ANALISA AKTIVITAS MANUAL MATERIAL HANDLI
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 5, NO. 1, APRIL 2016
309
ANALISA AKTIVITAS MANUAL MATERIAL HANDLING
PENGANGKATAN PUPUK DARI TINJAUAN ERGONOMI
Oleh:
Lukman Handoko
Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja
Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Email: aluk96@yahoo.com
Abstrak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi tingkat keluhan,
mengidentifikasi berat beban dan menilai kelayakan usulan alternatif perbaikan sistem kerja. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengamatan pada salah satu posisi kerja pada aktivitas pengangkutan manual pupuk, identifikasi beban angkat angkut menggunakan Metode Biomekanika Chaffin. Melakukan perhitungan compression load pada aktifitas pemindahan material
oleh para pekerja dengan menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan
(compression load ) pada intervertebrae disc antara lumba r nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1
selanjutnya dibandingkan dengan standar NIOSH (The National Institute for Occupational Safety
and Health) untuk Maximum Permisible Limit (MPL) selanjutnya dilihat apakah dibawah standart
atau diatas standart yang digunakan untuk menilai apakah suatu aktifitas tersebut aman atau tidak.
Berdasarkan perhitungan compression load pada aktifitas pemindahan material oleh para pekerja
dengan menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan (compression load )
pada intervertebrae disc antara lumba r nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1. Berdasarkan
perhitungan yang dilakukan maka gaya tekan pada L5/S1 yang timbul akibat beban 50 kg adalah
14989 N Berdasarkan standar NIOSH besarnya nilai MPL adalah sebesar 6370 N. Dengan demikian
aktifitas yang dilakukan oleh pekerja angkat dalam melakukan pekerjaannya dalam kategori kurang
aman karena gaya kompresi untuk beban di atas MPL. Berdasarkan perhitungan nilai Konsumsi
Energi (Ke ) 1,32 Kkal/Min < 5 yaitu energi yang dikeluarkan selama bekerja kurang dari nilai
standar energi yang dikeluarkan oleh pria yaitu (5 Kkal/Min) maka waktu istirahat (Rt = 0 menit).
Untuk saat ini waktu istirahat yang ada (Rt= 60 menit) cukup memadai sehingga tidak perlu
dilakukan penambahan waktu istirahat lagi.
Kata kunci: biomekanika, compression load , manual material handling, maximum permisible limit
Ergonomi sebagai salah satu ilmu yang berusaha untuk menyerasikan antara faktor
manusia, faktor pekerjaan dan faktor lingkungan. Dengan bekerja secara ergonomis
diperoleh rasa nyaman dalam bekerja, terhindarnya kelelahan, terhindar dari gerakan
dan upaya yang tidak perlu serta upaya melaksanakan pekerjaan menjadi lebih ringan
dengan hasil yang sebesar-besarnya (Soedirman,1989). Upaya pencapaian keselamatan
dan kesehatan kerja tidak lepas dari peran
ergonomi, karena ergonomi berkaitan dengan
orang yang bekerja, selain dalam rangka
efektivitas dan efisiensi kerja (Sedarmayanti,
1996).
Pekerjaan pemindahan material secara manual, yang terdiri dari aktivitas mengangkat, menurunkan, mendorong, menarik
dan membawa merupakan sumber utama
komplain karyawan di industri (Ayoub &
Dampsey, 1999). Akibat yang ditimbulkan
dari aktivitas MMH yang tidak benar salah
satunya adalah keluhan muskoloskeletal, yaitu keluhan pada bagian-bagian otot skeletal
yang dirasakan oleh seseorang mulai dari
keluhan yang sangat ringan sampai sangat
sakit. Apabila otot menerima beban statis
310
Lukman Handoko, Analisa Aktivitas Manual Material Handling...
secara berulang dalam jangka waktu yang lama akan dapat menyebabkan keluhan berupa
kerusakan pada sendi, ligamen dan tendon.
Keluhan inilah yang biasanya disebut sebagai
musculoskeletal disorder (MSDs) atau
cedera pada sistem musculoskeletal
(Grandjean, 1993). Maka, aktivitas MMH
dengan posisi tubuh membungkuk dengan
dilakukan secara berulang-ulang merupakan
salah satu sikap kerja yang tidak baik
sehingga berdampak terjadinya cidera pada
tulang belakang.
Salah satu masalah ergonomi yang
terjadi adalah pada pekerja bidang angkatangkut adalah nyeri pada otot punggung yang
digunakan untuk bekerja. Keluhan yang
biasa diderita pekerja dibidang angkat-angkut adalah pada sistem muskuloskeletal.
Keluhan muskuloskeletal adalah keluhan pada bagian-bagian otot skeletal yang dirasakan
oleh seseorang mulai dari keluhan sangat
ringan sampai sangat sakit. Apabila otot
menerima beban statis secara berulang dan
dalam waktu yang lama, akan dapat menyebabkan keluhan berupa kerusakan pada
sendi, ligamen dan tendon. Keluhan hingga
kerusakan inilah yang biasanya diistilahkan
dengan musculoskeletal disorders (MSDs)
atau cedera pada system muskuloskeletal
(Grandjean, 1993; Lemasters, 1996). Bagian
otot yang sering dikeluhkan adalah otot rangka (skeletal) yang meliputi otot leher, bahu,
lengan, tangan, jari, punggung, pinggang dan
otot-otot bagian bawah.
Data Departemen Tenaga Kerja
Amerika Serikat (Accident Facts, 1990), cedera tulang belakang adalah salah satu yang
paling umum terjadi (22% dari semua kecelakaan kerja yang terjadi) dan paling banyak
membutuhkan biaya untuk pengobatannya.
Salah satu penyebab dari cedera ini adalah
overload yang dipikul oleh tulang belakang
(> 60%) dan 60% dari overload ini
disebabkan oleh pekerjaan mengangkat
barang, 20% pekerjaan mendorong atau
menarik barang dan 20% akibat membawa
barang. Disamping itu juga dilaporkan bahwa 25% kecelakaan disebabkan karena aktivitas angkat-angkut; 50-60% cedera pinggang disebabkan karena aktivitas mengangkat dan menurunkan material (Pulat,1992).
Pekerja yang mengangkat beban berat akan
mengalami kemungkinan cedera punggung 8
kali lipat dari pekerja yang hanya mengangkat barang secara tidak terus menerus.
Oleh karena itu dibutuhkan adanya penerapan prinsip-prinsip ergonomi pada pekerjaan
yang menggunakan kemampuan otot.
Penelitian ini dilaksanakan dengan
melakukan pengamatan pada salah satu
posisi pengangkatan yang dilakukan dalam
kegiatan angkat angkut di Gudang Persediaan Pupuk. Kegiatan utamanya adalah
bongkar muat pupuk dengan jumlah pekerja
25 orang. Kegiatan ini dilakukan setiap hari,
bongkar muat per harinya rata-rata 300 ton
pupuk, dengan rincian 150 ton bongkar dan
150 ton muat. Pupuk di kemas dalam karung
plastik, berat per karungnya 50 kg. Bongkar
muat pupuk ini dilakukan secara manual yaitu dengan cara dipanggul dengan jarak kurang lebih 10 m. Apabila rata-rata per hari kegiatan bongkar muat 300 ton, maka beban
angkat yang dikenakan pada satu orang
pekerja adalah 12 ton, dengan frekuensi 240
kali pengangkatan per hari.
Adapun tujuan dari penelitian ini
adalah melakukan studi yang mendalam pada
pembebanan bagian tubuh dan mencari stress
pada bagian tubuh yang penting dan dampak
yang ditimbulkan oleh aktivitas manual
material handling bongkar muat pupuk
METODE PENELITIAN
311
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 5, NO. 1, APRIL 2016
Dalam penelitian ini, obyek pengamatan dan penelitiannya adalah aktivitas
manual material handling bongkar muat
pupuk, yaitu dengan melakukan pendekatan
biomekanika dengan Metode Chaffin.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil pengamatan pada objek penelitin aktivitas manual material handling
bongkar muat pupuk didapatkan posisi mengangkat yang dilakukan adalah sebagai mana ditunjukkan dalam Gambar 1.
Gambar 2 Postur Operator Saat Membawa
Beban (Gaya Vertikal)
Tabel 1 Data Segmen Tubuh obyek pengamatan
aktivitas manual material handling.
Joint
Head
Neck
Shoulders
Elbow
Wrist
Lower Back
Pelvis
Hip
Knee
Ankle
Segment
Head
Neck
Upperarm
Forearm
Hand
Chest
Abdomen
Leg
Lower leg
Foot
Length
(m)
0,1893
0,0673
0,2710
0,2441
0,1826
0,3518
0,1778
0,4075
0,3950
0,0894
Weight
(kg)
4,705
0,98
1,585
1,22
0,515
17,63
10,65
8,305
3,505
0,885
Rotation
(0)
0
0
15,66
19,07
17,25
55
0
7,83
7,83
7,83
Tabel 2 Lokasi Pusat Massa Segmen Tubuh
Sample size
Head
Trunk
Total arm
Upper arm
Gambar 1 Obyek Pengamatan Aktivitas Manual
Material Handling
Berdasarkan gambar di atas didapatkan beberapa data yang berhubungan dengan
objek pengamatan dengan link kaku.
Forearm and
hand
Forearm
Hand
Total leg
Thigh
Calf and foot
Calf
Foot
Total body
1*
2
36.2 %
44.8
42.0
39.7
48.9
43.4
44.4
58.6
2*
3
47.0
%
47.2
%
42.1
44.0
52.4
42.0
44.4
-
Sumber : Kroemer, K., et al., (1994)
Ket : 1* Harles (1860) 2* Braune and Fiscer (1889)
3* Fiscer (1906) 4* Depster (1995)
5* Clauser Mc Convile and Young (1969)
60o
40o
200
210o
o
50o
3*
4*
5*
1
8
13
- 43.3 % 46.6 %
38.0
44.6
41.3
45.0
43.6
51.3
46.2
67.7
62.6
41.2
43.6
53.7
43.3
-
43.0
49.4
43.3
43.3
43.7
43.3
42.9
-
39.0
18.0
38.2
37.2
47.5
37.1
44.9
58.8 %
312
Lukman Handoko, Analisa Aktivitas Manual Material Handling...
Tabel 3 Panjang centre of graffiti dari segment
menurut Cluser Mc Convile and Young
(1969)
CoG
Segment
Length (m)
%
m
Head
0,1893
46,6
0,0882
Neck
0,0673
38
0,0256
Upperarm
0,271
51,3
0,1390
Forearm
0,2441
39
0,0952
Hand
0,1826
18
0,0329
Chest
0,3518
49,9
0,1755
Abdomen
0,1778
49,9
0,0887
Leg
0,4075
37,2
0,1516
Lower leg
0,395
37,1
0,1465
Foot
0,0894
44,9
0,0401
Analisis Biomekanika
Perhitungan biomekanika didasarkan
pada analisis aktivitas manual material
handling dengan perhitungan per segment.
Segment Tangan
Diagram bebas untuk segmen tangan
seperti pada gambar berikut.
Segment Lengan Bawah
B= Pergelangan tangan
C= Siku
FB
B
µB
SLB
FBC
C
FC
Gambar 4 Segment Lengan Bawah
A= Telapak Tangan
B= Pergelangan tangan
FA
A
SL
FB
FAB
B
Gambar 3 Segment Tangan
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 5, NO. 1, APRIL 2016
313
Segment Lengan Atas
C= Siku
D= Bahu
FC
C
µC
0
SLC
D
FCD
FD
Gambar 5 Segment Lengan Atas
3,05 N
Segment Punggung
Fo
µD
D
FD
AA
= luas diafragma = 465 cm2
Tekanan perut (PA) dan gaya perut (FA):
SLD
E
Lebih lanjut, akan dispesifikasikan perhitungan gaya dan momen pada segmen L5/S1
sesuai dengan model dari Chaffin. Menurut
NIOSH, untuk menghindari terjadinya back
injury maka gaya tekan/ kompresi pada L5/
S1 harus kurang dari 6500N (MPL). Sedangkan batasan gaya angkat normal (Action
Limit) adalah sebesar 3500N. Jika FC < AL,
maka aktivitas tersebut dikategorikan aman.
Jika AL < FC < MPL, maka aktivitas tersebut
dikategorikan perlu berhati-hati. Dan jika
FC > MPL, maka aktivitas tersebut
dikategorikan berbahaya. Untuk mengetahui jenis kategori tersebut, maka dilakukan
perhitungan gaya tekan/ kompresi pada L5/
S1 sebagai berikut.
Data-data yang diketahui, adalah:
H
= sudut inklinasi perut = 54O
T
= sudut inklinasi paha = 30,5O
M(L5/S1)= momen resultan pada L5/S1=
FDE
FE
Gambar 6 Segment Punggung
314
Lukman Handoko, Analisa Aktivitas Manual Material Handling...
Gaya otot pada spinal erector (FM)
Gaya keseluruhan yang terjadi (Ftot)
Gaya tekan/ kompresi pada L5/S1 (FC)
Pemindahan material seperti dilakukan oleh para pekerja dalam melakukan
aktifitas kerjanya mengandalkan kekuatan fisik selama rentang waktu tertentu. Untuk mengetahui batas angkat dilakukan dengan
menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan (compression load)
pada intervertebrae disc antara lumbar nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan maka
gaya tekan pada L5/S1 yang timbul akibat
beban 50 kg dianggap beban merata adalah
N. Berdasarkan standar NIOSH (The
National Institute for Occupational Safety
and Health) besarnya nilai Maximum
Permisible Limit (MPL) adalah sebesar 6370
N. Dengan demikian aktifitas yang dilakukan
oleh pekerja angkat dalam melakukan
pekerjaannya dalam kategori kurang aman
karena gaya kompresi untuk beban di atas
MPL.
Analisa Denyut Jantung dan Konsumsi
Energi Untuk Menentukan Lama Waktu
Istirahat.
Menurut Nurmianto (1996), unit satuan kilokalori adalah merupakan satuan dari
energi pada beberapa literatur ergonomi.
Dalam satuan SI (Standar Internasional)
didapat bahwa 1 kilokalori(Kkal) = 4,2 kilojoule (kJ). Konversi konsumsi energi diukur
dalam satuan Watt (1 Watt = 1 joule/ second).
Untuk mengkonversi satuan energi ini maka
1 liter oksigen akan memberikan 4,8 Kkal
energy yang setara dengan 20 kJ, atau 1 liter
O2 menghasilkan 4,8 Kkal energi = 20 kJ.
Metabolisme basal adalah konsumsi
energi secara konstan pada saat istirahat
dengan perut pada keadaan kosong. Yang
mana tergantung pada ukuran, berat badan
dan jenis kelamin. Untuk pria dengan ukuran
70 kg membutuhkan 1700 Kkal per 24 jam
dan untuk wanita dengan berat badan 60 kg
membutuhkan 1400 Kkal per 24 jam. Pada
kondisi metabolism basal ini hampir semua
energi kimia dari zat makanan dikonversikan
menjadi panas. Aktifitas seharian juga
mengkonsumsi energi rata-rata, konsumsi
energinya adalah 600 Kkal untuk pria dan
500-550 Kkal untuk wanita.
Perhitungan Kebutuhan Energi
Dilakukan dengan mengkonversikan
denyut jantung (denyut/menit) ke kebutuhan
energi (Kkal/menit) dengan:
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10-4 X2
Dimana:
Y: Energi (Kkal/menit)
X: Kecepatan denyut jantung (denyut/menit)
Diketahui X denyut jantung:
HR Normal = 83
HR Selama Kerja = 103
HR selama Istirahat = 84
X = 103 (Kecepatan Denyut Nadi Kerja
(Beat/Min)
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10 -4 X2
Y = 1,80411- 0,022038 x 103 + 4,71733 x
10 -4 (103)2
Y = 1,80411-2,269914 + 5,009615
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 5, NO. 1, APRIL 2016
Y = 4,538811 Kkal/Min
Jadi pengeluaran energi setelah kerja (Et)
adalah 4,54 Kkal/Min.
X = 84 (Kecepatan Denyut Nadi Istirahat
(Beat/Min))
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10 -4 X2
Y = 1,80411 - 0,0229038 (84) + 4,71733 x
10 -4 (84)2
Y = 1,80411 – 1,9239192 + 3,328548
Y = 3,209 KKal/Min
Jadi pengeluaran energi saat istirahat (Ei)
adalah 3.209 Kkal/Min. Selanjutnya dilakukan perhitungan pengeluaran energy dengan
menggunakan:
Ke= Et – Ei
Dimana :
Ke = Konsumsi Energi (Kkal/Min)
Et = Pengeluaran energi setelah kerja
(Kkal/Min)
Ei = Pengeluaran energi saat istirahat
(Kkal/Min)
Ke = Et – Ei
Ke = 4,54 – 3,21
Ke = 1,32 KKal/Min
Kemudian perhitungan konsumsi
energi dikonversikan kedalam kebutuhan
waktu istirahat dengan menggunakan persamaan Murrel (Pullat,1992) sebagai berikut.
Rt = 0 ...................................... K
309
ANALISA AKTIVITAS MANUAL MATERIAL HANDLING
PENGANGKATAN PUPUK DARI TINJAUAN ERGONOMI
Oleh:
Lukman Handoko
Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja
Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Email: aluk96@yahoo.com
Abstrak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi tingkat keluhan,
mengidentifikasi berat beban dan menilai kelayakan usulan alternatif perbaikan sistem kerja. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengamatan pada salah satu posisi kerja pada aktivitas pengangkutan manual pupuk, identifikasi beban angkat angkut menggunakan Metode Biomekanika Chaffin. Melakukan perhitungan compression load pada aktifitas pemindahan material
oleh para pekerja dengan menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan
(compression load ) pada intervertebrae disc antara lumba r nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1
selanjutnya dibandingkan dengan standar NIOSH (The National Institute for Occupational Safety
and Health) untuk Maximum Permisible Limit (MPL) selanjutnya dilihat apakah dibawah standart
atau diatas standart yang digunakan untuk menilai apakah suatu aktifitas tersebut aman atau tidak.
Berdasarkan perhitungan compression load pada aktifitas pemindahan material oleh para pekerja
dengan menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan (compression load )
pada intervertebrae disc antara lumba r nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1. Berdasarkan
perhitungan yang dilakukan maka gaya tekan pada L5/S1 yang timbul akibat beban 50 kg adalah
14989 N Berdasarkan standar NIOSH besarnya nilai MPL adalah sebesar 6370 N. Dengan demikian
aktifitas yang dilakukan oleh pekerja angkat dalam melakukan pekerjaannya dalam kategori kurang
aman karena gaya kompresi untuk beban di atas MPL. Berdasarkan perhitungan nilai Konsumsi
Energi (Ke ) 1,32 Kkal/Min < 5 yaitu energi yang dikeluarkan selama bekerja kurang dari nilai
standar energi yang dikeluarkan oleh pria yaitu (5 Kkal/Min) maka waktu istirahat (Rt = 0 menit).
Untuk saat ini waktu istirahat yang ada (Rt= 60 menit) cukup memadai sehingga tidak perlu
dilakukan penambahan waktu istirahat lagi.
Kata kunci: biomekanika, compression load , manual material handling, maximum permisible limit
Ergonomi sebagai salah satu ilmu yang berusaha untuk menyerasikan antara faktor
manusia, faktor pekerjaan dan faktor lingkungan. Dengan bekerja secara ergonomis
diperoleh rasa nyaman dalam bekerja, terhindarnya kelelahan, terhindar dari gerakan
dan upaya yang tidak perlu serta upaya melaksanakan pekerjaan menjadi lebih ringan
dengan hasil yang sebesar-besarnya (Soedirman,1989). Upaya pencapaian keselamatan
dan kesehatan kerja tidak lepas dari peran
ergonomi, karena ergonomi berkaitan dengan
orang yang bekerja, selain dalam rangka
efektivitas dan efisiensi kerja (Sedarmayanti,
1996).
Pekerjaan pemindahan material secara manual, yang terdiri dari aktivitas mengangkat, menurunkan, mendorong, menarik
dan membawa merupakan sumber utama
komplain karyawan di industri (Ayoub &
Dampsey, 1999). Akibat yang ditimbulkan
dari aktivitas MMH yang tidak benar salah
satunya adalah keluhan muskoloskeletal, yaitu keluhan pada bagian-bagian otot skeletal
yang dirasakan oleh seseorang mulai dari
keluhan yang sangat ringan sampai sangat
sakit. Apabila otot menerima beban statis
310
Lukman Handoko, Analisa Aktivitas Manual Material Handling...
secara berulang dalam jangka waktu yang lama akan dapat menyebabkan keluhan berupa
kerusakan pada sendi, ligamen dan tendon.
Keluhan inilah yang biasanya disebut sebagai
musculoskeletal disorder (MSDs) atau
cedera pada sistem musculoskeletal
(Grandjean, 1993). Maka, aktivitas MMH
dengan posisi tubuh membungkuk dengan
dilakukan secara berulang-ulang merupakan
salah satu sikap kerja yang tidak baik
sehingga berdampak terjadinya cidera pada
tulang belakang.
Salah satu masalah ergonomi yang
terjadi adalah pada pekerja bidang angkatangkut adalah nyeri pada otot punggung yang
digunakan untuk bekerja. Keluhan yang
biasa diderita pekerja dibidang angkat-angkut adalah pada sistem muskuloskeletal.
Keluhan muskuloskeletal adalah keluhan pada bagian-bagian otot skeletal yang dirasakan
oleh seseorang mulai dari keluhan sangat
ringan sampai sangat sakit. Apabila otot
menerima beban statis secara berulang dan
dalam waktu yang lama, akan dapat menyebabkan keluhan berupa kerusakan pada
sendi, ligamen dan tendon. Keluhan hingga
kerusakan inilah yang biasanya diistilahkan
dengan musculoskeletal disorders (MSDs)
atau cedera pada system muskuloskeletal
(Grandjean, 1993; Lemasters, 1996). Bagian
otot yang sering dikeluhkan adalah otot rangka (skeletal) yang meliputi otot leher, bahu,
lengan, tangan, jari, punggung, pinggang dan
otot-otot bagian bawah.
Data Departemen Tenaga Kerja
Amerika Serikat (Accident Facts, 1990), cedera tulang belakang adalah salah satu yang
paling umum terjadi (22% dari semua kecelakaan kerja yang terjadi) dan paling banyak
membutuhkan biaya untuk pengobatannya.
Salah satu penyebab dari cedera ini adalah
overload yang dipikul oleh tulang belakang
(> 60%) dan 60% dari overload ini
disebabkan oleh pekerjaan mengangkat
barang, 20% pekerjaan mendorong atau
menarik barang dan 20% akibat membawa
barang. Disamping itu juga dilaporkan bahwa 25% kecelakaan disebabkan karena aktivitas angkat-angkut; 50-60% cedera pinggang disebabkan karena aktivitas mengangkat dan menurunkan material (Pulat,1992).
Pekerja yang mengangkat beban berat akan
mengalami kemungkinan cedera punggung 8
kali lipat dari pekerja yang hanya mengangkat barang secara tidak terus menerus.
Oleh karena itu dibutuhkan adanya penerapan prinsip-prinsip ergonomi pada pekerjaan
yang menggunakan kemampuan otot.
Penelitian ini dilaksanakan dengan
melakukan pengamatan pada salah satu
posisi pengangkatan yang dilakukan dalam
kegiatan angkat angkut di Gudang Persediaan Pupuk. Kegiatan utamanya adalah
bongkar muat pupuk dengan jumlah pekerja
25 orang. Kegiatan ini dilakukan setiap hari,
bongkar muat per harinya rata-rata 300 ton
pupuk, dengan rincian 150 ton bongkar dan
150 ton muat. Pupuk di kemas dalam karung
plastik, berat per karungnya 50 kg. Bongkar
muat pupuk ini dilakukan secara manual yaitu dengan cara dipanggul dengan jarak kurang lebih 10 m. Apabila rata-rata per hari kegiatan bongkar muat 300 ton, maka beban
angkat yang dikenakan pada satu orang
pekerja adalah 12 ton, dengan frekuensi 240
kali pengangkatan per hari.
Adapun tujuan dari penelitian ini
adalah melakukan studi yang mendalam pada
pembebanan bagian tubuh dan mencari stress
pada bagian tubuh yang penting dan dampak
yang ditimbulkan oleh aktivitas manual
material handling bongkar muat pupuk
METODE PENELITIAN
311
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 5, NO. 1, APRIL 2016
Dalam penelitian ini, obyek pengamatan dan penelitiannya adalah aktivitas
manual material handling bongkar muat
pupuk, yaitu dengan melakukan pendekatan
biomekanika dengan Metode Chaffin.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil pengamatan pada objek penelitin aktivitas manual material handling
bongkar muat pupuk didapatkan posisi mengangkat yang dilakukan adalah sebagai mana ditunjukkan dalam Gambar 1.
Gambar 2 Postur Operator Saat Membawa
Beban (Gaya Vertikal)
Tabel 1 Data Segmen Tubuh obyek pengamatan
aktivitas manual material handling.
Joint
Head
Neck
Shoulders
Elbow
Wrist
Lower Back
Pelvis
Hip
Knee
Ankle
Segment
Head
Neck
Upperarm
Forearm
Hand
Chest
Abdomen
Leg
Lower leg
Foot
Length
(m)
0,1893
0,0673
0,2710
0,2441
0,1826
0,3518
0,1778
0,4075
0,3950
0,0894
Weight
(kg)
4,705
0,98
1,585
1,22
0,515
17,63
10,65
8,305
3,505
0,885
Rotation
(0)
0
0
15,66
19,07
17,25
55
0
7,83
7,83
7,83
Tabel 2 Lokasi Pusat Massa Segmen Tubuh
Sample size
Head
Trunk
Total arm
Upper arm
Gambar 1 Obyek Pengamatan Aktivitas Manual
Material Handling
Berdasarkan gambar di atas didapatkan beberapa data yang berhubungan dengan
objek pengamatan dengan link kaku.
Forearm and
hand
Forearm
Hand
Total leg
Thigh
Calf and foot
Calf
Foot
Total body
1*
2
36.2 %
44.8
42.0
39.7
48.9
43.4
44.4
58.6
2*
3
47.0
%
47.2
%
42.1
44.0
52.4
42.0
44.4
-
Sumber : Kroemer, K., et al., (1994)
Ket : 1* Harles (1860) 2* Braune and Fiscer (1889)
3* Fiscer (1906) 4* Depster (1995)
5* Clauser Mc Convile and Young (1969)
60o
40o
200
210o
o
50o
3*
4*
5*
1
8
13
- 43.3 % 46.6 %
38.0
44.6
41.3
45.0
43.6
51.3
46.2
67.7
62.6
41.2
43.6
53.7
43.3
-
43.0
49.4
43.3
43.3
43.7
43.3
42.9
-
39.0
18.0
38.2
37.2
47.5
37.1
44.9
58.8 %
312
Lukman Handoko, Analisa Aktivitas Manual Material Handling...
Tabel 3 Panjang centre of graffiti dari segment
menurut Cluser Mc Convile and Young
(1969)
CoG
Segment
Length (m)
%
m
Head
0,1893
46,6
0,0882
Neck
0,0673
38
0,0256
Upperarm
0,271
51,3
0,1390
Forearm
0,2441
39
0,0952
Hand
0,1826
18
0,0329
Chest
0,3518
49,9
0,1755
Abdomen
0,1778
49,9
0,0887
Leg
0,4075
37,2
0,1516
Lower leg
0,395
37,1
0,1465
Foot
0,0894
44,9
0,0401
Analisis Biomekanika
Perhitungan biomekanika didasarkan
pada analisis aktivitas manual material
handling dengan perhitungan per segment.
Segment Tangan
Diagram bebas untuk segmen tangan
seperti pada gambar berikut.
Segment Lengan Bawah
B= Pergelangan tangan
C= Siku
FB
B
µB
SLB
FBC
C
FC
Gambar 4 Segment Lengan Bawah
A= Telapak Tangan
B= Pergelangan tangan
FA
A
SL
FB
FAB
B
Gambar 3 Segment Tangan
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 5, NO. 1, APRIL 2016
313
Segment Lengan Atas
C= Siku
D= Bahu
FC
C
µC
0
SLC
D
FCD
FD
Gambar 5 Segment Lengan Atas
3,05 N
Segment Punggung
Fo
µD
D
FD
AA
= luas diafragma = 465 cm2
Tekanan perut (PA) dan gaya perut (FA):
SLD
E
Lebih lanjut, akan dispesifikasikan perhitungan gaya dan momen pada segmen L5/S1
sesuai dengan model dari Chaffin. Menurut
NIOSH, untuk menghindari terjadinya back
injury maka gaya tekan/ kompresi pada L5/
S1 harus kurang dari 6500N (MPL). Sedangkan batasan gaya angkat normal (Action
Limit) adalah sebesar 3500N. Jika FC < AL,
maka aktivitas tersebut dikategorikan aman.
Jika AL < FC < MPL, maka aktivitas tersebut
dikategorikan perlu berhati-hati. Dan jika
FC > MPL, maka aktivitas tersebut
dikategorikan berbahaya. Untuk mengetahui jenis kategori tersebut, maka dilakukan
perhitungan gaya tekan/ kompresi pada L5/
S1 sebagai berikut.
Data-data yang diketahui, adalah:
H
= sudut inklinasi perut = 54O
T
= sudut inklinasi paha = 30,5O
M(L5/S1)= momen resultan pada L5/S1=
FDE
FE
Gambar 6 Segment Punggung
314
Lukman Handoko, Analisa Aktivitas Manual Material Handling...
Gaya otot pada spinal erector (FM)
Gaya keseluruhan yang terjadi (Ftot)
Gaya tekan/ kompresi pada L5/S1 (FC)
Pemindahan material seperti dilakukan oleh para pekerja dalam melakukan
aktifitas kerjanya mengandalkan kekuatan fisik selama rentang waktu tertentu. Untuk mengetahui batas angkat dilakukan dengan
menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan (compression load)
pada intervertebrae disc antara lumbar nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan maka
gaya tekan pada L5/S1 yang timbul akibat
beban 50 kg dianggap beban merata adalah
N. Berdasarkan standar NIOSH (The
National Institute for Occupational Safety
and Health) besarnya nilai Maximum
Permisible Limit (MPL) adalah sebesar 6370
N. Dengan demikian aktifitas yang dilakukan
oleh pekerja angkat dalam melakukan
pekerjaannya dalam kategori kurang aman
karena gaya kompresi untuk beban di atas
MPL.
Analisa Denyut Jantung dan Konsumsi
Energi Untuk Menentukan Lama Waktu
Istirahat.
Menurut Nurmianto (1996), unit satuan kilokalori adalah merupakan satuan dari
energi pada beberapa literatur ergonomi.
Dalam satuan SI (Standar Internasional)
didapat bahwa 1 kilokalori(Kkal) = 4,2 kilojoule (kJ). Konversi konsumsi energi diukur
dalam satuan Watt (1 Watt = 1 joule/ second).
Untuk mengkonversi satuan energi ini maka
1 liter oksigen akan memberikan 4,8 Kkal
energy yang setara dengan 20 kJ, atau 1 liter
O2 menghasilkan 4,8 Kkal energi = 20 kJ.
Metabolisme basal adalah konsumsi
energi secara konstan pada saat istirahat
dengan perut pada keadaan kosong. Yang
mana tergantung pada ukuran, berat badan
dan jenis kelamin. Untuk pria dengan ukuran
70 kg membutuhkan 1700 Kkal per 24 jam
dan untuk wanita dengan berat badan 60 kg
membutuhkan 1400 Kkal per 24 jam. Pada
kondisi metabolism basal ini hampir semua
energi kimia dari zat makanan dikonversikan
menjadi panas. Aktifitas seharian juga
mengkonsumsi energi rata-rata, konsumsi
energinya adalah 600 Kkal untuk pria dan
500-550 Kkal untuk wanita.
Perhitungan Kebutuhan Energi
Dilakukan dengan mengkonversikan
denyut jantung (denyut/menit) ke kebutuhan
energi (Kkal/menit) dengan:
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10-4 X2
Dimana:
Y: Energi (Kkal/menit)
X: Kecepatan denyut jantung (denyut/menit)
Diketahui X denyut jantung:
HR Normal = 83
HR Selama Kerja = 103
HR selama Istirahat = 84
X = 103 (Kecepatan Denyut Nadi Kerja
(Beat/Min)
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10 -4 X2
Y = 1,80411- 0,022038 x 103 + 4,71733 x
10 -4 (103)2
Y = 1,80411-2,269914 + 5,009615
JURNAL PENDIDIKAN PROFESIONAL, VOLUME 5, NO. 1, APRIL 2016
Y = 4,538811 Kkal/Min
Jadi pengeluaran energi setelah kerja (Et)
adalah 4,54 Kkal/Min.
X = 84 (Kecepatan Denyut Nadi Istirahat
(Beat/Min))
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10 -4 X2
Y = 1,80411 - 0,0229038 (84) + 4,71733 x
10 -4 (84)2
Y = 1,80411 – 1,9239192 + 3,328548
Y = 3,209 KKal/Min
Jadi pengeluaran energi saat istirahat (Ei)
adalah 3.209 Kkal/Min. Selanjutnya dilakukan perhitungan pengeluaran energy dengan
menggunakan:
Ke= Et – Ei
Dimana :
Ke = Konsumsi Energi (Kkal/Min)
Et = Pengeluaran energi setelah kerja
(Kkal/Min)
Ei = Pengeluaran energi saat istirahat
(Kkal/Min)
Ke = Et – Ei
Ke = 4,54 – 3,21
Ke = 1,32 KKal/Min
Kemudian perhitungan konsumsi
energi dikonversikan kedalam kebutuhan
waktu istirahat dengan menggunakan persamaan Murrel (Pullat,1992) sebagai berikut.
Rt = 0 ...................................... K