Desain Konseptual Knapsack Sprayer untuk Budidaya Kelapa Sawit melalui Pendekatan Ergonomi.

DESAIN KONSEPTUAL KNAPSACK SPRAYER
UNTUK BUDIDAYA KELAPA SAWIT
MELALUI PENDEKATAN ERGONOMI

BRIAN HOFFNI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Desain Konseptual
Knapsack sprayer untuk Budidaya Kelapa Sawit melalui Pendekatan Ergonomi
adalah benar karya saya dengan arahan dari Prof. Dr. Ir Tineke Mandang MS dan
Dr. Ir. M Faiz Syuaib M.Agr dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini

saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2015

Brian Hoffni

ABSTRAK
BRIAN HOFFNI. Desain Konseptual Knapsack Sprayer untuk Budidaya Kelapa
Sawit melalui Pendekatan Ergonomi. Dibimbing oleh Tineke Mandang MS dan M
Faiz Syuaib.
Pendekatan ergonomi dalam perancangan suatu alat bertujuan untuk
mendapatkan keserasian antara manusia dengan sistem kerja (man – machine
system). Salah satu alat yang penting dalam budidaya kelapa sawit adalah knapsack
sprayer. Oleh karena itu, kajian ergonomi perlu dilakukan untuk mendapatkan desain
optimal sesuai dengan karakteristik fisik operator. Penelitian bertujuan untuk
mengetahui tingkat resiko gerak pada pengoperasian knapsack sprayer. Bedasarkan
kuisoner Nordic Body Map diketahui bahwa secara umum operator di lokasi studi
mengalami keluhan nyeri atau kelelahan otot pada bagian kaki (28%), lengan atas kiri
(27%) dan leher (14%). Analisis Range of Motion menyatakan bahwa bagian fleksi
pinggul, fleksi bahu, dan fleksi leher berada pada Zona berbahaya (Zona 3). Evaluasi

ergonomi terhadap postur kerja operator menggunakan metode Rapid Entire Body
Asesessment (REBA) menunjukan pada elemen kerja Loading, Pumping, dan
Spraying berada diatas skor 8 sehingga diperlukan perubahan kondisi kerja. Analisis
beban kerja menyatakan bahwa diperlukan pengurangan beban menjadi 17 kg dengan
distribusi pembebanan 14 kg untuk larutan herbisida dan 3 kg bobot tangki kosong.
Oleh karena itu, dimensi knapsack sprayer yang direkomendasikan adalah 390 mm x
171 mm x 534 mm dan panjang tuas pompa 720 mm. Waktu istirahat yang
direkomendasikan adalah 125 menit untuk 4 jam kerja efektif pengoperasian
knapsack sprayer.
Kata kunci : knapsack sprayer, nordic, REBA, ROM

ABSTRACT
BRIAN HOFFNI. Conceptual Design of Knapsack Sprayer for Oil Palm Cultivation
through Ergonomics Aprroach. Supervised by Tineke Mandang and M Faiz Syuaib.
Designing a tool/machine needs ergonomics aprroach in order to match
between man-machine system. One of the important tools in oil palm cultivation is
knapsack sprayer. This study was conducted in aiming to understand risk
occupational knapsack sprayer operation. So, ergonomic analysis is needed for these
activities to understand the need of intervention to reduce the risks of working and
complaints that occur. Based on Nordic Body Map questionnaire, the operator of

knapsack sprayer suffered muscular fatigue and pain on the leg (28%), the left upper
arm (27%) and the neck (14%). Based on the Range of Motion’s criteria, dangerous
zone (Zone 3) were identified on hip flexion, shoulder flexion and neck flexion.
Futhermore, REBA method was applied to evaluate the work posture in detail. The
REBA revealed that score of 8 or more were resulted on “Loading”, “Pumping”, and
“Spraying” work elements. These mean that the work element were high level of
MSD’s risk, thus changing in the working condition is needed soon. Workload
analysis found that 17 kg of total weight knapsack sprayer with the dimension of
knapsack sprayer’s tank is (390 x 171 x 534) mm and pump lever length is 720 mm.
Recomamanded resting time for knapsack sprayer operator is 125 minutes for 4 hours
efective working time.
Keywords : knapsack sprayer, nordic, REBA, ROM

DESAIN KONSEPTUAL KNAPSACK SPRAYER
UNTUK BUDIDAYA KELAPA SAWIT
MELALUI PENDEKATAN ERGONOMI

BRIAN HOFFNI

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Judul
Nama
NIM

: Desain Konseptual Knapsack sprayer untuk Budidaya Kelapa Sawit
melalui Pendekatan Ergonomi
: Brian Hoffni

: F14110055

Disetujui oleh :

Prof.Dr.Ir.Tineke Mandang MS.
Dosen Pembimbing I

Dr. Ir. M Faiz Syuaib M.Agr
Dosen Pembimbing II

Mengetahui

Dr. Ir. Desrial M.Eng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Segala puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas
limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya

ilmiah dengan judul “Desain Konseptual Knapsack sprayer untuk Budidaya Kelapa
Sawit melalui Pendekatan Ergonomi”dapat diselesaikan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Tineke Mandang MS
selaku dosen pembimbing I, Dr. Ir. M Faiz Syuaib M.Agr selaku dosen pembimbing
II dan Ir Mad Yamin MT selaku dosen penguji yang telah memberikan bimbingan,
arahan, dan motivasi kepada penulis. Selain itu juga penulis mengucapkan terima
kasih kepada Dr. Ir. Sudrajat MS selaku penanggung jawab Kebun Pendidikan dan
Penelitian Kelapa Sawit IPB-Jonggol
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah (Hermanto SE, STh),
ibu (Rita Imelda) serta adik (Yunike Julian) atas segala doa, dukungan, dan kasih
sayangnya. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada Ruth Theresia atas
dukungannya serta teman-teman Teknik Mesin dan Biosistem angkatan 48
(Regenboog) yang selalu membantu selama kegiatan perkuliahan. Selain itu juga
kakak-kakak tingkat (Ensamble 44, Magenta 45, Orion 46 dan Antares 47) yang
membantu memberikan masukan dan arahan selama kegiatan perkuliahan. Terima
kasih kepada seluruh staff pengajar Departemen Teknik Mesin dan Biosistem yang
telah memberikan ilmu dan pengalamannya selama kegiatan perkuliahan.
Penulis berharap penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

Bogor, Agustus 2015

Brian Hoffni

vi

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI

vi

DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

vii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan

2

Ruang Lingkup Kegiatan

2

METODE

2

HASIL DAN PEMBAHASAN

10

Gerak Kerja Penyemprotan

10

Tingkat Resiko Gerak

12

Nordic Body Map (NBM)

12

Range of Motion (ROM)

13

Rapid Entire Body Assessment (REBA)

14

Total Energy Expenditure (TEE)

16

Penilaian Ergonomi Pengoperasian Knapsack sprayer

17

Kriteria Perancangan

18

Rancangan Fungsional

18

Rancangan Struktural

19

Rekayasa Prosedur Kerja

21

PENUTUP

23

Simpulan

23

Saran

23

DAFTAR PUSTAKA

24

vii

DAFTAR TABEL
1 Konversi BMR ekivalen VO2 bedasarkan luas permukaan tubuh
2 Definisi Elemen Kerja Pengoperasian Knapsack sprayer
3 Distribusi selang gerak maksimal operatora
4 Total Energy Expenditure Operator
5 Rancangan fungsional

8
11
14
17
18

DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir prosedur penelitan
2 Anggota tubuh manusia
3 Range Of Motion (ROM)
4 Worksheet REBA
6 Elemen-elemen kerja pengopersian knapsack sprayer
7 Presentase keluhan cedera dengan kuisoner Nordic Body Map
8 Nilai skor REBA terhadap elemen kerja operator knapsack sprayer
9 Komponen utama knapsack sprayer
10 Dimensi tangki dan tuas pompa knapsack sprayer rekomendasi
11 Desain rekomendasi tuas pompa pada model manekin
12 Letak posisi rekomendasi tangki knapsack sprayer

4
6
7
8
11
12
15
19
20
20
22

DAFTAR LAMPIRAN
1 Peta Kebun Kelapa Sawit IPB-Jonggol
2 Kuisoner Nordic Body Map
3 Tabel Rapid Entire Body Assessment
4 Hasil perhitungan REBA

25
26
28
30

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Keselamatan dan kesehatan kerja merupakan faktor penting untuk mencegah
kemungkinan terjadinya kecelakaan dan penyakit. Undang-undang No. 13 Tahun
2003 melindungi setiap operator/buruh untuk memperoleh perlindungan atas
Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3). Operator harus memperhatikan faktor
keselamatan dan kesehatan kerja dan memastikan bekerja dalam kondisi yang aman
agar dapat bekerja dengan optimum dan memacu produktivitas yang tinggi,. Tidak
terkecuali pada proses budidaya kelapa sawit yang memiliki banyak resiko kerja yang
dapat menyebabkan kecelakaan kerja. Menurut data BPS (2010), jumlah produksi
minyak kelapa sawit pada tahun 2009 sebesar 13.872.602 ton kemudian meningkat
pada tahun 2010 menjadi sebesar 14.038.148 ton. Hal ini berdampak pada terus
ditingkatkannya produktivitas kelapa sawit yang mencapai 19.844.901 ton dan
menempatkan Indonesia sebagai produsen kelapa sawit terbesar di dunia (Ditjebun
2010). Ini diikuti dengan peningkatan jumlah tenaga kerja di perkebunan kelapa sawit
sebesar 5.005.412 orang. Kunci daya saing minyak kelapa sawit terletak pada mutu.
Bukan hanya mutu produk yang dihasilkan saja tetapi juga mutu pengolahan, mutu
management, mutu lingkungan, mutu personal, serta mutu Keselamatan dan
Kesehatan Kerja (K3) yang diterapkan pada perusahaan. Banyak sedikitnya
kecelakaan kerja yang terjadi pada suatu perusahaan akan mempengaruhi image
perusahaan yang berdampak langsung pada daya saing kelapa sawit di pasaran.
Aktivitas kerja di perkebunan kelapa sawit khususnya operator pemeliharaan
budidaya kelapa sawit masih dilakukan secara manual dan mengandalkan tenaga
manusia. Konsep perancangan harus memahami keterbatasan manusia dari beban
kerja yang dibebankan pada anggota tubuh manusia, dan daya fisik manusia saat
kegiatan penggunaan knapsack sprayer sehingga operator dapat bekerja untuk
meminimumkan kelelahan pada sistem kerangka otot agar produktivitas kerja dapat
meningkat. Kegiatan penggunaan knapsack sprayer tentu saja berpotensi untuk
menimbulkan banyak permasalahan K3 terhadap operator seperti resiko nyeri otot
akibat keseleo atau terkilir karena mengangkat dan membawa beban berlebihan,
melakukan operator yang sama berulang-ulang dan bekerja dengan postur tubuh yang
salah serta resiko- resiko lain yang menyebabkan kelelahan kerja. Beban kerja fisik
yang terlalu berat, yakni yang melebihi kapasitas kemampuan tubuh manusia akan
menimbulkan kelelahan yang dapat terakumulasi. Apalagi kegiatan penggunaan
knapsack sprayer dilakukan di lahan perkebunan yang sangat bervariasi situasi dan
kondisi lingkungannya serta keragaman tinggi pohonnya. Kondisi topografinya ada
yang berupa lahan datar, rawa dan berbukit. Kelelahan inilah yang pada akhirnya
akan menyebabkan seseorang merasa sakit atau cedera. Bahkan apabila tidak
memperhatikan faktor keselamatan dan prosedur yang benar dalam proses
penggunaan knapsack sprayer akan menyebabkan berbagai resiko yang berakibat
fatal.

2

Pendekatan ergonomi dalam perancangan suatu mekanisme alat bertujuan
untuk mendapatkan keserasian antara manusia dengan sistem kerja (man – machine
sistem). Desain knapsack sprayer penting dilakukan sesuai dengan gerakan–gerakan
kerja efisien. Gerakan–gerakan manusia dalam bekerja perlu dirancang secara
ergonomis, agar tidak menimbulkan mudah lelah atau nyeri. Oleh karena itu, agar
terjadi keseimbangan beban tubuh dengan beban kerja perlu adanya design, redesign,
substitusi, atau modifikasi alat dan lingkungan kerja. Konsekuensi situasi kerja
dengan lingkungan kerja yang kurang sesuai secara ergonomi adalah kondisi tubuh
menjadi kurang optimal, tidak efisien, kualitas rendah dan seseorang bias mengalami
ganguan kesehatan seperti nyeri, gangguan otot rangka, dan penurunan daya dengar.
Tujuan
Penelitian ini dilakukan pada proses pemeliharaan kelapa sawit dengan
menggunakan knapsack sprayer bertujuan untuk :
1. Mengkaji tingkat resiko ergonomi pada penggunaan knapsack sprayer dalam
budidaya kelapa sawit
2. Mengkaji kesesuaian desain penggunaan knapsack sprayer sesuai karakteristik
fisik operator .
3. Mendesain ulang knapsack sprayer sesuai dengan karakteristik fisik operator.
Ruang Lingkup Kegiatan
Pendekatan yang digunakan dalam memecahkan masalah agar dapat terpusat
maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Beberapa batasan-batasan terhadap
masalah yang akan dibahas yaitu penelitian akan dilakukan pada penggunaan
knapsack sprayer pada budidaya pemeliharaan kelapa sawit bedasarkan postur kerja
operator dan beban kerja.

METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Februari 2015 – Juni 2015 di Laboratorium
Ergonomika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor. Sedangkan pengumpulan data penelitian dilakukan di Kebun
Pendidikan dan Penelitian IPB-Jonggol

Bahan dan Alat
Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah herbisida yang akan
digunakan pada objek pengamantan sedangkan peralatan yang digunakan pada penelitian
ini adalah seperangkat komputer dan alat tulis. Komputer dan alat tulis ini digunakan
untuk proses pengolahan data. Beberapa perangkat lunak yang digunakan adalah

3

lembaran pengamatan (spreadsheet), Software Autodesk Inventor, media capture photo,
antrophometer, stopwatch, timbangan, meteran, dan knapsack sprayer .

Prosedur Penelitian
Secara keseluruhan penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahap, tahap pertama
yaitu tahap pendahuluan dimana pada tahap ini dilakukan observasi awal mengenai
tempat penelitian dan penentuan subjek penelitian. Tahap selanjutnya adalah tahap
pengambilan data. Pada tahap ini, data yang diambil merupakan data yang sifatnya
kuantitatif dan kualitatif. Tahap ketiga adalah tahap pengolahan data, pada tahap ini
data yang telah diambil baik data kuantitatif maupun data kualitatif akan dianalisis
dengan menggunakan metode yang ditentukan peneliti. Tahap keempat adalah tahap
konseptual desain, pada tahap ini data yang telah dianalisis akan dilakukan proses
optimasi untuk menghasilkan output desain terbaik. Selain itu juga dilakukan
rekayasa prosedur kerja untuk menentukan metode pola kerja, batas material yang
akan dioperasikan dan lama kerja operator untuk dijadikan sebagai satuan operasional
sehingga dapat meningkat produktivitas kerja dan keluhan dari operator. Diagram alir
prosedur penelitian dapat terlihat pada Gambar 1.
Tahap Pendahuluan
Tahap pendahuluan adalah tahap observasi awal mengenai lingkungan, budaya
dan kondisi kerja tempat penelitian. Selain itu dilakukan pula kegiatan percobaan
pengambilan data di lapangan dengan rincian sebagai berikut :
1. Observasi kegiatan budidaya pemeliharaan kelapa sawit : Melakukan observasi
kegiatan budidaya pemeliharaan kelapa sawit kemudian dilakukan perekaman
kegiatan penggunaan knapsack sprayer secara keseluruhan dengan tujuan untuk
mengetahui lama waktu yang diperlukan untuk pengambilan gambar setiap
operator.
2. Penentuan terhadap elemen-elemen kerja : Penelitian ini dilakukan untuk
memfokuskan pada kegiatan pemeliharaan kelapa sawit sehingga dapat ditentukan
batasan elemen-elemen kerja pada keseluruhan kegiatan budidaya kelapa sawit.
3. Pemilihan subjek penelitian : Teknik pemilihan subjek penelitian (sampel
penelitian) akan dilakukan dengan metode convenience sampling. Convenience
sampling adalah teknik penentuan sampel berdasarkan kebetulan saja, anggota
populasi yang ditemui peneliti dan menjadi responden dijadikan sampel.
Tahap Pengambilan Data
Data yang diambil pada penelitian ini adalah data yang bersifat kuantitatif dan
kualitatif. Data kuantitatif yang diambil pada penelitian ini adalah data rekaman
kegiatan pada lini pemgoperasian knapsack sprayer, data antropometri operator yang
telah menjadi sampel, dan dimensi alat kerja. Sedangkan data kualitatif yang diambil
adalah data kuesioner yang akan dibagikan kepada subjek penelitian.
1. Pengambilan data gerak dan waktu kegiatan pengoperasian alat : Proses
pengambilan data dilakukan dengan merekam seluruh aktivitas operator pada
proses pemeliharaan budidaya kelapa sawit. Subjek penelitian akan direkam
aktivitasnya dengan menggunakan video digital camera

4

Mulai

Pengamatan prosedur kerja dan metode pengoperasian alat melalui video ,
penentuan subjek danalat
objek,
mempelajari
data antropoetri dan data
Fertilization
Sprayer
dimensi knapsack sprayer

Data kuisoner
Nordic Body
Map (NBM)

Video gerak
kerja

Rekaman video
pengoperasian
knapsack
sprayer

Data waktu
kerja

Foto
pengoperasian
knapsack
sprayer

Konversi
video ke
foto

Analisis Range of Motion (ROM)

Work Energy Cost
SNI 7269:2009

Nilai Basal
Metabolic
Energy

Analisis Total Energi
Expenditure (TEE)

Analisis Rapid Entire Body
Assessment (REBA)

Ergonomis?

Ya

Tidak
Data dimensi
alat

Data antropometri
(referensi)

Analisis Kesesuaian Desain

Rekomendasi Desain Konseptual
Rekayasa teknik alat kerja
Rekayasa prosedur/cara kerja
(kriteria dan metode kerja)
Selesai
Gambar 1 Diagram alir prosedur penelitan

5

2. Pengambilan data kuesioner : Subjek penelitian diwawancarai yang berisi
pertanyaan keluhan musculoskeletal injury dalam penggunaan knapsack sprayer.
Pengisian kuesioner tersebut bertujuan untuk mendapatkan data kualitatif yang
bersifat perspektif dari subjek penelitian.
3. Pengambilan data anthropometri dan dimensi alat kerja : Pengambilan data
anthropometri dan dimensi alat kerja bertujuan untuk mendapatkan data untuk
mengetahui kesesuaian dimensi tubuh subjek penelitian dengan alat kerja.
Pengukuran antropometri penggunaan knapsack sprayer tersebut diolah untuk dicari
rata-rata, data ukuran tubuh minimum dan maksimum.
Tahap Pengolahan Data
Pada tahap ini data yang didapatkan akan diolah sehingga menghasilkan data
akhir yang akan digunakan untuk proses optimasi sistem kerja.
1. Pengolahan data gerak dan waktu kerja: Hasil perekaman kegiatan produksi
dengan digital video camera digunakan sebagai sumber data utama. Video yang
berisi aktivitas operator di konversi ke waktu dan still picture serta dibagi menjadi
beberapa elemen kerja berdasarkan pola keseragaman kerja. Kemudian, rekaman
video yang telah dianalisis per siklus kerja diubah menjadi still picture untuk
dianalisis ke dalam elemen-elemen kerja.
2. Pengolahan data anthropometri dan dimensi alat ukur : Data anthropometri (berat,
tinggi dan umur) yang didapatkan di lapang digunakan untuk menentukan Basal
Metabolic Energy (BME) dan data anthopometri Jawa Barat (Syuaib 2015)
digunakan untuk menganalisis kesesuaian pengguna knapsack sprayer dengan
dimensi alat kerja.
Tahap Analisis Data
Pada tahap ini dilakukan analisis dari data data yang sudah diolah untuk
digunakan mengetahui parameter beban kerja terhadap pengoperasian alat untuk
menjadi acuan perbaikan desain alat melalui tahapan sebagai berikut :
1. Nordic Body Map (NBM) : Metode yang digunakan untuk mengetahui keluhan
Musculoskeletal Disoders (MSD) dari operator knapsack sprayer. Nordic Body
Map yang digunakan berupa kuisoner terdiri dari keluhan 27 elemen bagian tubuh
dengan empat tingkat keluhan (tidak sakit, ringan, sedang dan berat). Persepsi
subyektif operator dilanalisis untuk mengetahui bagian tubuh yang mengalami
keluhan MSD paling besar terkait pengoperasian knapsack sprayer.

6

Gambar 2 Anggota tubuh manusia
Sumber : www.ergosystemconsulting.com

2. Range of Motion (ROM) : Selang gerak kerja dibuat dari informasi mengenai
tingkat dan distribusi resiko gerakan setiap bagian tubuh operator. Rekaman video
gerak operator dikonversi menjadi foto gerak pengoperasian knapsack sprayer.
Kemudian foto pengoperasian knapsack sprayer dibagi menjadi lima elemen kerja
Tahapan selanjutnya setiap elemen kerja ditentukan selang gerak kerja dengan
bantuan software Autodesk Inventor 2014. Data selang gerak setiap elemen kerja
dianalisis dengan membagi menjadi empat zona. Empat zona ROM tersebut yaitu
zona nyaman, zona aman, zona waspada dan zona berbahaya seperti yang
ditunjukan Gambar 3. Penggunaan metode ROM untuk mencari kondisi yang
paling tidak menguntungkan yang mungkin terjadi. Tingkat resiko gerak tinggi
sedapat mungkin dihindari sehingga keluhan MSD dapat diminimalisir.

7

Gambar 3 Range Of Motion (ROM)
Sumber : Openshaw (2006)

3. Rapid Entire Body Assessment (REBA) : Metode ergonomi yang digunakan dengan
mengevaluasi postur kerja melalui proses sistematik untuk menprediksi tingkat
resiko kerja (Highnett dan Lynn 2000). Metode REBA menganalisis resiko kerja
terhadap keseluruhan postur tubuh pekerja. Metode REBA dikelompokkan
menjadi dua bagian. Bagian pertama (Skor A) terdiri dari bagian leher, badan, dan
kaki. Sedangkan bagian kedua (Skor B) terdiri dari lengan atas, lengan bawah, dan
pergelangan tangan. Penilaian skor REBA bagian pertama dipengaruhi jumlah
beban yang diangkat subjek dan bagian kedua dipengaruhi kemudahan subjek
mengangkat beban. Kemudian kedua bagian tersebut diakumulasi dengan
menggunakan tabel REBA menjadi bagian ketiga. Hasil skor bagian ketiga REBA
ditambahkan faktor aktivitas kerja dari operator. Penilaian skor REBA tersebut
menggunakan data selang gerak setiap elemen kerja yang sama pada tahapan
analisis ROM.

8

Gambar 4 Worksheet REBA
Sumber : Highnet dan Lynn (2000)

4. Total Energy Expenditure (TEE) : Pendekatan ini bertujuan untuk menentukan
batasan dengan kriteria pengeluaran energi metabolik dan selanjutnya menentukan
kapasitas pengangkatan. Persamaan Du’ Bois (Syuaib 2003) digunakan untuk
mengetahui luas permukaan tubuh
A = H 0.725 x W 0.425 x 0.007246 .................................(1)
Dimana :
A = Indeks permukaan tubuh
H = Tinggi tubuh (cm)
W = berat tubuh (kg)
Hasil perhitungan luasan tubuh dengan menggunakan Persamaan (1), nilai BME
bisa ditentukan dengan menggunakan tabel konversi yang ditunjukan pada Tabel 1.
Tabel 1 Konversi BME ekivalen VO2 bedasarkan luas permukaan tubuh(ml/menit)

Sumber: Syuaib (2003)

9

Setelah diketahui nilai VO2 bedasarkan luasan permukaan tubuh dengan 1 ml
setara 5 kkal/menit sehingga dapat diketahui Basal Metabolic Energy (BME).
Nilai TEE didapatkan dengan persamaan :
TEE = BME + WEC

....................................(2)

dimana :
TEE = Total Energi Expenditure (kkal/menit)
BME = Basal Metabolic Energi (kkal/menit)
WEC = Work Energy Cost (kkal/menit)
Nilai WEC didapatkan dengan menggunakan perkiraan jumlah kalori
menggunakan SNI 7269:2009 mengacu beban kerja. Nilai TEE digunakan untuk
mengetahui batas minimum waktu istirahat agar terhindar musculoskeletal injury
dengan menggunakan persamaan Muller (1965) dimodifikasi :
R (menit) = T ( TEE - S) / K – 1.2

.............................(3)

dimana:
R = waktu istirahat yang diperlukan (menit)
T = total jam kerja (menit)
TEE = 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 1.2 kkal/menit.
Tabel 2 Work Energy Cost acuan SNI 7269 : 2009

No

1

2

3

1

Pekerjaan

Pekerjaan dengan tangan
Kategori I : ( menulis, merajut)
Kategori II : (meyetrika)
Kategor III : (mengetik)
Pekerjaan dengan satu tangan
Kategori I : ( menyapu lantai)
Kategori II : (menggergaji)
Kategor III : (memukul palu)
Pekerjaan dua lengan
Kategori I : ( menambal logam)
Kategori II : (memompa)
Kategor III : (mendorong)

Sumber : BSN 2009

Posisi Badan
2
3

4

Duduk
(0.3)

Berdiri
(0.6)

Berjalan
(3.0)

Berjalan
Mendaki
(3.8)

(0.3)
(0.7)
(1.1)

0.6
1
1.4

0.9
1.3
1.7

3.3
3.7
4.1

4.1
4.5
4.9

(0.9)
(1.6)
(2.3)

1.2
1.9
2.6

1.5
2.2
2.9

3.9
4.6
5.3

4.7
5.4
6.1

(1.25)
(2.25)
(3.25)

1.55
2.55
3.55

1.85
2.85
3.85

4.25
5.25
6.25

5.05
6.05
7.05

10

Tahap Desain Konseptual
Proses dilakukan setelah mengetahui interaksi alat dan operator dengan keluhan
yang dialaminya maka dilakukan perbaikan alat dengan memodifikasi bagian
komponen knapsack sprayer. Tahapan ini mencakup melakukan alternatif-alternatif
desain bedasarkan kriteria desain yang telah dianalisis melalui pendeketan
ergonomic. Selain itu juga dilakukan rekayasa prosedur/cara kerja dengan
memetakan pola kerja penggunaan knapsack sprayer¸ berat bahan maksimum yang
akan dioperasikan dan lama kerja pengoperasian alat sesuai dengan kapasitas kerja
manusia yang telah dianalisis pada tahapan sebelumnya.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Desain alat/mesin membutuhkan data-data di lapang untuk menentukan desain
kriteria untuk memenuhi keinginan pengguna. Hasil desain yang telah dirancang
terkadang tidak memenuhi kebutuhan pengguna karena desainer alat/mesin kesulitan
untuk mendapatkan data-data yang respresentatif sesuai keadaan di lapang (Rouse
dan Boff 1998). Ketidaksesuaian suatu rancangan teknik yang tidak bedasarkan
human-center design maka akan menimbulkan keluhan musculoskeletal trauma pada
operator. Pendekatan yang dilakukan untuk menentukan desain terbaik maka perlu
dilakukan definisi postur ideal sehingga jumlah beban kerja yang akan diberikan pada
operator tidak menimbulkan resiko cedera dalam keadaan bekerja.
Gerak Kerja Penyemprotan
Penelitian dilakukan di Kebun Pendidikan dan Penelitian Kelapa Sawit IPBJonggol dikategorikan Tanaman Belum Menghasilkan (TBM) dengan total luas lahan
73.4 Ha. Kebun Sawit IPB-Jonggol terbagi menjadi lima blok dengan masing masing
blok memiliki luas Blok I seluas 8.4 Ha, Blok II seluas 11.4 Ha, Blok III seluas 18.6
Ha, Blok IV seluas 16.8 Ha dan Blok V seluas 18.2 Ha. Subjek penelitian yang
diambil secara keseluruhan total operator knaspack sprayer di kebun sejumlah 5
orang. Rata-rata lamanya bekerja operator menggunakan knapsack sprayer 2 tahun.
Kegiatan penyemprotan herbisida pada budidaya kelapa sawit bertujuan untuk
mematikan gulma yang tumbuh di sekitar tanaman sawit. Hal ini dapat menyebabkan
tidak hanya penurunan jumlah produksi tetapi juga mutu produksi dari kelapa sawit.
Operator melakukan penyemprotan di lahan pada pagi hari, yaitu dimulai pukul
08.00-12.00 WIB. Kegiatan penyemprotan berhenti pada 12.00 WIB dikarenakan
kecepatan angin pada waktu tersebut dianggap relatif tinggi. Kecepatan angin akan
mempengaruhi kinerja penyemprotan sprayer dikarenakan ukuran droplet yang
dihasilkan oleh nozel akan terbawa oleh angin sehingga tidak dapat mencapai bidang
sentuh luas gulma. Ukuran droplet knapsack sprayer berkisar 250 mikrons sehingga
droplet dalam bentuk drift hilang terbawa angin pada kecepatan angin ≥ 1.1 m/s
(Sulistiadji 2006). Jenis knapsack sprayer yang digunakan operator menggunakan
tipe piston pump over-arm.

11

Pengamatan di lapang menunjukan lama kerja operator pada setiap luasan area
lahan adalah berkisar 4 jam/hari. Knapsack sprayer yang digunakan memiliki lebar
kerja semprotan 1.2 m pada ketinggian 20 cm dari tanah dan sudut yang terbentuk
antara gagang semprot dan tanah adalah 30º – 40º. Total pembebanan yang dialami
operator pada tangki kosong dan tangki terisi penuh adalah 5 kg dan 19 kg. Elemen
kerja pengoperasian knapsack sprayer dibagi ke dalam lima elemen kerja yaitu
Preparation (Pr), Loading (Ld), Pumping (Pm), Spraying (Sp) dan Unloading (Ul)
seperti yang dijelaskan pada Tabel 3 dan Gambar 5.
Tabel 3 Definisi Elemen Kerja Pengoperasian Knapsack sprayer
Definisi
Elemen Kerja
Menpersiapkan knapsack sprayer sebelum digunakan
Preparation
(pengisian ulang larutan herbisida)
Mengangkat knapsack sprayer dari tanah hingga dipasangkan
Loading
ke punggung operator
Melakukan pemompaan knapsack sprayer pada bagian lengan
Pumping
kiri operator
Mengarahkan pipa dan selang knapsack sprayer ke area
Spraying
gulma pada bagian lengan kanan
Unloading
Melepaskan knapsack sprayer dari punggung operator

(1)

(2)

(4)

(3)

(5)

Keterangan Gambar :
1. Preparation (Pr)
4. Spraying (Sp)
2. Loading (Ld)
5. Unloading (Ul)
3. Pumping (Pm)
Gambar 5 Elemen-elemen kerja pengopersian knapsack sprayer

12

Tingkat Resiko Gerak
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan tiga metode baik secara kualitatif
dan kuantatif untuk mengetahui tingkat resiko gerak operator diantaranya sebagai
berikut :
Nordic Body Map (NBM)
. Pengambilan data kualitatif dengan menggunakan kuisoner Nordic Body Map
untuk mengetahui keluhan yang dirasakan oleh operator dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Presentase keluhan cedera dengan kuisoner Nordic Body Map
Operator mengalami gangguan musculoskeletal disorder (MSD) terbesar pada
bagian bahu kiri dan lengan atas kiri (28%). Hal ini terkait gerakan pemompaan
piston dilakukan secara berulang berkisar 13-14 repetisi/menit sehingga piston
memberikan tekanan pada tangki untuk mendorong fluida herbisida ke bagian selang
tube sebelum dilakukan pemecahan butiran fluida melalui nozzel. Oleh karena itu
tenaga yang dibutuhkan operator masih berada pada batas toleransi tubuh tetapi
jumlah tenaga yang dapat dihasilkan operator akan berkurang seiring bertambahnya
lama kerja pengoperasian knapsack sprayer. Penyebab lain keluhan pada bagian bahu
adalah pembebanan statis oleh sabuk gendong (straps) sehingga dapat menyebabkan
penyumbatan aliran darah pada otot. Kekurangan suplai aliran darah pada otot akan
menyebabkan kemampuan kontraksi otot menurun jika hai ini berada dalam waktu
yang lama akan mengakibatkan MSD. Bahan straps yang digunakan ialah karet
sintetis dengan tingkat elastisitas rendah sehingga tidak dapat memecah
pendistribusian gaya pada bahu sebagai akibat akumulasi beban knapsack sprayer.
Keluhan lain yang dialami operator dengan menggunakan kuisoner Nordic
Body Map kaki (27 %). Bagian tubuh kaki mengalami pembebanan statis dan
dinamik terhadap selang gerak kerja. Pembebanan statis dialami bagian kaki terkait
total berat badan operator itu sendiri dan jumlah beban yang diangkat operator.

13

Besarnya beban yang dapat diangkat harus disesuaikan dengan karakteristik fisik
operator. Jika operator mengalami overexertion maka akan terjadi keluhan MSD
seperti yang dirasakan operator pada kuisoner NBM. Akan tetapi pembebanan
dinamik terkait dengan selang gerak operator yang menyesuaikan lingkungan
kerjanya. Operator dalam melakukan kegiatan pemeliharaan gulma dapat melakukan
pengisian ulang sebanyak 4-8 kali/hari. Kegiatan semprot herbisida pada area gulma
menyebabkan keluhan bagian kaki operator dikarenakan operator harus bolak balik
menuju dari sumber mata air ke area penyemprotan.
Siklus kerja bagian lengan kanan untuk mengarahkan pipa semprot dan selang
ke area piringan kelapa sawit dengan diameter 3 m pada fase Tanaman Belum
Menghasilkan (TBM) secara berulang-ulang. Siklus kerja lengan kanan terjadi
kontraksi pada bagian otot yang dirasakan operator mengalami keluhan berat sebesar
10%. Batas pembebanan tubuh operator dengan menggunakan lebih besar 30%
kemampuan kontraksi maksimal pada kegiatan berulang-ulang dalam jangka waktu
yang lama dapat mengakibatkan Cummulative Trauma Disoders (Grandjean 1982).
Rainbird (1995) menyatakan bahwa beberapa pekerjaan manual yang dilakukan
pada bidang pertanian diantaranya pengoperasian knapsack sprayer di negara
berkembang tidak sesuai dengan desain kriteria ergonomi. Ini dapat disebabkan
kondisi kerja tidak dapat direalisasikan dengan baik karena transfer teknologi dari
negara maju tidak sesuai dengan keadaan kondisi negara berkembang. Pabrikasi
knapsack sprayer didominasi oleh negara maju sehingga tidak sesuai karakteristik
kondisi negara berkembang yang memiliki perbedaan data antrophometri tubuh
manusia.
Range of Motion (ROM)
Setiap elemen kerja dilakukan tahapan analisis gerak sehingga dapat diverifikasi
sesuai tingkat keluhan yang dialami operator bedasarkan kuisoner Nordic Body Map.
Selang gerak operator perlu dilakukan kesesuaian terhadap ROM yang menganjurkan
gerakan pada Zona 0 dan 1, serta meminimalkan gerakan pada Zona 2 dan 3 untuk
menghindari resiko kecelakaan kerja baik ringan maupun berat. Distribusi selang gerak
maksimal operator dapat dapat dilihat pada Tabel 4.
Bedasarkan ROM bagian tubuh yang dominan berada selang gerak berbahaya
(Zona 3) adalah elbow flexion, hip flexion dan knee flexion pada elemen kerja
Preparation (Pr) dan Loading (Ld). Selang gerak Pr dan Ld perlu dilakukan secepat
mungkin agar terhindar MSD. Posisi kaki pada elemen kerja Pr berada selang gerak
ekstrim karena operator menekuk bagian kaki untuk melakukan pengisian ulang
larutan herbisda pada knapsack sprayer. Bagian leher operator pada elemen kerja
Pumping (Pm) termasuk dalam Zona 3 karena mengalami sudut fleksi sebesar 51º.
Kondisi bagian leher mengalami fleksi terkait dengan sudut pandang mata untuk
menentukan area gulma yang akan disemprot. Bagian bahu kiri pada elemen kerja Pm
juga berada Zona 3 karena mengalami sudut ekstensi sebesar 118º. Kondisi
pergerakan bahu dan lengan kiri mengalami fleksi perlu dihindari karena bahu
mengalami selang gerak ekstrim terkait bagain komponen pemompaan knapsack
sprayer. Bagian bahu kanan termasuk Zona 2 membentuk sudut fleksi sebesar 52º.
Openshaw (2006) menyatakan bahwa pergerakan pada Zona 2 dan 3 mengalami

14

kontraksi berlebih pada otot dan tendon. Posisi tubuh pada Zona 2 dan Zona 3 perlu
diminimalisir terutama pada repetitive motion dan pembebanan yang terlalu berat.
Hal ini dapat menyebabkan operator mengalami MSD seperti yang telah dipaparkan
pada kuisoner Nordic Body Map sebelumnya.
Tabel 4 Distribusi selang gerak maksimal operatora
Elemen Kerja

Nf

Preparation
Loading
Pumping
Spraying
Unloading

12
8
51
35
11

Ne

Sf
R
L
29 41
36 57
52 118
11 21

Se
R

Ef

Tf

Hf

Kf

L

R
L
R
L
R
L
128 141 11 101 113 134 126
169 139 17 71 41 81 108
49 45 22 57 19 35 34
35 51 12 11 16 30 17
11 47 131 41 8 22 14 40 47

a

satuan dalam (º)
Keterangan :
Nf
= Neck Flexion
Ne
= Neck Extension
Sf
= Shoulder Flexion
Se
= Shoulder Extension

Ef
Tf
Hf
Kf

= Elbow Flexion
= Trunk Fleksion
= Hip Flexion
= Knee Flexion

Zona 0/zona netral
Zona 1/zona aman
Zona 2/zona hati-hati
Zona 3/zona bahaya
Selang gerak operator sedapat mungkin berada pada Zona 0 dan Zona 1 agar
operator dapat bekerja secara optimal. Elemen-elemen kerja pengoperasian knapsack
sprayer pada bagian punggung masih berada pada Zona 0 karena tidak mengalami
sudut-sudut ekstrim pada rentang 0-10º relatif tegak lurus sehingga masih dalam
toleransi gerak. Bagian bahu kanan pada selang gerak setiap elemen kerja relatif
pada. Bagian neck flexion operator pada elemen kerja Pr relatif aman (Zona 1).
Rapid Entire Body Assessment (REBA)
REBA adalah metode yang digunakan untuk mengevaluasi tingkat resiko secara
keseluruhan tubuh operator pada pengendalian gulma menggunakan herbisida.
Pengoperasian knapsack sprayer dianalisis dengan menggunakan worksheet REBA
untuk mengetahui potensi terjadinya MSD. Siklus dalam kegiatan penyemprotan
menggunakan knapsack sprayer terdapat tiga gerakan utama yaitu (1) gerakan
mengangkat piston pompa, yaitu mengangkat gagang pompa ke atas pada jangkauan
maksimum, (2) gerakan menekan piston pompa, yaitu menekan gagang pompa pada
tarikan normal dan (3) gerakan menekan piston dengan tarikan maksimum.Setiap
elemen kerja dilakukan penilaian postur sehingga dapat ditemukan besarnya resiko
yang dialami operator pada selang pengoperasian knapsack sprayer.
.

15

Resiko sangat tinggi dan
tindakan perbaikan segera

Resiko tinggi dan tindakan
perbaikan segera

Resiko
menengah
dan
mungkin apabila perbaikan

Gambar 7 Nilai skor REBA terhadap elemen kerja operator knapsack sprayer
Hasil perhitungan skor rata-rata REBA (Gambar 7) menunjukan elemen kerja
Ld, Pm, dan Sp berada diatas skor 8 sehingga beresiko tinggi terhadap MSD dan
perlu dilakukan perubahan kondisi kerja. Elemen kerja Pm tangan kiri memiliki nilai
10 karena kondisi lengan atas kiri berada posisi selang gerak 118º terhadap tubuh.
Lengan atas kiri memiliki nilai skor REBA 4 maka memaksa otot bahu berkontraksi
lebih tinggi dalam keadaan fleksi. Penilaian skor tersebut dipengaruhi gaya kerja otot
bahu melawan adanya gravitasi dan massa grip pompa.
Penilaian skor A REBA meperhatikan bagian leher, badan, kaki dan jumlah
beban. Bagian leher kelima operator berada skor 1-2 karena leher mengalami fleksi
mencapai 20º+. Bagian badan operator mendapatkan skor rata-rata 2-3 karena trunk
flexion berada pada selang gerak maksimum 20º-60º. Namun pada bagian kaki
mendapatkan skor 3-4 karena postur gerak kaki mengalami fleksi lebih besar > 60º
terutama pada elemen kerja Pr dan Ld. Hasil analisis ketiga tubuh tersebut
diakumulasi dengan faktor jumlah beban. Faktor jumlah beban mendapatkan skor +2
dikarenakan operator menerima beban >10 kg (beban knapsack sprayer terisi penuh
sebesar 19 kg). Bagian kaki terkait juga dengan postural load pada penggunaaan
knaspsack sprayer sehingga diindikasikan pembebanan berlebih terhadap tubuh.
Kondisi pembebanan tubuh yang disebabkan tangki dan muatan herbisida akan
memberikan tekanan pada bagian otot kaki. Pembebanan terjadi juga melibatkan
kontraksi otot trapezius sehingga diperlukan perbaikan desain sabuk gendong
(straps). Ini diperlukan untuk mengurangi tekanan pada otot bahu sehingga keluhan
MSD dapat berkurang Besarnya pembebanan eksternal akan berpengaruh terhadap
kontraksi otot yang dihasilkan.

16

Penilaian Skor B didapatkan dengan menganalisis selang gerak bagian lengan
atas, lengan bawah, pergelangan tangan dan tingkat kenyamanan pengangkatan
beban. Penilaian Skor B terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian tubuh kanan dan
bagian tubuh kiri. Skor B lengan kanan atas mendapatkan skor 2-3. Namun lengan
kiri atas terutama pada elemen kerja Pm mendapatkan skor 4 karena lengan atas kiri
mengalami fleksi dengan selang gerak ekstrim > 50º. Postur kerja lengan atas kiri
terkait dengan kegiatan proses pemompaan knapsack sprayer. Hal ini menyebabkan
bagian tubuh bahu berkontraksi lebih untuk menekan tuas pompa. Jika dilakukan
secara berulang-ulang akan menimbulkan gangguan pada musculoskeletal system.
Semakin besarnya sudut fleksi pada lengan atas maka akan menimbulkan tingkat
kelelahan lebih cepat (Chaffin 1991). Karateristik gerak lengan kiri beresiko tinggi
terkait dengan gerakan pemompaan sehingga diperlukan perubahan desain.
Total Energy Expenditure (TEE)
Pendekatan ini yang digunakan untuk memperkirakan jumlah energi metabolik
dalam jumlah beban pengangkatan sesuai dengan kapasitas fisik tiap subjek.
Pembebanan total yang diperlukan dalam kegiatan semprot pada budidaya kelapa
sawit yaitu sebesar 19 kg dengan waktu total jam kerja operator 4 jam/hari sehingga
dapat diketahui nilai jumlah energi metabolik yang dibutuhkan. Nilai energi
expenditure operator terendah mencapai 6.99 kkal/menit dengan menggunakan total
persamaan 1, 2, dan 3. Nilai WEC yang digunakan tidak bedasarkan pengukuran data
di lapang melainkan mengacu pada SNI 7269:2009 mengenai beban kerja. Kegiatan
pemompaan dengan berjalan mendaki memiliki nilai WEC berkisar 6.05 kkal/menit.
Menteri Tenaga Kerja melalui Kep. No. 51 tahun 1999 menyatakan bahwa beban
kerja 5.8-8.3 kkal/menit tergolong berat. Oleh karena itu, penggunaan knapsack
sprayer pada budidaya kelapa sawit dikategorikan berat.
Tingkat beban kerja operator dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor
diantaranya berat badan, beban yang diangkat, jenis kelamin, waktu kerja, dan
frekuensi pengangkatan operator. Tingkat beban kerja berat diperlukan pengaturan
waktu kerja dan waktu istirahat. Hubungan antara rerata energi konsumsi energi kerja
berbanding lurus dengan waktu recovery yang dibutuhkan operator dalam kegiatan
penggunaan knapsack sprayer. Hasil nilai TEE dalam pengoperasian knapsack
sprayer dijelaskan pada Tabel 5.
Besarnya tenaga yang dibutuhkan dan banyaknya otot yang bekerja akan
mempengaruhi terjadinya kelelahan dan peradangan yang terjadi pada otot dan sendi.
Jika frekuensi dari pengulangan kerja tinggi, waktu recovery yang tidak cukup akan
meningkatkan potensi dari terjadinya penyakit. Jika pekerjaan tersebut terjadi dalam
waktu yang lama dan waktu untuk istirahat tidak mencukupi, maka rasa sakit dari otot
dan sendi akan terus meningkat sampai ke level severe cumulative trauma disorders,
seperti tendonitis. Bedasarkarkan persamaan Muller (1965) ditentukan jumlah
kebutuhan waktu istirahat berkisar 123-126 menit dapat dilihat pada Tabel 6.
Kecenderungan operator yang tidak memenuhi waktu recovery akan
menimbulkan kelelahan maka akan mempengaruhi penurunan produktivitas kerja
pada kegiatan semprot. Secara biokimia penurunan kemampuan kerja otot disebabkan

17

terbentuknya asam laktat akibat perubahan ATP menjadi ADP tanpa bantuan oksigen
sehingga tidak terjadi suplai oksigen yang dibutuhkan untuk melakukan kontraksi
pada otot.
Tabel 5 Total Energy Expenditure Operator
Subjek

Berat
(kg)

Tinggi
(cm)

A1
A2
A3
A4
A5

54
44
61
43
57

172
170
168
164
174

Umur

Luas
Tubuh
(m2)

VO2
(ml/
menit)

BMR
(kkal/
menit)

31
29
34
24
28

1.65
1.50
1.71
1.45
1.70

204
187
212
179
210

1.02
0.94
1.06
0.90
1.05

Work
Energy
(kkal/
menit)
6.05
6.05
6.05
6.05
6.05

Total Energy
Expenditure
(kkal/
menit)
7.07
6.99
7.11
6.95
7.10

Tabel 6 Kebutuhan waktu istirahat operator
Subjek

Total Jam
Kerja
(menit)

TEE
(kkal/menit)

Standar beban
kerja normal
(kkal/menit)

Waktu
Istirahat
(menit)

A4
A2
A4
A5
A1

240
240
240
240
240

6.95
6.99
7.07
7.1
7.11

4
4
4
4
4

123
124
126
126
126

Penilaian Ergonomi Pengoperasian Knapsack sprayer
Ergonomi mempelajari interaksi antara manusia dengan sistem kerjanya yang
diharapkan terjadi kesesuaian agar manusia dapat bekerja secara aman dan nyaman.
Interaksi manusia dan sistem kerja harus berada pada kondisi optimal sehingga
produktifitas kerja akan meningkat. Kriteria penilaian ergonomi yang dilakukan terdiri
dari dua tahapan analisis sebelumnya yaitu postur kerja dan beban kerja. Tahapan
analisis yang telah dilakukan baik secara persepsi subyektif dan faktual di lapang
menyatakan bahwa penggunaan knapsack sprayer belum memenuhi kriteria
ergonomi.
Persepsi subyektif (Data kuisoner Nordic Body Map) operator diverifikasi
dengan analisis postur kerja (ROM dan REBA). Pada tahapan analisis Nordic Body
Map operator mengalami keluhan berat pada kaki. Selain itu juga selang gerak lengan
kiri berada pada postur kerja yang tidak optimal. Tahapan analisis ROM menyatakan
pada elemen kerja Pr, Ld, dan Pm tidak ergonomis sedangkan tahapan analisis REBA
menyatakan elemen kerja Ld, Pm dan Sp tidak sesuai kriteria ergonomi. Perbedaan
hasil ini disebabkan metode ROM belum memperhitungkan jumlah beban yang
diangkat, tingkat kemudahan mengangkat beban dan durasi beban kerja yang diterima
operator. Metode ROM diklasifikasi bedasarkan pergerakan sendi-sendi dalam rangka

18

manusia. Pergerakan sendi pada sudut ekstrim akan mempengaruhi jumlah kontraksi
otot dan tendon lebih. Namum metode REBA menganalisis postur kerja secara
keseluruhan dengan memperhitungkan jumlah beban, coupling score dan skor
aktivitas. Elemen kerja Ld dan Pm dinyatakan belum sesuai kriteria postur kerja yang
ergonomis. Oleh karena itu ini dapat disimpulkan persepsi subyektif operator sesuai
dengan analisis postur kerja yang telah dilakukan.
Peggunaan knapsack sprayer ditinjau juga bedasarkan beban kerja dapat
diindikasikan belum ergonomis. Pengamatan di lapang waktu pengoperasian
knapsack sprayer menunjukan operator tidak memperhatikan waktu kerja dan waktu
istirahat secara seksama. Oleh karena itu, pendekatan TEE dilakukan untuk
memprediksi lamanya waktu kerja dan waktu istirahat yang dibutuhkan. Pengaturan
waktu kerja dan istirahat diperlukan untuk menghindari terjadi kelelahan operator.
Tingkat kelelahan tinggi yang terjadi pada operator akan menyebabkan penurunan
kemampuan kontraksi otot untuk memompa knapsack sprayer. Hal ini juga akan
mempengaruhi keseragaman hasil penyemprotan herbisida.
Kriteria Perancangan
Penggunaan knapsack sprayer diperlukan modifikasi perancangan sehingga
mengurangi tingkat keluhan yang dialami operator.
Rancangan Fungsional
Knapsack sprayer mempunyai bagian yang terdiri dari beberapa komponen.
Komponen tersebut berfungsi untuk saling terintregasi dengan tujuan utama memecah
cairan menjadi tetes tetes dengan ukuran yang efektif untuk didistribusikan secara
merata di permukaan yang akan dituju. Pada Tabel 7 dijelaskan mengenai komponen
komponen yang tersusun dalam sistem pengoperasian knapsack sprayer.
Tabel 7 Rancangan fungsional
Fungsi
Tempat atau wadah untuk menyimpan cairan yang
akan disemprotkan
Untuk mendorong tekanan cairan dari dalam
tangki mengalir menuju pipa pengeluaran

Komponen
Tangki
Pompa

Tempat menyalurnya cairan dari pipa pengeluaran
menuju ke nosel

Selang

Untuk memecah cairan semprotan menjadi tetes
tetes yang diinginkan dan memancarkan ke
permukaan yang akan disemprotkan.

Nosel

19

Tuas
Pompa

Pompa

Straps

Tangki
Bagian
Pengaturan

Nozel

Pipa dan Selang

Gambar 8 Komponen utama knapsack sprayer
Sumber : Hanani (2012)

Rancangan Struktural
Kinoshita (1985) menyatakan bahwa batas beban yang dapat diterima oleh
operator yaitu 30% dari total berat tubuh operator. Pembebanan yang dapat ditolerir
dengan menggunakan persentil 50 sebesar 17 kg untuk menghindari resiko cedera
pada lumbal lima/sacrum satu (L5/S1). Oleh karena itu dimensi knapsack sprayer
dapat ditentukan dengan perbandingan 14 kg untuk larutan herbisida dan 3 kg untuk
massa knapsack sprayer (tangki kosong) sebagai berikut :

Volume total knapsack sprayer = 0.014 m3 = 14 x 106 mm3
Volume total = volume larutan x correction factor (Cf)
= 14 x 106 mm3 x 2.54
= 35.56 x 106
 Lebar tangki = ketebalan badan persentil 5 ≈ 171 mm
 Panjang tangki = lebar bahu persentil 5 = 390 mm
 Tinggi tangki =
= 533.21 mm ≈ 534 mm
Dimensi rekomendasi = 390 mm x 171 mm x 534 mm
Nilai Cf diasumsikan dengan melakukan perbandingan antara dimensi aktual
pada berbagai merk di lapang dan kapasitas tangkinya 14 L.

20

Gambar 9 Dimensi tangki dan tuas pompa knapsack sprayer rekomendasi
Perbaikan desain panjang tangkai tuas pompa dilakukan dengan menggunakan
paramater data anthropometri persentil 95 Jawa Barat (Syuaib 2015). Parameter data
lengan atas dan lengan bawah tergenggam memiliki korelasi kuat terhadap
pemompaan. Panjang tangkai tuas pompa diperbesar menjadi 720 mm diharapkan
dapat mengurangi sudut gerak fleksi pada bagian bahu seperti pada Gambar 10.

Tuas Pompa

Tangki
Ef
Sf
Ef

Gambar 10 Desain rekomendasi tuas pompa pada model manekin

21

Selanjutnya desain sabuk gendong (straps) berfungsi untuk pemecah gaya pada
penekanan static load pada bahu dengan menggunakan persamaan tekanan sebagai
berikut :

= 1.54 N/cm2
dimana :
P = Tekanan straps rekomendasi (N/cm2)
Pengurangan tekanan pada bahu diharapkan mengurangi tingkat resiko cedera seperti
yang dirasakan operator melalui kuisoner Nordic Body Map. Dimensi luasan bantalan
bahu rekomendasi didasarkan pada analisis data antropometri persentil 5 dengan
parameter analisis utama pada tebal badan dan lebar bahu.
Rekayasa Prosedur Kerja
Tubuh manusia mempunyai keterbatasan fisik untuk melakukan sistem kerja
pembebanan. Rekayasa prosedur kerja dengan berfokus pada program ergonomi
diperlukan untuk mencegah terjadinya keluhan cedera dan penyakit dengan
mengontrol dan mengurangi sistem kerja yang tidak efisien.
Posisi Tangki Knapsack Sprayer
Rostykus et al. (2013) mengidentifikasi 5 respon dalam rekayasa prosedur kerja
yaitu (1) melakukan treatment pada operator yang cedera, (2) menyesuaikan
karakteristik fisik operator dengan tugas, (3) mengganti operator yang baru, (4)
melakukan training kerja untuk meningkatkan sistem kerja yang lebih efektif dan (5)
mengubah metode kerja. Metode kerja yang disarankan adalah penggunaan posisi
knapsack sprayer berada posisi punggung bagian atas. Stuempfle et al (2004)
menyatakan bahwa high position at back mampu mengurangi energi kerja sebesar
16.2% dibandingkan di low position seperti pada Gambar 11 agar resiko terjadinya
MSD lebih kecil. Hal ini dipengaruhi panjang lengan gaya yang relatif lebih dekat
dengan bahu sehingga momen gaya yang dihasilkan menjadi lebih kecil.

22

Posisi tangki

Gambar 11 Letak posisi rekomendasi tangki knapsack sprayer
Resting Time
Bedasarkan pengolahan data yang di lapang maka diperlukan pengaturan
prosedur kerja. Oleh sebab itu operator membutuhkan waktu recovery berkisar 125
menit agar menghindari potensi terjadinya musculoskeletal injury selama 4 jam
kegiatan penggunaan knapsack sprayer. Distribusi waktu kerja dengan menggunakan
pola kerja 1 jam kerja-30 menit istirahat dapat dilihat pada Tabel 8. Jika waktu
recovery terpenuhi maka tingkat kelelahan operator dapat berkurang selama proses
kegiatan penyemprotan. Hal ini dapat mengurangi tingkat resiko kecelakaan kerja.
Selain itu menentukan mulai jam kerja pada pukul 07.00 dikarenakan suhu
lingkungan kerja belum mencapai titik maksimum yang akan mempengaruhi tingkat
kelelahan operator.
Tabel 8 Jadwal kerja rekomendasi
Jam Kerja
Kegiatan
07:00 - 08:00

Kerja

08:00 - 08:30

Istirahat

08:30 - 09:30

Kerja

09:30 - 10:00

Istirahat

10:00 - 11:00

Kerja

11:00 - 11:30

Istirahat

11:30 - 12:30

Kerja

23

PENUTUP
Simpulan
Tingkat resiko gerak pada pengoperasian knapsack sprayer dengan persepsi
subyektif melalui kuisoner Nordic Body Map dinyatakan keluhan MDS terdapat pada
bagian kaki sebesar 28%, bagian lengan atas kiri 27%, dan bagian leher sebesar 14%.
Tingkat resiko gerak bedasarkan ROM berada pada Zona 3 yaitu bagian kaki, bahu
kiri, dan leher. Evaluasi ergonomi melalui postur kerja dengan menggunakan REBA
menyatakan bahwa elemen kerja Ld, Pm dan Sp memiliki skor diatas 7 sehingga
beresiko tinggi dan diperlukan perubahan kondisi kerja. Rekomendasi batas
pembebanan operator adalah 17 kg. Waktu istirahat yang diperlukan 125 menit untuk
penggunaan knapsack sprayer selama 4 jam kerja. Dimensi rekomendasi tangki
knapsack sprayer sebesar 390 mm x 171 mm x 534 mm dengan panjang tangki tuas
pompa sebesar 720 mm dan bantalan bahu 180 mm x 60 mm.
Saran
Penelitian selanjutnya diharapkan melakukan pengujian lebih lanjut mengenai
biomekanika terutama bagian bahu kiri terkait dengan pemompaan agar pembebanan
yang diterima operator dapat berkurang .Selain itu juga diperlukan kajian lebih lanjut
prosedur kerja sehingga tingkat keluhan yang dialami operator dapat berkurang.

24

DAFTAR PUSTAKA
Bridger RS. 2003. Introduction to Ergonomics. London (GB) : Taylor & Francis Inc.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2009. Penilaian beban kerja berdasarkan tingkat
kalori menurut pengeluaran energi. Jakarta (ID