17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Spesifikasi Cultivator
Mesin pertanian yang digunakan adalah cultivator Yanmar tipe Te 550 n. Daya rata - rata motor penggerak bensin pada cultivator ini sebesar 3.5 hp (putaran engine 1800 rpm), dan dapat diatur pada 3 posisi stang kemudi.. Roda yang digunakan pada saat pembuatan guludan adalah hexagon rotor dengan implemen sebuah furrower. Saat digunakan cultivator diatur pada gigi ke-2, dan gas pada putaran engine ±1800 rpm. (Data teknis pada Lampiran 1).
B. Kalibrasi Subjek Penelitian (Metode Step Test)
Pengukuran denyut jantung menggunakan alat Heart Rate Monitor (HRM) yang dipasang tepat di dada menyentuh kulit agar detak jantung terukur, yang kemudian secara otomatis akan diterima sekaligus disimpan oleh Data Receiver and Memory yang berupa jam tangan pada posisi terdekat dengan HRM. Pengukuran denyut jantung diatur agar terekam lima detik sekali, dan datanya berupa laju denyut jantung yang diperkirakan per menit. Alat yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Heart rate monitor, data receiver dan metronom
Sebelum melakukan pengukuran denyut jantung, subjek terlebih dahulu diukur tinggi badan dan berat badannya. Hasil pengukuran dimensi tubuh digunakan untuk menghitung luas permukaan tubuh subjek agar dapat diketahui nilai BME, dari pendekatan volume oksigen pada tubuh yang diperoleh dari tabel konversi BME ekuivalen VO2 berdasarkan luas
permukaan tubuh (Tabel 2.). Contoh perhitungan berikut ini diambil dari data subjek ke-9 (C3) :
18 HC3 = 170.7 cm WC3 = 59.5 kg A C3 = H0.725 × W 0.425 × 0.007246 = ((170.7)0.725× (59.5)0.425 × 0.007246) m2 = 1.69 m2 VO2 = 209 [Tabel 2.]
BME = (209*5*1)/1000 [konversi nilai BME dari VO2]
= 1.045 kkal/menit
Dengan perhitungan yang sama, diperoleh data untuk kedelapan subjek lainnya yang tercantum pada Tabel 3. berikut ini.
Tabel 3. Data dimensi tubuh subjek
Kode Operator Usia (tahun) Tinggi Badan (cm) Berat Badan (kg)
Luas Permukaan Tubuh (m2) VO2 (L) BME A1 40 158.1 51.5 1.52 188 0.940 A2 22 159.2 55 1.57 194 0.970 A3 24 158.2 49.5 1.50 186 0.930 B1 24 164.8 50.5 1.55 192 0.960 B2 18 162.0 51.5 1.55 192 0.960 B3 31 165.5 53 1.59 197 0.985 C1 29 173.7 54 1.64 203 1.015 C2 23 171.6 60 1.70 210 1.050 C3 26 170.7 59.5 1.69 209 1.045
Kalibrasi denyut jantung perlu dilakukan pada masing – masing operator untuk mengetahui korelasi antara denyut jantung dengan peningkatan beban kerja dimana karakteristiknya pada setiap orang, berbeda. Tinggi bangku yang digunakan pada saat kalibrasi step test adalah 24 cm, dan menggunakan peningkatan frekuensi langkah sebanyak empat kali, yaitu dimulai dari frekuensi 15 siklus/menit, 20 siklus/menit, 25 siklus/menit, 30 siklus/menit,
dimana satu siklus terdiri dari empat langkah kaki ketika naik – turun bangku, proses langkah step test dapat dilihat pada Gambar 7. Pengaturan langkah agar sesuai siklus menggunakan alat bantu metronom, bunyi yang dikeluarkan diatur sebanyak empat kali frekuensi yang akan digunakan, karena dalam satu siklus terdiri dari empat langkah.
19 Gambar 7. Proses langkah step test
Berikut ini merupakan grafik pengukuran denyut jantung kalibrasi
step test untuk salah satu subjek (grafik untuk kedelapan subjek lainnya dapat
dilihat pada Lampiran2, Lampiran 3, dan Lampiran 4) :
Gambar 8. Grafik denyut jantung subjek C3 saat kalibrasi step test
Pada awal pengukuran, denyut jantung subjek kurang stabil, hal ini dapat disebabkan oleh penyesuaian subjek dengan pengukuran dan alat ukur. Namun seiring waktu pengukuran, denyut jantung terlihat stabil. Dapat dilihat peningkatan laju denyut jantung sesuai dengan peningkatan frekuensi step test (peningkatan beban kerja). Begitu pula yang terjadi pada subjek lainnya, namun masing – masing subjek memiliki nilai yang berbeda satu sama lain.
Nilai denyut jantung yang gunakan untuk perhitungan selanjutnya merupakan hasil pemetaan dari hasil rata–rata data denyut jantung selama 30 detik (minimal 6 buah data) yang dianggap stabil pada setiap tahap aktivitas. Setiap frekuensi step test dilakukan selama 5 menit yang diselangi 5 menit
Rest ST 4 Rest ST 3 Rest ST 2 Rest ST 1 Rest
20
istirahat, kecuali istirahat pada awal pengukuran yang dilakukan selama 10 menit,karena diharapkan memperoleh nilai denyut jantung terendah seseorang ketika tidak melakukan kerja, yang digunakan sebagai pembanding dari nilai denyut jantung saat bekerja. Secara umum pengambilan nilai denyut jantung (HR) saat istirahat adalah pada data yang dianggap stabil dan terendah, serta tidak pada satu menit awal ataupun akhir. Nilai HR saat istirahat (HRrest) yang
digunakan sebagai pembanding nilai HR saat bekerja, umumnya adalah pada saat istirahat pertama atau kedua, dimana terdapat nilai denyut jantung terendah seseorang. Pada beberapa orang, denyut jantung istirahat terendah diperoleh pada awal pengukuran, karena asumsinya adalah denyut jantung terendah diperoleh ketika subjek sama sekali belum melakukan kerja. Denyut jantung istirahat terendah yang diperoleh pada saat istirahat kedua (setelah melakukan step test pertama) dapat disebabkan oleh adanya penyesuaian yang dilakukan pada awal pengukuran terhadap lingkungan baru dan alat yang digunakan, sehingga mengakibatkan cukup tingginya laju denyut jantung di awal pengukuran.
Nilai denyut jantung berbeda untuk setiap orang, walaupun pada jenis kerja yang sama. Seperti yang telah disebutkan, kalibrasi step test diperlukan untuk menunjukkan perbedaan hubungan denyut jantung dengan peningkatan beban kerja pada setiap subjek. Dari hasil pengukuran tersebut, nilai HR saat bekerja (HRwork) dibandingkan dengan nilai HRrest untuk memperoleh nilai
IRHR (step test). Selain nilai IRHR, nilai TEC (Total Energy Cost, kkal/menit) yang merupakan laju konsumsi energi subjek untuk proses metabolisme tubuh dan melakukan kerja juga perlu dihitung. Kedua nilai ini dimasukkan ke dalam grafik yang akan membentuk garis linier, berfungsi untuk menghasilkan suatu persamaan daya yang berbeda pada masing – masing subjek.
Pada kalibrasi step test ini, karena menggunakan empat buah frekuensi, sehingga menghasilkan empat nilai TEC untuk masing – masing subjek. Salah satu contoh perhitungan yang menggunakan data subjek ke-9 (C3), adalah sebagai berikut :
21 1000 2 . 4 2 24 . 0 1 . 98 5 . 59 ST ST f TEC w = 59.5 kg fST1 = 15 siklus/menit
g = 9.81 m/detik2 fST2 = 20 siklus/menit
h = 0.24 m fST3 = 25 siklus/menit
4.2 = faktor kalibrasi fST1 = 30 siklus/menit
(J=>kalori)
TECST1 = 1.001 kkal/menit
TECST2 = 1.334 kkal/menit
TECST3 = 1.668 kkal/menit
TECST4 = 2.001 kkal/menit
Perhitungan yang sama dilakukan pada kedelapan data subjek yang lain. Dari hasil perhitungan tersebut diperoleh data yang tercantum pada Tabel 4. Hubungan antara nilai IRHR dan TEC yang dipetakan dalam grafik akan membentuk garis linier, sehingga menghasilkan suatu persamaan daya. Sebagai contoh, grafik hubungan antara TEC dengan IRHR untuk subjek C3 dapat dilihat pada Gambar 9 (grafik untuk kedelapan subjek lainnya dapat dilihat pada Lampiran 5, Lampiran 6, dan Lampiran 7. Perbedaan nilai kenaikan IRHR terhadap beban kerja dapat dilihat dari nilai slope yang berbeda pada setiap subjek (subjek ke-9 memiliki slope 0.598), semakin curam kemiringannya maka semakin besar perubahan nilai IRHR terhadap perubahan tingkat beban kerja, begitu pula sebaliknya.
22 Tabel 4. Data pemetaan denyut jantung dan laju konsumsi energi pada saat kalibrasi step test
SUBJEK HR (Step Test) IRHR [Y] TEC (kkal/menit) [X]
R1 ST 1 R2 ST 2 R3 ST 3 R4 ST 4 ST 1 ST 2 ST 3 ST 4 ST 1 ST 2 ST 3 ST 4 A1 59.0 75.2 60.0 80.2 63.0 88.0 63.0 100.0 1.27 1.36 1.49 1.69 0.866 1.155 1.443 1.732 A2 70.2 98.2 72.8 102.5 73.0 115.2 72.7 123.8 1.40 1.46 1.64 1.76 0.925 1.233 1.542 1.850 A3 69.0 100.8 72.5 109.5 76.3 120.2 78.0 131.0 1.46 1.59 1.74 1.90 0.832 1.110 1.387 1.665 B1 70.5 94.5 74.5 102.2 77.5 106.5 81.0 121.8 1.34 1.45 1.51 1.73 0.849 1.132 1.415 1.699 B2 77.8 110.8 82.0 117.2 83.0 130.2 88.3 145.0 1.42 1.51 1.67 1.86 0.866 1.155 1.443 1.732 B3 71.2 90.7 75.5 95.7 77.7 100.2 77.5 110.8 1.27 1.34 1.41 1.56 0.891 1.188 1.486 1.783 C1 75.7 97.8 78.2 104.0 84.2 115.7 89.0 130.8 1.29 1.37 1.53 1.73 0.908 1.211 1.514 1.816 C2 75.5 105.3 82.7 118.3 85.3 126.5 87.3 140.3 1.40 1.57 1.68 1.86 1.009 1.345 1.682 2.018 C3 67.2 100.0 68.3 106.8 68.3 119.5 71.2 140.5 1.49 1.59 1.78 2.09 1.001 1.334 1.668 2.001
Tabel 5. Data persamaan daya hubungan IRHR dengan TEC
Kode Operator Y = aX + b a b A1 0.482 0.828 A2 0.413 0.992 A3 0.528 1.012 B1 0.431 0.956 B2 0.514 0.948 B3 0.289 0.985 C1 0.483 0.822 C2 0.445 0.949 C3 0.598 0.838
23
Tabel 5. menunjukkan hasil persamaan daya yang terbentuk dari hubungan nilai IRHR dan TEC saat kalibrasi dengan metode step test untuk masing – masing subjek. Dari persamaan ini, nilai TEC saat bekerja dapat diketahui dengan memasukkan nilai IRHR saat kerja tersebut, baik ketika menggunakan cara manual maupun mekanis.
C. Pengukuran Beban Kerja Fisik
Pembuatan sebuah guludan umumnya dengan membentuk parit dari kedua sisi berbeda dengan kedalaman dan lebar tertentu yang diperlukan, baik secara manual (dengan menggunkan cangkul), maupun secara mekanis (dengan menggunakan cultivator tipe Te 550 n). Pada penelitian ini lebar guludan yang dibuat adalah ±70 cm dengan kedalaman ±25 cm. Lahan yang digunakan pada pembuatan guludan baik secara manual maupun mekanis memiliki kondisi lahan yang sama, yaitu telah mengalami pengolahan tanah primer dan sekunder. Operator yang menjadi subjek lebih terbiasa bekerja secara manual dalam berbagai kegiatan tani, termasuk pembuatan guludan.
Waktu yang digunakan pada masing – masing kerja 3 sampai 5 menit, dan diselangi istirahat 5 sampai 10 menit. Pengulangan kerja dilakukan sebanyak empat kali. Istirahat di awal diperlukan untuk mendapatkan nilai denyut jantung terendah saat istirahat sehingga diperoleh nilai HRrest yang
akan digunakan sebagai pembagi nilai HRwork pada setiap pengulangan untuk
mendapatkan nilai IRHR. Pengambilan data untuk perhitungan selanjutnya sama seperti yang dilakukan pada data hasil kalibrasi step test. Step test yang dilakukan sebelum mulai bekerja bertujuan sebagai kontrol jika terjadi perubahan nilai IRHR pada masing – masing subjek. Pembuatan guludan ini dikerjakan dengan dua cara, yaitu manual (dengan cangkul), dan mekanis (dengan menggunakan cultivator).
C.1. Manual
Pembuatan guludan yang dilakukan secara manual, dilakukan dengan satu kali bolak – balik panjang lahan (±10 m) per ulangan, seperti tampak pada Gambar 10. yang menunjukkan pembuatan parit pertama (kiri), dan parit kedua sehingga terbentuk guludan (kanan).
24
Hasil pengukuran waktu kerja pada seluruh subjek menghasilkan nilai kapasitas lapang efektif untuk pembuatan guludan secara manual sebesar 0.005 ha/jam.
Gambar 10. Pembuatan guludan secara manual
Dari pengukuran yang dilakukan pada sembilan subjek, laju denyut jantung dan hasil perhitungan lainnya berbeda satu sama lain. Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan karakteristik setiap orang dalam menerima suatu beban kerja. Gambar 11. Menunjukkan grafik pengukuran laju denyut jantung saat pembuatan guludan secara manual dalam satu rangkaian pengukuran (4 kali ulangan kerja) pada subjek ke-9. Pada setiap pengulangan kerja, titik maksimal denyut jantung tidak berbeda pada selang yang besar dan umumnya berbanding terbalik dengan waktu, begitu pula pada kedelapan subjek yang lain (grafik dapat dilihat pada Lampiran 8 sampai dengan Lampiran 16). Denyut jantung mulai naik saat subjek mulai bekerja sampai pada titik tertentu yang kemudian relatif stabil, umumnya waktu untuk tahap aerobik saat mulai bekerja adalah 2 – 3 menit, kemudian denyut jantung akan mulai stabil. Pengukuran diselingi istirahat pada setiap ulangan untuk memulihkan kondisi fisik dan pola denyut jantung subjek sampai mendekati keadaan awal.
25 Gambar 11. Grafik data pengukuran denyut jantung pada pembuatan guludan
secara manual subjek C3
Pada pengukuran beberapa subjek terdapat fluktuasi denyut jantung saat bekerja yang tiba – tiba turun, salah satu penyebabnya adalah subjek membetulkan cangkul yang digunakan, sehingga kerja berhenti sejenak yang mengakibatkan turunnya laju denyut jantung. Sedangkan adanya perbedaan denyut jantung pada setiap pengulangan dalam satu unit kerja yang sama, dapat disebabkan oleh adanya penyesuaian (contohnya perbedaan waktu kerja). Data pemetaan nilai denyut jantung saat bekerja dan hasil perhitungan untuk konsumsi energi, dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Data pemetaan denyut jantung pada pembuatan guludan secara manual
Kode Subjek IRHR TEC (kkal/mnt) BME (kkal/mnt) WEC (kkal/mnt) WEC' (kal/kg.mnt) A1 1.99 2.40 0.940 1.460 28.350 A2 2.22 2.98 0.970 2.010 36.545 A3 2.17 2.18 0.930 1.250 25.253 B1 1.90 2.18 0.960 1.220 24.158 B2 1.76 1.59 0.960 0.630 12.233 B3 1.70 2.32 0.985 1.335 23.839 C1 2.33 3.12 1.015 2.105 38.981 C2 1.87 2.07 1.050 1.020 17.000 C3 2.12 2.15 1.045 1.105 18.571 R6 W4 R5 W3 R4 W2 R3 W1 R2 ST (20) R1
26 2. Cultivator (Tipe Te 550 n)
Sebelum dilakukan pengukuran, subjek terlebih dahulu diberitahukan cara pengoperasian cultivator, dan mencobanya agar tidak kebingungan ketika pengukuran dimulai. Satu kali ulangan pekerjaan dilakukan dengan tiga kali bolak – balik lintasan dengan panjang 15 m ± 3 m (headline). Hasil pengukuran waktu pada pembuatan guludan secara mekanis menghasilkan nilai kapasitas lapang efektif sebesar 0.067 ha/jam. Proses kerja dapat dilhat pada Gambar 12.
Posisi stang kemudi pada cultivator dapat diatur dalam tiga posisi ketinggian yaitu atas (C1), tengah (C2), dan bawah (C3), ini berkebalikan dengan data teknisnya karena pengaturan stang kemudi atas mengakibatkan ketinggian cultivator terendah (C3). Pada penelitian ini, pengukuran menggunakan ketiga posisi stang pada setiap subjek. Hal ini dimaksudkan untuk melihat pengaruh posisi stang kemudi dan pengaruh tinggi subjek terhadap beban kerja.
Cultivator ini tidak memiliki tuas pengendali yang umumnya
dimiliki traktor roda dua yang berfungsi mengatur kemudi saat berbelok, sehingga dilakukan sepenuhnya oleh subjek tanpa tuas pembantu. Untuk mengemudikannya tidak terdapat rem, hanya terdapat tuas yang jika ditekan cultivator akan maju sesuai dengan pengaturan gas, untuk menghentikannya hanya perlu melepas penekanan pada tuas tersebut.
Kecepatan maju pengoperasiannya diatur dengan memposisikan gas di titik yang sama, kendalanya adalah pengunci posisi gas tidak berfungsi dengan baik, sehingga saat pengukuran berlangsung, kecepatan tidak selalu konstan. Untuk mengecek posisi gas selama bekerja, kurang memungkinkan karena dikhawatirkan mengganggu konsentrasi operator yang kemudian berpengaruh pada hasil pengukuran denyut jantung.
27
(a) Posisi stang bawah (b) Posisi stang tengah
(c) Posisi stang atas
Gambar 12. Pembuatan guludan menggunakan cultivator
Waktu yang diperlukan untuk satu kali ulangan hampir sama, yaitu 4 – 5 menit. Masing – masing subjek memiliki nilai yang agak berbeda, walaupun dalam satu kelompok tinggi yang sama.
Pada Gambar 13., Gambar 14., dan Gambar 15. dapat dilihat grafik yang menunjukkan hasil pengukuran denyut jantung subjek ke-9 (grafik subjek lain dapat dilihat pada Lampiran 8 sampai dengan Lampiran 16) ketika melakukan kerja pembuatan guludan dengan menggunakan cultivator dengan tiga posisi. Pada saat subjek ke-9 ini menggunakan posisi stang atas, terlihat pada ulangan ke-3 dan ke-4 (rata – rata nilai denyut jantung saat kerja pada 152.7 denyut/menit) dengan waktu kerja yang lebih panjang mengalami penurunan denyut jantung daripada ulangan ke—1 dan ke-2 (pada angka 151 denyut/menit dan 146.5 denyut/menit), tetapi tidak terlalu berbeda. Pada posisi stang tengah yang terlihat adalah ulangan pertama (133.3 denyut/menit) memiliki denyut yang lebih rendah daripada yang
28
berikutnya (berkisar pada 138 denyut/menit sampai 141.2 denyut/menit), dengan waktu kerja yang relatif sama. Sedangkan pada pengerjaan dengan posisi stang bawah, stabil pada denyut jantung di tingkat yang hampir sama, hanya saja terlihat adanya penurunan denyut jantung saat pertengahan bekerja pada ulangan ke-3 karena mesin yang tiba – tiba mati, lalu dihidupkan kembali sehingga kerja dapat dilanjutkan, dan kenaikan tiba – tiba pada ulangan ke-4 yang disebabkan kesalahan perekaman data. Istirahat yang dilakukan pada selang pekerjaan ke-2 dan ke-3 lebih panjang dari yang ditentukan terjadi secara tidak disengaja, ada beberapa faktor eksternal yang mengakibatkan hal tersebut terjadi.
Pada subjek lainnya terjadi hal yang hampir sama, kenaikan data yang terlalu ekstrim umumnya disebabkan kesalahan perekaman data, sedangkan penurunan denyut jantung yang kemudian naik lagi, disebabkan subjek berhenti saat pertengahan waktu kerja karena mesin yang mati atau terjadi slip, sehingga terdapat periode istirahat yang tidak diharapkan. Fluktuasi denyut jantung yang terjadi saat istirahat dapat terjadi karena subjek melakukan hal lain, karena diharapkan pada periode istirahat, subjek tidak melakukan hal apapun kecuali beristirahat untuk memulihkan kondisi tubuh.
Gambar13. Hasil pengukuran denyut jantung subjek C3 pada pembuatan guludan menggunakan cultivator dengan posisi stang atas
R6 W4 R5 W3 R4 W2 R3 W1 R2 ST (20) R1
29 R6 W4 R5 W3 R4 W2 R3 W1 R2 ST (20) R1
Gambar14. Hasil pengukuran denyut jantung subjek C3 pada pembuatan guludan menggunakan cultivator dengan posisi stang tengah
Gambar15. Hasil pengukuran denyut jantung subjek C3 pada pembuatan guludan menggunakan cultivator dengan posisi stang bawah
Data hasil pemetaan dari pengukuran denyut jantung dan perhitungan untuk mendapakan nilai jumlah energi yang dibutuhkan seseorang untuk melakukan kerja dapat dilihat pada Tabel 7., Tabel 8., dan Tabel 9 Metode pengambilan data denyut jantung dan perhitungannya sama seperti pemetaan data pada saat kalibrasi step
test. R6 W4 R5 W3 R4 W2 R3 W1 R2 ST (20) R1
30 Tabel 7. Data pemetaan denyut jantung pada pembuatan guludan menggunakan
cultivator posisi stang atas Kode Subjek IRHR TEC (kkal/mnt) BME (kkal/mnt) WEC (kkal/mnt) WEC' (kal/kg.mnt) A1 2.28 3.00 0.940 2.060 40.000 A2 2.33 3.24 0.970 2.270 41.273 A3 2.30 2.44 0.930 1.510 30.505 B1 2.01 2.45 0.960 1.490 29.505 B2 2.12 2.28 0.960 1.320 25.631 B3 1.83 2.76 0.985 1.775 31.696 C1 2.22 2.89 1.015 1.875 34.722 C2 2.30 3.04 1.050 1.99 33.167 C3 2.23 2.32 1.045 1.275 21.429
Tabel 8. Data pemetaan denyut jantung pada pembuatan guludan menggunakan cultivator posisi stang tengah
Kode Subjek or IRHR TEC (kkal/mnt) BME (kkal/mnt) WEC (kkal/mnt) WEC' (kal/kg.mnt) A1 2.13 2.69 0.940 1.750 33.981 A2 2.31 3.20 0.970 2.230 40.545 A3 1.95 1.78 0.930 0.850 17.172 B1 2.26 3.02 0.960 2.060 40.792 B2 2.26 2.55 0.960 1.590 30.874 B3 1.85 3.00 0.985 2.015 35.982 C1 2.24 2.95 1.015 1.935 35.833 C2 2.15 2.69 1.050 1.640 27.333 C3 1.85 1.69 1.045 0.645 10.840
Tabel 9. Data pemetaan denyut jantung pada pembuatan guludan menggunakan cultivator posisi stang bawah
Kode Subjek IRHR TEC (kkal/mnt) BME (kkal/mnt) WEC (kkal/mnt) WEC' (kal/kg.mnt) A1 2.03 2.49 0.940 1.550 30.097 A2 2.37 3.34 0.970 2.370 43.091 A3 2.19 2.23 0.930 1.300 26.263 B1 1.96 2.32 0.960 1.360 26.931 B2 2.13 2.29 0.960 1.330 25.825 B3 1.69 2.44 0.985 1.455 25.982 C1 2.09 2.63 1.015 1.615 29.907 C2 2.41 3.27 1.050 2.220 37.000 C3 1.98 1.91 1.045 0.865 14.538
31 D. Analisis Beban Kerja Fisik
Pengukuran dilakukan pada pagi hari sampai siang hari (pukul 08.00 WIB sampai pukul 13.00 WIB), dengan suhu antara 28oC – 34oC, dan lebih kurang sama untuk setiap kali pengukuran, sehingga pengaruhnya untuk setiap subjek diperkirakan sama.
Pengukuran denyut jantung merupakan salah satu metode pendekatan yang dapat digunakan untuk mengukur beban kerja fisik. Nilai pengukuran denyut jantung ini merupakan jumlah denyut jantung per satuan waktu pada subjek bersangkutan. Nilai IRHR yang merupakan hasil perhitungan langsung dari nilai denyut jantung terukur, menunjukkan nilai perbandingan antara jumlah denyut jantung subjek yang terukur saat bekerja dengan jumlah denyut jantung subjek yang terukur saat beristirahat. Dari hasil pengukuran dimensi tubuh subjek, denyut jantung, dan hasil pemetaannya, maka dapat dihitung konsumsi energi yang dikeluarkan oleh subjek.
Nilai TEC pada masing – masing individu diperoleh dari persamaan perhitungan daya yang dihasilkan dari kalibrasi step test. Seperti yang telah disebutkan, setiap individu memiliki perbedaan karakteristik, salah satunya dapat dilihat dari grafik hubungan IRHR dan TECST yang membentuk suatu persamaan daya, yaitu Y = aX + b, dimana Y merupakan nilai IRHR dan X merupakan nilai TEC. Sehingga konsumsi energi saat bekerja dapat diketahui dengan memasukkan nilai IRHRwork pada persamaan tersebut, tentunya sesuai
dengan subjek. Nilai ―a‖ yang dihasilkan pada grafik menunjukkan kemiringan garis linear yang terbentuk, semakin curam kemiringannya maka nilainya akan semakin besar, begitu sebaliknya. Kemiringan tersebut menunjukkan perubahan nilai TEC yang dipengaruhi oleh nilai IRHR, semakin besar nilai a maka semakin kecil perubahan nilai TEC ketika nilai IRHR bertambah maupun berkurang. Nilai b yang dihasilkan dari grafik, umumnya untuk setiap individu akan mendekati angka 1 (satu). Hal ini menunjukkan nilai laju denyut jantung subjek saat tidak bekerja sama dengan atau mendekati laju denyut jantung saat dalam kondisi istirahat, sehingga perbandingannya sama dengan atau mendekati nilai satu. Sebagai contoh, pada subjek ke-6 (B3) yang memiliki nilai a terkecil, yaitu 0.289 terlihat
32
bahwa perubahan nilai IRHR mengakibatkan perubahan nilai TEC yang cukup tinggi. Sedangkan pada subjek ke-9 yang memiliki nilai a terbesar, yaitu 0.598, perubahan nilai IRHR mengakibatkan perubahan nilai TEC yang rendah.
Setelah mendapatkan nilai TEC, dapat dihitung nilai Work Energy
Cost (kkal/menit) yang merupakan laju konsumsi energi yang diperlukan
subjek hanya untuk bekerja, oleh karena itu nilai dari WEC merupakan hasil pengurangan TEC dengan BME (Bassal Metabolic Energy, kkal/menit). Konsumsi energi setiap individu berbeda – beda sesuai dengan karakteristik tubuhnya masing – masing, oleh karena itu nilai WEC perlu dinormalisasi, yaitu dengan membagi nilai WEC dengan berat badan subjek yang melakukan kerja, sehingga diperoleh nilai WEC’ (kkal/menit.kg). Nilai WEC’ menunjukkan besarnya konsumsi energi setiap individu dalam menerima beban per satuan waktu dan per satuan berat badan.
Pada Tabel 6. sampai Tabel 8. Dapat dilihat nilai WEC’ pada subjek ke-9 (C3) paling rendah dibandingkan dengan nilai yang dimiliki oleh subjek lain dengan nilai IRHR tidak jauh berbeda dan bukan yang terendah. Hal tersebut dipengaruhi oleh perbedaan dari persamaan daya yang dimiliki masing – masing individu hasil kalibrasi step test. Subjek C3 memiliki nilai a terkecil (0.289), sehingga pengaruh peningkatan IRHR terhadap peningkatan nilai TEC (yang kemudian berpengaruh terhadap nilai WEC’) cukup rendah. Pada pengerjaan manual, nilai WEC’ pada subjek C3 tidak terendah, karena nilai IRHR yang cukup tinggi dibandingkan dengan subjek lain.
Subjek ke-6 (B3) memiliki nilai IRHR yang cukup rendah dibandingkan dengan kedelapan subjek lainnya (dapat dilihat pada Tabel 5. sampai Tabel 8.). Untuk pengerjaan manual, nilai IRHR subjek B3 adalah 1.70 dengan rata – rata untuk keseluruhan subjek adalah 2.01, sedangkan pada pembuatan guludan menggunakan cultivator, nilai IRHR berturut – turut dengan posisi stang atas, tengah, dan bawah adalah 1.83, 1.85, 1.69 dengan nilai IRHR rata – rata untuk semua subjek adalah 2.18, 2.11, dan 2.09. Hal tersebut dapat disebabkan oleh tingginya penyesuaian subjek dalam menerima suatu beban kerja. Pernyataan yang diketahui dari subjek B3 adalah
33
subjek tersebut sedang dalam masa kerja di lahan, yang diselingi dengan waktu pengambilan data untuk penelitian ini, sehingga penerimaan beban kerja fisik terhadap suatu pekerjaan menjadi lebih rendah dibanding subjek lainnya. Dapat dilihat juga dari klasifikasi tingkat beban kerja pada subjek B3 yang masuk kategori sedang sampai berat.
Penyesuaian setiap individu terhadap suatu pekerjaan ataupun alat dan mesin yang digunakan memerlukan waktu dan cara yang berbeda. Kenyamanan tidak hanya dipengaruhi oleh kesesuaian fisik, tapi juga dari penyesuaian dalam menggunakan alat atau mesin. Hal tersebut juga dapat dibuktikan oleh kurangnya pengaruh berat badan seseorang terhadap konsumsi energi yang digunakan, contohnya pada subjek ke-2 (A2, dengan berat 55 kg), dengan subjek ke-8 (C2, dengan berat 60 kg), nilai konsumsi energi (per satuan waktu dan berat badan) lebih besar pada subjek ke-2 yang memiliki berat badan lebih ringan. Untuk pembahasan masing – masing kasus pada cara kerja pembuatan guludan akan diuraikan berikut ini.
1. Pengaruh tinggi badan subjek terhadap beban kerja pada pembuatan guludan secara manual
Pada pengukuran beban kerja pembuatan guludan secara manual yang menggunakan cangkul dengan ukuran relatif sama, dapat dilihat bahwa tinggi badan subjek yang berbeda sesuai dengan kelompoknya, tidak berpengaruh terhadap beban kerja. Data menunjukkan tidak adanya kecenderungan nilai beban kerja yang sama pada subjek dalam kelompok tinggi yang sama. Hal tersebut dapat disebabkan oleh penyesuaian secara alami dalam penggunaan cangkul, misalnya penyesuaian posisi tangan (jaraknya dari mata cangkul) dalam memegang cangkul saat bekerja, agar dapat digunakan dengan nyaman. Perbedaan tingkat beban kerja pada masing – masing subjek lebih disebabkan oleh adanya perbedaan karakteristik, baik secara fisik maupun penyesuaian subjek saat bekerja.
34 2. Pengaruh posisi stang kemudi cultivator terhadap beban kerja
pada pembuatan guludan secara mekanis
Pengaruh posisi stang kemudi terhadap beban kerja pada masing – masing kelompok tinggi subjek kurang terlihat. Berdasarkan data antropometri yang diperoleh (Nurmianto, 2004), ketinggian siku manusia pada selang tinggi badan kelompok subjek A (155 ± 5) cm sesuai dengan ketinggian cultivator pada posisi stang kemudi bawah (92.2 cm), B(165 ± 5) cm sesuai dengan ketinggian cultivator pada posisi stang kemudi tengah (100.3 cm), dan C (175 ± 5) cm sesuai dengan ketinggian cultivator pada posisi stang kemudi atas (110.5 cm). Namun kesesuaian tersebut tidak membuat subjek pada kelompok A merasakan beban kerja terendah ketika menggunakan cultivator pada posisi stang bawah, terlihat nilai konsumsi energi terendahnya tidak pada penggunaan posisi tersebut. Begitu pula yang terjadi pada subjek kelompok B (kaitannya dengan posisi stang tengah), dan subjek kelompok C (kaitannya dengan posisi stang atas). Sebagai contoh, berdasarkan acuan nilai konsumsi energi (TEC, kkal/menit), pada operator ke-2 (A2) nilai TEC terendah adalah saat posisi stang tengah (2.31 kkal/menit), pada operator ke-4 (B1) nilai TEC terendah adalah saat posisi stang bawah (2.32 kkal/menit), dan pada operator ke-9 (C3) nilai TEC terendah adalah saat posisi stang tengah (1.69 kkal/menit). Walaupun ada subjek yang memiliki nilai konsumsi energi terendahnya sesuai antara kelompok subjek dengan posisi stang, yaitu hanya pada subjek ke-1 (A1) dengan nilai TEC 2.49 kkal/menit.
Posisi stang kemudi pada cultivator berpengaruh terhadap kenyamanan fisik yang dirasakan oleh operator. Pada kasus ini, beban yang dirasakan oleh subjek saat bekerja cukup besar, sehingga ketidaknyamanan secara fisik yang dirasakan oleh subjek tidak berpengaruh secara signifikan terhadap besarnya beban kerja yang diterima oleh subjek tersebut. Penggunaan cultivator mengakibatkan operator untuk lebih dari sekedar mengeluarkan tenaga fisik, karena perlu adanya keseimbangan antara operator dengan mesin yang
35
digunakan, dan pengendalian (kontrol) dalam mengoperasikannya. Untuk pengoperasian cultivator yang digunakan pada penelitian ini, diperlukan pengendalian yang cukup menguras energi karena tidak memiliki tuas kendali untuk berbelok, sehingga selain tenaga, diperlukan juga pemikiran bagaimana agar dapat berbelok dengan baik dan seimbang. Penggunaan tenaga dan penyesuaian, ditambah dengan perlunya pengendalian tersebut biasa disebut dengan beban psiko-fisiologis yang dapat mengakibatkan besarnya beban kerja yang terhitung.
3. Perbandingan beban kerja pada pembuatan guludan secara manual dan mekanis
Pada Tabel 10. terlihat nilai TEC per satuan waktu saat kerja secara manual lebih kecil daripada saat penggunaan cultivator (pada subjek C3 adalah pada posisi stang atas). Namun saat variabel waktu kerja (menit per hektar) diperhitungkan, dan satuan nilai TEC dikonversi menjadi kilokalori per hektar, terlihat bahwa nilai TEC per hektar menunjukkan nilai yang jauh berbeda antara pengerjaan secara manual dengan secara mekanik. Pada kedelapan subjek lainnya (tabel pada Lampiran 17), walaupun memiliki nilai yang berbeda, tetapi secara umum memiliki kasus yang sama. Sehingga hasil konversi nilai TEC menunjukkan bahwa penggunaan cultivator (mekanis) lebih menguntungkan daripada penggunaan cangkul (manual) dari segi waktu yang dibutuhkan dan jumlah energi yang dikeluarkan.
Perbedaan konsumsi energi total subjek yang diperlukan per hektar yang terlihat antara pembuatan guludan secara manual dengan secara mekanis adalah lebih dari 8 kali lipat lebih besar pada pengerjaan secara manual. Selang nilai konsumsi energi total pada pembuatan guludan secara manual adalah 15261 kkal/ha sampai 44681 kkal/ha, dengan rata – rata 29511 kkal/ha. Sedangkan pada pembuatan guludan secara mekanis selang nilai konsumsi energi total adalah 1436 kkal/ha sampai 3825 kkal/ha, dengan nilai rata – rata 2315 kkal/ha. Perbedaan ini terlihat juga dari nilai kapasitas lapang
36
efektif (KLE, ha/jam) pada pembuatan guludan, dimana cara kerja manual memilki nilai KLE 0.005 ha/jam, sedangkan cara kerja mekanis memiliki nilai KLE 0.067 ha/jam. Kapasitas lapang yang semakin besar mengakibatkan nilai konsumsi energi total (TEC) per hektar menjadi semakin kecil. Hal tersebut disebabkan oleh adanya energi yang diberikan oleh mesin yang digunakan. Jika pada pengerjaan secara manual, konsumsi energi yang dikeluarkan hanya energi dari manusia, pada pengerjaan secara mekanis konsumsi energi yang dikeluarkan adalah energi manusia dan mesin yang disubtitusikan. Daya rata – rata pada cultivator yang digunakan adalah 3.5 Hp. Keseluruhan daya yang digunakan pada pengerjaan mekanis adalah daya yang dikeluarkan oleh manusia dan daya subtitusi dari mesin yang digunakan.
Tabel 10. Data hasil pemetaan denyut jantung saat pembuatan guludan subjek C3
Jenis Kerja/ulangan HR IRHR Avg. IRHR TECwork (kkal/menit) WaktuKerja (menit/ha) TEC (kkal/ha)
Manual (71.2) Rest Work
1 67.3 134.0 1.99 2.12 2.15 7643 16431 2 70.8 143.8 2.14 3 77.5 145.2 2.16 4 81.3 148.7 2.21 Cultivator PS atas (67.7) 1 71.2 152.7 2.26 2.23 2.32 894 2076 2 82.7 152.7 2.26 3 85.5 151.0 2.23 4 89.2 146.5 2.16 Cultivator PS sedang (74.5) 1 79.5 133.3 1.79 1.85 1.69 941 1593 2 83.5 138.8 1.86 3 84.0 141.2 1.89 4 88.5 138.0 1.85 Cultivator PS bawah (77) 1 75.2 150.0 2.00 1.98 1.91 833 1592 2 90.0 146.2 1.94 3 81.5 149.0 1.98 4 86.8 150.5 2.00
Klasifikasi tingkat beban kerja untuk setiap pekerjaan pada masing – masing subjek dapat dilihat pada Tabel 10. Klasifikasi beban kerja dengan acuan nilai IRHR (dapat dilihat pada Tabel 1.). Pada klasifikasi beban kerja
37
dengan acuan nilai IRHR (terminologi beban kerja kualitatif), tingkat beban kerja subjek berada pada tingkat sedang sampai pada tingkat sangat berat. Secara umum klasifikasi tingkat beban kerja pembuatan guludan menggunakan cultivator berada pada tingkat sangat berat, hal ini selain disebabkan oleh beban fisik yang dirasakan (berjalan dan mengemudikan), juga adanya beban psiko-fisiologis yang timbul akibat diperlukannya kontrol dalam mengoperasikan cultivator, dan penyesuaian subjek. Hal tersebut mempengaruhi tingkat denyut jantung subjek saat bekerja secara langsung, sehingga nilai IRHR yang merupakan nilai acuan terhitung cukup tinggi.
Perbedaan nilai IRHR yang terlihat pada masing – masing subjek dipengaruhi oleh karakteristik masing – masing individu yang berbeda. Salah satu yang mempengaruhi adalah tingkat penyesuaian subjek terhadap sesuatu yang baru. Nilai IRHR dipengaruhi oleh laju denyut jantung yang terukur. Tingginya laju denyut jantung saat kerja pada subjek dapat disebabkan oleh gangguan eksternal dan internal. Gangguan eksternal sepeti getaran dan kebisingan yang ditimbulkan oleh cultivator, kerja di lahan terbuka yang dekat dengan jalan raya, mesin yang beberapa kali mati atau roda yang slip saat sedang digunakan, pengaruh dari pengambil data atau pengambil dokumentasi. Sedangkan gangguan internal antara lain, memiliki masalah pribadi, subjek merupakan perokok, hilangnya konsentrasi akibat gangguan eksternal, serta waktu dan cara yang diperlukan untuk penyesuaian dalam penggunaan cultivator (belum biasa mengoperasikan), maupun akibat dari lingkungan kerja yang baru.
Dari hasil perbandingan cara kerja pembuatan guludan, dapat terlihat keuntungan dari masing – masing cara kerja. Penggunaan cultivator dianjurkan ketika jumlah tenaga kerja dan waktu yang disediakan terbatas. Keuntungan yang diperoleh adalah waktu kerja lebih singkat dan konsumsi energi yang dirasakan oleh manusia lebih ringan (per satuan luas lahan). Pada kasus tertentu, dimana tenaga kerja lebih mahal daripada biaya bahan bakar dan perawatan mesin, pengerjaan secara mekanis adalah pilihan yang paling tepat.
38 Tabel 10. Klasifikasi tingkat beban kerja berdasarkan Nilai IRHR
Subjek
IRHR Klasifikasi beban kerja berdasarkan IRHR Manual Cultivator (Posisi Stang) Manual Cultivator (Posisi Stang)
C1 C2 C3 C1 C2 C3 A1 1.99 2.28 2.13 2.03 B SB SB SB A2 2.22 2.33 2.31 2.37 SB SB SB SB A3 2.17 2.30 1.95 2.19 SB SB B SB B1 1.90 2.01 2.26 1.96 B SB SB B B2 1.76 2.12 2.26 2.13 B SB SB SB B3 1.70 1.83 1.85 1.69 S B B S C1 2.33 2.22 2.24 2.09 SB SB SB SB C2 1.87 2.30 2.15 2.41 B SB SB SB C3 2.12 2.23 1.85 1.98 SB SB B B
(Keterangan : S = Sedang ; B = Berat ; SB = Sangat Berat)
E. Uji Statistik
Pembuktian dari adanya pengaruh perbedaan subjek (bukan pengelompokkan subjek) terhadap beban kerja saat pembuatan guludan secara manual dilakukan secara uji statistik dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (pada taraf 5 %) sebagai berikut :
Perlakuan = 9 subjek berbeda
Faktor = subjek berbeda
Taraf = 9 subjek berbeda
Satuan amatan = IRHR
Satuan percobaan = IRHR
Satuan Pengukuran = Nilai IRHR
Unit Percobaan = 36
Respon = Nilai IRHR
Model : Yij = µ + τi + εi
Yij = respon nilai IRHR pada subjek ke-i dan ulangan ke-j
µ = rataan umum
τi = pengaruh subjek ke-i
εi = galat pada nilai IRHR ke-i dan ulangan ke-j Hipotesis : Ho : τ1 = τ2 = ... = 0
39 FK = 144.92 ; JKT = 1.98 JKP = 1.52 ; JKG = 0.46 Tabel ANOVA SUMBER db JK KT Fhitung F0.05(8,27) (dbp,dbg) perlakuan 8 1.52 0.19 11.15 2.305 galat 27 0.46 0.017 total 35 1.98
Dilihat dari nilai Fhitung yang lebih besar daripada Ftabel,
menunjukkan bahwa hipotesis Ho ditolak, karena sudah cukup bukti yang menunjukkan adanya pengaruh perbedaan subjek (adanya perbedaan karakteristik fisik) terhadap nilai IRHR pada pekerjaan manual.
Sedangkan uji statistik untuk membuktikan ada atau tidaknya pengaruh kelompok subjek dan posisi stang kemudi cultivator terhadap beban kerja saat pembuatan guludan menggunaka cultivator dilakukan dengan menggunakan Rancangan Petak Terpisah sebagai berikut :
Petak Utama = Posisi stang kemudi cultivator
Anak Petak = Kelompok subjek
Model : Yij = µ + αi + δik + βj + (αβ)ij + εijk
Yij = respon nilai WEC pada taraf ke-i, kelompok subjek ke-j, dan subjek ke-k
µ = rataan umum
αi = pengaruh posisi stang
δik = galat dari posisi stang
βj = pengaruh kelompok subjek
(αβ)ij = komponen interaksi dari posisi stang dan kelompok
subjek
εijk = galat dari kelompok subjek
Hipotesis :
Petak utama = Ho : α1 = α2 = α3 = 0
H1 : α1 ≠ α2 ≠ α3 ≠ 0
Anak petak = Ho : β1 = β2 = β3 = 0
40 Interaksi = Ho : (αβ)11 = (αβ)12 = ... = (αβ)33 = 0 H1 : (αβ)11 ≠ (αβ)12 ≠ ... ≠ (αβ)33 ≠ 0 A = 3 ; B = 3 ; r = 3 FK = 122.28 JKT = 0.90 ; JKST = 0.50 JKA = 0.04 ; JKB = 0.19 JKGa = 0.46 ; JKP = 0. 34 JKAB = 0.11 ; JKGb = 0.10 Tabel ANOVA SK db JK KT Fhitung F(0.05;2;6),(0.05;2;12),(0.05;4;12) A 2 0.04 0.02 0.25 5.143 Galat (a) 6 0.46 0.08 B 2 0.19 0.10 11.54 3.885 AB 4 0.11 0.03 3.31 3.259 Galat (b) 12 0.10 0.01 Total 26 0.90
Dilihat dari nilai Fhitung yang lebih kecil daripada Ftabel, menunjukkan
bahwa hipotesis Ho (petak utama) diterima, karena belum cukup bukti yang menunjukkan adanya pengaruh dari perbedaan tinggi stang terhadap besarnya nilai IRHR pada kelompok subjek, sedangkan nilai Fhitung yang lebih besar
daripada Ftabel menunjukkan hipotesis Ho (anak petak dan interaksi) ditolak,
karena sudah cukup bukti yang menunjukkan adanya pengaruh dari kelompok subjek terhadap nilai IRHR, dan interaksi masing - masing subjek dalam kelompoknya terhadap nilai IRHR. Uji statistik ini membuktikan analisis beban kerja pada kelompok subjek tidak dipengaruhi oleh ketinggian posisi stang kemudi, tetapi lebih dipengaruhi oleh karakteristik fisik dan psikologis dari masing – masing subjek, seperti yang telah dibahas sebelumnya.
Dengan kata lain, nilai IRHR pada pengerjaan menggunakan ketiga posisi stang kemudi Cultivator tidak berbeda nyata. Sehingga nilai IRHR masing – masing subjek dirata – ratakan untuk pekerjaan manual (dari empat ulangan), dan pekerjaan menggunakan Cultivator (dari rata – rata nilai IRHR setiap posisi stang). Untuk membuktikan ada tidaknya pengaruh cara kerja, dengan uji statistik mengunakan Rancangan Acak Kelompok sebagai berikut :
41 Model : Yij = µ + τi + βj + εi
Yij = Pengamatan pada subjek ke-i dan perlakuan ke-j
µ = rataan umum
τi = pengaruh subjek ke-i
βj = pengaruh perlakuan ke-j
εi = pengaruh acak dari subjek ke-i dan perlakuan ke-j Hipotesis : Ho : τ1 = τ2 = ... = 0 ; β1 = β2 = 0 H1 : τ1 ≠ τ2 ≠ ... ≠ 0 ; β1 ≠ β2 ≠ 0 A = 9 ; B = 2 FK = 76.93 Tabel ANOVA SK db JK KT Fhitung F(0.05,8,8);(0.05,1,8) A 8 0.067 0.008 0.426 3.438 B 1 0.423 0.423 21.676 5.318 G 8 0.156 0.020 T 17 0.646
Jika melihat nilai Fhitung yang lebih kecil daripada Ftabel, maka hipotesis
Ho (τ) diterima, yang menunjukkan belum cukup bukti yang menunjukkan adanya pengaruh perbedaan subjek terhadap nilai IRHR pada pekerjaan manual dan penggunaan cultivator. Tetapi pembuktian lebih ditujukan pada nilai Fhitung yang lebih besar daripada Ftabel, dimana hipotesis Ho (β) ditolak,
karena sudah cukup bukti yang menunjukkan adanya pengaruh perbedaan cara kerja manual dengan penggunaan cultivator. Hasil pembuktian dengan uji statistik ini digunakan untuk mendukung hasil analisis beban kerja.
