Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .095a -.897 -.043 .56036
a. Predictors: (Constant), Temperatur
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .581a .338 .287 1.23632
a. Predictors: (Constant), Temperatur
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .969a .939 .936 .17119
a. Predictors: (Constant), Kecepatan
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .362a .131 .064 1.41607
a. Predictors: (Constant), Kecepatan
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .298a .089 .019 1.44999
a. Predictors: (Constant), Lembab
V-7
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .990a .980 .978 .25097
a. Predictors: (Constant), Ta
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .417a .174 .111 1.60810
a. Predictors: (Constant), Tg
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
1 .694a .482 .442
a. Predictors: (Constant), Globe
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .782a .612 .582 1.10259
a. Predictors: (Constant), R
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .498a .248 .190 1.53485
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .729a .532 .496 .29741
a. Predictors: (Constant), Tnb
Model Summary
Model R R Square
Adjusted R Square
Std. Error of the Estimate
1 .729a .532 .496 .29749
V-3
DAFTAR PUSTAKA
Niebel, W Benjamin. 1996. Product Design and Procces Engineering. Tokyo: MCGraw-Hill Kogakusha LTD.
Parson, Ken. 2003. Human Thermal Enviroments. New York: Taylor & Francis Inc
Sinulingga, Sukaria, 2013. Metode Penelitian. Cetakan III. Medan: USU Press
Sutalaksana, Iftikar Z. 1979. Teknik Perancangan Simtem Kerja. Bandung: ITB
Stanton, Neuville dkk. 2005, Handbook of Human Factor and Ergonomics Methods. London: CRC Press
Wignjosuebroto, Sritomo. 2000. Ergonomi Studi Gerak dan Waktu. Teknik Analisis untuk Peningkatan Produktivitas Kerja. Surabaya: Guna Widya.
A. D. Flouris. 2014. Design and Control Optimization of Microclimate Liquid Cooling Systems Underneath Protective Clothing. Canada: Annals of Biomedical Engineering
Thomas E, Bernard. 2008. WBGT Clothing Adjustment Factors for Clouthing Ensemles and the Effects of Metabolic Demans. Florida : JHE LCC.
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1 Suhu Radiasi4
Selain pengaruh dari suhu udara terhadap suhu tubuh manusia, ada hal lain yang ikut mempengaruhi suhu tubuh manusia yaitu suhu radiasi. Suhu radiasi adalah panas yang beradiasi dari objek yang dapat mengeluarkan panas. Suhu radiasi memberikan pengaruh yang lebih besar dibandingkan dengan suhu udara dalam melepas atau menerima panas dari atau ke lingkungan.
Dalam setiap lingkungan kerja akan terjadi pertukaran panas yang berkelanjutan, refleksi dan absorbsi
Conduction
Dry-bulb temperature-oC
Wet-bulb temperature-oC
Effective temperature Normal scale
Velocity of air m/min
.
Gambar 3.1 Thermal Comfort
4
3.2 Suhu Udara (T)5
Pada umumnya, sistem sistem termoregulasi tubuh manusia selalu mencoba untuk mempertahankan kestabilan suhu internal (inti) tubuh sekitar 36,1oC hingga 37,2o 32
5 9
+
C
C => = (97oF hingga 99o
Tubuh menghasilkan panas melalui metabolisme dan pekerjaan fisik. Untuk menjaga keseimbangan panas internal, tubuh melakukan pertukaran panas dengan lingkungan dengan empat cara berikut ini.
F). Suhu inti harus selalu
berada dalam interval tersebut untuk menghindari kerusakan terhadap tubuh dan performansi. Ketika pekerjaan fisik dilakukan, tambahan suhu tubuh akan terjadi. Jika ditambahkan keadaan yang tingkat kelembabannya tinggi terhadap suhu ambient, maka hasilnya akan mengarah pada kelelahan dan resiko kesehatan.
1. Konveksi
Proses ini tergantung pada perbedaan udara dan suhu kulit. Jika suhu udara lebih panas dari pada kulit, maka kulit akan menyerap panas dari udara, yang dapat dikatakan berarti menambah panas ke tubuh. Akan tetapi, jika suhu udara lebih dingin dari pada kulit, maka tubuh akan kehilangan panas.
2. Konduksi
Proses ini berkaitan dengan perbedaan suhu dari kulit dan permukaan yang mengenai kontak langsung. Contoh, jika menyentuh sesuatu yang panas, maka kulit akan menerima panas dan mungkin akan mengalami luka bakar.
3. Penguapan
III-3
Proses ini tergantung pada perbedaan tekanan uap air dari uap kulit dan uap air pada lingkungan (atau kelembaban relatif).
4. Radiasi
Proses ini tergantung pada perbedaan termperatur kulit dengan permukaan pada lingkungan. Contoh, berdiri di bawah pancaran sinar matahari akan membuat kita menerima radiasi dari matahari.
Dari suatu penelitian dapat diperoleh hasil bahwa produktivitas kerja manusia akan mencapai tingkat paling tinggi pada suhu sekitar 240C sampai dengan 270C.
3.3 Kecepatan Udara (v)6
Pergerakan udara melalui tubuh dapat mempengaruhi aliran panas ke dan dari suhu tubuh. Pergerakan udara akan bervariasi dalam setiap waktu, ruang dan arah. Gambaran kecepatan udara pada suatu titik dapat bervariasi dalam waktu dan intensitas. Penelitian terhadap respon manusia misalnya, ketidaknyamanan karena aliran udara menunjukkan pentingnya variasi kecepatan udara. Pergerakan udara (kombinasi dengan suhu udara) akan mempengaruhi tingkatan udara hangat atau keringat yang 'diambil' dari tubuh, sehingga mempengaruhi suhu tubuh. Kecepatan angin yang dirasakan pekerja akan dapat membantu menetralkan suhu tubuh pekerja apabila kecepatan angin tersebut angin tersebut lebih rendah dari lingkungan. Kecepatan angin adalah faktor yang penting dalam kenyamanan suhu. Sirkulasi udara yang tidak baik dalam ruangan tertutup akan menyebabkan
6
kelelahan pada pekerja ataupun berkeringat. Pergerakan udara dapat meningkatkan heat loss melalui konveksi tanpa mempengaruhi suhu udara keseluruhan ruangan.
3.4 Kelembaban Udara (RH)
Kelembaban relatif adalah perbandingan antara jumlah uap air pada udara dengan jumlah maksimum uap air di udara yang bisa ditampung pada suhu tersebut. Kelembaban relatif antara 40%-70% tidak begitu berpengaruh terhadap
thermal comfort. Pada ruangan kantor, biasanya kelembaban dipertahankan pada 40% sampai 70% karena adanya komputer, sedangkan pada tempat kerja outdoor, kelembaban relatif mungkin lebih besar dari 70% pada hari yang panas. Lingkungan yang mempunyai kelembaban relatif tinggi mencegah penguapan keringat dari kulit. Lingkungan yang panas, kelembaban sangat penting karena semakin sedikit keringat yang menguap pada kelembaban tinggi.
3.5 Keseimbangan Panas7,8
Pengaturan suhu atau regulasi termal adalah suatu pengaturan secara kompleks dari suatu proses fisiologis dimana terjadi kesetimbangan antara produksi panas dengan kehilangan panas sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan. Suhu tubuh manusia yang dapat kita raba/rasakan tidak hanya didapat dari metabolisme, tetapi juga dipengaruhi oleh panas lingkungan. Panas lingkungan yang semakin tinggi akan menyebabkan pengaruh yang semakin besar
7
Stanton, Neville. Handbook of Human Factors and Ergonomics Methods (London : CRC Press),
III-5
terhadap suhu tubuh, sebaliknya jika suhu lingkungan semakin rendah maka semakin banyak panas tubuh yang hilang. Dengan kata lain, terjadi pertukaran panas antara tubuh manusia yang didapat dari metabolisme dengan tekanan panas yang dirasakan sebagai kondisi panas lingkungan. Selama pertukaran masih seimbang, tidak akan menimbulkan gangguan, baik penampilan kerja maupun kesehatan kerja. Tekanan panas yang berlebihan merupakan beban tambahan yang harus diperhatikan dan diperhitungkan. Keseimbangan panas antara panas yang dihasilkan dengan panas yang dikeluarkan dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut:
Produksi Panas Panas yang Hilang Konduksi Konveksi Radiasi Evaporasi External work Nilai Metabolisme Produksi Panas Nilai Metabolisme Panas yang Hilang Konduksi Konveksi Radiasi Evaporasi External work Produksi Panas Nilai Metabolisme Panas yang Hilang Konduksi Konveksi Radiasi Evaporasi External work
Heat Stress Netral Cold Stress
Gambar 3.2 Keseimbangan Panas Antara Panas yang Dihasilkan dengan Panas yang Dikeluarkan
Pengeluaran panas (heat loss) dari tubuh ke lingkungan atau sebaliknya berlangsung secara fisika. Permukaan tubuh dapat kehilangan panas melalui pertukaran panas secara radiasi, konduksi, konveksi, dan evaporasi air. Heat stress
dapat terjadi pada kondisi panas yang diproduksi lebih besar dari pada panas yang hilang. Keseimbangan panas yang terjadi dalam tubuh dapat dilihat pada Gambar 3.2. (Neville Stanton, 2005).
M – W = (C + R + Esk) + ( Cres + Eres)...(1) dimana : M : tingkat produksi energi metabolisme
W : tingkat pekerjaan mekanik Qsk
Q
: total tingkat kehilangan panas dari kulit res
C : tingkat kehilangan panas konvektif dari kulit : tingkat kehilangan panas dari pernapasan
R : tingkat kehilangan panas radiatif dari kulit Esk
C
: tingkat kehilangan panas penguapan total dari kulit res
E
: tingkat kehilangan panas konvektif dari pernapasan res
t
: tingkat kehilangan panas penguapan dari pernapasan sk
Catatan bahwa:
: Suhu kulit
Esk = Ersw + Edif dimana:
...(2)
Ersw E
: tingkat kehilangan panas penguapan kulit melalui keringat dif
Sebuah pendekatan praktis menganggap produksi panas di dalam tubuh (M – W), kehilangan panas pada kulit (C + R + E
: tingkat kehilangan panas penguapan kulit melalui kelembaban
sk) dan kehilangan panas
III-7
dimana oksigen tersebut digunakan untuk membakar makanan. Kebanyakan energi yang dilepaskan berkenaan dengan panas bergantung pada aktivitas dan beberapa pekerjaan ekstenal yang dilakukan.
) / 1 ( ) ( cl cl cl sk f R t t R C + − =
+ ...(3)
Dimana: fcl
R
: faktor area pakaian. Area permukaan tubuh yang ditutupi pakaian Acl dibagi dengan area permukaan tubuh yang terbuka tanpa pakaian.
cl : daya tahan panas pakaian (m2KW-1 t
) o : suhu operatif (o
t
C) sk : suhu kulit rata-rata (o t
C) r
h
: suhu radian rata-rata c
h
= 8.3 v 0.6 untuk 0.2 < v < 4.0 c
Dimana v adalah kecepatan udara (m/s = 3.1 untuk 0 < v < 0.2
-2
Koefisien perpindahan panas radiatif (hr) dapat ditentukan dengan: ) 3 D r ] 2 [273.2 /A A
4 tcl tr
hr= εσ + + ...(4)
Dimana:
ε : emisifitas area permukaan tubuh
σ : konstanta stefan-boltzman 5.67 X 10-8 (Wm-2K-4 A
) r : area radiatif efektif tubuh (m2
tcl
)
(
1
)
(
1
r c cl r r a c cl skh
h
f
Rcl
t
h
t
h
f
t
Rcl
+
+
+
+
= ...(5)
Mulai dengan tcl = 0,0 dan lakukan evaluasi terhadap nilai-nilai baru untuk hr, tcl, hr, tcl, hingga terjadi selisih antar tcl
Suhu operatif dihitung dengan rumus:
≤ 0,01.
(to
(
)
(
rh
rrh
cc)
at
h
t
h
+
+
) = ...(6)
Sedangkan kombinasi perpindahan panas dihitung dengan rumus: h = hc + h
Total penguapan dari kulit dihitung denga rumus: r Esk
(
)
+
−
e cl cl e a s skh
f
R
P
P
w
.
1
, ,= ...(7)
Cres + Eres = 0,0014 M (34 – ta) + 0,0173 M (5,87 – Pa
r adalah efisiensi dari keringat, nilai r menyatakan beberapa keringat yang menetes.
)
3.6 Kenyamanan Termal9
American Society of Heating Refrigerating and Air conditioning
Engineering (ASHRAE) mendefinisikan kenyamanan termal sebagai “suatu pemikiran di mana kepuasan didapati dari suatu persekitaran termal. Oleh karena
9
III-9
kenyamanan adalah ‘suatu pemikiran, persamaan empirik harus digunakan untuk mengaitkan tanggapan kenyamanan terhadap sambutan tubuh. Kenyamanan termal merupakan kepuasan yang dialami oleh seorang manusia yang menerima suatu keadaan termal. Keadaan ini boleh dialami secara sadar ataupun tidak. Pemikiran ‘suhu netral’ atau suhu tertentu yang sesuai untuk seseorang dinilai agak kurang tepat karena nilai kenyamanan bukan merupakan konsep yang pasti dan berbeda bagi setiap individu.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kenyamanan termal antara lain: 1. Tingkat aktivitas (metabolisme dalam tubuh);
2. Insulasi pakaian (nilai clo); 3. Temperatur udara;
4. Temperatur radian;
5. Kadar kelembapan udara relatif dan; 6. Kecepatan angin
3.7 Pakaian (Clothing)
Standar ASHRAE 55-1981 mengenai “Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy” telah membuat spesifikasi kondisi lingkungan termal yang dapat diterima oleh kebanyakan orang pada tingkat aktivitas dan insulasi yang berbeda. Oleh karena itu, sangatlah penting untuk mengetahui jenis pakaian yang memberikan jumlah insulasi yang berbeda. Maka dari itu handbook
dan cara untuk memperkirakan total insulasi pakaian yang dipakai secara keseluruhan.
Pakaian merupakan faktor yang mempengaruhi kenyamanan termal manusia ketika dalam melakukan pekerjaan, sehingga pada akhirnya dapat mempengaruhi performansi kerja. skema hubungan antara kondisi lingkungan, pakaian dan performansi manusia dapat dilihat pada Gambar 3.3
Sumber : Ralph F. Goldman (2007)
Gambar 3.3 Skema Hubungan Kondisi Lingkungan dengan Performansi
Pakaian bukanlah sebuah lempengan datar, tetapi terdiri dari bagian-bagian lengan, badan, celana panjang dan lain-lain. Dikarenakan pakaian memiliki kelengkungan, lapisannya akan memiliki luas permukaan yang lebih besar dari pada permukaan kulit. Ketika arus panas yang sama mengalir melalui lapisan pakaian tertentu meninggalkan lapisan kulit, resistansi nyata pakaian tersebut dirumuskan dengan :
�′= ��������
III-11
Sementara pengukuran resistansi termal dijelaskan dalam satuan m2K/W dimana 1 m2
Rc =ImxRe
B (m
K/W = 6.45 clo. Resistansi termal dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
2
Dimana:
.K/W)……….(9)
Rc = resistansi termal Re = resistansi uap air (m2
Im = indeks permeabilitas (range 0 sampai 1) .mbar/W)
B = lewis factor (0.6 mbar/K)
Pakaian mengurangi kehilangan panas tubuh. Oleh karena itu, pakaian digolongkan menurut insulasinya. Satuan yang biasa digunakan untuk mengukur insulasi pakaian adalah Clo unit, tetapi yang lebih teknis adalah satuan unit m2oK/W dimana juga dapat digunakan (1 Clo = 0,155 m2o
Nilai Clo dapat dihitung jika pakaian seseorang dan nilai Clo untuk pakaian individu dikenal, dengan sederhana ditambahkan semua nilai-nilai Clo
tersebut. Memperoleh nilai Clo melalui hitungan yang secara normal memberi suatu nilai yang cukup teliti.
K/W). skala Clo
dirancang sedemikian sehingga seorang orang telanjang mempunyai nilai Clo
3.8 Sifat-Sifat Termal Pakaian
Pada pertemuan terakhir para ahli bertujuan untuk mengembangkan standar international untuk melihat reaksi kulit manusia pada permukaan panas. Delegasi Jepang dan para ahli menyatakan bahwa ada banyak orang di dunia yang tidak menggunakan pakaian, dan harus mempertimbangkan standar internasional, dan menyebabkan kulit yang terkena paparan panas tidak selalu terbatas pada sebagian kecil dari luas permukaan tubuh, misalnya: tangan, wajah, dan titik-titik lain, ini penting dan dapat menimbulkan masalah menarik, namun mungkin kasus yang bagi kebanyakan orang, sebagian besar kulit mereka ditutupi oleh pakaian untuk sebagian besar pekerjaan mereka.
III-13
menggunakan untuk orang lain menjadi sangat penting: tentara misalnya tidak ingin memakai merah muda dalam pertempuran bahkan jika itu ditampilkan untuk memberikan kinerja yang optimal dalam hal lain. Gambaran ini juga penting dan harus melengkapi menjadi bagian integral dari bagian pakaian. Beberapa peranan penting pakaian yang adalam dalam kehidupan masyarakat adalah seperti pakaian khusus yang digunakan pemadam kebakaran yang melindungi tubuh dari berbagai bahaya dalam pekerjaan mereka, seragam polisi yang dirancang untuk berbagai kegiatan.
Keadaan panas yang ada pada pakaian itu (aktif) pada setiap orang sehingga menjadi kompleks dan dinamis, tidak sepenuhnya dipahami, dan sulit untuk mengukurnya. Sementara banyak yang tidak diketahui, kebanyakan dari apa yang diketahui dan berasal dari teori penelitian yang empiris. Faktor-faktor termal yang mempengaruhi perilaku berpakaian seperti insulasi termal, transfer penguapan, pertukaran panas pakaian (konduksi, kenveksi, radiasi, penguapan dan kondensasi), dikompresikan (misalnya disebabkan oleh tingginya angin), efek keluar masuknya angin (misalnya disebabkan gerakan tubuh), penetrasi udara (yang bisa melewati kain, celah terbuka) berfokus pada postur dan lainnya.
3.9 Model Pakaian Sederhana
Insulasi kering termal pakaian dinilai dari material pakaian dan penyusun utama menjadi penting dalam melakukan investigasi. Model termal sederhana adalah bagian tubuh yang terkena panas dengan lapisan dari insulasi pakaian, Untuk menjaga keseimbangan panas tubuh dan mengalirkan panas ke kulit, determinasi panas pakaian, dan untuk keadaan lingkungan. Jika tubuh secara terus menerus dipanaskan, panas akan keluar dari tubuh sampai keseimbangan tercapai, temperatur kulit dan temperatur pakaian berada pada temperatur lingkungan. Untuk panas tubuh yang terus menerus (oleh produksi panas metabolisis), secara dinamis keseimbangan di perbaiki ketika (secara umum) oleh temperatur tubuh lebih besar dari temperatur kulit dan lebih besar dari temperatur permukaan pakaian serta lebih besar temperatur lingkungan.
Temperatur dari pakaian itu lebih tinggi dari temperatur lingkungan selain itu temperatur lingkungan juga memberikan insulasi (batas atau lapisan udara). Karakteristik dari lapisan (pakaian) akan sangat menentukan untuk pertukaran panas dan bisa diperngaruhi oleh lingkungan luar. Dasar atau Instrinsic Clothing Insulation (Icl) akan mengikuti model secara tersendiri dari kondisi lingkungan
III-15
10750
,00
tcl ta
Enviroment
ta, tt, v tcl
tsk tcore
body
Gambar 3.4 Model Termal Sederhana dari Panas Tubuh dengan Lapisan dari Insulasi Pakaian
3.9.1 Transfer Panas dari Tubuh ke Kulit
Produksi panas metabolisme terjadi pada setiap bagian tubuh dan sistem
3.9.2 Instrinsic Clothing Insulation (Icl
Instrinsic atau (dasar) dari insulasi pakaian itu menjadi karakteristik dari pakaian itu sendiri (bukan lingkungan eksternal atau kondisi tubuh) dan menggambarkan tahanan untuk perpindahan panas antara kulit dan permukaan pakaian. Tingkat dari perpindahan panas pakaian adalah konduksi. Tergantung pada luas permukaan (m
)
2
III-17
3.9.3 Tahanan Panas dari Lingkungan- Udara (Ia
Jika lingkungan memiliki konduktivitas secara sempurna yaitu tidak ada tahanan, suhu permukaan dari pakaian akan turun untuk lingkungan. Ini tidak menjadi masalah besar. Lingkungan memperngaruhi tahanan panas secara signifikan bergantung dari bagaimana kondisi lingkungan mempengaruhi transfer panas secara konveksi (C) dan radiasi (R). Tahanan panas (Insulasi) dari lingkungan untuk tubuh telanjang adalah:
)
��= 1
�′...(10)
Dimana:
� = ��+ ��
��= ������������������������������������
��= �������������������������������������
Untuk pakaian dibadan, area permukaan untuk perpindahan panas itu meningkatkan oleh jumlah mempengaruhi pada ketebalan dari lapisan pakaian. Ini dipertimbangkan digunakan hal fcl,
��(�������) = 1
����= ��
���...(11)
dimana perbandingan dari area permukaan pakaian dari tubuh ke area tubuh tanpa pakaian dari tubuh adalah,
Sulitnya menentukan nilai untuk fcl. Secara aktif seseorang hanya pendekatan bisa dibuat, dan bahkan pada pengukuran pada kulit manikin (McCullough and Jones, 1984). Sistem yang lebih canggih termasuk pada teknik potograpic dan komputer
McCullpugh dan Jones (1984) memberikan aturan yang diikuti perkiraan kasar untuk lingkungan luar adalah :
fcl
Dimana I
= 1 + ���0 .���
,155...(12)
cl dalam Clo. Perlu ditekankan pendekatannya pada equatonnya
dan nilai koefisiennya untuk Icl telah digunakan contoh 0,20 oleh Fanger (1970).
3.9.4 Insulasi Total (It) dan Insulasi Efektiv (Icle
Dibutuhkan prinsip dan kuantitas untuk model sederhana yang digambarkan pada Gambar 3.4 Namun masih ada nilai yang lain dengan mengikuti literatur penelitian dan berguna untuk didiskusikan secara singkat. Insulasi total pakaian dikombinasikan dengan pakaian dan lapisan udara sekitar. Parson (1988) memberikan rumus :
)
It = Icl + Ia
But �� (����ℎ��) = �� (����)_
��� ...(14)
(clothed) ...(13)
Maka istilah Ia (clothed) dan Ia (nude) yang berlebihan dan Ia bisa selalu
dianggap insulasi dari lingkungan atas seseorang tanpa busana. fcl memberikan
pemeriksaaan untuk penggunakan pakaian pada manikin, dan Ia digunakan untuk
manikin telanjang. Namun penetapan dari fcl ���= �� − ��
���...(15)
kurang akurat, dari atas”
III-19
Meskipun lebih cocok untuk menggambarkan, Icle itu tidak konsisten dengan
model dan dapat membingungkan.
3.9.5 Efisiensi Faktor Panas Burton (Fcl
Oohori et al. (1984) mengikuti rumus untuk panas yang hilang dari kulit Dry = F
)
cl fcl
Dimana :
h (Tsk-To)
Fcl
Dimana dalam kasus ini
= burton thermal efficiency factor = ��
(���+��)...(16)
Ia = Ia (clothed) = 1
��� =
�� (����)
��� ...(17)
Efisiensi faktor (indeks pakaian, dan lain-lain). Sering kali digunakan untuk kalkulasi sederhana, memberikan aturan yang sudah berarti dan terhubung dengan metode eksperimental. Namun mereka dapat membingunkan kasus dan konsep terpenting untuk pengembangan model pada Gambar 3.4 adalah Icl dan Ia. Point terpenting tentang model ini adalah Icl ini dasar pada nilai pakaian dan tidak
dipengaruhi oleh kondisi eksternal. Poin pada model mungkin tidak memadai pada berbagai kondisi dan dapat didiskusikan kemudian.
3.10 Metode Penentuan Insulasi Termal Kering Pakaian
lebih canggih melibatkan manikin panas dengan temperatur didistribusikan menyeluruh tubuh sama seperti subjek manusia McCullough and Jones (1984), Kerslake (1972), Olesen et al. (1982), Wyon (1989) and Holmer (1999) untuk diperbaiki.
Aturan dari manikin dalam pengembangan pakaian itu menjadi mudah didefenisikan dan menjadi bagian desain dan evaluasi pakaian. Meskipun tetap khusus dan mahal, banyak kota didunia memiliki manikin test centres. Nilai insulasi panas kering telah ditentukan untuk banyak tipe pakaian yang digunakan manikin termal, sukses menyusun database oleh McCullough dan Jones (1984). Olesen dan Dukes-Dubos (1988) membuat contoh untuk seluruh penyusun pakaian Tabel 3.1. dan untuk pakaian perorangan Tabel 3.2
Nilai dari Icl yang diperoleh dari Tabel 3.3 Namun, kemungkinan praktis
dari daftar pakaian dalam database (tabel) tidak akan identik untuk yang menyusun dan nilai Icl pada permintaan. Pada kasus bisa diestimasikan dari Icl bisa
dibuat dari nilai Ichi yang “efektif” nilai insulasi untuk garmen contoh nilai
insulasi dikalkulasikan dengan peningkatan dari permukaan area dari garmen. Olesen dan Dukes-Dubos (1988) menentukan hanya menambah nilai Clo untuk
garments yang diberikan secara realistik dari estimasi nilai Icl . ini berbeda dari
III-21
Tabel 3.1 Urutan Pakaian Kerja : Nilai Insulasi Panas Kering
Pakaian Kerja Icl
Clo m2oC W-1
Underpants, boiler suit, socks, shoes 0,70 0,110 Underpants, shirt, trousers, socks, shoes 0,75 0,115 Underpants, shirt, boiler suit, socks, shoes 0,80 0,125 Underpants, shirt, trousers, jacket, socks,
shoes 0,85 0,135
Underpants, shirt, trousers, smock, socks,
shoes 0,90 0,140
Underpants with short sleave and legs,
shirt, trousers, jacket socks, shoes 1,00 0,155 Underpants with short sleave and legs,
shirt, socks, shoes 1,10 0,170
Underpants with short sleave and legs,
thermojacket, socks, shoes 1,20 0,185
Underpants with short sleave and legs, shirt, trousers, jacket, thermojacket, socks, shoes
1,25 0,190
Underpants with short sleave and legs, boiler suit, thermojacket+throuser, socks, shoes
1,40 0,220
Underpants with short sleave and legs, shirt, trousher, thermojacket and throuser, socks, shoes
1,55 0,225
Underpants with short sleave and legs, shirt, throuser, jacket, heavy qualyted outer jacket and overalls, socks, shoes
1,85 0,285
Underpants with short sleave and legs, shirt, trousers, jacket, heavy quilted outer jacket and overalls, socks, shoes, cap, gloves
2,00 0,310
Underpants with short sleave and legs,
thermojacket+trouser, outer thermojaket+trausers, sock, shoes
2,20 0,340
Underpants with short sleave and legs, thermojacet+trouser, parka with heavy quilting, overalls with heavy quilting, socks, shoes, cap, gloves
2,55 0,395
Tabel 3.2 Individual Clothing Garments: Dry Thermal Insulation Value
Deskripsi Pakaian Thermal Insulasion Clo (Icl)
Underware
Panties 0,03
Underpants with long legs 0,10
Singlet 0,04
T-shirt 0,09
Shirt with long sleeeves 0,12
Panties and bra 0,03
Shirt/blouses
Short sleeves 0,15
Lightweight, long slevees 0,20
Normal, long sleeves 0,25
Flannel shirt, long sleeves 0,30 Lightweigght blouse, long
sleeves
0,15
Dresses/skirts
Light skirts (summer) 0,15
Heavy dress (winter) 0,25
Light dress, short slevees 0,20
Winter dress, long slevees 0,40
Boiler suit 0,55
Sweaters
Slevees vest 0,12
Thin sweters 0,20
Sweters 0,28
Thick sweters 0,35
Jackets
Light summer jacket 0,25
Jacket 0,35
Smock 0,30
Hight insulative, fibre-pelt
Boiler suit 0,90
Thouser 0,35
Jacket 0,40
Vest 0,20
Outdoor clothing
Coat 0,60
Down jacket 0,55
Parka 0.70
Fibre pelt overals 0,55
Sundries 0,60
Sock 0,02
Thick ankie sock 0,05
Thick long sock 0,10
III-23
Tabel 3.2 Individual Clothing Garments: Dry Thermal Insulation Value
(Lanjutan)
Deskripsi Pakaian Thermal Insulasion Clo (Icl)
Shoes (thin soled) 0,02
Shoes (thick soled) 0,04
Boots 0,10
Gloves 0,05
Sumber : Olesen dan Dukes-Dubos (1988)
Rumus yang dikeluarkan untuk mengesimasikan Iclu untuk kain dan karena
nilai Icl
I
untuk disusun satu persatu: clu = 0,095x10-2 Acov m2 0CW-1
���= ∑ ����� ,�...(19) ...(18)
Dimana :
Icl
I
: Insulasi pakaian untuk penyusun bahan pakaian
clu
A
: Efektivitas Insulasi untuk kain i
cov : Luas permukaan tubuh yang ditutupi pakaian (persen)
Sumber : Burton dan Edholm (1955)
Gambar 3.5 Insulasi ‘Lapisan Udara’ Area Tubuh dalam 0,05 Clo
Model sederhana yang di perlihatkan pada Gambar 3.4. mengikuti urutan yang diestimasikan untuk dibuat parameter dari model (Icl dan Ia). Gambar 3.5.
0 0,25 0,5 0,75 1
0 5 10 15 20 25
In su la tio n o f a ir la y e r C lo
diestimasikan untuk rentang dari nilai Ia mengikuti Burton dan Edholm (1955).
Ini hanya menggambarkan pendekatan dimana banyak keadaan dan akan memiliki keterbatasan ketika diaplikasikan secara aktif pada pekerja yang berkeringat.
3.11 Model Paparan Panas
Model komputer berbasis matematika untuk memprediksi respon psikologis untuk temperatur ekstrim pada lingkungan menjadi terkikis dan seperti biasanya digunakan secara luas pada masa depan untuk indikasi paparan panas. Mayoritas dari model suhu yang dapat disesuaikan dengan paparan panas. Namun model itu dikembangkan untuk memprediksi pada paparan dingin. (Tikuisis, 1996) paparan panas bisa divaliditaskan untuk personal militer pada laboratorium dan diteliti di U.S. Army Research Institute.
Tabel 3.3 NIOSH Rekomendasi WBGT Limit, dalam oC, untuk Tekanan Panas pada Aklimasi Pekerja
Jam Kerja/ Siklus Kerja
Beban Kerja Light
(<230 W)
Moderate (230-350W)
Heavy (>350W) Kerja terus menerus <30,0 <26,7 <25,0
75% kerja / 25% istirahat 30,06 27,8 25,6
50% kerja / 50% istirahat 31,7 29,4 27,8
25% kerja / 75% istirahat 32,2 31,1 30,0
Ceiling Limit 38,9 36,7 35,0
3.12 Prinsip Pakaian
III-25
digunakan. Minimal pendekatan tidak mungkin atau tidak praktis karena pekerjaan dan bahaya lingkungan. Pakaian, contoh mereka mengembangkan proteksi dari radiasi panas yang besar. Diskusi harus dibuat, dan perbedaan dari yang paling tepat pakaian harus pada situasi yang spesifik.
Partikulari ketika beban fisik, mengikuti peformance, peningkatan produksi panas metabolisme, langkah yang harus ada mengseleksi pakaian yang sehat untuk pekerja, aman, dan produktivitas dapat ditingkatkan. Panduan umum untuk implementasi kontrol tekanan panas, program prioritas itu membentuk perubahan pada rekayasa untuk kondisi lingkungan.
3.13 Heat Stress Index (HSI)
[image:30.595.105.521.589.735.2]Heat stress index (HSI) merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk membuktikan adanya indikasi heat stress pada pekerja di tempatnya bekerja. Metode ini dikembangkan oleh Belding dan Hact pada tahun 1955. Pada dasarnya, HSI merupakan perbandingan dari penguapan yang dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan panas (Ereq) dari penguapan yang diperoleh dari lingkungan (Emax
Tabel 3.4 Arti Rentang Nilai HSI )
HSI Efek Paparan Selama 8 Jam Pengaruh Terhadap Pekerja -20 Tekanan dingin yang ringan Pemilihan dari paparan panas
0 Tidak terjadi tekanan panas Tidak ada 10-30 Terjadi tekanan panas, dari tingkat
ringan hingga sedang
Sedikit pengaruh pada pekerjaan fisik, memungkinkan penurunan kemampuan pekerja
40-60 Terjadi tekanan panas, dari tingkat sangat berat
Tabel 3.4 Arti Rentang Nilai HSI (Lanjutan)
HSI Efek Paparan Selama 8 Jam Pengaruh Terhadap Pekerja 70-90 Terjadi tekanan panas, dari tingkat
yang sangat berat
Pemilihan selektif pekerja
100 Tekanan panas maksimal harian Dapat ditoleransi apabilai fit, aklitimasi pada pekerja muda
>100 Waktu paparan terbatas Temperatur inti tubuh meningkat
Sumber : Parson 2003
3.14 Wet Bulb Globe Temperatur (WBGT)
Metode WBGT merupakan metode yang awalnya dikembangkan oleh Angkatan Laut Amerika Serikat (US Navy) untuk mengidentifikasi korban panas selama pelatihan (Yaglou & Minard, 1957). Metode ini diadopesi oleh dua standar internasional yaitu NIOSH (1972) dan ISO 7243 (1982), dan masih direkomendasikan sampai sekarang.
Nilai WBGT dipengaruhi oleh faktor pakaian yang digunakan oleh operator (pekerja). Oleh sebab itu, nilai WBGT yang telah diperoleh harus dikoreksi berdasarkan jenis pakaian yang dipakai. Dengan mempertimbangkan faktor pakaian maka dapat diperoleh nilai paparan panas (WBGT) sesungguhnya dialami oleh operator.
3.15 Penilaian Beban Kerja Fisik
III-27
akurat, namun hanya mengukur secara singkat dan peralatan yang diperlukan sangat mahal.
Lebih lanjut Christensen (1991) menjelaskan bahwa salah satu pendekatan untuk mengetahui berat ringannya beban kerja adalah dengan menghitung nadi kerja, konsumsi energi, kapasitas ventilasi paru dan suhu inti tubuh. Pada batas tertentu ventilasi paru, denyut jantung, dan suhu tubuh mempunyai hubungan yang linear dengan konsumsi oksigen atau pekerjaan yang dilakukan. Denyut jantung adalah suatu alat estimasi laju metabolisme yang baik, kecuali dalam keadaan emosi dan konsodilatasi.
3.15.1 Metode Penilaian Secara Langsung
Pengolahan data dengan menggunakan metode penilaian secara langsung, bertujuan untuk menentukan jumlah energi yang dikonsumsi selama bekerja. Jumlah energi yang dikonsumsi selama aktivitas berlangsung dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Y = 1,80411 − 0,0229038 X + 4,71733 . 10-4 X Dimana:
2
Y = Energi (Kkal/menit)
X = Kecepatan denyut jantung (denyut/menit)
Tabel 3.5. Konsumsi Energi dan Kategori Beban Kerja Berdasarkan Energi
Expenditur
Tingkat Pekerjaan
Energi Expenditur Denyut Jantung Konsumsi Oksigen
Kkal/menit Kkal/8 jam Denyut/menit Liter/menit
Unduly Heavy >12,5 >6000 >175 >2,5
Very Heavy 10-12,5 4800-6000 150-175 2-2,5
Heavy 7,5-10 3600-4800 125-150 1,5-2
Moderate 5-7,5 2400-3600 100-125 1-1,5
Light 2,5-5 1200-2400 60-100 0,5-1
Very Light <2,5 <1200 <60 <0,5
IV-1
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
4.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di PT. Indonesia Asahan Aluminium yang terletak di Kabupaten Batubara Sumatera Utara, Lokasi khusus penelitian pada Reduction Plant (bagian yang melakukan peleburan aluminium) pada stasiun 3 potline 2. Penelitian ini dilakukan pada Bulan Juli sampai dengan September 2015.
4.2 Jenis Penelitian
Jenis penelitian ini adalah penelitian deskriptif komparatif. Penelitian deskriptif komparatif merupakan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh ataupun juga hubungan antara dua variabel atau lebih. Sehingga mendapatkan suatu rancangan solusi dari hasil gambaran mengenai hubungan antara variabel terkait di dalam penelitian.
4.3 Subjek Penelitian
Subjek penelitian yang diamati adalah kondisi pekerja Reduction Plant
yang termasuk dalam kondisi pekerjaan dan kondisi fisik pekerja.
4.4 Variabel Penelitian
1. Variabel Independen10
Variabel bebas yang dapat mempengaruhi variabel dependen baik secara positif maupun negatif. Variabel yang termasuk dalam jenis ini yaitu:
a. Temperatur
b. Kecepatan angin
c. Kelembaban Udara
d. Temperatur Skin
e. Tingkat Aktivitas
f. Insulasi Pakaian
2. Variabel Dependen11
Variabel terikat yang nilainya dipengaruhi variabel lain. Variabel yang termasuk dalam jenis ini yaitu:
a. Heat Stress Index (HSI)
b. Wet Bulb Globe Temperature (WBGT) c. Duration Limite Exposure (DLE)
4.5 Kerangka Konseptual Penelitian
Penelitian dapat dilaksanakan apabila tersedia sebuah perancangan kerangka konseptual atau kerangka berpikir yang baik sehingga langkah-langkah penelitian lebih sistematis. Kerangka konseptual inilah yang merupakan landasan awal dalam melaksanakan penelitian. Adapun kerangka konseptual penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.1
10
Sukaria Sinulingga. Metode Penelitian. (Cet I; Medan: USU Press, 2011), h. 86
11
IV-3
Tingkat Aktifitas Kecepatan Angin
Temperatur
Paparan Panas
(HSI, WBGT, DLE)
Temperatur Skin
r1
r2
Variabel Dependen
Insulasi Pakaian
r5
r6
Variabel
Independen
Kelembaban Udara r3
r4
Proporsi Kerja
(Persentasi Work- Idle)
Usulan Redesign
Prersonal Protective Clothing
[image:36.595.116.509.119.348.2]Gambar 4.1 Kerangka Konseptual Penelitian
4.6 Definisi Variabel Operasional
Variabel operasional yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai .
1. Temperatur adalah temperatur yang berada di sekeliling pekerja. Satuan temperatur udara adalah derajat Celcius.
2. Kecepatan angin merupakan satuan pergerakan udara yang ada di sekitar pekerja. Satuan kecepatan angin adalah m/s.
3. Kelembaban Udara, merupakan perbandingan antara jumlah uap air pada udara dengan jumlah maksimum uap air di udara yang bisa ditampung pada suhu tersebut. Satuan kelembaban adalah %.
5. Tingkat Aktivitas, yakni tingkat metabolisme pekerja yang dihasilkan tubuh sepanjang beraktivitas. Satuan tingkat aktivitas adalah MET
6. Insulasi Pakaian merupakan satuan untuk jenis pakaian yang dikenakan pekerja ketika bekerja. Satuan insulasi pakaian adalah Clo.
4.7 Pengumpulan Data 4.7.1 Sumber Data
Berdasarkan cara memperolehnya maka sumber data yang digunakan: 1. Data Primer12
Data yang diperoleh langsung dari objek penelitian yaitu meliputi:
a. Data kondisi termal yaitu temperatur udara, kadar kelembaban udara relatif, kecepatan angin, temperatur kering, temperatur skin, dan temperatur globe. Data-data ini dikumpulkan dengan melakukan pengukuran dengan alat-alat ukur yang sudah disediakan seperti 4 in 1 environmental meter dan anemometer, termometer skin digital.
b. Data kondisi pekerja yaitu tingkat metabolisme, insulasi pakaian, psikologi pekerja dan data denyut nadi pekerja. Data-data ini dikumpulkan dengan kuesioner dan observasi yang disertai studi literatur.
c. Data antropometri diperoleh dengan melakukan pengukuran secara langsung terhadap seluruh pekerja pada Stasiun 3 potline 2 reduction plant
PT. Inalum maupun pengambilan data sekunder dari Laboratorium
IV-5
ergonomi TI USU. Data antropometri diperoleh dengan menggunakan alat ukur antropolometer.
d. Data permasalahan awal terhadap pemakaian fasilitas kerja aktual dengan instrumen kuesioner keluhan. Kuesioner keluhan berisi pertanyaan yang menanyakan apa saja keluhan konsumen saat menggunakan fasilitas kerja aktual. Kuesioner keluhan ini bersifat kuesioner terbuka.
e. Data tingkat kepentingan yang terpilih dari kuesioner keluhan. Kuesioner ini dalam bentuk kuesioner tertutup yang berisi pertanyaan mengenai tingkat kepentingan setiap atribut dan disebarkan kepada konsumen.
f. Data karakteristik teknis dan hubungannya dengan wawancara yang dilakukan dengan super intendent bagian SGP (Smelter General Procurement) PT. INALUM.
2. Data Sekunder13
Data yang diperoleh dari hasil wawancara dengan pimpinan atau karyawan untuk mendapatkan informasi-informasi dan data yang berhubungan dengan penelitian, seperti jam kerja operator, jumlah operator dan sebagainya.
4.7.2 Metode Pengumpulan Data
Berdasarkan teknik pengambilan data, maka metode pengumpulan data adalah sebagai :
1. Pengukuran yaitu teknik pengumpulan data secara langsung dengan menggunakan alat ukur. Data yang diambil dengan teknik pengukuran ini
13
yaitu data temperatur udara, temperatur kering, temperatur basah, kecepatan angin, kelembaban, temperatur skin.
2. Teknik survei yaitu teknik pengamatan langsung ke lapangan. Data yang diambil dengan teknik survei yaitu kuesioner keluhan, kuesioner tertutup dan kuesioner mengenai kondisi pekerja.
3. Teknik wawancara, yaitu wawancara dan diskusi kepada pihak PT Indonesia Asahan Aluminium mengenai data perusahaan, data jam kerja operator dan informasi yang berkaitan dengan penelitian.
4. Teknik kepustakaan, yaitu mencatat dan mempelajari teori-teori yang berhubungan dengan pemecahan masalah dari berbagai buku yang sesuai dengan permasalahan serta mempelajari buku-buku, thesis atau jurnal yang berkaitan.
5. Observasi atau pengamatan secara langsung di departemen Reduction Plant di PT Indonesia Asahan Alumunium dan kondisi operator ketika bekerja.
4.8 Instrumen Penelitian
Instrumen dalam penelitian yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: 1. 4 in 1 Multi-Function Environment Meter, yang berfungsi untuk mengukur
IV-7
Gambar 4.2 4 in 1 Environment
Spesifikasi alat 4 in 1 Environmental dapat dilihat pada Tabel 4.1 Tabel 4.1 Spesifikasi 4 in 1 Environmental
No Spesifikasi Keterangan
1 Fungsi Mengukur suhu (
0
C-0F), cahaya (Lux), kelembaban (%RH), dan kebisingan (db)
2 Dimensi 251,0 x 63,8 x 40 mm
3 Berat 250 gr
4 Aksesoris 9V baterai
5 Pengukuran Suhu Tuas pengukuran dimulai dari -20 0
C-7500C / -40F-14000F
6 Pengukuran
Kelembaban dari RH 25% - 95% RH dengan resolusi RH 0,1% 7 Pengukuran Kebisingan 35dB – 100dB untuk A, C frekuensi pembobotan
memeriksa dengan resolusi 0,1Db 8 Pengukuran Cahaya 3,5 layar LCD dengan Unit Lux
[image:40.595.261.367.596.709.2]2. BlackGlobeThermometer, yang berfungsi untuk mengukur suhu bola kering, suhu bola basah dan suhu bola.
Spesifikasi Black Globe Thermometer ini dapat dilihat pada Tabel 4.2 Tabel 4.2 Spesifikasi Black Globe Thermometer
No Spesifikasi Keterangan
1 Fungsi Pengukuran temperatur globe, temperatur basah dan temperatur kering
2 Dimensi Panjang 9,2 in (23,5 cm); lebar 7,2 in (18,3 cm), tinggi
3,0 in (7,5 cm).
3 Berat 2,6 lbs (1,2 kg)
4 Aksesoris 9V alkaline: 140 jam
5 Tipe sensor Suhu: 1000 ohm platinum RTD
6 Akurasi Suhu : +/- 0,5oC antara 0oC dan 100oC
[image:41.595.259.364.339.472.2]3. Anemometeryang berfungsi mengukur kecepatan udara.
Gambar 4.4 Anemometer Spesifikasi Anemometer dapata dilihat pada Tabel 4.3
Tabel 4.3 Spesifikasi Anemometer
No Spesifikasi Keterangan
1 Fungsi Mengukur kecepatan angin 0,1 sampai 20 m/s
3 Berat 180 gr
4 Aksesoris Batre 9v ukuran AA, daya tahan 4 jam
5 Akurasi ± 5%
6 Respons Kurang dari 1 menit
IV-9
Gambar 4.5. Antropolometer
4.9 Prosedur Penelitian
Adapun prosedur penelitian yang dilakukan adalah:
1. Pengamatan pendahuluan di departemen reduction plant yang memiliki temperatur di atas batas normal.
2. Menentukan posisi titik dan gradien pengukuran. 3. Mempersiapkan peralatan pengukuran.
4. Memberikan kuesioner pertama kepada operator 5. Mengamati work and idle operator
6. Mengukur temperatur udara, temperatur radian, kelembaban udara dan kecepatan angin di setiap titik pengukuran setiap interval 60 menit pada waktu kerja pagi hingga siang.
7. Mengukur temperatur udara, temperatur radian, kelembaban udara dan kecepatan angin di setiap titik pengukuran setiap interval 60 menit pada waktu siang hingga sore hari.
8. Memberikan kuesioner kedua kepada operator
Adapun bagan prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.7
Persiapan Istirahat
Pengukuran Data Kondisi Termal
Pengisian Kuesioner Pribadi
07.00 – 08.00 08,01– 12.00 12.01 – 13.00
Istirahat
13.01 – 16.00 Pengukuran Data Kondisi
Termal Pengukuran Data
Temperature Skin
Pengukuran Data Temperature Skin
Pengukuran Data Temperature Skin
Pengukuran Data Temperature Skin
4.10 Instalasi Peralatan Pengukuran di Reduction Plant
Pengukuran untuk memperoleh data-data termal, harus mengikuti standar dan ketentuan yang ada. Titik pengukuran pada penelitian ini diambil mengikuti ASHRAE standard 55 (2004), ACGIH (2007) dan Havenith (2005), suatu titik pengukuran harus mengikuti syarat-syarat berikut:
1. Titik tersebut berada di area kerja operator dan operator cukup lama menghabiskan waktunya dititik tersebut.
2. Terdapat informasi dan laporan operator, terkait dengan ketidaknyamanan yang dirasakannya, terutama dalam hal heat stress ketika beraktivitas dititik tersebut. 3. Titik tersebut diduga secara kualitatif atau penilaian secara profesional
(profesional judgement) bahwa dapat menimbulkan terjadinya heat stress pada operator.
4. Mengenai jumlah titik pengukuran, tidak terdapat angka pasti (minimal, maksimal, atau range), sehingga jumlah titik pengukuran akan didasarkan pada kondisi tempat kerja.
5. Pada umumnya, radius pengukuran berbentuk lingkaran (horizontal) dan berlaku hingga 5 m disekeliling titik pengukuran.
Standar yang kedua adalah posisi alat ukur, posisi ketinggian alat ukur berdasarkan ASHRAE Standard 55 (2004):
Tabel 4.4 Standar Ketinggian Alat Ukur
No Jenis Aktivitas Kerja Ketinggian Alat Ukur (m)
1
Berdiri
0,1
2 1,1
3 1,7
4
Duduk
0,1
5 0,6
IV-13
Adapun sketsa reduction plant dapat dilihat pada Gambar 4.8 dan Gambar 4.9
Gambar 4.8 Tampak Luar Reduction Plant PT. INALUM
Sementara titik-titik pengukuran dapat dilihat pada Gambar 4.9
Legenda
Acc
Port Alumina
Titik Pengukuran
Skala 1 : 100 N
N Mata Angin
Operator
Gambar 4.9 Layout Reduction Plant
4.11 Populasi
Populasi dari penelitian ini adalah keseluruhan operator pada Stasiun 3
potline 2 yang berjumlah 10 orang di departemen Reduction Plant di PT Indonesia Asahan Aluminium. Pengambilan data, sampel yang digunakan diambil menggunakan teknik total sampling.
1. Kuesioner keluhan
Gambaran awal tentang permasalahan diketahui dengan menyebarkan kuesioner pendahuluan kepada objek yang dijadikan sebagai sumber informasi. Teknik sampling yang digunakan yaitu total sampling yaitu pengambilan data dari keseluruhan populasi. Total populasi dari pekerja di stasiun 3 potline 2 sebanyak 10 orang.
2. Kuesioner Tertutup
Mendapatkan nilai kepentingan tentang atribut produk, pada perancangan produk.
4.12 Metode Pengolahan Data
Pada tahap ini, data yang telah diperoleh berdasarkan hasil pengamatan diolah sesuai dengan teknik analisis data yang digunakan.
1. Penilaian tingkat Heat Stress dengan HSI, WBGT, serta perhitungan duration limite exposure.
2. Penilaian Respon Fisiologis dengan penilaian beban kerja langsung dan temperatur skin.
IV-15
Secara garis besar, langkah-langkah pengolahan data pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.10 dan Gambar 4.11
INPUT PROSES OUTPUT
Temperatur Udara
Kelembaban Kecepatan angin
Temperatur Globe
Heat Stress Index (HSI)
Insulasi Pakaian
Temperature Kering Temperature Basah
Wet Bulb Globe Themperature
(WBGT)
Tingkat Metabolisme
Duration Limite Exsposure
(DLE)
Indikasi bahaya yang akan disebabkan
paparan panas
Persentase Jam Kerja Istirahat yang direkomendasikan
Batasan Paparan yang di Rekomendasikan
Customer Needs
Technical Requirements
[image:48.595.124.515.183.412.2]Usulan Rancangan QFD
MULAI
Studi Pendahuluan 1. Kondisi Pabrik
2. Kondisi Reduction Plant 2. Proses Produksi 3. Informasi pendukung 4. Masalah-masalah
Studi Literatur
1. Teori Buku - Heat Stress - QFD
2. Referensi Jurnal Penelitian 3. Langkah-langkah
penyelesaian
Identifikasi Masalah Awal
Kebutuhan atas fasilitas kerja pendukung operator Personal Protective Clothing di Reduction Plant
Pengumpulan Data
1. Data primer : Hasil Pengukuran, observasi dan wawancara
2. Data sekunder : Informasi Lain dari Perusahaan
Pengolahan Data Pengolahan Data Respon Fisiologis
- Perhitungan Nilai Slope Data Temperatur Kulit - Perhitungan Beban Kerja
Pendekatan Secara Ergonomi - Perhitungan Heat Stress Index
- Perhitungan Wet Bulb Globe Temperature - Duration Limite Exsposure
Pengolahan dengan Antropometri dan QFD
- Melakukan Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Antropometri - Mendapatkan Dimensi Ukuran Tubuh
- Melakukan Uji validitas dan Realibilitas Kuesioner - Membuat Matriks QFD Produk
Analisis Pemecahan Masalah - Analisis dan evaluasi usulan perancangan produk
Kesimpulan dan Saran
SELESAI
[image:49.595.148.475.108.723.2]V-1
BAB V
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
5.1 Pengumpulan dan Pengolahan Data Respon Fisiologis
Data respon fisiologis yang akan dikumpulkan dan diolah pada penelitian ini adalah data denyut nadi dan temperatur permukaan kulit. Data denyut nadi digunakan untuk penilaian secara langsung menentukan jumlah kebutuhan energi yang dikonsumsi untuk suatu pekerjaan. Data temperatur permukaan kulit digunakan untuk melihat slope yang mengindikasikan terjadinya kelelahan pada operator setelah bekerja.
5.1.1 Data Pekerja
Data pekerja yang diambil adalah data identitas pekerja pada Stasiun 3
Potline 2 pada bagian reduction plant PT INALUM. Data pekerja dapat dilihat pada Tabel 5.1 dibawah.
Tabel 5.1 Data Pribadi Pekerja Stasiun 3 Potline 2 Reduction Plant
Operator Jenis Kelamin Usia Berat Badan Tinggi Badan
Operator 1 L 32 67 172
Operator 2 L 29 60 170
Operator 3 L 30 71 174
Operator 4 L 37 65 172
Operator 5 L 32 60 168
Operator 6 L 48 78 174
Operator 7 L 46 75 173
Operator 8 L 34 64 168
Operator 9 L 36 63 170
5.1.2 Data Sensasi Termal dan Tingkat Kenyamanan
Sensasi termal dan tingkat kenyamanan yang dirasakan diperoleh dari kuesioner penilaian dampak kondisi termal yang digunakan untuk mendapatkan informasi pribadi psikologi kenyamanan termal. Jawaban kuesioner diberikan dalam bentuk skala 1 sampai 5 dimana masing-masing pertanyaan dalam kuesioner diberikan kategori masing-masing. Grafik data persepsi sensasi termal dan kenyamanan pekerja dapat dilihat pada Gambar 5.1
. Gambar 5.1. Diagram Persepsi Sensasi Termal dan Kenyamanan
Termal Pekerja Reduction Plant PT INALUM
Dari data diatas diadapatkan bahwa rata-rata pekerja merasakan sensasi termal pada lingkungan kerja yang panas dan tidak nyaman. Selain itu pekerja merasakan efek panas yang menyebabkan mengganggu pekerjaan dan mengharapkan lingkungan kerja yang lebih dingin.
0 1 2 3 4 5
1 2 3 4
Vo
te
Pertanyaan
V-3
5.1.3 Temperatur Permukaan Kulit
Data temperatur permukaan kulit, pengumpulan data-data tersebut dilakukan sebanyak 4 kali sehari. Pengumpulan data temperatur kulit dilakukan dengan alat digital terrnometer. Indikator alat ini diposisikan pada lipatan tangan bagian atas. Pemasangan indikator tersebut dilakukan selama 30 detik pada lipatan tangan kanan dan kiri. Pengukuran dilakukan pada kedua tangan untuk menghindari terjadinya bias yang diakibatkan oleh alat ukur.
Temperatur permukaan kulit diukur saat pekerja melakukan pekerjaan. Pengukuran temperatur permukaan kulit dilakukan sebanyak 4 kali, 30 menit setelah bekerja, 30 sebelum istirahat, 30 sesudah istirahat, 30 menit sebelum selesai bekerja. Data rata-rata temperatur kulit dapat dilihat pada Tabel 5.2
Tabel 5.2 Data Rata-rata Temperatur Kulit Pekerja (Tsk)
Pekerj a
Pengukuran (Tsk)
Rata-rata
Stdv Min Max
I II III IV
1 33,9 34,6 34,5 35,1 34,5 0,48 33,9 35,1 2 34,0 33,9 34,2 32,8 33,7 0,63 32,8 34,2 3 33,4 34,1 33,9 33,6 33,7 0,31 33,4 34,1 4 34,2 34,5 34,4 34,6 34,4 0,17 34,2 34,6 5 33,7 35,2 34,4 34,3 34,4 0,58 33,7 35,2 6 34,1 35,2 34,9 35,5 34,9 0,59 34,1 35,5 7 34,9 34,6 34,7 34,7 34,7 0,15 34,6 34,9 8 34,1 36,0 34,8 35,4 35,0 0,82 34,1 36,0 9 35,0 36,0 34,8 34,5 35,1 0,63 34,5 36,0 10 34,3 34,2 34,8 33,9 34,3 0,39 33,9 34,8
5.1.3.1 Nilai Slope Temperatur Permukaan Kulit
regresi linier. Data temperatur permukaan kulit dijadikan sebagai variabel dependen, untuk kemudian di-plot terhadap pengukuran waktu. Nilai kemiringan dari regresi tersebut yang digunakan sebagai nilai slope. Perhitungan nilai slope
[image:53.595.252.370.258.478.2]ini dibantu dengan menggunakan Microsoft Excel. Hasil perhitungan slope dapat dilihat pada Tabel 5.3
Tabel 5.3 Rekapitulasi Nilai Slope Temperatur Permukaan Kulit Pekerja Slope
1 2,560
2 -1,399
3 1,037
4 6,894
5 0,527
6 1,885
7 -4,560
8 0,695
9 -1,030
10 -0,600
Rata-rata 0,601 Stdv 2,982
Hasil perhitungan slope diatas bahwa beberapa perkerja memiliki nilai
slope positif dan negatif. Namun, rata-rata nilai slope dari keseluruhan pekerja bernilai positif. Sebagai salah satu indikator panas ditempat kerja, temperatur permukaan kulit dengan slope positif menandakan pekerja mengalami kelelahan dan terdapat pengaruh panas dari temperatur lingkungan kerja terhadap tubuh pekerja (heat stress, sehingga menyebabkan suhu tubuh menjadi meningkat).
5.1.4 Perhitungan Beban Kerja Pekerja
V-5
jumlah energinya yaitu:
E = 1,80411 − 0,0229038 X + 4,71711 × 10-4 X Di mana:
2
E = Energi (kkal/menit)
X = Kecepatan DNK (Denyut Nadi Kerja) (denyut/menit)
Data yang dikumpulkan untuk perhitungan beban kerja adalah data denyut nadi istirahat (DNI) dan denyut nadi kerja (DNK) pekerja yang dapat dilihat pada Tabel 5.4
Tabel 5.4 Data Denyut Nadi Pekerja No. Pekerja Umur
(Tahun)
DNI (Denyut/menit)
DNK (Denyut/menit)
1 Pekerja 1 32 91 140
2 Pekerja 2 29 88 163
3 Pekerja 3 30 90 160
4 Pekerja 4 37 87 147
5 Pekerja 5 32 86 156
6 Pekerja 6 48 85 149
7 Pekerja 7 46 95 140
8 Pekerja 8 34 79 147
9 Pekerja 9 36 95 142
10 Pekerja 10 27 73 144
Dari data diatas dilakukan perhitungan untuk konsumsi energi masing-masing pekerja. Sebagai contoh, perhitungan konsumsi energi untuk pekerja 1 dimana DNK adalah 140 adalah sebagai
E = 1,80411 – 0,0229038 X + 4,71711. 10-4.X E = 1,80411 – 0,0229038 (140) + 4,71711.10
2
-4 (140) E = 7,843 kkal per menit
2
berat (heavy) karena energi yang dikonsumsi berada di antara 7,5- 10 kkal/menit berdasarkan Bab III Tabel 3.5. Data konsumsi energi tiap pekerja reduction plant
[image:55.595.124.503.199.423.2]dapat dilihat pada Tabel 5.5
Tabel 5.5 Perhitungan Konsumsi Energi Pekerja Reduction Plant
No. Pekerja Umur
(Tahun) DNK
E (Kkal/menit)
Kategori Beban Kerja
1 Pekerja 1 32 140 7,843 Heavy
2 Pekerja 2 29 163 10,604 Very Heavy
3 Pekerja 3 30 160 10,258 Very Heavy
4 Pekerja 4 37 147 8,592 Heavy
5 Pekerja 5 32 156 9,711 Heavy
6 Pekerja 6 48 149 8,903 Heavy
7 Pekerja 7 46 140 7,843 Heavy
8 Pekerja 8 34 147 8,630 Heavy
9 Pekerja 9 36 142 8,063 Heavy
10 Pekerja 10 27 144 8,250 Heavy
5.2 Tingkat Paparan Panas
Tingkat paparan panas dapat dilihat dari nilai persentasi HSI dan WBGT, kedua standar ini digunakan untuk menganalisa tingkat paparan panas yang ada di
reduction plant PT INALUM.
5.2.1 Perhitungan Nilai Heat Stress Index
V-7
5.2.1.6 Pengumpulan Data Insulasi Pakaian Pekerja
Tabel 5.16 Data Insulasi Pakaian Pekerja
No Pekerja
Pakaian Dalam – Celana
Pakaian Dalam –
Baju
Kaos Celana Pelindung
Baju Pelindung
Penutup Kepala
Sepatu Boots
Kaos Kaki
Sarung Tangan
Nilai
Clo
1 Pekerja 1 2 Pekerja 2 3 Pekerja 3 4 Pekerja 4 5 Pekerja 5 6 Pekerja 6 7 Pekerja 7 8 Pekerja 8 9 Pekerja 9 10 Pekerja 10
5.3 Perhitungan Heat Stress Index (HSI)
Pengumpulan data termal berdasarkan titik-titik pengukuran, data tersebut akan diolah nilai HSI pada setiap titik pengukuran, dengan asumsi dan pesamaan-persamaan berikut ini (Parson, 2003)
R = k1 (35-tr) ; k1 C = k
= 4,4 (berpakaian) atau 7,3 (tidak berpakaian)
2 v0,6 (35-ta) ; k2
273 )) ( ) ( 10 25 , 0 ) 273
(( 0,25
8
4 + − − −
+
= g a
a g g
r x t t
d t t x t t ε
= 4,6 (berpakaian) atau 7,6 (tidak berpakaian)
; v ≤ 0,5 m/s
273 )) ( 10 1 , 1 ) 273
(( 0,4 0,25
6 , 0 8
4 + − −
+
= g g a
r x t t
d v x t
t
ε ; v ≥ 0,5 m/s
235 18 , 4030 956 , 18 + −
=e ta
Psa sa a RHxP P = Ereq % 100 max x E E HSI = req
= M - R – C
Keterangan notasi :
tr = temperatur radiasi (o t
C) a = temperatur udara (o t
C) g = temperatur globe (o k
C) 1, k2, k3
v = kecepatan angin (m/s) = kostanta
d = diameter bola (m)
R = pelepasan radiasi panas per luas (W/m2 C = pelepasan konveksi panas per luas (W/m
) 2
M = produksi metabolisme energi
)
Pa P
= tekanan parsial dari uap air di udara (KPa) sa
RH = kelembapan aktif = tekanan uap (KPa)
Emax = potensi penguapan maksimum per luas (W/m2 E
)
req = pelepasan evaporasi yang dibutuhkan per luas (W/m2
HSI = indeks tingkat paparan panas (%)
)
Asumsi :
ε = 0,95
d = 0,15 m
Berikut ini merupakan contoh langkah-langkah perhitungan HSI pada titik pertama pada tiga gradien ketinggian.
Tabel 5.17 Rekapitulasi Nilai Parameter Termal Pada Setiap Titik Titik
Gradien Ketinggian
(m)
Temperatur Udara / ta
(oC)
Temperatur Udara / tg
(oC)
Kelembapa n/ RH (%)
Kecepatan Angin/ v
(m/s)
1
0,6 41,7 44,1 0,72 0,3
1,1 41,6 44,1 0,70 0,7
1,7 41,3 43,6 0,67 0,9
2
0,6 41,5 44,1 0,72 0,3
1,1 41,3 43,8 0,70 0,7
1,7 41,1 43,6 0,67 0,9
3
0,6 42,1 44,0 0,75 0,3
1,1 42,0 42,9 0,72 0,6
V-11
Tabel 5.17 Rekapitulasi Nilai Parameter Termal Pada Setiap Titik (Lanjutan) Titik Gradien Ketinggian (m) Temperatur Udara / ta
(oC)
Temperatur Globe / tg (oC)
Kelembapan/ RH (%) Kecepatan Angin/ v (m/s) 4
0,6 43,0 44,7 0,75 0,4
1,1 42,6 44,9 0,74 0,6
1,7 42,4 45,1 0,72 0,8
5
0,6 41,6 44,5 0,73 0,4
1,1 41,4 45,1 0,71 0,6
1,7 41,3 44,2 0,69 1,0
Berikut ini merupakan contoh langkah-langkah perhitungan HSI pada gradien 0,6 untuk titik 1. Karena nilai v > 0,15 m/s maka perhitungan nilai temperatur radiasi rata-rata (tr
f
) menggunakan persamaan: cl
= 1 + 1,79�0,1085
0,155
= 1+1,79 Clo = 1 + 10,79���
,155
= 2,253 Untuk tsk 34,5 o P
C maka tekanan suhu kulit adalah sk,s
= exp 118,956 – 4030,18
34,5+235
= exp 118,956 – 4030,18
���+235
= 5,75 kPa
273 )) ( 10 1 , 1 ) 273
(( 0,4 0,25
6 , 0 8
4 + − −
+
= g g a
r x t t
d v x t t ε 273 )) 7 , 41 1 , 44 ( 15 , 0 95 , 0 3 , 0 10 1 , 1 ) 273 7 . 41
(( 0,4 0,25
6 , 0 8
4 + − −
+
= x
x x
tr
Tahap selanjutnya, dilakukan perhitungan nilai tekanan parsial dari uap air di udara (Pa
sa a RHxP P = ): 235 18 , 4030 956 , 18 + −
= ta
a RHxe P 235 7 , 41 18 , 4030 956 , 18 72 , 0 + − = xe Pa Pa = 0,061 = 61.82 Pa
Selanjutnya, dilakukan perhitungan nilai pelepasan radiasi panas per luas (R) dengan menggunakan nilai tr
R = k
yang telah diperoleh pada tahap awal perhitungan:
1 (35-tr
= 4,4 (35-40,91) )
= -35,2 Wm-2
C = k
Selanjutnya, dilakukan perhitungan nilai pelepasan konveksi panas per luas (C):
2 v0,6 (35-ta
C = 4,6 . 0,3 ) 0,6
C = -21,23 Wm
(35-41,7)
Berdasarkan hasil-hasil perhitungan diatas, kemudian dapat diperoleh nilai topensi penguapan maksimum per luas (E
-2
max = Esk) dan pelepasan evaporasi yang
dibutuhkan per luas (Ereq
E
). Pekerja bekerja dengan kondisi bekerja berat.
sk = Psk,s−Pa
V-13
Esk
= 240,31
= 5,75−0,061
0,015+ 1
2,253x51,15)
Esk = E E max max E = 240,31 req E
= M - R – C req
= 236,44
= 180-(-35,2)-(-21,23) % 100 31 , 240 44 , 236 x HSI =
HSI = 94,69 %
Dengan demikian, nilai HSI pada titik 1 di gradien pengukuran 0,6 memiliki nilai 94,69%. Dengan prosedur perhitungan yang sama maka diperoleh nilai HSI pada titik dan gradien yang lainnya, pada Tabel 5.18
Tabel 5.18 Rekapitulasi Perhitungan Nilai HSI Reduction Plant
Titik
Gradien Ketinggian
(m)
Ta
(oC)
Pa (kPa)
R (Wm-2)
C (Wm-2)
Emax
(Wm-2)
Ereq
(Wm-2)
HSI (%)
1
0,6 44,13 0,06 -29,66 -17,89 240,31 227,55 94,69 1,1 45,51 0,06 -28,85 -17,41 240,31 226,26 94,15 1,7 45,57 0,05 -27,91 -16,84 240,74 224,75 93,36 2
0,6 43,98 0,06 -28,39 -17,13 240,31 225,52 93,84 1,1 45,24 0,06 -27,72 -16,72 240,31 224,44 93,39 1,7 45,68 0,05 -26,84 -16,19 240,74 223,03 92,65 3
Tabel 5.18 Rekapitulasi Perhitungan Nilai HSI Reduction Plant (Lanjutan) Titik Gradien Ketinggian (m) Ta
(oC)
Pa (kPa)
R (Wm-2)
C (Wm-2)
Emax
(Wm-2)
Ereq
(Wm-2)
HSI (%)
4
0,6 44,90 0,06 -35,20 -21,24 240,31 236,44 98,39 1,1 45,88 0,06 -33,44 -20,17 240,31 233,61 97,21 1,7 46,95 0,06 -32,56 -19,64 240,31 232,2 96,62 5
0,6 44,87 0,06 -29,04 -17,52 240,31 226,56 94,28 1,1 46,68 0,06 -28,16 -16,99 240,31 225,15 93,69 1,7 46,92 0,05 -27,72 -16,72 240,74 224,44 93,23
Rata-rata 94,77
[image:63.595.173.488.394.602.2]Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka didapatkan grafik antara HSI dan temperatur udara, kecepatan angin, dan kelembaban pada Gambar 5.7, Gambar 5.8, dan Gambar 5.9
Gambar 5.7 Grafik Perbandingan HSI dan Temperatur Udara
40,5 41 41,5 42 42,5 43 43,5
98 99 100 101 102 103 104 105 106
V-15
Gambar 5.8 Grafik Perbandingan HSI dan Kelembapan
Gambar 5.9 Grafik Perbandingan HSI dan Kecepatan Angin
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
98 99 100 101 102 103 104 105 106
K
e
le
mb
a
p
a
n
U
d
a
ra
(%)
HSI (%)
Dari grafik pada gambar diatas terlihat bahwa hubungan temperatur dan kecepatan angin mempengaruhi kenaikan HSI, sedangkan pengaruh kelembaban tidak begitu signifikan terhadap perubahan nilai HSI.
5.4 Perhitungan Nilai WBGT
Perhitungan nilai WBGT dilakukan dengan persamaan dibawah ini: WBGT untuk di luar ruangan dengan panas radiasi matahari :
WBGT : 0,7 Tnwb + 0,2 Tg + 0,1 T
WBGT untuk didalam ruangan tanpa radiasi adalah:
a
WBGT : 0,7 Tnwb + 0,3 Tg
Keterangan :
