KAUST, 15 November 2020
Ditulis oleh Arief Yudhanto, Research Scientist di COHMAS Lab KAUST
Selamat Dr. Farizal Hakiki!
Hakiki berhasil mempertahan disertasinya yang berjudul “Electromagnetic Properties of Geomaterials” pada 9 November 2020. Disertasi yang ditulis selama 5 tahun ini dipertahankan dalam sidang terbuka dan tertutup selama 2.5 jam di depan promotor, Prof. J. Carlos Santamarina (Earth Science and Engineering, PSE Division), dan komite sidang doktoral: Prof. Shehab Ahmed (Ketua Komite, Electrical and Computer Engineering, CEMSE Division), Prof. Gerard Schuster (Earth Science and Engineering, PSE Division), Prof. Himanshu Mishra (Environmental Science and Engineering, BESE Division), dan Prof. Chih-Ping Lin (National Chiao Tung University, Taiwan). Sesaat setelah sidang, promotor dan komite sidang menganugerahkan gelar Doctor of Philosophy (Ph.D.) kepada Hakiki.
Kemajuan teknologi elektronika dan instrumentasi mendorong pengembangan platform multifisik dalam penyelidikan kondisi bawah permukaan bumi. Sebagai contoh, sensor dalam instrumen uji-tak-merusak (non-destructive testing) yang dipakai untuk menganalisa perut-bumi dan daerah dekat-permukaan umumnya menggunakan gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik ini dikenal cukup handal (gangguannya sangat kecil) dalam proses karakterisasi bahan yang heterogen (berpori, berfluida). Namun demikian, ada ketidakkonsistenan dalam formulasi matematik untuk menghubungkan sifat elektromagnetik ke sifat hidraulik media berpori. Oleh sebab itu, Dr Hakiki meninjau kembali teori-teori fisika dasar yang digunakan dalam eksperimen impedansi listrik dan sifat elektromagnetik suatu bahan.
Dr. Hakiki berusaha mengungkap korelasi antara sifat elektromagnetik dan non-elektromagnetik dari aliran fluida dalam media berpori. Bahan yang diteliti adalah fluida, tanah, batuan, dan koloid. Hakiki mengukur sifat magnetik bahan yang meliputi permitivitas kompleks (dengan spektrum frekuensi yang lebar dari 20 Hz ke 50 GHz), konduktivitas elektrik, permeabilitas magnetis, dan NMR (resonansi magnetik nuklir) relaxometry. Sifat non-magnetik bahan yang diteliti meliputi sifat rembesan hidraulik, sifat penyerapan, luas permukaan, distribusi ukuran pori, liku-liku (tortuosity), karakterisasi jenis fluida, koefisien difusi, derajat kejenuhan fluida atau saturasi, viskositas, temperatur, transformasi fasa atau wujud, kelarutan, kadar garam, dan konsentrasi pengotor. Pengukuran sifat listrik berspektrum lebar (broadband) pada media berpori yang terjenuhi fluida dipakai untuk mengkuantifikasi konduksi Ohm, polarisasi elektroda, polarisasi spasial Maxwell-Wagner, polarisasi rotasi, dan polarisasi segmental. Perlu diingat bahwa fluida dalam media berpori umumnya berperan utama dan dominan atas gelombang elektromagnetik, sedangkan mineral yang kering umumnya tak terpolarisasi dan bersifat isolator.
Penelitian Dr Hakiki mengungkap sejumlah fenomena menarik:
- Penurunan tegangan listrik pada antarmuka elektroda-elektrolit (dinamakan ‘elektroda terpolarisasi’) mempengaruhi pengukuran listrik frekuensi-rendah karena perbedaan pembawa muatan yaitu antara awan elektron di logam elektroda dan ion-ion terlarut di larutan elektrolit. Banyak teori yang meyakini bahwa konfigurasi 4-elektroda tidak akan menimbulkan polarisasi-elektroda. Ternyata, dalam riset S3-nya, Hakiki berhasil membuktikan secara teoretik dan eksperimental bahwa komfigurasi 4-elektroda tetap menyebabkan polarisasi-elektroda. Efek polarisasi-elektroda akan tampak di nilai permitivitas yang sangat tinggi, yaitu mencapai nilai ribuan di frekuensi <10 kHz dari nilai polariasi rotasi, 80 (di zona frekuensi 1-2 GHz). Oleh karena itu nilai yang tidak kredibel perlu dipotong walau data tersebut mencakup frekuensi 20 Hz sampai 50 GHz (lihat spektrum permitivitas di bawah: air, gliserol, dan minyak).
- Dalam gambar di bawah (Bulk soil conductivity vs Pore fluid conductivity) tampak bahwa fluida dalam media berpori lebih berperan pada sedimen dengan butiran kasar seperti pasir. Nilai konduktivitas listrik akan meningkat seiring dengan kapasitas volum fluida yaitu porositas n.
- Gambar di atas (Bulk soil conductivity vs Pore fluid conductivity) membuktikan bahwa media berpori dengan luas permukaan spesifik (specific surface) Ss yang besar atau kandungan clay yang tinggi lebih mempunyai konduktivitas listrik yang dipengaruhi oleh specific surfacea atau clay-content itu sendiri apalagi pada kasus bukan tersaturasi oleh air garam.
Farizal Hakiki menyelesaikan S1 dari Teknik Perminyakan, Institut Teknologi Bandung (ITB) pada 2014. Setelah lulus, ia bekerja sebagai Asisten Peneliti dan Reservoir Engineer (2014-2015). Hakiki menempuh program S3 di KAUST, Arab Saudi, sejak Agustus 2015. Produktif dalam menulis karya ilmiah sejak di ITB, Hakiki menelurkan lebih dari 10 karya ilmiah di bidang perminyakan (enhanced oil recovery, water shut-off, heavy oil reservoir, fracture mechanics of rocks). Di KAUST, produktivitas ini berlanjut dengan menerbitkan sebuah bab berjudul “Soil properties: physics inspired, data driven” di buku Geotechnical Fundamentals for Addressing New World Challenges (2020), dan makalah berjudul “Multiphysics low-perturbation methods for sediment characterization and process monitoring” (2020). Hakiki juga tengah menyiapkan makalah ilmiah: 6 (riset PhD) dan 7 (riset non-PhD), dengan rincian penulis utama (pertama) sebanyak 11 makalah dari 13; yang rencananya akan diterbitkan tahun depan. Dari 13 makalah tersebut, Hakiki akan bertindak sepenuhnya sebagai penulis korespondensi juga. Selengkapnya, bisa kita lihat profil Hakiki di Google Scholar. Di samping kesibukannya dalam bidang akademik, Hakiki menikmati waktu senggangnya dengan berkaraoke (keroncong, dangdut, pop Indonesia, Mandarin, Korea), olahraga, dan memasak. Di KAUSTINA, Hakiki aktif mengelola website kaustina.org, dan mempromosikan KAUST kepada warga Indonesia di seantero jagad.
Video profil Hakiki di akun youtube kami LINK 🙂
