GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
3.3. Beban Angkat 1 Biomekanika
3.3.3. Analisis Beban Angkat dengan NIOSH Lifting Equation
Metode analitik ini direkomendasikan oleh NIOSH untuk pekerjaan mengangkat. NIOSH memberikan cara sederhana untuk mengestimasi kemungkinan terjadinya peregangan otot yang berlebihan atas dasar kerakteristik pekerjaan yaitu dengan menghitung Recommended Weight Limit (RWL) dan Lifting Index (LI).
RWL adalah ukuran berat beban yang masih aman untuk dikerjakan oleh pekerja dalam waktu tertentu tanpa peningkatan gangguan sakit pinggang (low back pain) (Thomas R. Waters; 1993). RWL dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
RWL = LC x HM x VM x DM x AM x FM x CM Dimana:
RWL = Batas beban yang direkomendasikan LC = Konstanta pembebanan = 23
HM = Faktor pengali horizontal = 25/H
VM = Faktor pengali vertikal = 1 – 0,003 [V – 75] DM = Faktor pengali perpindahan = 0,82 + 4,5/D AM = Faktor pengali asimetrik = 1 – 0,0032A (0) FM = Faktor pengali frekuensi
CM = Faktor pengal kopling
- Cara Pengukuran Faktor yang Mepengaruhi Nilai RWL
Menurut Thomas R. Waters (1993), faktor yang mempengaruhi nilai beban angkat dapat diukur dengan cara yang akan diterangkan sebagai berikut. H = Jarak horizontal antara posisi tangan yang memegang beban dengan titik pusat tubuh, pengukuran ini dilakukan pada saat awal dan akhir benda. Jarak horizontal dapt diukur dengan satuan inch ataupun cm. Nilai HM dari H dapat dilihat pada Tabel 3.14.
Tabel 3.14. Faktor Pengali Horizontal
nilai HM H (inch) HM H (cm) HM 10 1.00 25 1.00 11 .91 28 .89 12 .83 30 .83 13 .77 32 .78 14 .71 34 .74 15 .67 36 .69 16 .63 38 .66 17 .59 40 .63 18 .56 42 .60 19 .53 44 .57 20 .50 46 .54 21 .48 48 .52 22 .46 50 .50 23 .44 52 .48 24 .42 54 .46 25 .40 56 .45 >25 .00 58 .43 60 .42 63 .40 >63 .00
V = Jarak posisi tangan yang memegang beban terhadap lantai, pengukuran ini dilakukan pada saat awal dan akhir benda. Jarak vertikal dapat diukur dengan satuan inch ataupun cm. Nilai VM dari V dapat dilihat pada Tabel 3.15.
Tabel 3.15. Faktor Pengali Vertikal
nilai VM V (inch) VM V (cm) VM 0 .78 0 .78 5 .81 10 .81 10 .85 20 .84 15 .89 30 .87 20 .93 40 .90 25 .96 50 .93 30 1.00 60 .96 35 .96 70 .99 40 .93 80 .99 45 .89 90 .96 50 .85 100 .93 55 .81 110 .90 60 .78 120 .87 65 .74 130 .84 70 .70 140 .81 >70 .00 150 .78 .00 160 .75 170 .75 175 .70 >175 .00
Sumber:Occupational Ergonomic ”Waldemar Karwowski; 2003
D = Jarak perpindahan beban secara vertikal antara tempat asal sampai tujuan yang dapat diukur dengan satuan inch ataupun cm. Nilai DM dari D dapat dilihat pada Tabel 3.16.
Tabel 3.16. Faktor Pengali Perpindahan nilai DM D (inch) DM D (cm) DM 10 1.00 25 1.00 15 .94 40 .93 20 .91 55 .90 25 .89 70 .88 30 .88 85 .87 35 .87 100 .87 40 .87 115 .86 45 .86 130 .86 50 .86 145 .85 55 .85 160 .85 60 .85 175 .85 70 .85 >175 .00 >70 .00
Sumber:Occupational Ergonomic ”Waldemar Karwowski; 2003
A = Sudut asimetrik putaran yang dibentuk antara tangan dan kaki, pengukuran ini dilakukan pada saat awal dan akhir. Nilai AM dari A dapat dilihat pada Tabel 3.17.
Tabel 3.17. Faktor Pengali Asimetrik
A (0) AM 0 1.00 15 .95 30 .90 45 .86 60 .81 75 .76 90 .71 105 .66 120 .62
Tabel 3.17. Faktor ... (lanjutan)
A (0) AM
135 .57 >135 .00
Sumber:Occupational Ergonomic ”Waldemar Karwowski; 2003
F = Frekuensi rata-rata pengngkatan dalam satuan waktu pengangkatan/menit. Durasi yang digunakan = 1 jam, = 2 jam, atau = 8 jam, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 3.18.
Tabel 3.18. Faktor Pengali Frekuensi
Frek. Lift/min
Work Duration
≤ 1 jam 1 - 2 jam 2 - 8 jam V < 75 V ≥ 75 V < 75 V ≥ 75 V < 75 V ≥ 75 0.2 1.00 1.00 0.95 0.95 0.85 0.85 0.5 0.97 0.97 0.92 0.92 0.81 0.81 1 0.94 0.94 0.88 0.88 0.75 0.75 2 0.91 0.91 0.84 0.84 0.65 0.65 3 0.88 0.88 0.79 0.79 0.55 0.55 4 0.84 0.84 0.72 0.72 0.45 0.45 5 0.80 0.80 0.60 0.60 0.35 0.35 6 0.75 0.75 0.50 0.50 0.27 0.27
Tabel 3.18. Faktor ... (lanjutan)
Frek. Lift/min
Work Duration
≤ 1 jam 1 - 2 jam 2 - 8 jam V < 75 V ≥ 75 V < 75 V ≥ 75 V < 75 V ≥ 75 7 0.70 0.70 0.42 0.42 0.22 0.22 8 0.60 0.60 0.35 0.35 0.18 0.18 9 0.52 0.52 0.30 0.30 0.00 0.15 10 0.45 0.45 0.26 0.26 0.00 0.13 11 0.41 0.41 0.00 0.23 0.00 0.00 12 0.37 0.37 0.00 0.21 0.00 0.00 13 0.00 0.34 0.00 0.00 0.00 0.00 14 0.00 0.31 0.00 0.00 0.00 0.00 15 0.00 0.28 0.00 0.00 0.00 0.00 >15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Sumber:Occupational Ergonomic ”Waldemar Karwowski; 2003
C = Kualitas dari tempat pegangan tangan atau handle. Untuk Coupling Multiplier (CM) adalah
1. Kriteria Good, adalah :
a. Kontainer atau box merupakan design optimal, pegangan bahannya tidak licin.
b. Benda yang di dalamnya tidak mudah tumpah c. Tangan dapat dengan nyaman meraih box tersebut. 2. Kriteria fair, adalah :
a. Kontainer atau box tidak mempunyai pegangan b. Tangan tidak dapat meraih dengan mudah 3. Kriteria Poor, adalah :
a. Box tidak mempunyai handle/pegangan b. Sulit dipegang (licin, tajam, dll)
c. Berisi barang yang tidak stabil (pecah, jatuh, tumpah, dll) d. Memerlukan sarung tangan untuk mengangkatnya
Untuk lebih jelasnya dapat diliht pada Tabel 3.19.
Tabel 3.19. Faktor Pengali Kopling Coupling Type V < 75 cm V ≥ 75 cm Good 1.00 1.00 Fair 0.95 1.00 Poor 0.90 0.90
Sumber:Occupational Ergonomic ”Waldemar Karwowski; 2003
Setelah nilai RWL diketahui, selanjutnya perhitungan Lifting Index, untuk mengetahui indeks pengangkatan yang tidak mengandung resiko cidera tulang belakang, dengan persamaan:
RWL beban berar LI
Jika LI > 1, maka beban yang diangkat lebih besar dari pada berat beban yang direkomendasikan sehingga aktivitas tersebut mengandung resiko cidera tulang belakang.
Jika LI < 1, maka beban yang diangkat lebih kecil dari pada berat beban yang direkomendasikan sehingga aktivitas tersebut tidak mengandung
resiko cidera tulang belakang (Waters, et al; 1993).
Persamaan pengangkatan NIOSH mempunyai keterbatasan pada kondisi tertentu yaitu sebagai berikut:
1. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan untuk pengangkatan yang menggunakan sati tangan.
2. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan untuk pekerjaan yang lebih dari 8 jam.
3. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan untuk pekerjaan yang duduk atau jongkok.
4. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan untuk tempat kerja yang terbatas. 5. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan untuk objek yang tidak stabil.
6. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan untuk kegiatan membawa, mendorong dan menarik.
7. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan dengan menggunakan alat angkut. 8. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan dengan kecepatan tinggi yang lebih
dari 30 kali/detik.
9. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan bila lantai tempat berpijak licin. 10. Persamaan NIOSH tidak dapat digunakan pada tempat kerja yang mempunyai
3.4. Antropometri
Istilah Antropometri berasal dari kata “anthro” yang berarti manusia dan “metri” yang berarti ukuran. Antropometri dapat diartikan sebagai satu studi yang berkaitan dengan pengukuran dimensi tubuh manusia (Sritomo Wignjosoebroto, 1995). Manusia pada umumnya memiliki bentuk, ukuran, berat dan lain-lain yang berbeda satu dengan lainnya. Data antropometri yang berhasil diperoleh akan diaplikasikan secara luas antara lain dalam hal :
- Perancangan areal kerja (work station, interior mobil, dan lain-lain)
- Perancangan peralatan kerja seperti mesin, equipment, perkakas, dan sebagainya. - Perancangan produk konsumtif seperti pakaian, kursi, meja, komputer, dan lain-
lain.
- Perancangan lingkungan kerja fisik.
Pada dasarnya peralatan kerja yang dibuat dengan mengambil referensi dimensi tubuh tertentu jarang sekali bisa mengakomodasikan seluruh range ukuran tubuh dari populasi yang akan memakainya. Kemampuan penyesuaian (adjustability) suatu produk merupakan satu prasyarat yang sangat penting dalam proses perancangan, terutama untuk produk yang berorientasi ekspor.
Beberapa faktor yang akan mempengaruhi ukuran tubuh manusia dan seorang perancang produk harus memperhatikan faktor tersebut, yaitu :
a) Umur
Secara umum dimensi tubuh manusia akan tumbuh dan bertambah besar dengan bertambahnya umur sejak awal kelahiran sampai dengan umur sekitar 20 tahunan.
b) Jenis kelamin (Sex)
Dimensi ukuran tubuh laki-laki umumnya akan lebih besar dibandingkan dengan ukuran tubuh wanita, kecuali untuk beberapa ukuran tubuh tertentu seperti pinggul, dan sebagainya.
c) Suku/bangsa (Ethnic)
Setiap suku, bangsa ataupun kelompok etnik akan memiliki karekteristik fisik yang akan berbeda satu dengan yang lainnya.
d) Posisi tubuh (Posture)
Posisi tubuh standar harus diterapkan untuk survei pengukuran karena berpengaruh terhadap ukuran tubuh. Pengukuran posisi tubuh dapat dilakukan dengan dua cara pengukuran yaitu:
- Pengukuran dimensi struktur tubuh (Structural Body Dimension).
Posisi tubuh diukur dalam berbagai posisi standar dan tidak bergerak. Istilah lain dari pengukuran tubuh dengan cara ini dikenal dengan “Static Anthropometry”. Ukuran diambil dengan persentil tertentu seperti 5-th, 50-th dan 95-th.
- Pengukuran dimensi fungsional tubuh (Functional Body Dimensions). Disini pengukuran dilakukan terhadap posisi tubuh pada saat melakukan
gerakan tertentu. Hal pokok yang ditekankan dalam pengukuran dimensi fungsional tubuh ini adalah mendapatkan ukuran tubuh yang nantinya berkaitan erat dengan gerakan nyata yang diperlukan tubuh untuk melaksanakan kegiatan tertentu. Cara pengukuran semacam ini juga biasa disebut dengan “Dynamic Anthropometry”.
e) Cacat tubuh
Data antropometri diperlukan untuk perancangan produk bagi orang cacat seperti kursi roda, kaki/tangan palsu, dan lain-lain.
f) Tebal/tipisnya pakaian yang dipakai
Faktor iklim yang berbeda akan memberikan variansi yang berbeda pula dalam bentuk rancangan dan spesifikasi pakaian. Dengan demikian dimensi tubuh orangpun akan berbeda dari satu tempat dengan tempat yang lain. g) Kehamilan (Pregnancy)
Kondisi ini jelas akan mempengaruhi bentuk dan ukuran tubuh (khusus bagi perempuan). Hal tersebut jelas membutuhkan perhatian khusus terhadap produk yang dirancang bagi segmentasi ini.
Agar rancangan suatu produk dapat sesuai dengan ukuran tubuh manusia yang akan mengoperasikannya, maka prinsip penggunaan data antropometri harus sesuai. Prinsip tersebut adalah (Sutalaksana, 1979) :
1. Prinsip Perancangan Produk Bagi Individu Dengan Ukuran Yang Ekstrim. Rancangan produk dibuat agar dapat memenuhi dua sasaran produk, yaitu:
a. Dapat sesuai untuk ukuran tubuh manusia yang mengikuti klasifikasi ekstrim dalam arti terlalu besar atau kecil bila dibandingkan dengan rata- rata.
b. Dapat digunakan untuk memenuhi ukuran tubuh yang lain (mayoritas dari populasi yang ada).
- Dimensi minimum yang ditetapkan dari suatu rancangan produk umumnya didasarkan pada nilai persentil yang terbesar seperti 90-th, 95-th, atau 99-th. Contoh kasus ini dapat dilihat pada penetapan ukuran minimal dari lebar dan tinggi dari pintu darurat, dan lain-lain.
- Dimensi maksimum yang ditetapkan diambil berdasarkan nilai persentil yang terendah, seperti 1-th, 5-th, atau 10-th dari distribusi data antropometri yang ada. Contohnya penetapan jarak jangkau dari suatu mekanisme kontrol yang harus dioperasikan oleh seorang pekerja.
2. Prinsip Perancangan Produk yang Dapat Dioperasikan Pada Rentang Ukuran Tertentu (Adjustable).
Rancangan dapat berubah ukurannya sehingga cukup fleksibel dioperasikan oleh setiap orang yang memiliki berbagai macam ukuran tubuh. Contoh yang paling umum dijumpai adalah perancangan kursi mobil yang letaknya bisa digeser maju dan mundur, begitu juga dengan sandarannya bisa dirubah sudutnya sesuai dengan keinginan. Untuk mendapatkan rancangan yang fleksibel hal semacam ini umumnya mengaplikasikan data antropometri dalam rentang persentil 5-th s/d 95-th.
3. Prinsip Perancangan Produk dengan Ukuran Rata-rata.
Dalam hal ini rancangan produk didasarkan terhadap rata-rata ukuran manusia. Problem pokok yang dihadapi dalam hal ini adalah justru sedikit sekali mereka yang berada dalam ukuran rata-rata.
Berkaitan dengan aplikasi data antropometri yang diperlukan dalam proses perancangan produk ataupun fasilitas kerja, maka ada beberapa
saran/rekomendasi yang bisa diberikan sesuai dengan langkah-langkah sebagai berikut (Sanders dan Mc. Comick, 1987) :
a. Tetapkan anggota tubuh yang mana yang akan difungsikan untuk mengoperasikan rancangan tersebut.
b. Tentukan dimensi tubuh yang penting dalam proses perancangan tersebut, dalam hal ini juga perlu diperhatikan apakah mengunakan data static anthropometry atau dynamic anthropometry.
c. Tentukan apakah produk dirancang khusus untuk individu tertentu, untuk semua populasi, atau dilakukan pengambilan sampel dengan tujuan mewakili populasi terbesar yang harus diantisipasi, diakomodasikan dan menjadi target utama pemakai rancangan produk tersebut.
d. Untuk perancangan fasilitas atau produk dengan target pemakainya adalah populasi, tetapkan prinsip ukuran yang harus diikuti misalnya apakah rancangan tersebut untuk ukuran individual yang ekstrim, adjustable, ataukah ukuran rata-rata.
e. Untuk setiap dimensi tubuh yang telah diidentifikasi selanjutnya pilih/tetapkan nilai ukurannya apakah dilakukan pengukuran langsung terhadap dimensi tubuh tersebut atau ukurannya telah tersedia dan dapat diambil dari tabel data antropometri yang sesuai.
f. Jika data berasal dari sampel dan perancangan produk atau fasilitas kerja diaplikasikan untuk populasi atau tujuan perancangan untuk ukuran rata-rata, pilih persentil populasi yang harus diikuti; persentil 90-th, 95-th, 99-th ataukah nilai persentil yang lain yang dikehendaki.
g. Aplikasikan data tersebut dan tambahkan faktor kelonggaran (allowance) bila diperlukan seperti halnya tambahan ukuran akibat faktor tebalnya pakaian yang harus dikenakan oleh operator, pemakaian sarung tangan, dan sebagainya.
Pengukuran antropometri pada posisi berdiri dan posisi duduk dapat dilihat pada Gambar 3.8. Nama dimensi tubuh untuk pengukuran antropometri dapat dilihat pada Tabel 3.20.
Tabel 3.20. Antropometri Posisi Berdiri dan Posisi Duduk
No. Nama Dimensi
1 Tinggi tubuh posisi berdiri tegak 2 Tinggi mata posisi berdiri tegak 3 Tinggi bahu posisi berdiri tegak
4 Tinggi siku posisi berdiri tegak (siku tegak lurus)
5 Tinggi kepalan tangan yang berjulur lepas posisi berdiri tegak 6 Tinggi tubuh posisi duduk
7 Tinggi mata posisi duduk 8 Tinggi bahu posisi duduk 9 Tinggi siku posisi duduk 10 Tebal atau lebar paha
11 Panjang paha diukur dari pantat sampai ujung lutut
12 Panjang paha diukur dari pantat sampai bagian belakang dari lutut/betis 13 Tinggi lutut diukur baik dalam posisi berdiri maupun duduk
14 Tinggi tubuh posisi duduk yang diukur dari lantai sampai paha 15 Lebar dari bahu
16 Lebar pinggul/pantat
17 Lebar dari dada (tidak tampak dalam gambar) 18 Lebar perut
19 Panjang siku diukur dari siku sampai ujung jari dalam posisi siku tegak lurus
20 Lebar kepala
21 Panjang tangan diukur dari pergelangan sampai ujung jari 22 Lebar telapak tangan
23 Lebar tangan posisi tangan terbentang lebar ke samping kiri-kanan 24 Tinggi jangkauan tangan posisi berdiri tegak, diukur dari lantai sampai
dengan telapak tangan yang terjangkau lurus keatas
25 Tinggi jangkauan tangan posisi duduk tegak (tidak ditunjukkan dalam gambar)
26 Jarak jangkauan tangan yang terjulur ke depan, diukur dari bahu sampai ujung jari tangan
3.5. Peta Kerja