ANALISA AKTIVITAS
MANUAL MATERIAL HANDLING
PENGANGKATAN PUPUK DARI TINJAUAN ERGONOMI
Oleh: Lukman Handoko
Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Email: aluk96@yahoo.com
Abstrak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi tingkat keluhan,
mengidentifikasi berat beban dan menilai kelayakan usulan alternatif perbaikan sistem kerja. Me-tode yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengamatan pada salah satu posisi kerja pada akti-vitas pengangkutan manual pupuk, identifikasi beban angkat angkut menggunakan Metode Bio-mekanika Chaffin. Melakukan perhitungan compression load pada aktifitas pemindahan material oleh para pekerja dengan menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan (compression load) pada intervertebrae disc antara lumbar nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1
selanjutnya dibandingkan dengan standar NIOSH (The National Institute for Occupational Sa fety and Health) untuk Maximum Permisible Limit (MPL) selanjutnya dilihat apakah dibawah standart atau diatas standart yang digunakan untuk menilai apakah suatu aktifitas tersebut aman atau tidak. Berdasarkan perhitungan compression load pada aktifitas pemindahan material oleh para pekerja dengan menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan (compression load) pada intervertebrae disc antara lumbar nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1. Berdasarkan
perhitungan yang dilakukan maka gaya tekan pada L5/S1 yang timbul akibat beban 50 kg adalah 14989 N Berdasarkan standar NIOSH besarnya nilai MPL adalah sebesar 6370 N. Dengan demikian aktifitas yang dilakukan oleh pekerja angkat dalam melakukan pekerjaannya dalam kategori kurang aman karena gaya kompresi untuk beban di atas MPL. Berdasarkan perhitungan nilai Konsumsi Energi (Ke ) 1,32 Kkal/Min < 5 yaitu energi yang dikeluarkan selama bekerja kurang dari nilai standar energi yang dikeluarkan oleh pria yaitu (5 Kkal/Min) maka waktu istirahat (Rt = 0 menit). Untuk saat ini waktu istirahat yang ada (Rt= 60 menit) cukup memadai sehingga tidak perlu dilakukan penambahan waktu istirahat lagi.
Kata kunci: biomekanika, compression load, manual material handling, maximum permisible limit
Ergonomi sebagai salah satu ilmu yang ber-usaha untuk menyerasikan antara faktor manusia, faktor pekerjaan dan faktor ling-kungan. Dengan bekerja secara ergonomis diperoleh rasa nyaman dalam bekerja, ter-hindarnya kelelahan, terhindar dari gerakan dan upaya yang tidak perlu serta upaya me-laksanakan pekerjaan menjadi lebih ringan dengan hasil yang sebesar-besarnya (Soedir-man,1989). Upaya pencapaian keselamatan dan kesehatan kerja tidak lepas dari peran ergonomi, karena ergonomi berkaitan dengan orang yang bekerja, selain dalam rangka
efektivitas dan efisiensi kerja (Sedarmayanti, 1996).
secara berulang dalam jangka waktu yang la-ma akan dapat menyebabkan keluhan berupa kerusakan pada sendi, ligamen dan tendon. Keluhan inilah yang biasanya disebut sebagai
musculoskeletal disorder (MSDs) atau
cedera pada sistem musculoskeletal (Grandjean, 1993). Maka, aktivitas MMH dengan posisi tubuh membungkuk dengan dilakukan secara berulang-ulang merupakan salah satu sikap kerja yang tidak baik sehingga berdampak terjadinya cidera pada tulang belakang.
Salah satu masalah ergonomi yang terjadi adalah pada pekerja bidang angkat-angkut adalah nyeri pada otot punggung yang digunakan untuk bekerja. Keluhan yang biasa diderita pekerja dibidang angkat-ang-kut adalah pada sistem muskuloskeletal. Keluhan muskuloskeletal adalah keluhan pa-da bagian-bagian otot skeletal yang dirasakan oleh seseorang mulai dari keluhan sangat ringan sampai sangat sakit. Apabila otot menerima beban statis secara berulang dan dalam waktu yang lama, akan dapat me-nyebabkan keluhan berupa kerusakan pada sendi, ligamen dan tendon. Keluhan hingga kerusakan inilah yang biasanya diistilahkan dengan musculoskeletal disorders (MSDs)
atau cedera pada system muskuloskeletal (Grandjean, 1993; Lemasters, 1996). Bagian otot yang sering dikeluhkan adalah otot rang-ka (skeletal) yang meliputi otot leher, bahu, lengan, tangan, jari, punggung, pinggang dan otot-otot bagian bawah.
Data Departemen Tenaga Kerja Amerika Serikat (Accident Facts, 1990), ce-dera tulang belakang adalah salah satu yang paling umum terjadi (22% dari semua kece-lakaan kerja yang terjadi) dan paling banyak membutuhkan biaya untuk pengobatannya. Salah satu penyebab dari cedera ini adalah overload yang dipikul oleh tulang belakang
(> 60%) dan 60% dari overload ini disebabkan oleh pekerjaan mengangkat barang, 20% pekerjaan mendorong atau menarik barang dan 20% akibat membawa barang. Disamping itu juga dilaporkan bah-wa 25% kecelakaan disebabkan karena akti-vitas angkat-angkut; 50-60% cedera ping-gang disebabkan karena aktivitas menping-gang- mengang-kat dan menurunkan material (Pulat,1992). Pekerja yang mengangkat beban berat akan mengalami kemungkinan cedera punggung 8 kali lipat dari pekerja yang hanya meng-angkat barang secara tidak terus menerus. Oleh karena itu dibutuhkan adanya penerap-an prinsip-prinsip ergonomi pada pekerjapenerap-an yang menggunakan kemampuan otot.
Penelitian ini dilaksanakan dengan melakukan pengamatan pada salah satu posisi pengangkatan yang dilakukan dalam kegiatan angkat angkut di Gudang Perse-diaan Pupuk. Kegiatan utamanya adalah bongkar muat pupuk dengan jumlah pekerja 25 orang. Kegiatan ini dilakukan setiap hari, bongkar muat per harinya rata-rata 300 ton pupuk, dengan rincian 150 ton bongkar dan 150 ton muat. Pupuk di kemas dalam karung plastik, berat per karungnya 50 kg. Bongkar muat pupuk ini dilakukan secara manual ya-itu dengan cara dipanggul dengan jarak ku-rang lebih 10 m. Apabila rata-rata per hari ke-giatan bongkar muat 300 ton, maka beban angkat yang dikenakan pada satu orang pekerja adalah 12 ton, dengan frekuensi 240 kali pengangkatan per hari.
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah melakukan studi yang mendalam pada pembebanan bagian tubuh dan mencari stress pada bagian tubuh yang penting dan dampak yang ditimbulkan oleh aktivitas manual material handling bongkar muat pupuk
Dalam penelitian ini, obyek penga-matan dan penelitiannya adalah aktivitas manual material handling bongkar muat pupuk, yaitu dengan melakukan pendekatan biomekanika dengan Metode Chaffin.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil pengamatan pada objek pe-nelitin aktivitas manual material handling bongkar muat pupuk didapatkan posisi me-ngangkat yang dilakukan adalah sebagai ma-na ditunjukkan dalam Gambar 1.
Gambar 1 Obyek Pengamatan Aktivitas Manual Material Handling
Berdasarkan gambar di atas didapat-kan beberapa data yang berhubungan dengan objek pengamatan dengan link kaku.
Gambar 2 Postur Operator Saat Membawa Beban (Gaya Vertikal)
Tabel 1 Data Segmen Tubuh obyek pengamatan aktivitas manual material handling.
Joint Segment Length (m)
Weight (kg)
Rotation (0)
Head Head 0,1893 4,705 0 Neck Neck 0,0673 0,98 0 Shoulders Upperarm 0,2710 1,585 15,66 Elbow Forearm 0,2441 1,22 19,07 Wrist Hand 0,1826 0,515 17,25 Lower Back Chest 0,3518 17,63 55 Pelvis Abdomen 0,1778 10,65 0 Hip Leg 0,4075 8,305 7,83 Knee Lower leg 0,3950 3,505 7,83 Ankle Foot 0,0894 0,885 7,83
Tabel 2 Lokasi Pusat Massa Segmen Tubuh
1* 2* 3* 4* 5*
Sample size 2 3 1 8 13 Head 36.2 % - - 43.3 % 46.6 % Trunk 44.8 - - - 38.0 Total arm - - 44.6 - 41.3 Upper arm
- 47.0
% 45.0 43.6 51.3 Forearm and
hand -
47.2
% 46.2 67.7 62.6 Forearm 42.0 42.1 - 43.0 39.0 Hand 39.7 - - 49.4 18.0 Total leg - - 41.2 43.3 38.2 Thigh 48.9 44.0 43.6 43.3 37.2 Calf and foot - 52.4 53.7 43.7 47.5 Calf 43.4 42.0 43.3 43.3 37.1 Foot 44.4 44.4 - 42.9 44.9 Total body 58.6 - - - 58.8 % Sumber : Kroemer, K., et al., (1994)
Ket : 1* Harles (1860) 2* Braune and Fiscer (1889) 3* Fiscer (1906) 4* Depster (1995)
5* Clauser Mc Convile and Young (1969)
40o
50o
60o
210o
Tabel 3 Panjang centre of graffiti dari segment menurut Cluser Mc Convile and Young (1969)
Segment Length (m) CoG
% m
Head 0,1893 46,6 0,0882
Neck 0,0673 38 0,0256
Upperarm 0,271 51,3 0,1390
Forearm 0,2441 39 0,0952
Hand 0,1826 18 0,0329
Chest 0,3518 49,9 0,1755
Abdomen 0,1778 49,9 0,0887
Leg 0,4075 37,2 0,1516
Lower leg 0,395 37,1 0,1465
Foot 0,0894 44,9 0,0401
Analisis Biomekanika
Perhitungan biomekanika didasarkan pada analisis aktivitas manual material handling dengan perhitungan per segment.
Segment Tangan
Diagram bebas untuk segmen tangan seperti pada gambar berikut.
A= Telapak Tangan B= Pergelangan tangan
Gambar 3 Segment Tangan
Segment Lengan Bawah
B= Pergelangan tangan C= Siku
Gambar 4 Segment Lengan Bawah
B
FB FA
SL
FAB
A
FB
FC
FBC
SLB µB
B
Segment Lengan Atas
C= Siku D= Bahu
Gambar 5 Segment Lengan Atas
3,05 N
Segment Punggung
Gambar 6 Segment Punggung
0
Lebih lanjut, akan dispesifikasikan perhi-tungan gaya dan momen pada segmen L5/S1 sesuai dengan model dari Chaffin. Menurut NIOSH, untuk menghindari terjadinya back injury maka gaya tekan/ kompresi pada L5/ S1 harus kurang dari 6500N (MPL). Sedang-kan batasan gaya angkat normal (Action Limit) adalah sebesar 3500N. Jika FC < AL,
maka aktivitas tersebut dikategorikan aman. Jika AL < FC < MPL, maka aktivitas tersebut
dikategorikan perlu berhati-hati. Dan jika
FC > MPL, maka aktivitas tersebut
dikategorikan berbahaya. Untuk mengeta-hui jenis kategori tersebut, maka dilakukan perhitungan gaya tekan/ kompresi pada L5/ S1 sebagai berikut.
Data-data yang diketahui, adalah:
H = sudut inklinasi perut = 54O
T = sudut inklinasi paha = 30,5O M(L5/S1)= momen resultan pada L5/S1=
AA = luas diafragma = 465 cm2 Tekanan perut (PA) dan gaya perut (FA):
SLC
FC
µC
D
FD
FCD
C
SLD
µD
FDE
D
FE
Fo
FD
Gaya otot pada spinal erector (FM)
Gaya keseluruhan yang terjadi (Ftot)
Gaya tekan/ kompresi pada L5/S1 (FC)
Pemindahan material seperti dilaku-kan oleh para pekerja dalam melakudilaku-kan aktifitas kerjanya mengandalkan kekuatan fi-sik selama rentang waktu tertentu. Untuk me-ngetahui batas angkat dilakukan dengan menggunakan analisis biomekanika yang di-dasarkan atas gaya tekan (compression load) pada intervertebrae disc antara lumbar no-mor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1. Ber-dasarkan perhitungan yang dilakukan maka gaya tekan pada L5/S1 yang timbul akibat beban 50 kg dianggap beban merata adalah
N. Berdasarkan standar NIOSH (The National Institute for Occupational Safety
and Health) besarnya nilai Maximum
Permisible Limit (MPL) adalah sebesar 6370 N. Dengan demikian aktifitas yang dilakukan oleh pekerja angkat dalam melakukan pekerjaannya dalam kategori kurang aman karena gaya kompresi untuk beban di atas MPL.
Analisa Denyut Jantung dan Konsumsi Energi Untuk Menentukan Lama Waktu Istirahat.
Menurut Nurmianto (1996), unit satu-an kilokalori adalah merupaksatu-an satusatu-an dari energi pada beberapa literatur ergonomi. Dalam satuan SI (Standar Internasional)
didapat bahwa 1 kilokalori(Kkal) = 4,2 kilo-joule (kJ). Konversi konsumsi energi diukur dalam satuan Watt (1 Watt = 1 joule/ second). Untuk mengkonversi satuan energi ini maka 1 liter oksigen akan memberikan 4,8 Kkal energy yang setara dengan 20 kJ, atau 1 liter O2 menghasilkan 4,8 Kkal energi = 20 kJ.
Metabolisme basal adalah konsumsi energi secara konstan pada saat istirahat dengan perut pada keadaan kosong. Yang mana tergantung pada ukuran, berat badan dan jenis kelamin. Untuk pria dengan ukuran 70 kg membutuhkan 1700 Kkal per 24 jam dan untuk wanita dengan berat badan 60 kg membutuhkan 1400 Kkal per 24 jam. Pada kondisi metabolism basal ini hampir semua energi kimia dari zat makanan dikonversikan menjadi panas. Aktifitas seharian juga mengkonsumsi energi rata-rata, konsumsi energinya adalah 600 Kkal untuk pria dan 500-550 Kkal untuk wanita.
Perhitungan Kebutuhan Energi
Dilakukan dengan mengkonversikan denyut jantung (denyut/menit) ke kebutuhan energi (Kkal/menit) dengan:
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10-4 X 2
Dimana:
Y: Energi (Kkal/menit)
X: Kecepatan denyut jantung (denyut/menit) Diketahui X denyut jantung:
HR Normal = 83 HR Selama Kerja = 103 HR selama Istirahat = 84
X = 103 (Kecepatan Denyut Nadi Kerja (Beat/Min)
Y = 1,80411 - 0,0229038 X + 4,71733 x 10 -4 X 2
Y = 1,80411- 0,022038 x 103 + 4,71733 x 10 -4 (103)2
Y = 4,538811 Kkal/Min
Jadi pengeluaran energi setelah kerja (Et) adalah 4,54 Kkal/Min.
X = 84 (Kecepatan Denyut Nadi Istirahat (Beat/Min))
Jadi pengeluaran energi saat istirahat (Ei) adalah 3.209 Kkal/Min. Selanjutnya dilaku-kan perhitungan pengeluaran energy dengan menggunakan:
Ei = Pengeluaran energi saat istirahat (Kkal/Min)
Ke = Et– Ei
Ke = 4,54 – 3,21 Ke = 1,32 KKal/Min
Kemudian perhitungan konsumsi energi dikonversikan kedalam kebutuhan waktu istirahat dengan menggunakan persa-maan Murrel (Pullat,1992) sebagai berikut. Rt = 0 ... K<5
Rt = K/S1xT(KxS)/BM...untuk 5<K<252 Rt = T(KxS)x1,11... untuk K>25 K (BM)
Dimana :
Rt = Waktu Istirahat
K = Energi yang dikeluarkan selama bekerja S = Standar energi yang dikeluarkan
(pria=5 Kkal/Min, wanita=4 Kkal/Min)
BM = Metabolisme Basal
(pria=1.7 Kkal/Min, wanita1.4 Kkal/Min) T = Lamanya bekerja (Menit)
Karena nilai Konsumsi Energi (Ke ) 1,32 Kkal/Min < 5 yaitu energi yang dike-luarkan selama bekerja kurang dari nilai stan-dar energi yang dikeluarkan oleh pria yaitu (5 Kkal/Min) maka waktu istirahat (Rt = 0 menit). Untuk saat ini waktu istirahat yang ada (Rt= 60 menit) cukup memadai sehingga tidak perlu dilakukan penambahan waktu istirahat lagi.
PENUTUP Kesimpulan
Berdasarkan perhitungan compressi-on load pada aktifitas pemindahan material seperti dilakukan oleh para pekerja dengan menggunakan analisis biomekanika yang didasarkan atas gaya tekan (compression lo-ad) pada intervertebrae disc antara lumbar nomor 5 dan sacrum nomor 1 atau L5/S1. Ber-dasarkan perhitungan yang dilakukan maka gaya tekan pada L5/S1 yang timbul akibat beban 50 kg adalah 6.6550,03 N. Ber-dasarkan standar NIOSH besarnya nilai Max-imum Permisible Limit adalah sebesar 6370 N. Dengan demikian aktifitas yang dilakukan oleh pekerja angkat dalam melakukan pekerjaannya dalam kategori kurang aman karena gaya kompresi untuk beban di atas MPL.
DAFTAR RUJUKAN
Ayoub, M. M., & Dampsey, P. G. 1999. The Psychophysical Approach to Material Handling Task Design. Ergonomic, 42
(1), 17-31.
Grandjen,E.,K.H.E. Kroemer. 1997. Fitting The Task to The Man. London: Taylor and Francis, Ltd.
Kroemer, K., et al. 1994. Ergonomics, How To Design for Ease & Efficiency. New Jersey: Prentice Hall, Englewoods Clifts.
Nurmianto. E. 1998. Ergonomi Konsep Dasar dan Aplikasinya Edisi Kedua. Surabaya: Prima Printing.
Purnomo, H., Isna, T.O. 2006. Analisa Biomekanika dengan menggendong Barang di Punggung pada Pedagang Pasar Tradisional. Prosiding Seminar Nasional Ergonomi dan K3. Lab. E&PSK TI-FTI ITS
Supariasa, Nyoman, I.D, Bakri, B. , Fajar, I. 2001. Penilaian Status Gizi. Jakarta: ECG.
Sedarmayanti. 1996. Tata Kerja dan Pro-duktivitas Kerja, Suatu Tinjauan Aspek Ergonomi atau Kaitan antara Manusia dengan Lingkungan Kerja. Bandung: CV. Mandar Maju.
Soedirman. 1989. Penyakit Akibat Kerja dan Penyakit yang Berhubungan dengan
Pekerjaan. Jakarta: Universitas
Indonesia
Suma’mur, P.K. 1967. Higene Perusahaan
dan Kesehatan Kerja. Jakarta: Gunung Agung.
Tarwaka, Bakri, S.H.A., Sudiajeng, L. 1996.
Ergonomi Untuk Keselamatan, Kese-hatan Kerja dan Produktivitas. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran.
Wignjosoebroto, S. 2000. Ergonomi, Studi Gerak Dan Waktu Teknik Analisis Un-tuk Peningkatan Produktivitas Kerja. Surabaya: Penerbit Guna Widya.
