Pengembangan metoda pengukuran beban kerja lokal dengan menggunakan Elektromiografi (EMG)

(1)

Seminar Nasional Teknik Pedarian AE2000, tsosor

PENGEMBANGAN METODA

PENGUKURAN BEBAN

KERJA

LOKAL

DENGAN

MENCCU\AKAN

ELEKTROMIOGRAFI (EMG)

Lenny Saulia, Sam Herodian,I Dewa Made SLrblaia Jurusan Teknik Pertanian, Fateta-IPB

Ka

pus IPB Darmaga, Po Box 220 Bogor 16002

e-mail : ergotron@ipb.ac.id

Absttttct

This pdpet pre.retlts the sclrcurc lo build

a

systet a-[ Dl sculos.eletdl kleatn e]nent

b)

using glectt _onyography_{to tircdsure}_the_{pb)sical warklaad}_aflocalnuscles. Elecr'ott4)ograpb' GMG) can

\e

rcctl

for

nea.ruritt:t ttluscrldt ladd and lacal tntscle;fatigte b)' _Pro.essingthe

s4nal:

of

l\lscle

':a ttdction

d.l

prctid,lg

c.rttuuto

s

reca

as andlo:l

sigtals

The anaLog signals should be

'rattsfurned

ta digital

sig

al

ta

t,lalie it possible tu _Jiheritlg

lle

ttoie

antl

then

rcdsure

le

bd

t,arktoad. The results of this static lacal

\nrkload

neasurc lent sho'.'s thdt the ratrye ofPeak to

leak

ulplitude itrcreose(l i1 cannection with the

irct'ene

t of

laad

lhe power oJ the nuscle nicrca:ed u1

tcarda

ce with l1e

i

crenetlt of

lodd

ntit

narirlulll

power l|&t n111scle cauld accePl the load

Kq\ntds:

eledraul),ogruPb,, lacal

fo&

lodd

I.

I'ENDAHULUAI.-Menusia selalu mencari cara untuk membual Pekerjaamrya menjadi lebih mudah dan lebih

produldl

Dengan perkembangan mekanisasi, keselamatan kerja diidentrfikasikan sebagai aspek

penting dari kondisi

keda.

Pengetahuan dan penelitian tentang tenaga kerja dan sistem kelanya

penting untuk mendapalkan kepastian keamanan dan mencegah terjadinya kecelakaan serta dampak

buuk terhadap tubuh manusia. Terutama untuk di lndonesia di mana istiiah tenaga k€rja berimplikasj dengan penggunaan tenaga manusia dalam

arti lain

penggunaan tenaga

otot

Vrielink

(1993) menyatakan bahwa allivitas monoton dengan intensitas rendah pada dumsi waktu yang panjang al(an

menunjul,*an kelelahan otot ioka1. Pel1yakit yang berhubungan dengan sjsten otot-rangka tethjtung

sebagaj bagian terbesar dari penyebab kelidahnampuan bekerja dalam bldang pertantan (Agriculturat \acidl

F"

'd,l

q8a dr ddlam Donkerc.

lqar)

Penelitian

ini

dilakukan dengan

tujuan untuk

membangun sistem pengukuran dengan menggunakan elektromiogafi

(EMG).

Serta mengukur tenaga tubuh terutama beban

keia

otot tangan dengan beban statik. Hasil pengukuran tersebut juga akan dibandingkan dengan hasil pengukuran dengan menggunakan,4eart Rate Monitor.

II.

I{ETODAPELAKSANAAN

A.

Peralatan

Pcralatan yang digunakan dalam penel'tian ini adalah:

a.

SatLr

urit

alat elektrorniografi (EMG)

b.

Satu unit konputer lengkap dengan _Peralataninterlacing

(2)

1

Senniar Nasional Teknik Peftaniar A82000, Bosor

d.

Satu unit kamera video

He,xrt late monitar

Barbei berukuran berat 1 kg, 2 kg, 3 kg, dan 4 kg.

B.

PelakanaanPenelitian

Pada

talup

awal

penelitian

ini,

dilakukan pembangunan suatu sistem pengukuran dan

pengambrlan data dengan itlteifacing ins1Jrmen elellromiografi _{dengan komputer (Gambar 21).} Elelaroda (sudace elecfode) yang dipasang pada lengan bagian bawah subyek

uji

merLrpakan sensor

kontraksi otot Iengan manusia. Sensor tersebut _{mcnerxskan sinyal kontraksi oior masuk ke}_delam

EMG

Amplifier.

EMG Amplifier

akan memberikan penguatan terhadap sinyal rersebul dan

tampilannya dapat

dilihat

pada komputer setelah melalui analog

to tligitat cawerter.

pra$an

korro.rLer y"r

s

drglln"Lar u_ru, DemaJrggrtan d, a cd,lah

de-""n

mergg'unak"" oahasa

r-.

Si

r"J yarg keluar dari EMG tersebut diolah dengan menggLrnakan program Matlab untuk _mengetahuipoj,E,.

Spectrd Density-nya.

Pengambilan data beban keda lokal stalis. dilakukan

di

mana subyek

ujj

mengangkat arau menahan beban yang telah diketahui belalnya. Sehingga dapat diketahui bentuk karakerisrik silyai EMG pada gaya yang telah diketahui lersebut, yang menjadi acuan _{pada pengukuran behan}

kela

_tolat drnamis.

#

'

Nlai

-

---*:

B:"iil""

'

Grzlik

cambar

2.l.

Sistem pengukuran dan pengambilan data

Pada saat yang bersamaan

juga

dilakukan pengulojan dengan menggunakan ,{edrl ,?t?

monitor.

Pengolahetr _{data yang dilakukan kemudian akan menghasilkan keluaran lrekuensi}_dan amplitudo tegangan otot subyek tersebut, serta pe.bandingan pengukuran beban kerja menggunakan

EMG dengan _{heart rate monitor}pada tirl1kal pembebanan tertentu.

C.

Perlakuan

Perlakuan yang diberikan adalah fakor pembebanan sebesar 1 kg, 2 kg, 3 kg, dan 4 kg dengan

istirahat

di

antaranya. Masing-masing perlakuan dilakukan selama tiga

menit.

pada tahap as,al

peneljtian ini, subyek

uji

adalah seorang laki-laki berusia 26 tahun, berat badan 63 kg dan tinggi 175 cn1. serla temperatur tubuh 36.1"C. Subject

uji

adaiah seorang mahasiswa dan tidak sedang dalan progran latihan berat, serla tidak pemah mengalanti cedera otot pada iangan_

K":[i*''

-*

T,*,*, ----*

Pensuaran

>

AOc

(3)

Semind NasioDal Teioik Perta!ian_AE2000, Boso.

TII. I{ASIL

DAN PEMBAIIASAN

Fungsi otot-otoi tulang adalah untuk menggerakkan tu1ang-tulang Tegangan yang dihasilkan

oleh otot

unik

menggerakka;tulang merupakan respon dari impuls yang diberikan sistem saralpusal Energi untuk

kontiaiii

otot berasal dari substansi yang dikenal sebagai ATP (adenostue tiPhosphale)

D€ngan memecah satu nntai fosfat, ATP menjadi ADP (adenosine diPhospha'e) dan energi terbentuk

ll

dalam

sel.

Agar sel dapat berfungsi terus menerus, ADP harus diubah menjadi ATP sehingga energi dapat teru; dibentuk saat dibutuhkan, dengan menambahkan satu fosfat yang-dikenal dengan

crealirc phosphate yang berlaku sebagai energi cadangan untuk membentuk

ADP nenjadi

ATP

{Brid-sers,

' "

1995).

A-ktivitas otot mengkonversikan glukosa dan oksigen menjadi karbondioksida dan air sena

melepaskan energi delan b;ntuk ATP alalam proses tersebut Keletahan dapat ieijadi sebagal akiba!

a*i

ierk*"r,g,ry"a metabolisme atau berkurangnya substansi ATp yang mengurangi atrrivitas

aclin-,o,or;,.

Serd.ungnya fungsi otot yang disebabkan oleh kelelahan bedmplikasi dengan meningkatnya resrko ced"ra orot rang\a.

Ketidaknyamanan, temasuk kelelahan otot dapat dihasilkan oleh kombinasi proses-prcses fisiologis dan

psikologis.

Kelelahan otot merupakan fenomena fisiologis yang-dapat diobsenasi

Langsu-ng dengun _-enig,rnakan

tekiik

Elel-tromiografi

(EMG)

ElektlomiograJi daPat digunal(an

,rtif.

--""guli.r.

t"t*

t*ja

otoi dan kelelahan otot

lokal

Elel'troniografi luga memiliki keuntuncan

dengan rrJrekam secara iontinyrr kontmksi

olol

yang nantinya dapat digunakan unluk mcnglitunc

teseiuruhan beban keqa (Hagb;rg

el

al., 1995 di dalam Pinkze, 1999)' Aktivitas elekris pada otoi dapai dideteksi a"rlgun

t"ttgg""utun

elcllroda-eleid'oda )'ang ditempetkan pada larlit

di

atas otoi

tri.but

utru d"ngun'rrr"ngg.ii"kun elektroda-elel-tloda 3aIum yang dimasuLkan ke d€lam oiol lubuh'

Akllvitas otot

ak;

menghaiilkan sinyal-sinyal yang dapat dilihat pada osiloskop EMG'

Data sinyal

gtrtC

yang

diambil

melatui komputer cendeixng menunjukkan sualu pola ,Lmpttudo sinyai dari pun"ak

G

puncak akan semakin melebar dengan adanya peningkatan beban

ya.1q d.b- rk"n

r'l"bcl

L

l).

Tabel 3 . I

.

Data rata-rata selang amplitudo

Beban (kg) Amplitudo (rnv)

0 - 190

l-

417.6

1 - 458.0

-

470.1

2

-

430.0

-

492.6

3 - 4',70.4

-

451.1

- 445.1

-

483.9

Sedangkan alata denyut jantung selama kegiatan cenderung tidak menwljukkan suatu pola

t".t*t ii"t"i

:.21. ttut ini

aimungtint<an karena pengukuran beban keda dengan menggunakan

prrr-"-

J..y"t:itntt

g akan menglukur beban kerja tubuh manusia secara keseluruhan Tingkat

ieban

ke{a

fisik- berdaiarkan penggunaan energi tubuh menurul American -Industrial Hvgiene Association (1971), denyut jantung antara 75 sampai 100 den)'ut per menir dikategorikan sebagai

pekerjaan ringan.

'

;d."

_{ragam dengan ta.:Lf}

nyal: lyo

terhadap data sinyal

EMG

menunjukkan adan) a

nerhertaan amolitudo sinval-antar perlakuan tingkat pembebanan yang

dibedkan

Analisis ragam

il;;;;;;;;;;

y""e ,"*u.lugu

aiiutukun t"rhadap data denvutJantung' dan menunrukkan adanva [image:3.595.119.449.415.553.2]

(4)

Sen1nlar Nasional Teknik petunjan AE2000, Bogo,

Tabel 3.2. Data rata-rata dcnyutjantung

Beban (ke) Denlut Jantung (bmp)

0 93

101

2 96

3 ₉₈

4 95

-. ..ll-'

,d",,

5Flane."nlotll rdo "rj )aJ

L\4u

ner4

rk

cr

rdar)"

ke.enderr.g,r

b. wd e"ilr

arnJ rrudo

ar,ar

nen

ng\dr

.e.-jd

lo;a

,rn,l,

dergr.,

zd.|

)"

_!,crnpt

at.n oeb.i

y.r

9

d o"nk.,

(Gambar

3.1).

Hubungan anrara _{beban dan}_seiarrg_amprilu6o

",n-r,

a.ng"n-to.firl.n

to..fr.i

99.47%, tcrdapat pada persamaan (1) berikut:

,r=10.5i4

l|

(/)+9t

8.t1

(l)

dinana:

I =

beban (kg)

A

=

setang anptirudo snryat Eh4G (rnv)

Pengolahan _{data sinyal}

EMc

_setanjulnya_menghas|kan_adanya_peningkatan

da).a pada oror dengan sinl,al

lieklensi

rerbesar _{dengan meningkarnya}pembeUanan _samp'"i

fral

,i'"gk"

p*rb.br*"

cler

L,t'lab

111,. pov,'

sTe,!.a yarl1 drperoeh r:enurlLr\},,n

t,.,.e,i

..,

ir1

..,,.,

"a_f""

li^l^I_"11

)"n-

drdL;r

n

nup:L"n

rckuer.r

s,n)-

oLor

)ansrer.",r.

_{S..ar,, .}_{u r"_d"L,.,.JLrd}

nel,ucns rcrdan \ang _{drdusJ mcrupakln interferensi dari peralatan}

lishik.

_Contoh

porrer.yertrz

yang dihasilkan pada saat subyek scdang istirahat rerdapar pada _carnbar_3.1.

ffi'r,.'r

Fe le Id: !t@ dcrp 1.

D

6CgI\

A,,

/l9p

ii

il

tl

'ii

i,rq,,

[image:4.595.110.490.447.713.2]

(5)

Diduga bahwa otot mempunyai kemampuan

makimal

yang berbeda Lmtuk setiap individu.

pe|samaan hubLmga! antara beban dan daya yang diperoleh

dari

pengukuran

ini

t€rdapat pada perssnraan (2 )benkxt:

p

=-

0.1671f2

+1.6326f +79.502

Seminar Nasional TekDik Pcft anian,AE2000. Bogor

(2)

dimana:

f=

P=

beban daya

(w)

ftg)

Tabel 1.3. Dat3 rala'ruta daya otot

Beban (ks) Daya

(w)

0 '79.9

I

80.2

2 61.6

3

842

Kemampuan untuk menghasilkan ga)'a tergantung pada massa otol dan penggunaan energl yang terkandung dalam otot jtu sendiri. Pada tingkal kerja yang tinggj (VO, max di atas 75 %) akan

lcbih banyak kebutuhan glycogen yang terkandung dalam

otol

Edholm (1967)

di

dala.r Bridger

(1995) nenyatakan bahwa 1 kg otot dapat menghasrlkan day: sebescL 0.1 hp 10.746

kw)

Dalanr reori, sescorang dengan nassa 70 kg dengan massa otot kira-kira 3

i,5

kg dapat menghasilkan daya 10

hp (Bridgcr, 1995).

IV.

KESIMPULAN

Kesinpulan yang dapat diambil dari penelitian beban kerja lokal statis dengau menggunakan

elektromiografi

ini

adalah ada kecenderungan bahwa peningkatan pembebanan akan mengakibatkan

peningkatan selang amplitudo

sinyal

tegangan

otot

secara

logaritnik.

Selain

itu

peningkatan Dembebanan _{Juga akan meningkatkan daya}

olot

sampai taraf pembebanan

tertentu

Otot manusia

nrcmiliki kapasitas tertentu dalam menerima pembebanan, yang berbeda

untuk

setiap individu

Pembebanan yang melebihi kapasitas tersebut dapat menyebabkan terjadinya kelelahtn |rtau bahkan

Proceedings

XXV

Satu Bahasan Dari Institut Teknologi

Gr.arv

-

Hill

Book

V.

DAFTAR PUSTAKA

Donkers, H. J.

W.

1993.

Trentls in Activities to Aneliardte Agricuhute

I{ork

CIOSTA-CIGR V Congress. wageningen, Netherlands May l0-13, 1993.

Maulana.

E.P.

1997.

Pengxkulan Beban

Kelja

dengan Metode SWAT, Salah

Aspek Ergonomi

Kognitif.

Proceeding Seminar Nasional Ergonomi.

Bandung.

Mc Cormick.

8.L

1976. Hunan Factor it1 Etlgi.neering

De.rigr'

4'r'

ed'

Mc

Company. USA

[image:5.595.95.497.112.329.2]

(6)

Senjnlr Nasional Teknik perranian-AE2000, Bosor

col'r-

p.oceedings

)axvm

cIosrA-cIGR

v

congriss.

Horsens,

Denmark.

_June14_

1t.1999.

"""""*fr,:"!,j;,!,,J11"P..,i1ff"i"|;::

l'tlH.

van

Dieen

tee3

_{Muscle Fatisue}_Durins_a

May 10-13,

1993.

-

'v

cIosrA-cIGR v

congress. wagenlngen, Netherlarids.

.7a ewsl',.

P.

lgoo.

.

B

atw;ou ol rhe lppt oa h

b

Wa,k SaIer,) iF Merhani,ed A

g.i.ttlture

t tt t

irp

altl

ft,at

?onSpa,"

p-oceed,.gs

LXVtJ

_CIOS

re_ClCn

r

,-."e,.r..'H"i,:"q