Pengaruh Kelembaban, Temperatur Udara
dan Beban Kerja terhadap Kondisi
Faal Tubuh Manusia
Oleh: Hari Purnomo dan Rizal*)
A B S T R A C T
The freshness of mankind body, depends on the removal pro-cess of het, from body to it’s environment or in the contrary. Temperature and dampness of air are two aspects that influ-ence removal process of het. This research talks about the inter-related influence between temperature, dampness of air, and work burden toward body function freshness of workers. The used-work burden is paddling removal statis bike with speed of 20 km / hour and of 30 km/hour. Body function is measured by measuring sound of tapping different in the time of a rest and after doing activities. The research shows that the air dampness 22o C as an optimal body condition, reached
with a random stage of air dampness. At temperature 27oC,
an optimal body condition is reached with under 40 % stage of air dampness.
Key words:dampness, freshness, function, sound of tapping
LATAR BELAKANG MASALAH
Keberhasilan peran manusia dalam menguasai alat-alat produksi tergantung pada kemampuan, kesanggupan dan keterbatasannya. Untuk memperoleh hasil yang optimum, alat-alat produksi harus direncanakan dalam konstruksi maupun operasional sesuai kemampuan dan kesanggupan pekerja. Dalam suatu sistem kerja dibutuhkan keseimbangan dari ketiga aspek penting yaitu manusia, alat dan lingkungannya. Interaksi dari ketiga hal tersebut akan sangat menentukan hasil dari pekerjaannya. Tujuan utama adalah tercapainya kesesuaian antara lingkungan kerja dengan manusia. Penyesuaian alat kerja dan lingkungan kerja terhadap pekerja berdampak pada rasa nyaman, aman
LOGIKA, Volume 4, Nomor 5, 2000 ISSN: 1410-2315
, enak , efisien sehingga produktivitas akan meningkat. Sebaliknya lingkungan kerja yang tidak sesuai akan menimbulkan kelelahan, menurunkan daya konsentrasi pekerja, gerakan-gerakan sering salah, gemetar dan menurunkan kekuatan otot.
Temperatur dan kelembaban lingkungan ruang kerja sangat berpengaruh pada efektivitas pekerjaan. Bekerja pada lingkungan yang terlalu panas dan lembab, dapat menurunkan kemampuan fisik tubuh dan dapat menyebabkan keletihan yang datang terlalu dini. Sedangkan pada lingkungan yang terlalu dingin, dapat menyebabkan hilangnya fleksibilitas terhadap alat-alat motorik tubuh yang disebabkan oleh timbulnya kekakuan fisik tubuh. Kedua kondisi ini dapat mengurangi produktivitas kerja bahkan potensial menyebabkan kecelakaan kerja. Tingkat kelembaban udara yang terdapat pada lingkungan kerja akan mempengaruhi tingkat penyerapan atau pelepasan panas tubuh seseorang melalui proses evaporasi pada permukaan kulit. Pada kondisi temperatur udara dan temperatur dinding yang tinggi, tingkat hilangnya panas (heat loss) tubuh melalui cara konveksi dan radiasi adalah sangat rendah. Pada kondisi iniheat lossterjadi melalui proses evaporasi. Jika kelembaban udara tinggi ,evaporasi tidak dapat berlangsungsehingga dapat mengakibatkan naiknya suhu tubuh.
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui pengaruh tingkat kelembaban, temperatur udara dan beban kerja terhadap faal tubuh manusia.
2. Untuk mengetahui hubungan antara perubahan tingkat temperatur, tingkat kelembaban udara, dan beban kerja terhadap tubuh
3. Menentukan tingkat kelembaban relatif udara yang memadai dalam pelaksanaan suatu aktivitas.
LANASAN TEORI
Keseimbangan Panas Tubuh
dari proses perpindahan panas dari tubuh ke lingkungan atau sebaliknya. Panas yang ditimbulkan oleh tubuh melalui proses metabolisme tubuh dan kerja otot akan ditransfer ke lingkungan melalui proses konveksi, radiasi dan evaporasi. Sedangkan proses konduksi dapat dilakukan melalui kontak antara tubuh dengan permukaan benda panas atau dingin[3].
Pada lingkungan yang panas, keseimbangan panas tubuh dapat diperoleh dengan meningkatkan aliran darah menuju kulit dan melalui pengeluaran keringat. Sedang pada lingkungan yang dingin dilakukan dengan mengurangi sirkulasi darah menuju kulit selain itu juga dapat dilakukan dengan menciptakan getaran-getaran pada anggota tubuh. Jika temperatur udara ruangan lebih rendah daripada suhu permukaan tubuh, maka tubuh akan meningkatkan trans-fer panasnya melalui proses konveksi dan radiasi. Tetapi jika temperatur udara tadi meningkat, maka transfer panas melalui radiasi berkurang tetapi proses evaporasi dan konveksi menjadi meningkat dan merupakan proses yang paling efektif dalam transfer panas tubuh. Dan jika temperatur tadi naik lagi (hingga kira-kira sama dengan suhu permukaan tubuh), maka transfer panas tub0uh hanya akan dapat berlangsung melalui proses evaporasi.
Tubuh manusia dapat dianalogikan seperti sebuah mesin yang memperoleh input energinya dari makanan. Manusia juga mentransfer panas tubuhnya ke lingkungan sekitarnya pada saat beraktifitas. Panas ini dapat di transformasikan bentuknya berupa daya yang dikeluarkannya tergantung pada setiap level aktivitas.
Kenyamanan Tubuh Manusia (Human Comfort)
LOGIKA, Volume 4, Nomor 5, 2000 ISSN: 1410-2315
Perpindahan panas selalu proporsional dengan temperatur. Pada kondisi lingkungan dingin, tubuh kehilangan banyak panas hal ini menimbulkan rasa tidak nyaman yang kemudian tubuh berusaha mencegah hilangnya panas dengan mengerutkan pembuluh darah yang berada dekat permukaan kulit (menyebabkan kulit terlihat lebih pucat).
Pada lingkungan yang panas diusahakan agar tranfer panas tubuh ke lingkungan menjadi lebih mudah dengan cara mengurangi aktifitas tubuh untuk meminimalkan produksi panas tubuh. Solusi lain dapat dilakukan dengan menyalakan kipas angin untuk mengganti aliran udara yang panas di sekitar tubuh manusia (yang berasal dari panas tubuh) dengan udara yang lebih dingin yang berasal dari bagian lain ruangan. Tubuh juga dapat menurunkan suhunya melalui proses evaporasi keringat ( keringat menyerap panas tubuh dan mendinginkannya). Umumnya, sebagian besar panas tubuhdikeluarkan melalui proses evaporasi. Tetapi proses evaporasi akan sulit berlangsung jika kelembaban relatif mendekati 100%.
Iklim memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kesehatan manusia danmerupakansuatuhal yangsangat mempengaruhikenyamanantubuhmanusia (human comfort) karena kondisi ideal seseorang melaksanakan pekerjaannya secara optimal tergantung pada level pekerjaannya. Kenyamanan tubuh manusia tergantung pada tiga faktor yaitu temperatur, kelembaban relatif dan aliran udara [2]. Kenyamanan (comfort) berasal dari berbagai faktor fisik dan psikologis yang dapat menimbulkan kepuasan atau dapat membuat hidup lebih mudah. Dengan demikian human comforttidak hanya ditentukan oleh kondisi termal saja.
Faktor-faktor Fisik dan Psikologis
Faktor fisik dan psikologis merupakan dua faktor yang saling terkait. Walaupun tes data sering didasarkan pada pengukuran fisik, tetapi faktor psikologis juga perlu diperhatikan karena setiap individu memiliki perbedaan persepsi tentang kenyamanan tubuhnya[1].
1. Faktor Fisik:
Aspek fisik kenyamanan tergantung pada 6 faktor utama yang sama pentingnya dengan aspek psikologis yaitu : temperatur udara, kelembaban relatif udara, radiasi permukaan, laju udara, ketebalan pakaian dan tingkat metabolik tubuh.
2. Faktor Psikologis:
setiap orang mempunyai standarpsychological comfortyang berbeda-beda..
Respon Fisiologis dan Pengukuran Laju Detak Jantung
Ketidaknyamanan (discomfort) dapat ditimbulkan oleh respon fisiologis tubuh terhadap temperatur dan kelembaban udara yang berada di luar com-fort zone. Derajat ketidaknyamanan tersebut antara lain dapat diketahui dengan mengukur suhu permukaan kulit, laju pengeluaran keringat dan detak jantung. Tingkat ketidaknyamanan yang disebabkan oleh panas akan naik jika salah satu atau beberapa diantara parameter tadi mengalami kenaikan (heat discomfort atau heat stress) [3].
Pengukuran laju detak jantung adalah aktivitas pengukuran yang paling sering dilakukan, meskipun metoda ini tidak langsung terkait dengan energi fisik (otot) yang harus dikonsumsikan seseorang untuk bekerja. Tingkat beban kerja tidak hanya tergantung pada jumlah kalori yang dikonsumsi, akan tetapi juga tergantung pada jumlah otot yang terlibat pada pembebanan otot statis. Sejumlah konsumsi energi tertentu akan lebih berat jika hanya ditunjang oleh sejumlah kecil otot relatif terhadap sejumlah besar otot [6]. Konsumsi energi yang berbeda dapat menghasilkan denyut jantung yang berbeda-beda. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa meningkatnya denyut jantung adalah dikarenakan oleh temperatur dan kelembaban udara sekeliling, tingginya pembebanan otot statis dan semakin sedikitnya otot yang terlibat dalam suatu kondisi kerja.Untuk berbagai alasan tersebut, maka denyut jantung dapat dipakai sebagai indeks beban kerja.
METODOLOGI PENELITIAN
Obyek Penelitian
LOGIKA, Volume 4, Nomor 5, 2000 ISSN: 1410-2315
a. Pengkondisian ruangan
Ruangan tempat berlangsungnya kegiatan diatur kondisinya terlebih dahulu yatu melalui pengaturan temperatur dan kelembaban udara disekitarnya. Temperatur ruangan yang digunakan adalah 22oC dan 27oC masing-masing pada berbagai tingkat kelembaban yaitu: rendah (dibawah 40%), sedang (40%-60%) dan tinggi (diatas 60%).
b. Pengaturan beban kerja
Beban kerja yang diberikan pada pekerja yaitu mengayuh sepedah stasioner dengan kecepatan 10 Km/jam dan 30 Km/jam masing-masing sejauh 600 meter. Setiap 300 meter diadakan pengukuran denyut jantung. Denyut jantung pada 300 meter pertama dinotasikan dengan Dn1 dan pada 300 meter kedua dinotasikan dengan Dn2. Sedangkan denyut jantung sebelum mengayuh (resting) dinotasikan dengan Dn0.
c. Pengukuran detak jantung pekerja
Pengukuran laju detak jantung dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh lingkungan fisik (temperatur dan kelembaban udara) didalam ruangan terhadap aspek fisiologis tubuh.Semakin rendah perubahan laju detak jantung yang dialami, maka semakin baik pengaruh lingkungan fisik tersebut terhadap tubuh pekerja.
Prosedur Pelaksanaan
Obyek penelitian yang diujikan pada sampel adalah pekerjaan mengayuh sepeda stasioner. Prosedur pelaksanaannya adalah sebagai berikut:
1. Pekerja melalui tahapan pengenalan obyek dan prosedur pekerjaan. 2. Pengkondisian ruangan yaitu meliputi pengaturan terhadap temperatur dan
kelembaban udara ruangan.
3. Pekerja masuk ke dalam ruangan dan mengadakan adaptasi dengan udara lingkungan sekitar selama 3 menit. Pada tahap ini pekerja tidak melakukan kerja (resting).
4. Dilakukan pengukuran denyut jantung dengan beban kerja yang berbeda-beda.
5. Setiap aktifitas diatas dilakukan pada temperatur udara 22oC dan 27oC, dengan tingkat kelembaban bervariasi yaitu : rendah (dibawah 40%), sedang (40-60%) dan tinggi (diatas 60%).
Desain Eksperimen
Data diasumsikan sebagai data independen, yang berbeda antar perlakuan yang satu dengan yang lainnya. Pada eksperimen ini digunakan analisis of varaice (ANOVA) 3- jalur dengan pengelompokan sebagai berikut: 1. JalurA: Temperatur Udara
Klasifikasi A 2. Jalur B: Kelembaban Udara
Klasifikasi B
Ho diterima jika : F hitung
c. Kesimpulan : apakah H o
diterima atau ditolak Jika H
o
ditolak berarti terdapat hubungan yang signifikan antara setiap jenis populasi yang diuji.
PENGOLAHAN DATA
LOGIKA, Volume 4, Nomor 5, 2000 ISSN: 1410-2315
TABEL 1
RATA-RATA DETAK JANTUNG SETIAP KONDISI LINGKUNGAN
Dn1 Dn2 Dn1 Dn2
Rendah (<40%) 72.93 76.08 77.10 78.33 83.53 Sedang (40-60%) 73.83 77.62 80.97 78.47 85.70 22oC
Tinggi (>60%) 73.17 79.90 86.47 83.57 90.57 Rendah (<40%) 72.63 87.30 98.43 89.23 102.03 Sedang (40-60%) 73.07 89.07 100.37 94.60 116.53 27oC
Tinggi (>60%) 87.90 109.03 133.43 111.07 138.20
Dari data diatas dapat diketahui bahwa pada saat resting (Dn0) nilai rata-rata detak jantung pada temperatur rendah (22oC) tidak dipengaruhi oleh tingkat kelembaban udara. Hal ini berbeda dengan saat bekerja. Terlihat jelas perbedaan pengaruh detak jantung terhadap kenaikan temperatur dan kelembaban udara. Hal ini akan semakin terlihat pada temperatur udara tinggi (27oC). Pada tabel rata-rata selisih detak jantung dapat dilihat perbedaan yang sangat besar antara detak jantung pada temperatur udara 22oC dan 27oC. Semakin tinggi temperatur udara, maka terlihat semakin besar selisihnya. Selisih tersebut semakin besar seiring dengan pertambahan tingkat kelembaban udara. Hal ini berarti bahwa semakin tinggi beban kerja, maka semakin besar pengaruh kelembaban dan temperatur udara terhadap perubahan laju detak jantung pekerja.
Analisis variansi yangdigunakan berjalur tiga karena dari kasus yangditeliti mempunyai satu jalur perlakuan (detak jantung) dengan tiga variabel jalur (temperatur, kelembaban udara dan beban kerja) dalam beberapa perlakuan.
Rangkuman hasil perhitungannya dapat dilihat pada tabel berikut:
TABEL 2
ANALISIS VARIANSI TIGA JALUR
Sumber Variabel Fhitung p db Ftabel Status X1 12.041 0.001 Signifikan Antar A
X2 1166.081 0.000 1 4.008 Signifikan X1 34.318 0.000 Signifikan Antar B
X2 55.690 0.000 2 3.158 Signifikan X1 505.992 0.000 Signifikan Antar C
X2 787.396 0.000 1 4.008 Signifikan X1 50.871 0.000 Signifikan Antar AB
X2 82.702 0.000 2 3.158 Signifikan X1 20.068 0.000 Signifikan Antar AC
X2 17.156 0.000 1 4.008 Signifikan X1 6.787 0.002 Signifikan Antar BC
X2 5.515 0.005 2 3.158 Signifikan X1 24.004 0.000 Signifikan Inter ABC
X2 14.138 0.000 2 3.158 Signifikan
yang signifikan ( p £ 0,05) untuk sumber A, B dan C maupun pasangan sumber AC, AB, CB dan ABC. Grafik hubungan antara detak jantung dengan kelembaban udara untuk setiap variasi beban kerja dan temperatur udara sebagai berikut:
Gambar 1 : Hubungan detak jantung dengan kelembaban udara dan temperatur untuk kondisi istirahat
50
LOGIKA, Volume 4, Nomor 5, 2000 ISSN: 1410-2315
Gambar 3 : Hubungan detak jantung dengan kelembaban udara dan temperatur untuk beban kerja 10 Km/Jam , 300 meter kedua
50
50
Gambar 5 : Hubungan detak jantung dengan kelembaban udara dan temperatur untuk beban kerja 30 Km/Jam , 300 meter kedua
PEMBAHASAN
Secara grafis,dan dari hasil statistik induk maka dapat diketahui bahwa pada saatresting(tidak bekerja) dalam kondisi temperatur rendah (22oC), kelembaban udara tidak berpengaruh terhadap kenaikan laju detak jantung. Sedangkan pada temperatur udara yang lebih tinggi (27oC) pengaruh tingkat kelembaban udara mulai terlihat. Pada saat bekerja dengan kecepatan 10Km/ jam dan 30Km/jam, tingkat kelembaban udara sangat mempengaruhi laju detak jantung baik pada temperatur rendah (22oC) maupun tinggi (27oC). Kenaikan laju detak jantung semakin tinggi jika beban kerja dan temperatur udara juga tinggi.
LOGIKA, Volume 4, Nomor 5, 2000 ISSN: 1410-2315
menghambat proses evaporasi. Akibatnya akan menimbulkan perasaan tidak nyaman (discomfort) yang ditandai dengan terpicunya jantung untuk memompa darah lebih cepat.
SIMPULAN
Simpulan yang dapat ditarik dari penenlitian ini adalah :
1. Temperatur, kelembaban udara, dan beban kerja merupakan faktor penting yang perlu dipertimbangkan dalam suatu lingkungan kerja. Dalam penentuan beban kerja kedua faktor lingkungan (yaitu temperatur dan kelembaban udara) tersebut saling berinteraksi yang berpengaruh langsung terhadap kondisi faal tubuh manusia.
2. Semakin tinggi temperatur udara, maka semakin tinggi juga pengaruh kelembaban udara terhadap tubuh manusia. Dan semakin tinggi tingkat beban kerja, maka semakin besar pengaruh kelembaban dan temperatur udara tersebut terhadap perubahan laju detak jantung pekerja. Pada temperatur udara 22oC, pekerja tetap dapat bekerja secara optimal berapapun tingkatan kelembaban relatif udaranya. Sedangkan pada temperatur udara 27oC, kelembaban relatif udara ang optimal adalah dibawah 40%.
DAFTAR PUSTAKA
Boutet, Terry S., 1987, Controlling Air Movement : a Manual for Archi-tects and Builders, Mc. Graw-Hill Book Company, USA
Cengel, Yunus A., Dr. and Boles. Michael, Dr., 1989,Thermodynamics an Engineering Approach, Mc. Graw-Hill Book Company, Singapore
Ergonomic Group : Health, Safety and Human Factors Laboratories, 1983, Ergonomic Design for People at Work, Volume 1, Eastman Kodak Company, USA
Ganong, William F., MD, 1981,Review of Medical Physiology, Lange Medi-cal Publication, Los Altos, California, USA
Hadi, Sutrisno, 1997,Manual SPS Paket Midi, Universitas Gadjah Mada
Widya, Jakarta
Walpole, Ronald, E., 1986,Ilmu Peluang dan Statistika untuk Insinyur dan Ilmuan, Penerbit ITB, Bandung.
