Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan alat yang digunakan memindai dan mencitrakan kondisi suatu struktur yang mencakup lapisan, rongga, hingga cacat sub-permukaan. GPR merupakan alat yang menggunakan metoda tidak merusak atau biasa dikenal dengan metoda Non-Destructive Test (NDT). GPR pertama kali dikembangkan dan digunakan dalam geofisika dan geologi untuk pemindaian dan pencitraan bawah permukaan. Sejak saat itu, metode ini banyak diadaptasi pada berbagai disiplin ilmu lain, termasuk teknik sipil. Artikel kali ini membahas manfaat dan aplikasi dari Ground Penetrating Radar (GPR).

Bagaimana Cara Kerja GPR, dan apa manfaatnya?

Ground Penetrating Radar (GPR) pada umumnya terdiri dari antena pemancar dan antena penerima, terhubung (kabel atau nirkabel) ke unit pemroses sinyal. GPR memancarkan pulsa elektromagnetik (pulsa radar) dengan frekuensi pusat tertentu untuk memindai medium bawah permukaan. Gelombang yang dipantulkan dari lapisan bawah permukaan, dan objek ditangkap oleh antena penerima. Metode ini telah distandarisasi oleh ASTM D6432.

Salah satu kelebihan dari GPR adalah kemampuan untuk mendeteksi objek di bawah permukaan dengan menggunakan impuls radar elektromagnetik yang bervariasi, mulai dari 10 MHz hingga 3.000 MHz. Bergantung pada frekuensi impuls radar yang digunakan, GPR dapat mendeteksi suatu objek internal pada kedalaman yang berbeda. Ketika ada kebutuhan untuk pemindaian resolusi tinggi, diperlukan antena dengan frekuensi tinggi. Namun, pada kedalaman penetrasi akan dibatasi hingga beberapa sentimeter pertama. Frekuensi yang lebih rendah diperlukan jika tujuannya adalah untuk mendeteksi objek bawah permukaan yang sangat dalam.

Gambar 1. Uji Ground Penetrating Radar (sumber: FprimeC)

Kelebihan GPR

GPR memiliki beberapa keunggulan yang diperlukan dalam pemeriksaan struktur bangunan seperti geladak jembatan dan struktur beton lainnya. Tidak seperti metoda lainnya, contohnya dengan termografi infra merah, yang sangat bergantung kondisi temperature di sekitar struktur, GPR bebas dari pembatasan tersebut.

GPR merupakan salah satu metode non-destruktif test (NDT) efektif yang banyak tersedia secara komersial untuk pemeriksaan suatu lapisan struktur, misalnya geladak jembatan beton yang memiliki lapisan aspal. GPR juga dapat digunakan untuk mendeteksi hilangnya ikatan yang terlokalisasi antara overlay dan beton, selain mendeteksi delaminasi pada beton. Karena antena tidak perlu bersentuhan dengan dek jembatan, gangguan lalu lintas selama inspeksi dengan GPR dapat diminimalisir.

Kekurangan GPR

GPR sebagai teknik NDT untuk pemeriksaan beton masih bertumpu pada pengalaman operator. Survey yang dilakukan oleh operator yang kurang pengalaman atau pengetahuan tentang struktur dapat menghasilkan data dengan akurasi yang kurang dan dapat mengakibatkan risiko interpretasi data serta analisis yang kurang tepat.

Dengan metoda GPR, terdapat risiko data yang mengalami noise, hal ini dikarenakan adanya gangguan termasuk sinyal yang buruk, efek gema gelombang radar dan kesalahan posisi objek di lapisan bawah permukaan.

GPR juga tidak efektif digunakan dalam memindai suatu struktur beton yang memiliki banyak baja tulangan dalam lapisan strukturnya. Hal ini dikarenakan gelombang radar tidak dapat menembus logam. GPR juga tidak dapat digunakan pada pemeriksaan interior saluran logam. Selain itu, gelombang radar dari GPR dapat dipantulkan dari benda-benda logam seperti mobil atau saluran telepon sehingga dapat memberikan data yang memberikan interpretasi yang keliru. Dokumentasi yang baik akan objek yang diperkirakan dapat menghalangi gelombang radar dapat membantu dalam mengidentifikasi hasil analisis.

Aplikasi GPR

Deteksi utilitas bawah tanah

Berbagai macam sarana utilitas seperti pipa air, pipa gas, saluran komunikasi, kotak pembuangan limbah yang terletak di bawah perkerasan jalan dan dimonitor secara rutin untuk melakukan pekerjaan pemeliharaan dapat dideteksi dengan GPR.

Pada metode tradisional, menemukan sarana utilitas harus dilakukan dengan menggali parit di area yang ditunjukkan oleh gambar desain. Namun, jika gambar tidak ada atau tidak akurat, maka akan ada banyak waktu yang terbuang dan biaya tambahan untuk menggali lokasi. GPR dapat digunakan sebagai solusi yang efektif untuk menemukan sarana utiltias tersebut. GPR dengan antena 225, 450 dan 900 MHz dapat digunakan untuk mengidentifikasi lokasi dan kedalaman di bawah permukaan perkerasan.

Inspeksi Struktur Beton menggunakan GPR

GPR dapat digunakan untuk pemindaian beton mencakup:

• Mengidentifkasi dan memetakan tulangan baja yang tertanam dalam struktur (batang baja, tendon prategang)
• Memprediksi ketebalan elemen beton
• Mengidentifikasi cacat, lubang, serta area yang terdelaminasi

Gambar 1. Inspeksi Struktur Beton dengan Ground Penetrating Radar (sumber: Hexagon)

Inspeksi Jembatan

GPR memberikan solusi yang efektif dalam melakukan identifikasi delaminasi di geladak jembatan. GPR juga dapat digunakan untuk memetakan lokasi penguatan seperti tulangan baja dan tendon prategang.

Inspeksi Lapisan Struktur Terowongan

Penggunaan lain dari GPR adalah pada inspeksi lapisan struktur terowongan. Pemindaian dapat dilakukan selama konstruksi atau selama pemeliharaan untuk mendeteksi cacat atau lubang pada lapisan struktur. Salah satu keuntungan GPR dalam situasi ini adalah hasilnya tidak terlalu dipengaruhi oleh keberadaan lapisan yang diaplikasikan dengan kondisi penerangan dan ventilasi pada permukaan yang ada.

GPR dapat memberikan informasi tentang:

• Ketebalan lapisan beton dan variasi ketebalan,
• Lokasi dan area kerusakan pada lapisan struktur beton,
• Lokasi penyangga struktur baja.

Referensi

• FPrimeC Solution. 2016. https://www.fprimec.com/gpr-subsurface-scanning/.
• International Atomic Energy Agency. 2002. Guidebook on non-destructive testing of concrete structures. Austria.
• Samarin, A., Dhir, R.K. 1984. Determination of in situ concrete strength: rapidly and confidently by non-destructive testing, ACI SP-82, Detroit 77.
• Seong-Ho B., Hag-Soo K., Woon-Sang Y. 1966. Case studies on the application of ground penetrating radar technology in detection of underground utilities and structure safety diagnosis, Dongbu Engineering & Construction Co. Ltd., Moonji-Dong, Yousung-ku, Taejon, Korea.
• Nikolaj S., Tomaž P., Domen M., Tomaž A., and Branko M. 2019. Kinematic GPR-TPS Model for Infrastructure Asset Identification with High 3D Georeference Accuracy Developed in a Real Urban Test Field. Remote Sens. 2019, 11(12), 1457.
• Hexagon. 2020. 6 reasons why the Leica DS2000 is your best utility detection radar option.

Penulis

ALI BAWONO adalah seorang penulis aktif yang memiliki pengalaman bekerja pada insititut penelitian dan pengembangan internasional Electromobility for Megacities di perusahaan TUMCREATE yang berlokasi di Singapura. Bawono juga melakukan studi doktoral bidang teknik sipil di dua universitas Technical University of Munich (TUM), Germany dan Nanyang Technological University (NTU) of Singapore. Sebelumnya, Bawono menyelesaikan pendidikan S1 teknik sipil di Institut Teknologi Bandung, dan S2 bidang transportasi di TUM jerman.

Komentar dan Bagikan

Berikan komentarmu dan atau saran untuk meningkatkan kualitas artikel ini di kolom komentar! Anda juga dapat membagikan artikel ini kepada teman-teman atau kerabat yang sedang mencari informasi terkait melalui link sharing pada judul artikel.

Terima kasih para pembaca DepoBeta!