Nama : Waranly RoringNim: 11 300 617
PROPOSALPemanfaatan Energi Panas Bumi untuk Sauna di daerah
Tompaso Minahas
BAB IPENDAHULUAN1. Latar BelakangIndonesia merupakan negara yang
dilalui jalur vulkanik yang menyimpan potensi energi panas bumi
yang sangat berlimpah. Hal ini ditandai dengan munculnya
manifestasi panas bumi sebanyak 244 lokasi yang tersebar di
pulau-pulau Sumatera, Jawa, Nusa Tenggara, Sulawesi, Maluku, dan
Papua. Dari jumlah lokasi tersebut, ada beberapa lokasi yang
potensi energinya dapat dimanfaatkan baik untuk pembangkit listrik
maupun pemanfaatan langsung energy panas bumi seperti media
pengering produk pertanian(coklat, kopi, kopra, teh,
biji-bijian)dan perikanan, sterilisasi media tanam, pasteurisasi
produk peternakan (susu), pemanas ruangan, pemandian air panas,
penyamak kulit dan Iain-lain(ASHRAE, 1987).Sumber energi panas bumi
yang tersebar luas hampir di seluruh kepulauan Indonesia tersebut,
ada yang memiliki entalpi tinggi, sedang maupun rendah, Menurut
diagramLindall(D.N.Anderson, 1979),surnber energi yang memiliki
entalpi tinggi (temperatur 200 C) pemanfaatannya adalah untuk
pembangkit listrik. Sedangkan yang memiliki entalpi sedang hingga
rendah (temperatur 200C) dapat dimanfaatkan sebagai
balneotherapy.Balneologiadalah studi ilmiah tentang air mineral
alami.Di Amerika Serikat, ilmu ini kurang terkenal, dan bahkan
jarang dipraktekkan.Namun, seluruh Eropa dan Jepang, balneologi dan
terapi air panas ini merupakan bagian dari perawatan medis
rutin.Resep medis yang diberikan oleh dokter berlisensi untuk
pengobatan berbagai macam kondisi, dan pemanfaatan air mineral
secara luas didorong untuk digunakan sebagai bagian dari pengobatan
dan pencegahan terhadap penyakit.Balneotherapy adalah studi praktis
dan pemanfaatan air untuk kesehatan.
1. Rumusan masalahSauna sebagaimana yang kita ketahui bahwa kita
hanya perlu berdiam diri di sebuah ruangan yang telah diatur dengan
suhu dan kelembaban tertentu pada beberapa waktu yang telah
ditentukan. 1. Kandungan mineral apa saja yang terkandung dalam
manifestasi air/uap panas di tompaso dan lahendong ?1. Manfaat apa
saja yang bisa di dapat dari kandungan tersebut?
Berdasarkan masalah di atas dapat dilakukan :1. Melakukan
penelitian kandungan air manifestasi di daerah penelitian.1.
Melakukan identifikasi kandungan dan manfaat unsur kimia
tersebut.
1. Tujuan Pemanfaatan sauna ini bertujuan untuk mengadakan pusat
balneotherapy di Minahasa, untuk kesehatan masyarakat..1.
ManfaatManfaat :1. Mengetahui unsur2 kimia apa saja yg terkandung
dari manifestasi2 di daerah minahasa .1. Mengetahui manfaat dari
unsur kimia dalam manifestasi..1. Meningkatkan kesehatan masyarakat
.
BAB III.Landasan teori
Sistem Panas Bumi
Panas bumi merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui
dan relatif ramah terhadap lingkungan, terutama karena tidak
menimbulkan efek rumah kaca. Dalam bukuHandbook of Geothermal
Energy,Chilingardkk mendefinisikan energi panas bumi sebagai panas
alami di dalam bumi yang terperangkap dan tidak terhubungkan dengan
permukaan sehingga bisa diekstraksi secara ekonomi. Energi panas
bumi dihasilkan dari ekstraksi panas yang tersimpan di dalam bumi
yang berasal dari transfer panas dari sumber magma.Seperti
diketahui bahwathermal gradien(landaian suhu) pada kondisi normal
adalah sekitar 300C/km, tetapi pada lapangan panas bumi kenaikan
suhunya dapat melebihi landaian suhu pada kondisi normal. Aliran
panas di dalam bumi pada lapangan panas bumi rata-rata mencapai 1,5
x 10-6cal/cm2/detik dan menghasilkan gradien geotermal sekitar
10C/50 m, sehingga pada kedalaman 1000 2000 m suhunya dapat
mencapai 1500 3000C atau lima hingga sepuluh kali dari kondisi
normal.Ada beberapa persyaratan mendasar pada suatu sistem panas
bumi, yaitu :1.Sumber panas yang cukup besar2.Reservoar yang
mengakumulasikan panas3.Penghalang/lapisan tudung (cap rock)Untuk
memperkirakan sumberdaya panas bumi dapat dilakukan dengan
didasarkanpada data-data geologi dan geofisika, seperti
:1.Kedalaman, ketebalandan penyebaran reservoar2.Properti dari
formasi batuan3.Salinitas dan geokimia fluida
reservoar4.Temperatur, porositas dan permeabilitas formasi
batuanLapangan panas bumi ditemukan hampir di seluruh dunia dengan
beragam kondisi tatanan geologi. Daerahdengan aliran panas yang
tinggi, dimana sistem panas bumi temperatur tinggi berada biasanya
berasosiasi dengan zona vulkanisme dan daerah pembentukan
pegunungan pada zona tumbukan lempeng. Masing-masing sistem panas
bumi yang berbeda akan dicirikan oleh karakteristik dan potensi
yang berbeda pula, hal ini akan tercermin pada kondisi kimia
fluida. Komposisi kimia pada air dan gas di panas bumi mengandung
informasi yang penting mengenai hidrologi lapangan panas bumi dan
kondisi di reservoar.Nicholson pada tahun 1993 dalam bukunya yang
berjudul Geothermal fluids: Chemistry and exploration Techniques
mengungkapkan bahwa secaraumum lapangan panas bumi dapat
dikelompokkan menjadi dominasi uap dan dominasi air, temperatur
rendah dan temperatur tinggi, sedimen dan vulkanik serta entalpi
rendah, sedang dan tinggi. Komposisi fluida panas bumi dapat
terdiri dari uap,air ataupun gabungan keduanya. Pada kebanyakan
reservoar, komposisi utamanya terdiri dari air dan uap sehingga
sering disebut dengan lapangan panas bumi dua fasa. Lapangan dengan
dominasi air umumnya lebih banyak ditemukan dibandingkan dengan
dominasi uap. Lapangan dengan dominasi uap hanya ditemukan di empat
lokasi di dunia yaitu Larderello di Italia, Geysers di Amerika,
Kamojang dan Darajat di Indonesia. Lapangan dengan dominasi uap
dapat terjadi di lokasi dengan luas yang cukup besar (sampai
puluhan km2) dan secara vertikal kedalaman reservoarnya dapat
mencapai lebih dari 3 km, seperti di Geyser California. Pada
lapangan yang didominasi air, arus konveksi air membawa panas dari
sumber di kedalaman menuju reservoar. Temperatur reservoar dominasi
uap bervariasi antara 60 1000C dan kedalamannya bervariasi antara
1500 3000 m. Bahkan di beberapa sistem panas bumi dominasi uap yang
memproduksi uap kering, suhu dapat mencapai 2500C dengan tekanan
antara 30 35 bars.Air yang ada pada reservoar panas bumi dapat
berasal dari berbagai macam jenis air, diantaranya dapat berasal
dari air meteorik yang masuk beberapa kilometer ke dalam lapisan
batuan melaui rekahan ataupun lapisan yang permeabel, air formasi
atau air konat yang terjebak pada proses sedimentasi. Sumber
lainnya adalah air laut, air metamorfik dan air magma yang
merupakan produk pada proses pembentukan batuan metamorf dan batuan
beku. Tetapi secara umum, beberapa penelitian seperti Goguel (1953)
dan Craig (1963) dalam Panichi & Gonfiantini (1981) dan
Hutasoit & Hendrasto (2007) membuktikan bahwa fluida di
beberapa reservoar panas bumi sebagian besar berasal dari air
meteorik
Menurut Nicholson (1993) evolusi dari fluida panas bumi dapat
digambarkan sebagai berikut :Fluida panas bumi yang umumnya berasal
dari air meteorik masuk ke dalam kulit bumi hingga ke lapisan
permeabel dan tersirkulasi pada kedalaman 5 7 km.Kemudian fluida
ini terpanaskan dan bereaksi dengan batuan induk serta naik ke
lapisan atas melalui proses konveksi.Air pada bagian dalam ini
utamanya adalah jenis klorida serta jenis lain yang secara langsung
ataupun tidak langsung berasal dari air klorida ini. Di kedalaman,
kandungan klorida biasanya mencapai 1.000 10.000 mg/kg Cl pada
temperatur sekitar 3500C.Ketika fluida panas bumi naik menuju
permukaan, tekanan hidrostatiknya akan menurun, sehinggaakan
mencapai titik dimana gas dan uap akan terpisah dari fasa cair.
Fasa ini dikenal dengan boiling. Titik ini merupakan proses yang
sangat penting dalam mengontrol komposisi kimia fluida dan uapPanas
Bumi di Tompaso MinahasaLapangan Panasbumi Tompaso terletak kurang
lebih 30 km sebelah SelatanKota Manado, Sulawesi Utara atau 10 km
di Selatan Lapangan Panasbumi Lahendong.Litologi daerah penelitian
tersusun dari batuan volkanik berumur Tersier dan Kuarter. Batuan
berumur Tersier merupakan produk dari kompleks G. Lembeyan yang
berumur Miosen awal yang berupa perselingan lava dan breksi
piroklastik sedangkan batuan yang berumur Kuarter merupakan produk
dari hasil aktivitas vulkanik dari G. Lengkoan, G. Tampusu, G.
Riendengan, dan G. Sempu. Berdasarkan data Geologi, lapangan
Tompaso terbentuk akibat adanya zona subduksi antara lempeng
Pasifik, lempeng Eurasia dan lempeng Indo-Australia. Sistem
panasbumi didominasi oleh air yang dipengaruhi oleh aktivitas
vulkanik dan tektonik. Pada daerah penelitianterdapat 2 pola
struktur yaitu pola berarah barat laut-tenggara dan pola baratdaya
timur laut. Berdasarkan data Geokimia yaitu dari beberapa
manifestasi yang berkaitan dengan aktivitas vulkanik berupa mataair
panas, fumarola dan tanah terubah daerahupflowterletak di Bukit
Kasih danoutflowke arah Kawangkoan dan Danau Tondano.Berdasarkan
data Geofisika berupa metode Magnetotellurik dari 53 titik
pengamatan menjelaskan bahwarata-rata ketebalan batuan penudung
sekitar 700 m hingga 900 m dan zonareservoir berada pada kedalaman
1100 m yang dibatasi oleh sesar daerahpenelitian. Jika data
Geofisika digabungkan dengan data sumur pengeboran maka batuan yang
memiliki nilai tahanan jenis rendah (1-10)ohm.m terdiri dari Breksi
Tuff, Breksi Tuff terubah dan Tuff terubah dan tergolong tipe
alterasiargilitik, batuan yang memiliki nilai tahanan jenis
menengah (10-100)ohm.mterdiri dari Andesit terubah dan Andesit
Basaltik terubah yang tergolong padatipe alterasi Transisi
sedangkan batuan yang memiliki nilai tahanan jenistinggi
(100-1000)ohm.m terdiri dari Breksi Andesit terubah yang tergolong
tipealterasi Propilitik. Dari data sumur pengeboran juga diketahui
temperaturdaerah penelitian yaitu 2500c dan estimasi cadangan
panasbumi sebesar 163 MW
Tipe Fluida Panasbumi dan Karakteristiknya
kloridabikarbonat.
Air Klorida (Chloride Water)
Jenis air ini merupakan tipe fluida panasbumi yang Air Sulfat
(Sulphate Water) ditemukan pada kebanyakan area dengan sistem
tem-Jenis air panasbumi ini dikenal juga dengan Air peratur tinggi.
Area yang memiliki mataair panas Asam Sulfat (Acid-Sulphate Water),
merupakan flui-yang mengalir dalam skala besar dengan konsentrasi
da yang terbentuk pada kedalaman dangkal dan Cl yang tinggi berasal
dari reservoir dalam, dan terbentuk sebagai akibat dari proses
kondensasi gas merupakan indikasi dari zona permeabel pada area
panasbumi yang menuju dekat permukaan. Gas pa-tersebut. Namun
demikian, area ini dapat saja tidak nasbumi, dengan kandungan gas
dan volatilnya, pada terletak di atas zona upflow utama, karena ada
bebe-dasarnya larut dalam kandungan fluida yang terletak rapa
kemungkinan lain seperti pengaruh topografi pada zona yang dalam
tetapi terpisah dari air klorida. yang juga dapat memberikan dampak
besar dalam mengontrol hidrologi.Mataair klorida juga dapat Air
sulfat biasanya ditemukan pada batas daerah dan mengidentifikasi
daerah permeabel zona tinggi (con-berjarak tidak jauh dari area
upflow utama. Jika patahan, erupsi breksi atau konduit). dilihat
dari topografi, maka lokasi pastinya terletak jauh di atas water
table dan di sekeliling boiling zone, walaupun kebanyakan juga
sering ditemukan di dekat permukaan (pada kedalaman H2SO4
Terbentuknya steam heated acid sulphate water berkaitan dengan
proses pendidihan/boiling water di reservoir pada temperatur <
300C. Karena tidak bersifat volatil pada temperatur < 300C, maka
steam heated acid sulphate water hanya mengandung sangat sedikit Cl
-. Fluida ini terbentuk pada tempat yang paling dangkal dari sistem
panasbumi sehingga tidak dapat digunakan sebagai indikator keadaan
reservoir.
2. Magmatic Acid Sulphate Water Fluida ini berasal dari air
magmatik yang me-ngandung gas volatil yang mudah menguap, sehingga
H2O, CO2, SO2 dan HCl berkondensasi menjadi fasa cair pada suhu
> 800C dan terben-tuk di sekitar magma (kurang lebih kedalaman 1
hingga 1,5 km). Pada air sulfat ini, SO4 berperan sebagai anion
utama dan terbentuk akibat proses oksidasi dari kondensasi hidrogen
sulfida. Adapun persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai
berikut:
H2S (g) + 2O2 (aq) == 2H(aq) + SO4 (aq) Reaksi berikut dan
kondensasi dari karbondioka-sida,
CO2(g) + H2O(l) = H2CO3(aq) = H+(aq) + HCO3-(aq)= 2H+(aq) +
CO32-(aq)
Menghasilkan proton dan membentuk air yang sifatnya asam.
Peristiwa oksidasi sulfida menjadi ion sulfat menghasilkan pH
minimum yaitu 2,8. Apabila air sulfat memiliki kandungan pH lebih
rendah dari 2,8 (pH < 2,0), maka gas magmatik berperan besar
dalam proses tersebut. Pada sisa-sisa proses oksidasi biasanya
dijumpai klorida. Bikarbonat biasanya tidak ada sama sekali dan
kalaupun ada akan dijumpai dalam konsentrasi yang sangat kecil
sekali,karena pada air yang sangat asam, kandungan karbonat
biasanya akan hilang dalam larutan dan berubah menjadi
karbondioksida. Pada reaksi yng berlangsung dekat dengan permukaan
antara air asam dan batuan-batuan di sekelilingnya, dapat
melepaskan silika dan kation logam (Na, K, Mg, Ca, Al, Fe) yang
dapat memberikan konsentrasi yang tinggi di dalam air.
AirBikarbonat (Bicarbonate Water)
Air tipe ini banyak mengandung CO2. Jenis tipe fluida ini
disebut juga dengan netral bicarbonatesulphate waters, merupakan
produk dari proseskondensasi gas dan uap menjadi mataair bawah
tanah yang miskin oksigen. Air bikarbonat banyak ditemukan pada
area non-volcanogenic dengan temperatur yang tinggi.
Dengan pH yang mendekati netral sebagai akibat reaksi dengan
batuan lokal (baik pada reservoir dangkal atau selama proses
mengalir ke permukaan). Selama reaksi tersebut, proton banyak yang
hilang dan menghasilkan air dengan pH mendekati netral dengan
bikarbonat dan sodium sebagai parameter utama. Sulfat kebanyakan
hadir dengan bermacam-macam jumlah dan kandungan. Klorida memiliki
konsentrasi rendah atau tidak ada sama sekali (Mahon, 1980 dalam
Nicholson, 1993). Air tipe ini cendeung mudah bereaksi dan sangat
korosif (He-denquist dan Stewart, 1985 dalam Nicholson,1993).
Hasil Analisis Kimia Fluida
Fluida dari ketiga sumber air panas dianalisis untuk mengetahui
unsur kimia yang terkandung didalamnya selanjutnya dapat digunakan
untuk perhitungan geotermometer. Hasil dari analisis kimia ketiga
sumber air panas tersebut ditunjukkan oleh tabel 1 (APN1 =
gonoharjo, APN2 = Medini1, APN3 = Medini2).
Tabel 1. Hasil analisis kimia unsur
Keterangan: Kecuali pH dan DHL, semua unsur/senyawa dalam satuan
mg/L
1.4.Penelitian Terkait1. Penelitian yang telah dilakukan di ITB,
rencana kedepan dan upaya untuk mensukseskan program pengembangan
panas bumi di Indonesia. Lokakarya Energi Baru, Terbarukan dan
Konservasi Energi ITB, Bandung 21 Januari 20111.
2. Kerangka Berpikir
Bab III Metodologi3.1 Lokasi Penelitian > Desa Lahendong,
Kecamatan Tomohon Selatan, Kota Tomohon, SULUT PT. Pertamina
Geothermal Energy Tomohon
3.2 Alat dan Bahan> Alat : 1. Gps2. Thermometer3. pH meter4.
pipet5. tempat sampel air> Bahan :1. sampel air 3.3 Tahapan
3.3.1 Rancangan Penelitian
Rancangan Penelitian1. Survey pendahuluan ke lokasi sebelum
melakukan penelitian1. Rancangan kegiatan yang akan dilakukan
dilapangan (termasuk menyediakan alat dan bahan untuk kegiatan
penelitian)1. Menuju ke lokasi kemudian melakukan
penelitianPenelitian yang akan dilakukan meliputi : Pengukuran suhu
air di lokasi penelitian. Pengambilan sampel air, untuk meneliti
kandungan kimia air.
3.3.2 Sumber dan TeknikPengumpulan DataSumber dan teknik
pengumpulan data melalui penelitian yang dilakukan dilapangan,
yaitu pengumpulan data suhu air, sampel air, dan lainnya yang
bersangkutan.
3.3.3 Pengolahan dan Analisis data
Akan dilakukan analisis data suhu air dan sempel air, kemudian
di teliti dilaboratorium kimia untuk mengetahui kandungan kimia air
tersebut. Dan akan di telilti juga suhu air yang baik untuk
permandian dan yang tidak baik, dan kandungan apa saja yang baik
bagi kesehatan kulit dan lainya.
