Mempelajari Efisiensi dan Produktivitas Tenaga Mekanis Tubuh Manusia pada Pengoperasian Gerak Bolak-Balik Pompa Air Tipe Torak
MEMPELAJARl EFISIERISI DAM PRODUKTIVITAS
TENAGA MEKANIS T U 8 U H M A N U S l A
PAOA PENGBPERASIAIU GERAK BOLAK BALIK
POMPA AIR T I P € TORAK
.
Oleh
M. FAlZ SYUAIB
F 23. 0066
1990
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PERTANIAN BOGOR
BOGOR
M.
Faiz
Syuaib.
F 23.0066.
Mempelajari
Efisiensi
Produktivitas Tenaga Mekanis Tubuh Manusia pada
rasian
Gerak Bolak-Balik Pompa Air Tipe Torak.
dan
PengopeDi
bawah
bimbingan Ir. Kusen Morgan, MS. dan Ir. Sam Herodian.
RINGKASAN
Pompa
banyak
air
sederhana adalah suatu
jenis
dipergunakan oleh masyarakat Indonesia
alat
yang
untuk
me-
naikkan air dari sumbernya yang umumnya berupa sumur
atau
sumur-bor guna memenuhi kebutuhan
air
gali
sehari-hari.
Energi untuk pengoperasian pompa tangan tersebut
sepenuh-
nya berasal dari tenaga manusia.
Disain pompa tangan yang banyak digunakan oleh masyarakat
dewasa ini adalah jenis pompa torak (pompa piston)
dengan
piston
penghisap berupa karet.
Mekanisme
kerja
pompa tersebut adalah gerak bolak-balik sebagaimana mekanisme
kerja piston dalam suatu silinder pada mocor
internal.
bakar
Gerak kerja yang dilakukan untuk pengoperasian-
nya adalah gerak bolak-balik dengan menggunakan tangan.
Dalam penelitian ini telah dicoba dan diuji
macam
kombinasi gerak kerja dengan
beberapa
beberapa
variabelnya
sehingga dapat dipelajari sistem dan pola kerja pemompaan
yang
lebih efektif dan efisien.
masalah
khusus
atau
Tujuan dari
penelitian
ini
penyampaian
adalah
untuk
produktivitasnya
dalam pengoperasian gerak bolak-balik
pompa air tipe torak.
Pengujian yang diperyunakan di sini
uji statistik dengan menggunakan desain
adalah
Faktorial
2 x 3 ~ 3 dalam
dipelajari
mekanis
efisiensi
tiga
dan
kelompok,
optimasi
tubuh manusia pada beberapa
rancangan
sehingga dapat
penggunaan
tenaga
kombinasi perlakuan
yang mungkin dari tiga faktor perlakuan kerja yang diuji.
Ketiga
faktor
litian ini, yaitu
kat,
yaitu
perlakuan yang diujikan
faktor
dalam
pene-
Arah Gerakan (A) dengan 2 ting-
arah vertikal dan arah
, faktor
horizontal
Langkah kerja tuas atau Displacement (D) dengan 3 tingkat,
yaitu
30° , 60° dan 90° , serta faktor Kecepatan
Gerakan
(K) dengan 3 tingkat, yaitu 10 , 20 dan 3 0 gerakan/menit
.
Dari hasil perhitungan dan pengujian data penelitian,
dapat diketahui bahwa produktivitas tenaga tertinggi dapat
dicapai pada perlakuan
60°
dan
kecepatan
sebesar
5.565
vertikal,
arah vertikal, langkah kerja
30
gerakan/menit
yaitu
literjkkal, sedangkan
langkah
kerja
tuas
90°
rata-rata
perlakuan
dan
tuas
kecepatan
arah
20
gerakan/menit menghasilkan nilai efisiensi tenaga mekanis
tertinggi yaitu sebesar 29.347%.
Secara
umum, pengaruh tunggal faktor
langkah kerja
tuas (D) dan faktor kecepatan (K) memberikan pengaruh yang
nyata
(signifikan)
terhadap
nilai
efisiensi
produktivitas tenaga mekanis tubuh, sedangkan faktor
gerakan tidak memberikan pengaruh yang nyata.
dan
arah
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MEMPELAJARI EFISIENSI DAN PRODUKTIVITAS
'
TENAGA MEKANIS TUBUH MANUSIA
PADA PENGOPERASIAN GERAK BOLAK-BALIK
POMPA AIR TIPE TORAK
SKRIPSI
Sebagti salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada ZURUSAN MEKANISASI PERTANIAN,
Fakultas Teknoloqi Petanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
M. FAIZ SYUAIB
F 23.0066
~ilahirkanpada tanggal
31 Aguskus
di Malang
Tanggal lulus : 22
Desember 1990
1967
KATA PENGANTAR
Puji
berkat,
syukur
rahmat
kehadirat Allah Yang
dan karunia-Nya
Maha
Kuasa
atas
sehingga Penulis
menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini
dapat
dengan
baik dan sesuai dengan waktu yang direncanakan.
Skripsi
ini dibuat sebagai salah satu syarat
menyelesaikan
program
pendidikan
kesarjanaan
untuk
(Sl)
di
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor.
Masalah
rangka
Khusus
yang dipilih oleh
Penulis dalam
penyusunan skripsi ini adalah yang berkaitan dengan bidang
Ergonomika di Jurusan Mekanisasi Pertanian.
Terima
kasih
yang tak terhingga kepada
Bapak
Kusen Morgan, MS.dan Bapak Ir. Sam Herodian selaku
Ir.
Dosen
Pembimbing, Bapak Ir. Godfried Sitompul selaku anggota tim
penguji, rekan Gatot Suharto ,Edy Sarwono dan Hari
selaku
rekan
pelaksanaan
satu lab yang telah banyak
Buwono
membantu
penelitian, segenap staf dosen
dan
dalam
karyawan
FATETA, IPB; khususnya Jurusan Mekanisasi Pertanian, serta
semua
fihak yang telah membina, membimbing
dan
membantu
selama Penulis menernpuh pendidikan di Bogor ini.
Akhirnya,
dapat
semoga ilmu yang telah didapat selama
senantiasa
dikembangkan
dan
mendatangkan
ini
banyak
manfaat bagi semua fihak.
Semoga
Allah Subhanahuwata'ala senantiasa menyertai
dan membimbing kita semua.
Amin.
Bogor, November
Penulis
1990
DAFTAR IS1
Halaman
vi
KATA PENGANTAR
v ii
DAFTAR I S 1
DAFTAR TABEL
X
.xii
D A F T A H GAMBAR
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
I. PENDAHULUAN
A.
LATAR BELAXANG
B.
TUJUAN P E N E L I T I A N
11. T I N J A U A N PUSTAKA
A.
.
B
POMPA A I R
ERGONOMI
C.
ANTHROPOMETRI DAN BIOMEKANIK
D.
FAAL
E
.
KERJA
K A P A S I T A S TENAGA MANUSIA
F. E F I S I E N S I TENAGA MEKANIS TUBUH
G.
METODE PENGUKURAN E N E R G I TUBUH M A N U S I A
1. M e t o d e Langsung
2.
H.
M e t o d e T i d a k Langsung
RANCANGAN F A K T O R I A L (RANCANGAN PERCOBAAN)
vii
Halaman
111. METODOLOGI
26
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
26
B. PERALATAN DAN PERLENGKAPAN PENELITIAN
26
1. Contoh Operator
26
2. Pompa Air dan Perlengkapannya
27
3.
C
.
a. Dudukan Pompa
27
b. Pipa PVC (Pipa Paralon)
28
Instrumen dan Alat Ukur
28
a. Kantong Douglas (Douglas Bag)
28
b. Balon Sampel (Balon Plastik)
29
c. Gas Meter
29
d. Thermometer dan Barometer
29
e. Stopwatch
29
f . Metronom
30
g. Drum Penampung Air dan Timbangan
30
h. Breath Analyzer
30
i. Neraca Pegas
31
METODE PENELITIAN
31
1. ~enelitianPendanuluan
31
2.
Perlakuan
32
3.
Model Rancangan Percobaan
32
4.
Prosedur Penelitian
34
5. Analisa Pengeluaran Tenaga Total Tubuh
35
6. Analisa Produktivitas Pemompaan
36
7.
Analisa Efisiensi Tenaga Mekanis Tubuh
8. ~angkaian Pompa
dalam Penelitian
viii
dan
Perlengkapannya
36
Halaman
IV.
H A S I L DAN PEMBAHASAN
39
A.
39
P E N E L I T I A N PENDAHULUAN
B. A N A L I S A KEBUTUHAN TENAGA M E K A N I S TUBUH
C.
43
A N A L I S A P R O D U K T I V I T A S TENAGA
D. A N A L I S A E F I S I E N S I TENAGA M E K A N I S TUBUH
46
E. PENGARUH ARAH GERAKAN PEMOEPILAN (FAKTOR A a )
49
F.
PENGARUH LANGKAH TUAS GERAKAN PEMOMPAAN
( FAKTOR D d )
G.
H.
V.
40
PENGARUH
KECEPATAN
B
GERAKAN
PEMOMPAAN
(FAKTOR K k )
54
I N T E R A K S I KOMBINASI ORDO KEDUA DAN K E T I G A
56
KESIMPULAN DAN SARAN
A.
51
KESIMPULAN
. SARAN-SARAN
LAMPIRAN-LANPIRAN
DAFTAR P U S T A K A
DAFTAR TABEL
Halaman
Hubungan beban k e r j a dengan fenomena metabolisme t u b u h (American I n d u s t r i a l Hygiene
Associate,
1.971 dalam McCormick and
Sanders, 1 9 8 7 )
15
Hubungan b e b a n k e r j a dengan fenomena metabolisme t u b u h orang I n d o n e s i a
(Djumadias
and Sumawang, 1970)
15
Besarnya p e n y a l u r a n t e n a g a mekanis tubuh
melalui tangan, kaki dan kombinasi a n t a r a
keduanya ( K r e n d e l , 1958)
19
E f i s i e n s i t e n a g a mekanis t u b u h manusia pada
beberapa j e n i s a k t i v i t a s k e r j a f i s i k
21
Jumlah e n e r g i mekanis t u b u h r a t a - r a t a yang
d i b u t u h k a n u n t u k p e n g o p e r a s i a n g e r a k bolakb a l i k pemompaan pada 18 macam kombinasi
p e r l a k u a n dengan 3 kelompok o p e r a t o r
41
Tingkat beban k e r j a pada o p e r a s i g e r a k
b o l a k - b a l i k pemompaan dengan dengan 18 komb i n a s i p e r l a k u a n pada 3 kelompok o p e r a t o r
42
P r o d u k t i v i t a s tenaga mekanis t u b u h pada
p e n g o p e r a s i a n g e r a k bolak-bali?: pompa t a ~ g a n
(pompa a i r ) dengan 18 kombinasi p e r l a k u a n
43
pada 3 kelompok o p e r a t o r
Variansi untuk data p r o d u k t i v i t a s tenaga
mekanis t u b u h dalam o p e r a s i pemompaan
44
E f i s i e n s i t e n a g a mekanis t u b u h pada pengoperasian g e r a k bolak-balik
pompa t a n g a n
(pompa a i r ) dengan 18 kombinasi p e r l a k u a n
pada 3 kelompok o p e r a t o r
47
V a r i a n s i u n t u k a a t a e f i s i e n s i t e n a g a mekan i s t u b u h dalam o p e r a s i pemompaan
48
Halaman
Tabel 11. Pengujian interaksi AD untuk data produktivitas dan efisiensi tenaga mekanis tubuh
pada operasi pemompaan
57
Tabel 12. Pengujian interaksi AK untuk data produktivitas dan efisiensi tenaga mekanis tubuh
pada operasi pemompaan
59
Tabel 13. Pengujian interaksi ADK untuk data produktivitas dan efisiensi tenaga mekanis tubuh
pada operasi pemompaan
60
TENAGA MEKANIS T U 8 U H M A N U S l A
PAOA PENGBPERASIAIU GERAK BOLAK BALIK
POMPA AIR T I P € TORAK
.
Oleh
M. FAlZ SYUAIB
F 23. 0066
1990
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PERTANIAN BOGOR
BOGOR
M.
Faiz
Syuaib.
F 23.0066.
Mempelajari
Efisiensi
Produktivitas Tenaga Mekanis Tubuh Manusia pada
rasian
Gerak Bolak-Balik Pompa Air Tipe Torak.
dan
PengopeDi
bawah
bimbingan Ir. Kusen Morgan, MS. dan Ir. Sam Herodian.
RINGKASAN
Pompa
banyak
air
sederhana adalah suatu
jenis
dipergunakan oleh masyarakat Indonesia
alat
yang
untuk
me-
naikkan air dari sumbernya yang umumnya berupa sumur
atau
sumur-bor guna memenuhi kebutuhan
air
gali
sehari-hari.
Energi untuk pengoperasian pompa tangan tersebut
sepenuh-
nya berasal dari tenaga manusia.
Disain pompa tangan yang banyak digunakan oleh masyarakat
dewasa ini adalah jenis pompa torak (pompa piston)
dengan
piston
penghisap berupa karet.
Mekanisme
kerja
pompa tersebut adalah gerak bolak-balik sebagaimana mekanisme
kerja piston dalam suatu silinder pada mocor
internal.
bakar
Gerak kerja yang dilakukan untuk pengoperasian-
nya adalah gerak bolak-balik dengan menggunakan tangan.
Dalam penelitian ini telah dicoba dan diuji
macam
kombinasi gerak kerja dengan
beberapa
beberapa
variabelnya
sehingga dapat dipelajari sistem dan pola kerja pemompaan
yang
lebih efektif dan efisien.
masalah
khusus
atau
Tujuan dari
penelitian
ini
penyampaian
adalah
untuk
produktivitasnya
dalam pengoperasian gerak bolak-balik
pompa air tipe torak.
Pengujian yang diperyunakan di sini
uji statistik dengan menggunakan desain
adalah
Faktorial
2 x 3 ~ 3 dalam
dipelajari
mekanis
efisiensi
tiga
dan
kelompok,
optimasi
tubuh manusia pada beberapa
rancangan
sehingga dapat
penggunaan
tenaga
kombinasi perlakuan
yang mungkin dari tiga faktor perlakuan kerja yang diuji.
Ketiga
faktor
litian ini, yaitu
kat,
yaitu
perlakuan yang diujikan
faktor
dalam
pene-
Arah Gerakan (A) dengan 2 ting-
arah vertikal dan arah
, faktor
horizontal
Langkah kerja tuas atau Displacement (D) dengan 3 tingkat,
yaitu
30° , 60° dan 90° , serta faktor Kecepatan
Gerakan
(K) dengan 3 tingkat, yaitu 10 , 20 dan 3 0 gerakan/menit
.
Dari hasil perhitungan dan pengujian data penelitian,
dapat diketahui bahwa produktivitas tenaga tertinggi dapat
dicapai pada perlakuan
60°
dan
kecepatan
sebesar
5.565
vertikal,
arah vertikal, langkah kerja
30
gerakan/menit
yaitu
literjkkal, sedangkan
langkah
kerja
tuas
90°
rata-rata
perlakuan
dan
tuas
kecepatan
arah
20
gerakan/menit menghasilkan nilai efisiensi tenaga mekanis
tertinggi yaitu sebesar 29.347%.
Secara
umum, pengaruh tunggal faktor
langkah kerja
tuas (D) dan faktor kecepatan (K) memberikan pengaruh yang
nyata
(signifikan)
terhadap
nilai
efisiensi
produktivitas tenaga mekanis tubuh, sedangkan faktor
gerakan tidak memberikan pengaruh yang nyata.
dan
arah
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MEMPELAJARI EFISIENSI DAN PRODUKTIVITAS
'
TENAGA MEKANIS TUBUH MANUSIA
PADA PENGOPERASIAN GERAK BOLAK-BALIK
POMPA AIR TIPE TORAK
SKRIPSI
Sebagti salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada ZURUSAN MEKANISASI PERTANIAN,
Fakultas Teknoloqi Petanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
M. FAIZ SYUAIB
F 23.0066
~ilahirkanpada tanggal
31 Aguskus
di Malang
Tanggal lulus : 22
Desember 1990
1967
KATA PENGANTAR
Puji
berkat,
syukur
rahmat
kehadirat Allah Yang
dan karunia-Nya
Maha
Kuasa
atas
sehingga Penulis
menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini
dapat
dengan
baik dan sesuai dengan waktu yang direncanakan.
Skripsi
ini dibuat sebagai salah satu syarat
menyelesaikan
program
pendidikan
kesarjanaan
untuk
(Sl)
di
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor.
Masalah
rangka
Khusus
yang dipilih oleh
Penulis dalam
penyusunan skripsi ini adalah yang berkaitan dengan bidang
Ergonomika di Jurusan Mekanisasi Pertanian.
Terima
kasih
yang tak terhingga kepada
Bapak
Kusen Morgan, MS.dan Bapak Ir. Sam Herodian selaku
Ir.
Dosen
Pembimbing, Bapak Ir. Godfried Sitompul selaku anggota tim
penguji, rekan Gatot Suharto ,Edy Sarwono dan Hari
selaku
rekan
pelaksanaan
satu lab yang telah banyak
Buwono
membantu
penelitian, segenap staf dosen
dan
dalam
karyawan
FATETA, IPB; khususnya Jurusan Mekanisasi Pertanian, serta
semua
fihak yang telah membina, membimbing
dan
membantu
selama Penulis menernpuh pendidikan di Bogor ini.
Akhirnya,
dapat
semoga ilmu yang telah didapat selama
senantiasa
dikembangkan
dan
mendatangkan
ini
banyak
manfaat bagi semua fihak.
Semoga
Allah Subhanahuwata'ala senantiasa menyertai
dan membimbing kita semua.
Amin.
Bogor, November
Penulis
1990
DAFTAR IS1
Halaman
vi
KATA PENGANTAR
v ii
DAFTAR I S 1
DAFTAR TABEL
X
.xii
D A F T A H GAMBAR
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
I. PENDAHULUAN
A.
LATAR BELAXANG
B.
TUJUAN P E N E L I T I A N
11. T I N J A U A N PUSTAKA
A.
.
B
POMPA A I R
ERGONOMI
C.
ANTHROPOMETRI DAN BIOMEKANIK
D.
FAAL
E
.
KERJA
K A P A S I T A S TENAGA MANUSIA
F. E F I S I E N S I TENAGA MEKANIS TUBUH
G.
METODE PENGUKURAN E N E R G I TUBUH M A N U S I A
1. M e t o d e Langsung
2.
H.
M e t o d e T i d a k Langsung
RANCANGAN F A K T O R I A L (RANCANGAN PERCOBAAN)
vii
Halaman
111. METODOLOGI
26
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
26
B. PERALATAN DAN PERLENGKAPAN PENELITIAN
26
1. Contoh Operator
26
2. Pompa Air dan Perlengkapannya
27
3.
C
.
a. Dudukan Pompa
27
b. Pipa PVC (Pipa Paralon)
28
Instrumen dan Alat Ukur
28
a. Kantong Douglas (Douglas Bag)
28
b. Balon Sampel (Balon Plastik)
29
c. Gas Meter
29
d. Thermometer dan Barometer
29
e. Stopwatch
29
f . Metronom
30
g. Drum Penampung Air dan Timbangan
30
h. Breath Analyzer
30
i. Neraca Pegas
31
METODE PENELITIAN
31
1. ~enelitianPendanuluan
31
2.
Perlakuan
32
3.
Model Rancangan Percobaan
32
4.
Prosedur Penelitian
34
5. Analisa Pengeluaran Tenaga Total Tubuh
35
6. Analisa Produktivitas Pemompaan
36
7.
Analisa Efisiensi Tenaga Mekanis Tubuh
8. ~angkaian Pompa
dalam Penelitian
viii
dan
Perlengkapannya
36
Halaman
IV.
H A S I L DAN PEMBAHASAN
39
A.
39
P E N E L I T I A N PENDAHULUAN
B. A N A L I S A KEBUTUHAN TENAGA M E K A N I S TUBUH
C.
43
A N A L I S A P R O D U K T I V I T A S TENAGA
D. A N A L I S A E F I S I E N S I TENAGA M E K A N I S TUBUH
46
E. PENGARUH ARAH GERAKAN PEMOEPILAN (FAKTOR A a )
49
F.
PENGARUH LANGKAH TUAS GERAKAN PEMOMPAAN
( FAKTOR D d )
G.
H.
V.
40
PENGARUH
KECEPATAN
B
GERAKAN
PEMOMPAAN
(FAKTOR K k )
54
I N T E R A K S I KOMBINASI ORDO KEDUA DAN K E T I G A
56
KESIMPULAN DAN SARAN
A.
51
KESIMPULAN
. SARAN-SARAN
LAMPIRAN-LANPIRAN
DAFTAR P U S T A K A
DAFTAR TABEL
Halaman
Hubungan beban k e r j a dengan fenomena metabolisme t u b u h (American I n d u s t r i a l Hygiene
Associate,
1.971 dalam McCormick and
Sanders, 1 9 8 7 )
15
Hubungan b e b a n k e r j a dengan fenomena metabolisme t u b u h orang I n d o n e s i a
(Djumadias
and Sumawang, 1970)
15
Besarnya p e n y a l u r a n t e n a g a mekanis tubuh
melalui tangan, kaki dan kombinasi a n t a r a
keduanya ( K r e n d e l , 1958)
19
E f i s i e n s i t e n a g a mekanis t u b u h manusia pada
beberapa j e n i s a k t i v i t a s k e r j a f i s i k
21
Jumlah e n e r g i mekanis t u b u h r a t a - r a t a yang
d i b u t u h k a n u n t u k p e n g o p e r a s i a n g e r a k bolakb a l i k pemompaan pada 18 macam kombinasi
p e r l a k u a n dengan 3 kelompok o p e r a t o r
41
Tingkat beban k e r j a pada o p e r a s i g e r a k
b o l a k - b a l i k pemompaan dengan dengan 18 komb i n a s i p e r l a k u a n pada 3 kelompok o p e r a t o r
42
P r o d u k t i v i t a s tenaga mekanis t u b u h pada
p e n g o p e r a s i a n g e r a k bolak-bali?: pompa t a ~ g a n
(pompa a i r ) dengan 18 kombinasi p e r l a k u a n
43
pada 3 kelompok o p e r a t o r
Variansi untuk data p r o d u k t i v i t a s tenaga
mekanis t u b u h dalam o p e r a s i pemompaan
44
E f i s i e n s i t e n a g a mekanis t u b u h pada pengoperasian g e r a k bolak-balik
pompa t a n g a n
(pompa a i r ) dengan 18 kombinasi p e r l a k u a n
pada 3 kelompok o p e r a t o r
47
V a r i a n s i u n t u k a a t a e f i s i e n s i t e n a g a mekan i s t u b u h dalam o p e r a s i pemompaan
48
Halaman
Tabel 11. Pengujian interaksi AD untuk data produktivitas dan efisiensi tenaga mekanis tubuh
pada operasi pemompaan
57
Tabel 12. Pengujian interaksi AK untuk data produktivitas dan efisiensi tenaga mekanis tubuh
pada operasi pemompaan
59
Tabel 13. Pengujian interaksi ADK untuk data produktivitas dan efisiensi tenaga mekanis tubuh
pada operasi pemompaan
60