BIOMEKANIKA

PENGUKURAN KERJA FISIK MANUSIA DENGAN PENDEKATAN BIOMEKANIKA DAN FISIOLOGI

A.    TUJUAN

a.      Tujuan Umum

1.      Mampu melakukan pengukuran kerja dan memanfaatkannya dengan merancang metode kerja didasarkan pada prinsip–prinsip biomekanika dan fisiologi.

2.      Mengetahui besar beban kerja pada saat melakukan kerja dengan metode biomekanika dan fisiologi.

3.      Mampu memahami keterbatasan manusia dari beban kerja yang dibebankan pada anggota tubuh manusia.

4.      Memahami bahwa perbedaan beban kerja/cara kerja mempengaruhi aspek fisiologi manusia.

b.      Tujuan Khusus

1.      Mampu menggunakan pulsemeter sebagai alat ukur kerja dengan metode fisiologi.

2.      Mampu mengaplikasikan metode Recommended Weight Limit (RWL) dalam menghitung beban kerja, menghitung lifting index, dan memberi rekomendasi.

3.      Mampu menghitung besar energy expenditure pada suatu pekerjaan tertentu berdasarkan intensitas heart rate.

B.     LANDASAN TEORI

1.      Analisis Pengukuran Mekanika Tubuh Manusia dengan Metode Biomekanika

Biomekanika merupakan salah satu dari empat bidang penelitian informasi hasil ergonomi. Yaitu penelitian tentang kekuatan fisik manusia yang mencakup kekuatan atau daya fisik manusia ketika bekerja dan mempelajari bagaimana cara kerja serta peralatan harus dirancang agar sesuai dengan kemampuan fisik manusia ketika melakukan aktivitas kerja tersebut.

Dalam biomekanik ini banyak disiplin ilmu yang mendasari dan berkaitan untuk dapat menopang perkembangan biomekanik. Disiplin ilmu ini tidak terlepas dari kompleksnya masalah yang ditangani oleh biomekanik ini. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat bagan (gambar 1.1) di bawah ini:

Gambar 1. Diagram ilmu Biomekanika (Contini dan Drill, 1966)

1.1 Konsep Biomekanika

Biomekanika diklasifikasikan menjadi 2, yaitu :

1.      General Biomechanic

Adalah bagian dari Biomekanika yang berbicara mengenai hukum – hukum dan konsep – konsep dasar yang mempengaruhi tubuh organic manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak.

Dibagi menjadi 2, yaitu :

q  Biostatics adalah bagian dari biomekanika umum yang hanya menganalisis tubuh pada posisi diam atau bergerak pada garis lurus dengan kecepatan seragam ( uniform ).

q  Biodinamic adalah bagian dari biomekanik umum yang berkaitan dengan gambaran gerakan – gerakan tubuh tanpa mempertim-bangkan gaya yang terjadi ( kinematik ) dan gerakan yang disebabkan gaya yang bekerja dalam tubuh ( kinetik ).     ( Tayyari, Occupational Ergonomi )

2.      Occupational Biomechanic.

Didefinisikan sebagai bagian dari biomekanik terapan yang mempelajari interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material dan peralatan dengan tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktifitas kerja dapat meningkat.

Setelah melihat klasifikasi diatas maka dalam praktikum kita ini dapat kita kategorikan dalam Biomekanik Occupational Biomechanic.  Untuk leebih jelasnya disini akan kita bahas tentang anatomi tubuh yang menjadi dasar perhitungan dan penganalisaan biomekanik

Dalam biomekanik ini banyak melibatkan bagian bagian tubuh yang berkolaborasi untuk menghasilkan gerak yang akan dilakukan oleh organ tubuh yakni kolaborasi antara Tulang, Jaringan penghubung (Connective Tissue) dan otot yang dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Tulang

Tulang adalah alat untuk meredam dan medistribusikan gaya/tegangan yang ada padanya. Tulang yang besar dan oanjang berfungsi untuk memberikan perbandingan terhadap beban yang terjadi pada tulang tersebut. Mungkin dalam aplikasinya biomekanik selalu berhubungan dengan kerangka manusia, oleh sebab itu dibawah ini adalah gambar kerangka manusia.

(Eko Nurmianto,Edisi Pertama,1996)

Gambar 1.2

Kerangka manusia (Eko nurmianto,1988)

Tulang juga selalu terikat dengan otot, dan jaringan penghubung (connecive Tissue) yakni ligamen,cartilage dan Tendon. Fungsi otot disini untuk menjaga posisi tubuh agar tetap sikap sempurna

2. Connective Tissue atau jaringan penghubung

Dibagi menjadi 3 yaitu:

1.      Cartilage

2.       Ligament

3.      Tendon

2.1. Sambungan Cartilagenous

Fungsi dari sambungan Cartilagenous adalah untuk pergerakan yang relatif kecil.

Contoh:  Sambungan tulang iga ( ribs ) dan pangkal tulang iga  (sternum)

Sambungan cartilagenous khusus, antara vertebrata ( ruas-ruas tulang belakang) yaitu dikenal sebagai interveterbratal disc, yang terdiri dari pembungkus, dan dikelilingi oleh inti ( puply core ). Verterbrae juga terdapat pada ligamen dan otot. Adanya gerakan yang relatif kecil pada setiap jointnya, dapat mengakibatkan adanya flaksibelitas badan manusia untuk membungkuk, menengadah, dan memutar. Sedangkan disc berfungsisebagai peredam getaran pada saat manusia bergerak baik translasi dan rotasi. (Eko Nurmianto,Edisi Pertama,1996)

            Sambungan Ligamen

Ligamen berfungsi sebagai penghubung antara tulang dengan tulang untuk stabilitas sambungan (joint stability) atau untuk membentuk bagian sambungan dan menempel pada tulang. Ligamen tersusun atas serabut yang letaknya tidak pararel. Oleh karenanya tendon dan ligamen bersifat inelastic dan berfungsi pula untuk menahan deformasi. Adanya tegangan yang konstan akan dapat memeperpanjang ligamen dan menjadikannya kurang efektif dalam menstabilkan sambungan (joints)

Gambar 1.3

Gerak Tangan

Ligamen tersebut untuk membatasi rentang gerakan. Batasan jangkauan dapat menentukan ruang gerakan atau aktifitas yang digambarkan oleh sistem sambungan tulang. Sambungan tulang yang sederhana ada pada siku dan lutut. Dengan adanya alasan bahwa kedua adalah sambungan yang membatasi gerakan fleksi ( flexion ). Sambungan siku memberikan kebebasan gerak pada tulang tangan.

Lengan dan tungkai adalah sambungan yang komplek, yang mampu untuk mengadakan gerakan 3 dimensi, Contoh : gerakan mengangkat tangan, sambungan siku juga dibantu oleh sambungan bahu, pergerakan rotasi seluruh tangan pada sumbunya dan gerakan lengan tangan pada sambungan pergelangan tangannya. Tangan manusia mempunyai flesibilitas yang tinggi dalam gerakannya (Eko Nurmianto,Edisi Pertama,1996)

            Tendon

Berfungsi sebagai penghubung antara antara tulang dan otot terdiri dari sekelompok serabut collagen yang letaknya pararel dengan panjang tendon. Tendon bergerak dalam sekelompok jaringan serabut dalam sutu area dimana adanya gaya gesekan harus diminimumkan. Bagian dalam dari jaringan ini mengeluarkan cairan synovial untuk pelumasan. (Eko Nurmianto,Edisi Pertama,1996)

3. Otot ( Muscle )

Membahas masalah otot striatik yaitu otot sadar. Otot terbentuk atas visber        ( fibre ), dengan ukuran panjang dari 10-40 mm dan berdiameter 0,01-0,1 mm dan sumber energi otot berasal dari pemecahan senyawa kaya energi melalui proses aerob maupun anaerob.

- Anaerobic

Yaitu proses perubahan ATP menjadi ADP dan energi tanpa bantuan oksigen. Glikogen yang terdapat dalam otot terpecah menjadi enerji, dan membentuk asam laktat. Dalam proses ini asam laktat akan memberikan indikasi adanya kelelahan otot secara local, karena kurangnya jumlah oksigen yang disebabkan oleh kurangnya jumlah suplai darah yang dipompa dari jantung. Misalnya jika ada gerakan yang sifatnya tiba-tiba (mendadak), lari jarak dekat (sprint), dan lain sebagainya.

Sebab lain adalah karena pencegahan kebutuhan aliran darah yang mengandung oksigen dengan adanya beban otot statis. Ataupun karena aliran darah yang tidak cukup mensuplai oksigen dan glikogen akan melepaskan asam laktat.

- Aerobic

Yaitu proses perubahan ATP menjadi ADP dan enegji dengan bantuan oksigen yang cukup. Asam laktat yang dihasilkan oleh kontraksi otot dioksidasi dengan cepat menjadi  dan  dalam kondisi aerobic. Sehingga beban pekerjaan yang tidak terlalu melelahkan akan dapat berlangsung cukup lama. Disamping itu aliran darah yang cukup akan mensuplai lemak, karbohidrat dan oksigen ke dalam otot. Akibat dari kondisi kerja yang terlalu lama akan menyebabkan kadar glikogen dalam darah akan menurun drastic di bawah norma, dan kebalikannya kadar asam laktat akan meningkat, dan kalau sudah demikian maka cara terbaik adalah menghentikan pekerjaan, kemudian istirahat dan makan makanan yang bergizi untuk membentuk kadar gula dalam darah. 

Hal tersebut di atas adalah merupakan proses kontraksi otot yang telah disederhanakan analisa pembangkit energinya, dan sekaligus menandakan arti pentingnya aliran darah untuk otot. Oleh karenanya para ergonom hendaklah memeperhatikan hal-hal seperti berikut untuk sedapat mungkin dihindari :

a)      Beban otot statis (static muscle loads).

b)      Oklusi (penyumbatan aliran darah) karena tekanan, misalnya tekanan segi kursi pada popliteal (lipat lutut).

c)      Bekerja dengan lengan berada di atas yang menyebabkan siku aliran darah bekerja berlawanan dengan arah gravitasi.

(Eko Nurmianto,Edisi Pertama,1996)

Dalam dunia kerja yang menjadi perhatian adalah :

a.       Kekuatan kerja otot.

Kekuatan kerja otot bergantung pada :

1.      Posisi anggota tubuh yang bekerja

2.      Arah gerakan kerja.

3.      Perbedaan kekuatan antar bagian tubuh.

4.      Usia.

b.      Kecepatan dan ketelitian.

c.       Daya tahan jaringan tubuh terhadap beban.

Suatu hal yang penting untuk mengetahui jenis otot yang sesuai untuk menopang beban statis. Beban statis yang terjadi pada semua otot harus diminimumkan. Gaya yang terjadi pada kontraksi otot sama dengan sebanding dengan penampang melintangnya. Otot hanya mempunyai kemampuan berkontraksi dan relaksi bila bergerak dengan arah berlawanan terhadap otot yang lain, dikenal dengan gerakan antagonis.

Gambar 1.4.

Struktur Otot Manusia  (Eko Nurmianto,Edisi Pertama,1996)

Biomekania dapt diterapkan pada [CHA91] : perancangan kembali pekerjaan yang sudah ada, mengevaluasi pekerjaan, penanganan material secara manual, pembebanan statis dan penentuan sistem waktu

Prinsip-prinsip biomekanika dalam pengangkatan beban [CHA91]:

1. Sesuaikan berat dengan kemapanan pekerja dengan mempertimbangkan frekuensi pemindahan
2. Manfaatkan dua atau lebih pekerja untuk memindahkan barang yang berat
3. Ubahlah aktivitas jika mungkin sehingga lebih mudah, ringan dan tidak berbahaya
4. Minimasi jarak horizontal gerakan antara tempat mulai dan berakhir pada pemindahan barang
5. Material terletak tidak lebih tinggi dari bahu
6. kurangi frekuensi pemindahan
7. berikan waktu istirahat
8. Berlakukan rotasi kerja terhadap pekerjaan yang sedikit membutuhkan tenaga
9. Rancang kontainer agar mempunyai pegangan yang dapat dipegang dekat dengan tubuh
10. Benda yang berat ditempatkan setinggi lutut agar dalam pemindahan tidak menimbulkan cidera punggung

1.2 ANALISIS  MEKANIK

1.2.1    Maximum Permissible Limit (MPL)

Merupakan batas besarnya gaya tekan pada segmen L5/S1dari kegiatan pengangkatan  dalam satuan Newton yang distandarkan oleh NIOSH (National Instute of Occupational Safety and Health) tahun 1981. Besar gaya tekannya adalah dibawah 6500 N pada L5/S1. sedangkan Batasan gaya angkatan normal (the Action Limit) sebesar 3500 pada L5/S1. Sehingga, apabila Fc < AL (aman), AL < Fc < MPL (perlu hati-hati) dan apabila Fc > MPL (berbahaya). Batasan gaya angkat maksimum yang diijinkan , yang direkomendasikan NIOSH (1991) adalah berdasarkan gaya tekan sebesar 6500 N pd L5/S1 , namun hanya 1% wanita dan 25% pria yang diperkirakan mampu melewati batasan angkat ini

Perlu diperhatikan bahwa nilai dari analisa biomekanika adalah rentang postur atau posisi aktifitas kerja, ukuran beban, dan ukuran manusia yang dievaluasi. Sedangkan kriteria keselamatan adalah berdasar pada beban tekan (compression load) pada intebral disk antara Lumbar nomor lima dan sacrum nomor satu (L5/S1). Untuk mengetahui lebih jelas lagi L5/S1 dapat dilihat pada gambar 1.5 dibawah ini

Gambar 1.5

Klasifikasi dan kodifikasi pada vertebrae (Eko Nurmianto,Edisi Pertama,1996)

Analisa dari berbagai macam pekerjaan yang menunjukkan rasa nyeri (ngilu) berhubungan erat dengan beban kompresi (tekan) yang terjadi pada (L5/S1), demikian kata Chaffin and Park (1973). Telah ditemukan pula bahwa 85-95% dari penyakit hernia pada disk terjadi dengan relative frekuensi pada L4/L5 dan L5/S1. Kebanyakan penyakit-penyakit tulang belakang adalah merupakan hernia pada intervertebral disk yaitu keluarnya inti intervertebral (pulpy nucleus) yang disebabkan oleh rusaknya lapisan pembungkus intervertebral disk.

Evan dan Lissner (1962) dan Sonoda (1962) melakukan penelitian dengan uji tekan pada spine (tulang belakang). Mereka menemukan bahwa tulang belakang yang sehat tidak mudah terkena hernia, akan tetapi lebih mudah rusak/retak jika disebabkan oleh beban yang ditanggung oleh segmen tulang belakang (spinal) dan yang terjadi dengan diawali oleh rusaknya bagian atas/ bawah segmen tulang belakang (the castilage end-plates in the vertebrae). Retak kecil yang terjadi pada vertebral akan menyebabkan keluarnya cairan dari dalam vertebrae menuju kedalam intervetrebae disc dan selanjutnya mengakibatkan degenerasi (kerusakan) pada disk. Dari kejadian ini dapat ditarik kesimpulan bahwa degenerasi adalah merupakan prasarat untuk terjadinya hernia pada intervertebral disc yang pada gilirannya akan menjadi penyebab umum timbulnya rasa nyeri pada bagian punggung bawah (low-back pain). 

Dalam gerakan pada sistem kerangka otot, otot bereaksi terhadap tulang untuk mengendalikan gerak rotasi disekitar sambungan tulang, beberapa sistem pengungkit menjelaskan hal tersebut. Dalam sistem ini otot bertindak sebagai sistem mekanis yang berfungsi untuk suplai energi kinetik dan gerakan angular.

Pada Gambar 1.6 digambarkan sistem pengungkit yang terdapat pada anggota tubuh manusia yang melakukan aktivitas kerja.

 

           

           

Sistem pengungkit I :

Contoh sistem pengungkit I :

·         Otot Triceps menarik ulna untuk menggerakkan siku

·         Otot Quadriceps menarik tibia melalui patella untuk menggerakkan lutut

Sistem pengungkit II :

Contoh sistem pengungkit II :

·         Otot Biceps menarik radius untuk mengangkat siku

·         Otot Brachialis menarik ulna untuk mengangkat siku

·         Otot Deltoid menarik humerus untuk mengangkat bahu

Untuk mendapatkan gambaran sederhana tentang mekanisme gaya (force) tersebut, dibawah ini terdapat contoh sbb :

Suatu benda kerja seberat 2 kg diangkat dengan satu lengan, berat lengan tersebut 25 N. Di ketahui jarak pusat beban lengan terhadap pusat beban benda sejauh 30 cm, r = 5 cm, R = 13 cm.

Dari data diatas dapat kita tentukan gaya F yang dikenai benda terhadap lengan sbb :

Perlu kita ketahui bahwa seorang operator bekerja tidak hanya lengan saja yang mengeluarkan tenaga, tetapi bagian tubuh yang lain seperti punggung, paha, betis dll.

Dalam biomekanik perhitungan guna mencari moment dan gaya dapat dilakukan dengan cara menghitung gaya dan mement secara parsial atau menghitung tiap segmen yang menyusun tubuh manusia.

 

( Tayyari, Occupational Ergonomi )

Untuk itu dibawah ini merupakan perhitungan (secara manual) dalam praktikum ini, yaitu dihitung tiap segmen yang mempengaruhi tulang belakang dalam melakukan aktivitas pengangkatan, kecuali segmen kaki:

1. Telapak tangan

2. Lengan Bawah

3. Lengan Atas

 

Gaya pada lengan atas dikalikan dua

Moment dikali dua ---à agar benda utuh satu

ΣFy = 0 ΣFx = 0 --à tidak ada gaya horisontal. ΣM      = 0 λ4        = 67% WT       = 50% x Wbadan Fyt        = 2Fys + WT Mt        = 2Ms + (WT x λ4 x SL4 x cos θ4) + (2Fys x SL4 x cos θ4)

4. Punggung

Mt

 

( Tayyari, Occupational Ergonomi )

Dengan menggunakan tehnik perhitungan keseimbangan gaya pada tiap segmen tubuh manusia, maka didapat moment resultan pada L5/S1. kemudian untuk mencapai keseimbangan tubuh pada aktivitas pengangkatan, moment pada L5/S1 tersebut diimbangi gaya otot pada spinal erector (FM) yang cukup besar dan juga gaya perut (FA) sebagai pengaruh tekanan perut (PA) atau Abdominal Pressure yang berfungsi untuk membantu kestabilan badan karena pengaruh momen dan gaya yang ada seperti model pada gambar 1.8 dibawah ini.

Gambar 1.8.

Model sederhana dari punggung bawah (low back) yang diteliti oleh chaffin

untuk analisis terhadap aktifitas angkat Koplanar Statis.

(Sumber data : Chaffin 1984)

Gaya otot pada spinal erector dirumuskan sbb:

       (Newton)

      FM                        = Gaya otot pada Spinal Erector (Newton)

      E                = Panjang Lengan momen otot spinal erector dari L5/S1

                (estimasi 0,05 m sumber : Nurmianto ; 1996)

      M(L₅/S₁)    = MT = Momen resultan pada L5/S1

      FA             = Gaya Perut (Newton)

      D               = Jarak dari gaya perut ke L5/S1 ( 0,11 m Sumber: Nurmianto,1996)

Untuk mencari Gaya Perut (FA), maka perlu dicari Tekanan Perut (PA) dengan persamaan:

                  (N/Cm²)

  (newton)

Keterangan:

PA       = Tekanan Perut

AA      = Luas Diafragma  (465 cm²)

Θ_H       = Sudut inklinasi perut

Θ_T        = Sudut inklinasi kaki

W_tot    = Wo +2 WH  + 2 W_LA+ 2 W_UA + Wt

W_tot = Gaya keseluruhan yang terjadi

Kemudian gaya tekan/kompresi pada L5/S1 dirumuskan sbb:

F_C = W_tot . cos q₄ – F_A + F_m     (newton)

1.2.3 Recommended Weight Limit (RWL)

Recommended Weight Limit merupakan rekomendasi batas beban yang dapat diangkat oleh manusia tanpa menimbulkan cidera meskipun pekerjaan tersebut dilakukan secara repetitive dan dalam jangka waktu yang cukup lama. RWL ini ditetapkan oleh NIOSH pada tahun 1991 di Amerika Serikat.

Persamaan NIOSH berlaku pada keadaan :

a.       Beban yang diberikan adalah beban statis, tidak ada penambahan ataupun pengurangan beban ditengah – tengah pekerjaan.

b.      Beban diangkat dengan kedua tangan.

c.       Pengangkatan atau penurunan benda dilakukan dalam waktu maksimal 8 jam.

d.      Pengangkatan atau penurunan benda tidak boleh dilakukan saat duduk atau berlutut.

e.       Tempat kerja tidak sempit.

Berdasarkan sikap dan kondisi sistem kerja pengangkatan beban dalam proses pemuatan barang yang dilakukan oleh pekerja dalam eksperimen, penulis melakukan pengukuran terhadap faktor – faktor yang mempengaruhi dalam pengangkatan beban dengan acuan ketetapan NIOSH (1991).

Persamaan untuk menentukan beban yang direkomendasikan untuk diangkat seorang pekerja dalam kondisi tertentu menurut NIOSH adalah sbb [1] :

RWL = LC x HM x VM x DM x AM x FM x CM

Ket :

¨  LC : konstanta pembebanan   = 23 kg

¨  HM : faktor pengali horizontal           = 25 / H

¨ 

¨  DM : faktor pengali perpindahan        = 0,82 + 4,5 / D

¨  AM: faktor pengali asimetrik  = 1 – 0,0032 A

¨  FM : faktor pengali frekuensi (Frequency Multiplier) *lihat tabel 1

¨  CM : faktor pengali kopling (handle) * lihat tabel 2

Catatan (lihat gambar ) :

¨  H : jarak beban terhadap titik pusat tubuh

¨  V : jarak beban terhadap lantai

¨  D : jarak perpindahan beban secara vertical

¨  A : sudut simetri putaran yang dibentuk tubuh

Untuk Frekuensi Pengali ditentukan dengan menggunakan tabel FM dibawah ini dengan mengetahui frekuensi angkatan tiap menitnya dan juga nilai V dalam inchi.

Frekuensi	Durasi Kerja
Angktn/mnt	1 jam		> 1 jam tapi  2 jam		> 2 jam tapi  8 jam
(F)	V < 30	V  30	V < 30	V  30	V < 30	V  30
0.2	1.00	1.00	0.95	0.95	0.85	0.85
0.5	0.97	0.97	0.92	0.92	0.81	0.81
1	0.94	0.94	0.88	0.88	0.75	0.75
2	0.91	0.91	0.84	0.84	0.65	0.65
3	0.88	0.88	0.79	0.79	0.55	0.55
4	0.84	0.84	0.72	0.72	0.45	0.45
5	0.80	0.80	0.60	0.60	0.35	0.35
6	0.75	0.75	0.50	0.50	0.27	0.27
7	0.70	0.70	0.42	0.42	0.22	0.22
8	0.60	0.60	0.35	0.35	0.18	0.18
9	0.52	0.52	0.30	0.30	0.00	0.15
10	0.45	0.45	0.26	0.26	0.00	0.13
11	0.41	0.41	0.00	0.23	0.00	0.00
12	0.37	0.37	0.00	0.21	0.00	0.00
13	0.00	0.34	0.00	0.00	0.00	0.00
14	0.00	0.31	0.00	0.00	0.00	0.00
15	0.00	0.28	0.00	0.00	0.00	0.00
>15	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00

Tabel 1.  Tabel Frekuensi Pengali

Keterangan: untuk frekuensi pengangkatan kurang atau hanya 1 kali dalam 5 menit ditetapkan F = 2 Lift/mnt

Untuk Faktor Pengali kopling (handle) dapat ditentukan pada tabel 2 berikut :

	Coupling Multiplier
Coupling	V < 30 inches	V > 30 inches
Type	(75 cm)	(75 cm)
Good	1.00	1.00
Fair	0.95	1.00
Poor	0.90	0.95

Tabel 2. Tabel Coupling Multiplier

Dari persamaan yang ditetepkan NIOSH tersebut, terdapat perbedaan faktor pengali jarak vertikal untuk pekerja Indonesia, sehingga perlu penyesuaian terhadap nilai perkiraan berat beban yang direkomendasikan untuk diangkat. Adanya perbedaan ini karena faktor pengali vertikal sangat bergantung pada anthropometri ketinggian knuckle (jarak vertikal dari lantai ke ujung jari tangan dengan posisi lurus ke bawah). Perumusan faktor pengali vertikal yang dihasilkan oleh NIOSH adalah :

Sedangakan dari hasil penelitian di dapat bahwa untuk pekerja industri Indonesia faktor pengali jarak :

Keterangan :

VM = faktor pengali vertikal

V = jarak vertikal beban ( satuan dalam cm )

Setelah nilai RWL diketahui, selanjutnya perhitungan Lifting Index, untuk mengetahui index pengangkatan yang tidak mengandung resiko cidera tulang belakang, dengan persamaan :

Jika LI £ 1, maka aktivitas tersebut tidak mengandung resiko cidera tulang belakang

Jika LI > 1, maka aktivitas tersebut mengandung resiko cidera tulang belakang

Dalam tubuh manusia terdapat tiga jenis gaya :Winter,979 )

1.        Gaya Gravitasi, yaitu gaya yang melalui pusat massa dari tiap segmen tubuh manusia dengan arah kebawah. Besar gayanya adalah massa dikali percepatan gravitasi ( F = m g )

2.        Gaya Reaksi yaitu gaya yang terjadi akibat beban pada segmen tubuh atau berat segmen tubuh itu sendiri.

3.        Gaya otot yaitu gaya yang terjadi pada bagian sendi, baik akibat gesekan sendi atau akibat gaya pada otot yang melekat pada sendi. Gaya ini menggambarkan besarnya momen otot.

Tubuh manusia terdiri dari 6 link, yaitu :

Chaffin & Anderson ( 1984 )

1.      Link lengan bawah, dibatasi joint telapak tangan dan siku.

2.      Link lengan atas, dibatasi joint siku dan bahu.

3.      Link punggung, dibatasi joint bahu dan pinggul.

4.      Link paha, dibatasi joint pinggul dan lutut.

5.      Link betis, dibatasi joint lutut dan mata kaki.

6.      Link kaki, dibatasi joint mata kaki dan telapak kaki.

B. KELELAHAN

Dalam biomekanik kita akan berurusan dengan salah satu kejadian yang dinamakan kelelahan. Kelelahan ini tidak lepas dari biomekanik karena dalam aplikasinya biomekanik melihat orang secara mekanik, tetapi kodrat kemanusiaan pada manusia tidak dapat dikesampingkan sehingga manusia/pekerja mempunyai keterbatasan yaitu salah satunya keadaan yang dinamakan lelah. Kelelahan adalah proses menurunnya efisiensi performansi kerja dan berkurangnya kekuatan atau ketahanan fisik tubuh manusia untuk melanjutkan kegiatan yang harus dilakukan.

Dalam bahasan lain, kelelahan didefinisikan sebagai suatu pola yang timbul pada suatau keadaan yang secara umum terjadi pada setiap individu. Yang telah tidak sanggup lagi untuk melakukan aktivitasnya.

Ada beberapa macam kelelahan yang diakibatkan oleh beberapa faktor yang beberapa, seperti:

1.      Lelah otot, yang diindikasikan dengan munculnya gejala kesakitan ketika otot harus menerima beban berlebihan.

2.      Lelah visual, yaitu lelah yang diakibatkan ketegangan yang terjadi pada organ visual (mata) yang terkonsentrasi secara terus menerus pada suatu objek.

3.      Lelah mental, yaitu kelelahan yang datang melalui kerja mental seperti berfikir sering juga disebut sebagai lelah otak.

4.      Lelah monotonis, yaitu kelelahan yang disebabkan oleh aktivitas kerja yang bersifat rutin, monoton, ataupun lingkungan kerja yang menjemukan.

Sedangkan kelelahan yang disebabkan oleh sejumlah faktor yang berlangsung secara terus menerus dan terakumulasi, akan menyebabkan apa yang disebut dengan lelah kronis. Dimana gejala-gejala yang tampak jelas akibat lelah kronis dapat dicirikan seperti:

ü  Meningkatnya emosi dan rasa jengkel sehingga orang menjadi kurang toleraan atau asosial terhadap orang lain.

ü  Munculnya sikap apatis terhadap pekerjaan.

ü  Depresi yang berat.

1.1 Proses Terjadinya Kelelahan

Kelelahan terjadi karena terkumpulnya produk-produk sisa dalam oto dan peredaran darah, dimana produk-produk sisa ini bersifatmembatasi kelangsungan aktivitas otot dan mempengaruhi serat-serat syaraf dan sistem syaraf pusat sehingga orang menjadi lambat bekerja.

Makanan yang mengandung glikogen mengalir dalam tubuh melalui peredaran darah setiap kontraksi dari otot selalu diikuti oleh kimia (oksidasi glukosa) yang merubah glikogen menjadi tenaga, panas dan asam laktat (produk sisa).

Pada dasarnya kelelahan timbul karena terakumulasinya produk sisa dalam otot dan tidak seimbangnya antara kerja dan proses pemulihan.

Secara lebih jelas terdapat 3 penyebab timbulnya kelelahan fisik, yaitu:

1. Oksidase glukosa dalam otot menimbulkan CO₂ ,saerolactic, phosphati dan sebagainya, dimana zat-zat tersebut terikat dalam darah yang kemusian dikeluarkan waktu bernafass.

Kelelahan terjadi apabila pembentukan zat-zat tersebut tidak seimbang dengan proses pengeluaran, sehingga timbul penimbunan dalam jaringan otot yang mengganggu kegiatan otot selanjutnya.

2. Karbohidrat didapat dari makanan dirubah jadi glukosa dan disimpan dihati dalam bentuk glukogen. Setiap cm² darah normal akan membawa 1 mm glukosa, berarti setiap sirkulasi darah hanya membawa 0,1% dari sejumlah glikogen yang ada dalam hati karena bekerja persediaan glikogen akan menipis dan kelelahan akan timbul apabila konsentrasi glikogen dalam hati tinggal 0,7%.
3. Dalam keadaan normal jumlah udara yang masuk dalam pernafasan kira-kira 4 Lt/menit, sedangkan dalam keadaan kerja keras dibutuhkan udara kira-kira 15 Lt/menit. Ini berarti pada suatu tingkat kerja tetentu akan dijumpai suatu keadaan dimana jumlah oksigen yang masuk melalui pernafasan lebih kecil dari tingkat kebutuhan. Jika hal ini terjadi maka kelelahan yang timbul dikarenakan reaksi oksidasi dalam tubuh yaitu untuk mengurangi asam laktat menjadi air dan karbon dioksida agar dikeluarkan dari tubuh, menjadi tidak seimbang dengan pembentukan asam laktat itu sendiri (asam laktat terakumulasi dalam otot dalam peredaran darah)

1.2 Gejala-Gejala Kelelahan

Secara pasti datangnya keletihan yang menimpa pada diri seseorang akan sulit untuk diidentifikasikan secara jelas mengukur lingkungan kelelahan seseorang bukanlah pekerjaan yang mudah. Prestasi ataupun performansi kerja yang bisa mengevaluasi tingkatan kelelahan.

Kelelahan dapat kita lihat melalui indikasi-indikasi (gejala-gejala) sebagai berikut:

1. Perhatian pekerja yang menurun.
2. Perasaan berat dikepala, menjadi lelah seluruh badan, kaki terasa berat menguap, pikiran merasa kacau, mata merasa berat, kaku dan canggung dalam gerakan tidak seimbang dalam berdiri terasa berbaring.
3. Merasa susah berpikir menjadi gugup tidak dapat konsentrasi tidak dapat mempunyai perhatian terhadap sesuatu cenderung lupa kurang kepercayaan cemas terhadap sesuatu tidak dapat mengontrol sikap dan tidak tekun dalam pekerjaan.
4. Sakit kekakuan bahu nyeri di pinggang pernafasan merasa tertekan suara serat, haus, terasa pening , spasme dari kelopak mata, tremor pada anggota badan merasa kurang sehat badan.

1.3 Upaya Mengurangi Kelelahan.

Problematika kelelahan akhirnya membawa manajemen untuk selalu berupaya mencari jalan keluar.

Karena kelelahan tidak segera ditangani secara serius akan menghambat produktivitas kerja dan bisa menyebabkan kecelakaan kerja.

Adapun upaya-upaya untuk mengurangi kelelahan adalah sebagai berikut;

1. Sediakan kalori secukupnya sebagai input untuk tubuh.
2. Bekerja menggunakan metode kerja yang baik. Misalkan bekerja dengan menggunakan prinsip ekonomi gerakan.
3. Memperhatikan kemampuan tubuh, artinya mengeluarkan tenaga tidak melebihi pemasukannya dengan memperhatikan batasan batasannya.
4. Memperhatikan waktu kerja yang teratur. Berarti harus dilakukan pengaturan terhadap jam kerja, waktu istirahat, dan sarana-sarananya. Masa-masa libur dan rekreasi.
5. Mengatur lingkungan Fisik sebaik baiknya, seperti temperatur, kelembaban, sirkulasi udara, pencahayaan kebisingan getaran, bau/wangi-wangian, dll.
6. Berusaha untuk mengurangi monotoni warna dan dekorasi ruangan kerja, menyediakan musik, menyediakan waktu-waktu olah raga, dll.

1.4 Penyebab Kelelahan

Kelelahan yang terjadi dapat disebabkan berbagai hal penyebab yang paling penting adalah:

-          Monotonitas

-          Intensitas dan durasi kerja

-          Lingkungan suasana, cahaya, dan kebisingan.

-          Fisiologi tanggungjawab.

-          Sakit, ngilu, dan gejala nutrisi.

Contoh Soal:

1.      Seorang pekerja mengambil kotak yang berada pada ketinggian 45 cm di atas lantai dan mengangkat ke meja 70 cm di atas lantai. Berat kotak 60 kg, berat badan 65 kg, jarak pergelangan tangan ke pusat masa benda 0,07 m, θ₁ = 20^o, jarak pergelangan tangan-siku = 0,28 m θ₂ = 20^o, jarak siku-bahu = 0,3 m θ₃ = 80o, jarak bahu ke L5/S1 = 0,36 m θ₄ = 45^o. sudut inklinasi perut 45^o, sudut inklinasi paha 50^o. Hitunglah gaya tekan pada L5/S1 tersebut!

Penyelesaian :

            W_H       = 0,6 % Wbadan         = 0,6% * 650   = 3,9 N

                        W_LA     = 1,7 % Wbadan         = 1,7% * 650   = 1,05 N

                        W_UA     = 2,8 % Wbadan         = 2,8% * 650   = 18,2 N

W_T       = 50 % Wbadan          = 50%  * 650   = 325 N

W_TOT    = Wo + 2W_H + 2W_LA + 2W_UA +  W_T   = 971,3  N

₂        = 0.43

3       = 0.436

4       = 0.67

D         = 0.11

AA      = 465 cm2

Wo      = 60 kg * 10 = 600 N

Wbdn  = 65 kg * 10 = 650 N

No	Segmentasi Tubuh	Panjang (cm)	Sudut (derajat)
1.	Telapak tangan	SL1 = 7	20o
2.	Lengan bawah	SL2 = 8	20o
3.	Lengan Atas	SL3 = 30	80o
4.	Punggung	SL4 = 36	45o
5.	Inklinasi Perut		θH = 45o
6.	Inklinasi Paha		ΘT = 50o

A.    Telapak Tangan

F_yw  = Wo/2 + W_H  = 303.9 N

M_W = (W0/2 + W_H)  _*  SL_{1  *} Cos θ₁            = 19,99            = 20 Nm

B.     Segmen Lengan Bawah

F_ye  = Fyw + W_LA  = 314,95 N      = 315 N

M_e = M_W + (W_{LA  *}   2  _*  SL_{2  *}  Cos θ₂) + (Fyw  _*  SL_{2  *}   Cos θ₂) = 101,21 Nm

C.     Segmen Lengan Atas

F_ys  = Fye + W_UA    = 333,2 N

M_s  = M_e + (W_{UA  *}   3  _*  SL_{3  *}  Cos θ₃) + (Fye  _*  SL_{3  *}   Cos θ₃) = 118,03 Nm

D.    Segmen Punggung

F_yt  = 2Fys + W_T    = 991.4  N

M_t  = 2Ms + (W_{T  *}   4  _*  SL_{4 *}  Cos θ₄) + (2Fys  _*  SL_{4  *}   Cos θ₄)

      = 236.06 + 55,43 + 169.64     = 461.04 Nm

§  Kemudian Gaya perut (PA) dan Tekanan Perut (FA)

^1,8           = 0,73 N/cm²

FA = PA  _*  AA   =     0,73  _*  465      = 339.45 N

§  Gaya  otot pada spinal erector :

F_{M  *}  E  = M_(L5/S1) – F_{A  *}  D 

F_M        = 8474,01 N

§  Gaya Tekan/kompresi pada L5/S1:

Fc = Wtot  *  Cos θ₄ – FA + F_M         = 8821.37 N > 6500 N (pekerjaan tersebut membahayakan)

2.      Seorang pekerja mengambil kotak dengan berat 5 kg di atas konveyor 15 cm dan mengangkat ke sebuah meja dengan ketinggian 125 cm dari lantai. Jarak beban terhadap titik pusat tubuh 35 cm. Sudut simetri putaran yang dibentuk tubuh 45^o. Jika selama 80 menit pekerja tersebut melakukan pengangkatan sebanyak 224 kali, Berapa batas beban yang direkomendasikan? Apakah pekerjaan tersebut dikategorikan aman atau tidak? (diketahui Handle Coupling dalam kategori Fair)

Penyelesaian :                   L= 5 kg                       LC = 23 kg

                                                V = 15 cm                   Handle Fair = 0,95

                                                D = 110 cm

                                                H = 35 cm

                                                A = 45^o           

·         HM            = 25/H                         = 25/35                        = 0,714

·         VM            = 1- 0,00326  = 1- 0,00326  = 0,82396

·         DM            = 0,82 + 4,5/D             = 0.82 + 4.5/110          = 0.861

·         FM                        = 224 lift/80 mnt         = 2.8                            =  3

·         CM            = 0,95

·         LC             = 23

Sehingga :

RWL = LC  _*  HM  _*  VM  _*  DM  _*  AM  _*  FM  _*  CM

RWL   = (23) (0.714) (0.82396) (0.861) (0.856) (0.79) (0.95)

            = 7,484

kemudian mencari Lifting Index

 

.

Jika LI ≤ 1, maka aktivitas tersebut tidak mengandung resiko cidera tulang belakang.

2.          Metode Fisiologi, Analisis, dan Tolok  Ukur terhadap Pengukuran Kerja

Secara garis besar terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi hasil kerja manusia, dan dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu:

1.      Faktor-faktor yang terdiri dari: sikap, sistem, nilai, karakteristik, fisik, motivasi, usia, jenis kelamin, pendidikan, pengalaman dll.

2.      Faktor-faktor situasional: lingkungan fisik, mesin dan peralatan, metode kerja dll.

2.1 Pengukuran Kerja dengan Metode Fisiologi

Dalam suatu kerja fisik, manusia akan menghasilkan perubahan dalam konsumsi oksigen, heart rate, temperatur tubuh dan perubahan senyawa kimia dalam tubuh.

Kerja fisik ini dikelompokkan oleh Davis dan Miller:

1.      Kerja total seluruh tubuh, yaitu aktivitas kerja yang menggunakan sebagian besar otot, biasanya melibatkan dua per tiga atau tiga seperempat kerja otot tubuh.

2.      Kerja otot yang membutuhkan energi expenditur karena otot yang digunakan lebih sedikit.

3.      Kerja otot statis, otot digunakan untuk menghasilkan gaya tetapi tanpa kerja mekanik yang membutuhkan kontraksi sebagian otot yang lain dan posisi tubuh dalam keadaan statis (diam) tak bergerak.

Metode Pengukuran kerja fisik dilakukan dengan menggunakan standar:

1.      Konsep Horse-Power oleh Taylor, tetapi tidak memuaskan.

2.      Tingkat konsumsi energi untuk mengukur pengeluaran energi.

3.      Perubahan tingkat kerja jantung dan konsumsi oksigen.

Tiffin mengemukakan kriteria yang dapat digunakan untuk mengetahui pengaruh pekerjaan terhadap manusia dalam suatu sistem kerja, yaitu:

1.      Kriteria faali meliputi kecepatan denyut jantung, konsumsi kksigen, tekanan darah, tingkat penguapan, temperatur tubuh, komposisi kimiawi dalam darah, dan air seni. Kriteria ini digunakan untuk mengetahui perubahan fungsi alat-alat tubuh.

2.      Kriteria kejiwaan meliputi pengujian tingkat kejiwaan pekerja, seperti tingkat kejenuhan, emosi, motivasi, sikap dan lain-lain. Kriteria kejiwaan digunakan untuk mengetahui perubahan kejiwaan yang timbul selama bekerja.

3.      Kriteria hasil kerja meliputi hasil kerja yang diperoleh dari pekerja. Kriteria ini digunakan untuk mengetahui pengaruh seluruh kondisi kerja dengan melihat hasil kerja yang diperoleh dari pekerja tersebut.

2.2 Kerja Fisik dan Mental

Kerja fisik adalah kerja yang memerlukan energi fisik otot manusia sebagai sumber tenaganya (power). Kerja fisik disebut juga ‘manual operation’ dimana performans kerja sepenuhnya akan tergantung pada manusia yang berfungsi sebagai sumber tenaga (power) ataupun pengendali kerja. Dalam kerja fisik konsumsi energi merupakan faktor utama yang dijadikan tolak ukur penentu berat/ringannya suatu pekerjaan. Secara garis besar, kegiatan-kegiatan manusia dapat digolongkan menjadi kerja fisik dan kerja mental. Pemisahan ini tidak dapat dilakukan secara sempurna, karena terdapatnya hubungan yang erat antar satu dengan lainnya. Kerja fisik akan mengakibatkan perubahan fungsi pada alat-alat tubuh, yang dapat diketahui melalui:

1. Konsumsi oksigen (Oxygen Consumption)

Konsumsi oksigen dapat diartikan sebagai banyaknya oksigen yang diperlukan oleh tubuh manusia, yang dinyatakan dalam satuan liter per menit.

2. Laju denyut jantung (Heart Rate)

Dalam kondisi normal atau sedang beristirahat, laju detak jantung manusia berkisar diantara 70 bit setiap menitnya. Ketika sedang dalam kondisi bekerja, rata-rata laju detak jantung mengalami kenaikan menjadi sekitar 110 bit setiap menitnya.

 

                                                                                                               time

Gambar 4. Laju Detak Jantung

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa seseorang dalam “keadaan normal”:

-          Waktu sebelum kerja (rest) kecepatan denyut jantung dalam keadaaan konstan/stabil, walaupun ada perubahan kecepatan denyutnya tetapi tidak terlalu jauh perbedaannya.

-          Waktu selama bekerja (work) kecepatan denyut jantung dalam keadaan cenderung naik. Semakin lama waktu kerja yang dilakukan maka makin banyak energi yang keluar sehingga kecepatan denyut jantung bertambah cepat naik.

-          Waktu setelah bekerja/waktu pemulihan/recovery kecepatan denyut jantung dalam keadaan cenderung turun. Kondisi kerja yang lama maka perlu dibutuhkan waktu istirahat yang digunakan untuk memulihkan energi kita terkumpul kembali setelah mencapai titik puncak kelelahan.

Ada beberapa definisi mengenai denyut jantung (Muller, 1962) sebagai berikut:

a.       Denyut jantung selama istirahat (resting pulse) adalah rata-rata denyut jantung sebelum suatu pekerjaan dimulai

b.      Denyut jantung selama bekerja (working pulse) adalah rata-rata denyut jantung selama seseorang bekerja

c.       Denyut jantung untuk kerja (work pulse) adalah selisih antara denyut jantung selama bekerja dan selama istirahat

d.      Denyut jantung selama istirahat total (total recovery cost or recovery cost) adalah jumlah aljabar denyut jantung saat suatu pekerjaan selesai dikerjakan sampai dengan denyut berada pada kondisi istirahatnya

e.       Denyut total (total work pulse or cardiac cost) adalah jumlah denyut jantung dari mulainya suatu pekerjaan sampai denyut berada pada kondisi istirahatnya (resting level).

3. Temperatur tubuh dan tingkat penguapan

Temperatur badan sangat erat kaitannya dengan laju pengeluaran keringat. Temperatur badan yang berlebihan akan meningkatkan laju pengeluaran keringat sehingga bila kondisi seperti ini masih dipertahankan, seorang operator dapat mengalami dehidrasi (kekurangan zat cair dalam tubuh). Sedangkan zat cair, dalam hal ini, air (HO) adalah salah satu sumber penghasil oksigen yang diperlukan dalam proses senyawa penghasil energi (aerobic). Selain hal tersebut, temperatur badan juga akan berpengaruh terhadap aktivitas laju detak jantung. Seorang operator, jika berada dalam kondisi seperti ini secara terus menerus akan cepat mengalami kelelahan, sehingga produktivitas kerja berkurang.

4. Konsentrasi asam laktat dalam darah (Lactic Acid)

Konsentrasi asam laktat dalam darah akan mengakibatkan kelelahan (fatigue). Selama aktivitas otot asam laktat diproduksi dari glikogen dan saat istirahat akan dioksidasi lagi.

5. Tekanan darah dan komposisi kimia dalam darah

Banyak atau sedikitnya suplai darah ke seluruh tubuh yang dipompa dari jantung, akan sangat berpengaruh terhadap kinerja dan kenyamanan pekerja. Dalam hal ini, tekanan darah berfungsi sebagai alat transportasi tubuh yang membawa oksigen dan juga zat-zat lain yang diperlukan oleh tubuh.

Sebagai contoh adalah percobaan yang dilakukan oleh Rodbard dan Weiss (1977). Mereka menghentikan aliran darah pada lengan juru ketik dengan menggunakan alat pengukur tekanan darah (tensimeter). Hasilnya, kinerja operator tersebut menurun drastis kemudian dalam waktu kurang dari tiga menit operator tersebut merasakan ketidaknyamanan di tangannya.

Seperti yang telah disebutkan diatas, bahwa darah adalah berfungsi sebagai alat transportasi. Sebagai alat transportasi, tentunya darah membawa zat-zat yang diperlukan ataupun yang di tolak oleh tubuh. Zat-zat itu diantaranya adalah zat-zat makanan yang telah diurai melalui proses kimiawi, glikogen, oksigen, karbondioksida, dan zat cair yang telah bersenyawa didalam darah.

Kemampuan kerja fisik akan dipengaruhi oleh umur, jenis kelamin, ukuran tubuh, kesehatan, jenis pekerjaan, lingkungan kerja dan motivasi kerjanya.

Sedangkan kerja mental merupakan kerja yang melibatkan proses berpikir dari otak kita. Pekerjaan ini akan mengakibatkan kelelahan mental bila kerja tersebut dalam kondisi yang lama, bukan diakibatkan oleh aktivitas fisik secara langsung melainkan akibat kerja otak kita.

2.3 Energy Expenditure

Pendekatan ini bertujuan untuk menentukan batasan dengan kriteria pengeluaran energi metabolik dan selanjutnya menentukan kapasitas pengangkatan. Persamaan dari Garg (1976) yang digunakan untuk memperkirakan pengeluaran energi:

Stoop lift    : E = 0,0109 BW + (0,0012 BW + 0,0052 L + 0,0028 SxL) f

Squat lift    : E = 0,0109 BW + (0,0019 BW + 0,0081 L + 0,0023 SxL) f

Arm lift      : E = 0,0109 BW + (0,0002 BW + 0,0103 L + 0,0017 SxL) f

dimana:

E       = pengeluaran energi (kcal/min)

BW   = berat badan (lbs)

L       = berat beban (lbs)

S       = jenis kelamin (wanita = 0, pria = 1)

F       = frekuensi pengangkatan (lifts/min)

Tabel 4. Limit energy expenditure untuk pengangkatan berulang (kcal/min)

Tinggi Pengangkatan/V (cm/inchi)	Lama Pengangkatan
	< 1 jam	1 – 2 jam	2 – 8 jam
V ≤ 75 (30)	4,7	3,7	3,1
V > 75 (30)	3,3	2,7	2,2

Tabel 5. Tabel Kategori Beban Kerja

Work Load	Oxygen consumption in liter perminute	Energi expenditure in Calories per minute	Heart rate during work in beats per minute
Light	0.5 – 1.0	2.5 – 5.0	60 – 100
Moderate	1.5 – 1.0	5.0 – 7.5	100 – 125
Heavy	1.5 – 2.0	7.5 – 10.0	125 – 150
Very Heavy	2.0 – 2.5	10.0 – 12.5	150 – 175

2.4 Proses Metabolisme

Proses metabolisme adalah proses dalam rangka untuk menghasilkan energi yang diperlukan untuk kerja fisik. Dalam proses ini zat-zat makanan akan bersenyawa dengan oksigen yang dihirup, terbakar dan menghasilkan panas serta energi mekanik. Besarnya energi yang dihasilkan/dikonsumsi dinyatakan dalam bentuk Kilo Kalori (Kkal) atau Kilo Joule (KJ).

Energi untuk gerakan otot, didapat dari ATP yang berubah menjadi ADP. ATP terbentuk kembali dari energi yang berasal dari glukosa. Agar kadar glukosa darah tidak turun akibat direspirasi untuk dapat menghasilkan ATP, maka cadangan glikogen akan dijadikan glukosa.

                                    Adrenalin

Glycogen à Lactasidogen à Glucosa + asam laktat

Asam laktat akan dialirkan ke hepar (hati) untuk dijadikan glukosa. Timbunan asam laktat di otot akan menimbulkan rasa lelah, pegal, bahkan kejang.

Sumber Energi

1.      Reaksi respirasi Aerob:

CHO + 6O à  6CO + 6HO + Energi (674 Kal)

Hasil akhir ATP yang terbentuk dari hasil respirasi aerob 1 molekul glukosa adalah 2 ATP (hasil glikolisis) + 2 ATP (hasil daur Kreb) + 34 ATP (hasil transfer electron) = 38 ATP.

2.      Respirasi Anaerob:

CHO à  6CO + Energi + Asam Laktat

Pada respirasi anaerob proses glikolisis seperti pada respirasi aerob, tetapi asam piruvat yang terbentuk tidak memasuki siklus asam sitrat karena tanpa O. Jumlah ATP = 2.

Konversi satuan:

1.      1 Kkal = 4,2 KJ     selanjutnya 1 liter O= 4.8 Kkal = 20 KJ

Dari hasil penelitian tentang fisiologi kerja diperoleh kesimpulan bahwa 5,2 Kcal/menit adalah energi maksimum yang dikonsumsi untuk melakukan pekerjaan fisik yang berat. Selanjutnya energi yang dihasilkan atau dikonsumsi dapat dinyatakan kedalam daya (Watt).

2.      5,2 Kkal/menit = 1,08 liter O= 21,84 KJ/menit = 364 Watt

Kemudian setelah diketahui besarnya konsumsi energi yang diperlukan, dapat dicari lamanya waktu yang di perlukan untuk beristirahat setelah melakukan kerja fisik yang berat.

R (menit) = T ( K – S ) / K – 1.5

dimana:

R = waktu istirahat yang diperlukan (menit)

T = total jam kerja (menit)

K = rata-rata energi yang dikonsumsi untuk kerja (Kkal/menit)

S = Standar beban kerja normal yang digunakan (Kkal/menit)

Nilai konstanta dari resting level ditetapkan sebesar 1,5 Kkal/menit.

2.5 Fatigue/Kelelahan

   Kelelahan dapat didefinisikan sebagai proses menurunnya efisiensi, performans kerja dan berkurangnya kekuatan/ketahanan fisik tubuh untuk melakukan kegiatan yang harus dilakukan. Kelelahan tersebut jika tidak segera diatasi akan terakumulasi dari berbagai macam faktor sehingga akan mengakibatkan ketegangan (stress) “lelah kronis” yang dialami oleh tubuh manusia. Kelelahan yang disebabkan oleh tidak optimalnya dalam pemilihan metode kerja akan membawa dampak psikologis maupun fisiologis. 

C.  PERALATAN PRAKTIKUM

1.      Beban kerja

2.      Penggaris atau meteran pengukur

3.      Alat pengukur sudut (busur)

4.      Timbangan berat badan

5.      Stop watch

6.      Meja kerja

7.      Lembar pengamatan

D. PROSEDUR PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1.      Ukur berat beban kerja.

2.      Posisikan operator pada bidang pengangkatan, catat data-data yang diperlukan seperti data operator, beban, H, V, dan A pada posisi pertama (origin), jumlah angkatan per menit (F), dll.

3.      Operator mengangkat beban kerja dari lantai ke meja kerja selama 2 menit.

4.      Catat H, V dan A pada posisi setelahnya (destination), dan hitung D.

5.      Lengkapi lembar pengamatan kriteria Fisiologi.

6.      Data diolah dan dihitung.

E. FORMAT LAPORAN SEMENTARA

Halaman Judul

Abstraksi (1 paragraf berisi tidak lebih dari 350 kata, meliputi dasar teori, studi kasus dari praktikum, metode yang digunakan, dan hasil atau kesimpulan dari praktikum, sebutkan pula minimal 4 kata kunci)

BAB I    PENDAHULUAN

1.1        Latar Belakang Masalah (berkaitan dengan praktikum dan materi yang ada)

1.2        Tujuan Praktikum (lihat modul)

1.3        Obyek Pengamatan (jenis kelamin operator, umur, peralatan yang digunakan, dan deskripsi singkat dari pekerjaan yang dilakukan saat praktikum)

1.4        Rumusan Masalah

1.      Berapakah Lifting Index dari pekerjaan yang dilakukan?

2.      Apakah pekerjaan tersebut layak untuk dilakukan jika dilihat berdasarkan kriteria Biomekanik?

3.      Berapakah energy expenditure dari operator selama melakukan pekerjaan tersebut?

4.      Apakah pekerjaan tersebut layak untuk dilakukan jika dilihat berdasarkan kriteria Fisiologi?

5.      (tambahkan minimal 2 poin rumusan masalah)

BAB II   PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

2.1    Pengumpulan Data

2.1.1    Data Operator

2.1.2    Pengukuran RWL (Kriteria Biomekanik)

(Data RWL)

2.1.3    Pengukuran Energy Expenditure (Kriteria Fisiologi)

(Data untuk persamaan Garg)

2.2    Pengolahan Data

2.2.1    Pengukuran RWL

RWL = LC* HM*VM *DM *FM *AM* CM

LC = 23kg

HM = (25/H)

VM = 1 – (.003[V-75])

DM = 0.82 + (4.5/D)

AM = 1 – (0.0032A)

FM and CM from the table

LI = L/RWL

2.2.2    Pengukuran Energy Expenditure

Stoop lift: E = 0,0109 BW + (0,0012 BW + 0,0052 L + 0,0028 SxL) f

2.3    Analisis Data

2.3.1    Kriteria Biomekanik

            (berdasarkan kategori LI)

2.3.2    Kriteria Fisiologi

            (berdasarkan kategori beban kerja, lihat tabel 5)

BAB III KESIMPULAN DAN SARAN

3.1    Kesimpulan (jawaban dari 1.4)

3.2    Saran (administrative atau engineering control)

Lembar Revisi (lembar asli ikut dijilid pada saat pengumpulan Laporan Sementara Praktikum)