR mendeteksi variasi sifat dielektrik di bawah permukaan, GPR dapat sangat efektif untuk menemukan utilitas non-konduktif.

GPR sering digunakan pada program TV Time Team Channel 4 yang menggunakan teknologi untuk menentukan area yang cocok untuk pemeriksaan dengan cara penggalian. Pada tahun 1992 GPR digunakan untuk mengembalikan uang tunai sebesar £ 150.000 yang diterima penculik Michael Sams sebagai tebusan untuk agen real estate yang diculiknya setelah Sams mengubur uang tersebut di sebuah ladang.

Tampilan Tiga Dimensi (3D Imaging)

Masing-masing jalur data GPR mewakili tampilan penampang (profil) sub-permukaan. Beberapa baris data yang dikumpulkan secara sistematis di suatu area dapat digunakan untuk membuat gambar tiga dimensi atau tomografi. Data dapat disajikan sebagai blok tiga dimensi, atau sebagai irisan horizontal atau vertikal. Irisan horizontal (dikenal sebagai “irisan kedalaman” atau “irisan waktu”) pada dasarnya adalah peta tampilan rencana yang mengisolasi kedalaman tertentu.

Pemotongan waktu telah menjadi praktik standar dalam aplikasi arkeologi, karena pola horizontal seringkali merupakan indikator terpenting dari kegiatan budaya.

Limitasi dan Batasan

Batasan kinerja GPR yang paling signifikan adalah pada material dengan konduktivitas tinggi seperti tanah lempung dan tanah yang terkontaminasi garam. Kinerja juga dibatasi oleh hamburan sinyal dalam kondisi heterogen (misalnya tanah berbatu).

Kerugian lain dari sistem GPR yang tersedia saat ini meliputi: Interpretasi radar-gram umumnya tidak intuitif bagi pemula. Keahlian yang cukup diperlukan untuk merancang, melaksanakan, dan menafsirkan survei GPR secara efektif. Konsumsi energi yang relatif tinggi dapat menjadi masalah untuk survei lapangan yang ekstensif. Radar sensitif terhadap perubahan komposisi material, mendeteksi perubahan membutuhkan gerakan.

Saat melihat melalui item yang tidak bergerak menggunakan radar penembus permukaan atau penembus tanah, peralatan perlu dipindahkan agar radar dapat memeriksa area tertentu dengan mencari perbedaan dalam komposisi material.

Meskipun dapat mengidentifikasi benda-benda seperti pipa, lubang, dan tanah, ia tidak dapat mengidentifikasi bahan-bahan tertentu, seperti emas dan permata berharga. Bagaimanapun, ini dapat berguna dalam menyediakan pemetaan bawah permukaan dari kantong-kantong yang mengandung permata potensial, atau “vugs.” Bacaannya bisa dibingungkan oleh kelembapan di tanah, dan mereka tidak dapat memisahkan kantong-kantong yang mengandung permata dari yang tidak-mengandung-permata.

Saat menentukan kemampuan kedalaman, rentang frekuensi antena menentukan ukuran antena dan kemampuan kedalaman. Jarak grid yang dipindai didasarkan pada ukuran target yang perlu diidentifikasi dan hasil yang dibutuhkan. Jarak grid tipikal dapat 1 meter, 3 kaki, 5 kaki, 10 kaki, 20 kaki untuk survei tanah, dan untuk dinding dan lantai 1 inci – 1 kaki. Kecepatan perjalanan sinyal radar tergantung pada komposisi bahan yang ditembus. Kedalaman target ditentukan berdasarkan jumlah waktu yang dibutuhkan sinyal radar untuk dipantulkan kembali ke antena unit. Sinyal radar bergerak pada kecepatan yang berbeda melalui berbagai jenis material. Dimungkinkan untuk menggunakan kedalaman ke objek yang diketahui untuk menentukan kecepatan tertentu dan kemudian mengkalibrasi perhitungan kedalaman.

Manfaat GPR bagi Dunia Konstruksi dan BIM

Manfaat GPR bagi Dunia Konstruksi dan BIM - Archilantis
GPR, Teknologi Inovatif untuk Konstruksi – geospatialworld.net

Adapun mengenai kegunaan dan manfaat penggunaan GPR ini sebenarnya telah disinggung sejak awal, diantaranya kegunaan sebelum merencanakan pekerjaan konstruksi apa pun, informasi bawah permukaan yang akurat adalah suatu keharusan. Jadi sangat penting untuk mengidentifikasi utilitas bawah tanah untuk menghindari masalah.

Di sinilah teknologi GPR datang untuk menyelamatkan. Teknologi ini mampu mendeteksi dan mengidentifikasi utilitas non-logam serta logam, membantu manajer proyek untuk memahami bawah permukaan dan menghindari risiko pada tahap selanjutnya. Selama proses konstruksi, sistem ini membantu dalam menemukan jeruji yang tertanam dalam elemen struktural, rongga bawah permukaan, dan delaminasi. Sistem ini berguna tidak hanya dalam menilai elemen beton struktural, tetapi juga pada tanah dan bangunan dari pasangan bata, monumen kuno, serta menemukan pipa dan saluran yang terkubur.

Informasi dan data ini dapat dengan mudah ditransfer ke dalam BIM authoring tools seperti layaknya informasi yang didapat oleh LiDar berupa bentuk rupa bumi. Namun, data informasi ini berupa data dan informasi dibawah permukaan tanah. Jadi dapat mengefisienkan desain dan pelaksanaan konstruksi sehingga sejak awal dapat dimitigasi segala sesuatu yang berada dibawah permukaan tanah pada site proyek kita. Sehingga mengurangi resiko yang sudah diceritakan di atas.

Serunya, ternyata teknologi LiDar dan GPR ini ternyata bisa disandingkan lohh.. Makin seru kan?
Ini contohnya.

Pegasus Stream - teknologi lidar dan gpr - archilantis
Pegasus Stream, Teknologi Lidar dan GPR – informedinfrastructure.com

So.. Bimm…Bimmerss… keep healthy dan tetap semangat.. Lovely nice BIM.. BIMers.
(PAD-1)

Related Articles

Back to top button