Klasifikasi Beban Kerja Berdasarkan Denyut Jantung Untuk Mengurangi Tingkat Kelelahan Dalam Bekerja

Klasifikasi Beban Kerja Berdasarkan Denyut Jantung Untuk Mengurangi Tingkat Kelelahan Dalam Bekerja

Ariq Adhari Basri^1*, Agustian Suseno²

1,2Program Studi Teknik Industri, Universitas Singaperbangsa Karawang, Indonesia

*Koresponden email: ariqab06@gmail.com

Diterima: 12 April 2023 Disetujui: 26 April 2023

Abstract

Physiology is an ergonomic science that focuses on measuring physical ability. The advantage of this branch of ergonomics is that it can understand how the body works, responds, and adapts to the environment. Physical ability measurements need to be performed to reduce fatigue levels when carrying out activities with erratic workloads. This study aims to determine heart rate measurement, calculate oxygen consumption consisting of three workloads, and calculate the work time and rest time obtained from energy consumption carried out during activities. This study obtained the results of light workload analysis with oxygen consumption figures of 19,513 liters/minute including light work levels, moderate workload analysis with oxygen consumption results of 20,733 liters/minute including moderate work levels, and oxygen consumption calculations in heavy workloads with figures of 22,333 liters/minute including heavy work levels. For analysis of work time calculations and rest time results were obtained the break is 21,975 minutes.

Keywords: ergonomics, work physiology, workload, heart rate, oxygen consumption

Abstrak

Fisiologi merupakan salah satu ilmu ergonomi yang berfokus pada pengukuran kemampuan fisik.

Kelebihan dari cabang ilmu ergonomi ini adalah dapat memahami bagaimana tubuh bekerja serta bagaimana tubuh merespons serta beradaptasi dengan lingkungan. Pengukuran kemampuan fisik perlu dilakukan untuk mengurangi tingkat kelelahan ketika melakukan kegiatan yang memiliki workload yang tidak menentu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengukuran denyut jantung, perhitungan konsumsi oksigen yang terdiri dari tiga workload serta melakukan perhitungan waktu kerja dan waktu istirahat yang diperoleh dari konsumsi energi yang dilakukan pada saat kegiatan berlangsung. Penelitian mendapatkan hasil analisa workload ringan didapat angka konsumsi oksigen sebesar 19,513 liter/menit termasuk work level light. Selanjutnya analisa workload Sedang didapatkan hasil konsumsi oksigen sebesar 20,733 liter/menit termasuk work level moderate, dan perhitungan konsumsi oksigen pada workload Berat didapatkan angka sebesar 22,333 liter/menit termasuk work level heavy. Analisa perhitungan waktu kerja dan waktu istirahat diperoleh hasil waktu istirahat yaitu sebesar 21,975 menit.

Kata Kunci: ergonomi, fisiologi kerja, workload, denyut jantung, konsumsi oksigen

1. Pendahuluan

Sehari-hari tubuh manusia dibiasakan untuk melakukan aktivitas dan tentunya pada setiap workload yang diterima harus sesuai dan seimbang, baik dari kemampuan fisik maupun kognitif dan pastinya memiliki keterbatasan saat menerima workload tersebut. Tubuh memerlukan keadaan yang bergerak, memperoleh asupan dan istirahat yang baik. Apabila keadaan tersebut tidak selaras maka tubuh akan mendapatkan kondisi yang overload sehingga kinerja tubuh tidak optimal [1]. Jika workload tidak sesuai dengan kapasitas yang diterima maka akan menimbulkan efek negatif dana berbahaya, [2]. Kelelahan kerja merupakan suatu pikiran yang bersifat individual yang akan mengakibatkan suatu penurunan daya guna dari tubuh seseorang [3]. Menurut International Ergonomics Association (IEA), ergonomi sangat berhubungan dengan manusia karena berkomitmen untuk memiliki pemahaman tentang interaksi manusia dengan elemen lainnya dan dapat mengoptimalkan kesejahteraan manusia dengan kinerja sistem secara keseluruhan [4].

Fisiologi ialah sebuah ilmu ergonomi tentang kehidupan manusia berperan secara fisik dan kimiawi.

Kata fisiologi dibagi menjadi dua yang berasal dari kata Yunani yaitu physis = ‘alam’ dan logos = ‘cerita’

yang diartikan seluruhnya sebagai ilmu biologi yang mempelajari berlangsungnya sistem kehidupan serta mempelajari fungsi mekanik, fisik, dan biokimia dari makhluk hidup [5]. Fisiologi juga berperan untuk mempelajari organisme lainnya dan tentunya keseluruhan fungsi untuk membantu kehidupan [6]. Denyut

jantung dapat dipakai untuk memperkirakan atau sebagai alat pengukuran workload untuk mengklasifikasikan ke dalam kategori yang sesuai [7]. Pada kapasitas tertentu ukuran paru, denyut nadi, dan suhu tubuh memiliki keterkaitan yang sejajar dengan konsumsi oksigen untuk menentukan tingkatan workload [8]. Workload dikategorikan menjadi dua hal yaitu workload fisiologis (fisik) dan workload psikologis (mental) [9]. Workload yang eksesif dapat mengakibatkan kelelahan terhadap tubuh karena tubuh tidak bisa menampung sesuai dengan kapasitasnya [10]. Dampak buruk dari workload jika tidak sesuai yaitu dapat menimbulkan kelelahan dini baik secara fisik maupun mental [11]. Energy consumption (konsumsi energi) merupakan penyebab utama dan indikator dalam mengetahui tingkatan ringan atau beratnya suatu kerja fisik [12]. Energi dapat keluar karena dengan adanya proses metabolisme yang terjadi didalam tubuh tepatnya pada otot yang dibantu oleh cardiovascular dan juga oleh sistem pernapasan tubuh.

Pada pengukuran workload fisik perlu mengetahui faktor utama yang dijadikan tolak ukur untuk menentukan berat ringannya suatu pekerjaan. Dengan kerja fisik tentu memerlukan energi otot manusia sebagai sumber tenaga salah satunya adalah denyut jantung atau denyut nadi agar dapat mengukur workload seseorang dari gerakan otot dan memperkirakan kondisi fisik serta dapat dipergunakan untuk mengukur level kelelahan [13]. Penilaian workload dengan langkah-langkah perhitungan konsumsi energi secara tidak langsung dapat dilakukan melalui penilaian konsumsi oksigen selama kegiatan berlangsung [14]. Denyut jantung atau denyut nadi memiliki keunggulan yaitu berfungsi sebagai penunjuk proses metabolisme seperti denyut lebih cepat merespon dalam perubahan dalam tuntutan aktivitas [15]. Dengan melakukan penilaian yang optimal dan akurat pada pengukuran workload, maka dapat dipastikan tidak mengalami pemborosan sumber [16].

Tujuan penelitian ini dilakukan berdasarkan permasalahan pada saat Praktikum Perancangan Sistem Kerja yang dilakukan di Universitas ABC. Dengan praktikan melakukan studi lapangan untuk mencermati denyut jantung dengan tiga jenis workload, dapat mencermati perhitungan konsumsi oksigen serta dapat mengetahui pengukuran durasi waktu kerja dan istirahat. Sehingga dapat mengurangi tingkat kelelahan pada tubuh serta evaluasi untuk perbaikan guna meningkatkan produktivitas.

2. Metode Penelitian

Penelitian ini dengan mengamati objek penelitian yang melakukan kegiatan workload. Kegiatan yang dilakukan yaitu melakukan lari di tempat dengan kecepatan yang telah ditentukan sebelumnya sehingga dapat dikategorikan ke dalam tiga workload. Terdapat data yang diperlukan yaitu berupa jumlah denyut jantung setiap menit dengan waktu yang diperlukan sebanyak 10 menit. Adapun perhitungan yang akan dilakukan yaitu sebagai berikut.

a. Pengukuran rata-rata Denyut Jantung

𝐻𝑅 =∑ 𝐷𝑒𝑛𝑦𝑢𝑡 𝑗𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 (𝑡𝑎𝑛𝑝𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 𝑡₀) 10

Keterangan:

HR = Rata-Rata Denyut Jantung (denyut/menit).

b. Pengukuran Konsumsi Energi dan Konsumsi Oksigen 1) Konsumsi Energi

𝑌 = 1,80411 − 0,0229038𝑋 + 4,71733 . 10⁻⁴𝑋² 2) Konsumsi Oksigen

𝑉₀ = 1,168 + 0,2(𝐻𝑅) − 0,035(𝐴) + 0,019(𝑊) c. Pengukuran Durasi Waktu Kerja dan Waktu Istirahat

1) Mencari Waktu Kerja 𝑊𝑇 = 25

𝐾 − 𝑆 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 2) Mencari Waktu Istirahat

𝑇𝑅 =𝑇(𝐾 − 𝑆) 𝐾 − 1,5

3. Hasil dan Pembahasan

Data diperoleh melalui hasil studi lapangan yang dilakukan terhadap objek penelitian yang melakukan lari ditempat dengan kecepatan tertentu selama 10 menit. Terdapat tiga jenis workload yaitu workload ringan (kecepatan lari 2 km/jam), workload sedang (kecepatan 4 km/jam), dan workload berat (kecepatan lari 6 km/jam) sehingga diperoleh data seperti Tabel 1 berikut.

Tabel 1. Data Denyut Jantung Waktu

(Menit)

Denyut Jantung Workload Ringan Ket

(2 Km/jam)

Workload Sedang (4 Km/jam)

Workload Berat (6 Km/jam)

0 86 88 93

1 87 94 102

2 89 93 103

3 88 95 101

4 90 95 103

5 90 96 104

6 91 97 104

7 90 96 106

8 91 98 107

9 92 99 105

10 92 98 106

Total 986 1049 1134

Rata-Rata

(tanpa t0) 90 96,1 104,1 Detak/menit

Sumber: Peneliti (2023)

Kemudian didapat data grafik denyut jantung objek penelitian selama kegiatan berlangsung sehingga dapat diketahui perbandingan denyut jantung dari workload yang ditentukan yaitu seperti Gambar 1.

Gambar 1. Perbandingan Denyut Jantung Sumber: Peneliti (2023)

Selanjutnya perhitungan konsumsi energi untuk mengetahui energi yang digunakan oleh objek penelitian dalam melakukan kegiatan. Maka diperoleh hasil konsumsi energi pada workload ringan, workload sedang, dan workload berat yaitu seperti Tabel 2 berikut.

Tabel 2. Perhitungan Konsumsi Energi Waktu

(Menit)

Konsumsi Energi

Ket Workload Ringan

(2 Km/jam)

Workload Sedang (4 Km/jam)

Workload Berat (6 Km/jam)

0 2,60332 2,72168 3,03408

1 2,66203 3,09939 3,65583

2 2,78227 3,03408 3,72963

3 2,72168 3,16564 3,58297

4 2,84381 3,16564 3,72963

5 2,84381 3,23284 3,80438

6 2,90629 3,30098 3,80438

7 2,84381 3,23284 3,95670

8 2,90629 3,37006 4,03427

9 2,96971 3,44009 3,88007

10 2,96971 3,37006 3,95670

Total

Rata-rata Kkal/menit

Sumber: Peneliti (2023) 80

85 90 95 100 105 110

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Denyut Jantung Beban Kerja

Ringan (2 Km/jam) Beban Kerja Sedang (4 Km/jam) Beban Kerja Berat (6 Km/jam)

Kemudian didapat data grafik konsumsi energi objek penelitian selama kegiatan berlangsung sehingga dapat diketahui besaran energi yang dikeluarkan ketika kegiatan sedang berlangsung. Adapun data perbandingan konsumsi energi berdasarkan tingkat workload yaitu seperti Gambar 2.

Gambar 2. Perbandingan Konsumsi Energi Sumber: Peneliti (2023)

Setelah diketahui data denyut jantung dan data konsumsi energi maka dapat dilakukan perhitungan konsumsi oksigen untuk mengetahui oksigen yang diperlukan ketika melakukan pekerjaan dengan workload yang telah ditentukan. Adapun perhitungan konsumsi oksigen yaitu sebagai berikut.

a. Workload ringan

V0 = 1,168 + 0,2(HR) - 0,035(A) + 0,019(W) V0 = 1,168 + 0,2(90) - 0,035(20) + 0,019(55) V0 = 19,513 Liter/menit

b. Workload sedang

V0 = 1,168 + 0,2(HR) - 0,035(A) + 0,019(W) V0 = 1,168 + 0,2(96,1) - 0,035(20) + 0,019(55) V0 = 20,733 Liter/menit

c. Workload berat

V0 = 1,168 + 0,2(HR) - 0,035(A) + 0,019(W) V0 = 1,168 + 0,2(104,1) - 0,035(20) + 0,019(55) V0 = 22,333 Liter/menit

Kemudian selanjutnya melakukan perhitungan waktu kerja dan waktu istirahat yang diperoleh dari konsumsi energi yang dilakukan pada saat kegiatan berlangsung yaitu sebagai berikut.

a. Waktu Kerja

Cadangan Energi = 25 kkal

W Ringan = 2,41617 kkal/menit W Sedang = 5,19484 kkal/menit W Berat = 7,79382 kkal/menit W Total = 15,40483 kkal/menit

S = 5 kkal/menit

𝑊𝑇 = 25 𝑊 − 𝑆

𝑊𝑇 = 25

15,40483 − 5 WT = 2,4027 Menit

b. Waktu Istirahat

W = 15,40483 kkal/menit T = 30 menit

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Konsumsi Energi Beban Kerja Ringan

(2 Km/jam) Beban Kerja Sedang (4 Km/jam) Beban Kerja Berat (6 Km/jam)

S = 5 kkal/menit BM = 1,2 kkal/menit

𝑅𝑇 = [𝑇(𝑊 − 𝑆)

𝑊 − 𝐵𝑀] × 𝐴𝑀 𝑅𝑇 = [30(15,40483 − 5)

15,40483 − 1,2 ] × 1 RT = 21,975 Menit

Setelah melakukan perhitungan maka dapat diketahui klasifikasi workload dan beban fisiologis dari kegiatan yang telah dilakukan. Adapun klasifikasi tersebut yaitu seperti Tabel 3.

Tabel 3. Klasifikasi Tingkat Pekerjaan

Work level Energy Expenditure Detak Jantung Konsumsi Oksigen Kkal/menit Kkal/8jam Detak/menit L/Minute Terlalu berat > 12,5 > 6000 > 175 > 2,5 Sangat berat 10,0 - 12,5 4800 - 6000 150 - 175 2,0 - 2,5

Berat 7,5 - 10,0 3600 - 4800 125 - 150 1,5 - 2,0 Menengah 5,0 - 7,5 2400 - 3600 100 - 125 1,0 - 1,5 Ringan 2,5 - 5,0 1200 - 2400 60 - 100 0,5 - 1,0 Sangat ringan < 2,5 < 1200 < 60 < 0,5

Sumber: [5]

Dapat dicermati bahwa konsumsi energi pekerjaan yang dilakukan pada workload ringan menunjukkan angka 2,41617 kkal/menit, yang berarti bahwa workload ringan bersifat Very Light karena kurang dari 2,5. Sedangkan konsumsi energi pekerjaan pada workload sedang menunjukkan angka 5,19484 kkal/menit, yang berarti bahwa workload sedang bersifat Moderate karena terletak pada angka 5,0 – 7,5.

Kemudian, yang terakhir konsumsi energi pekerjaan pada workload berat menunjukkan angka 7,79382 kkal/menit, yang berarti bahwa workload berat bersifat Heavy karena terletak pada angka 7,5 – 10,0.

Kemudian untuk denyut jantung, dapat dicermati bahwa denyut jantung workload ringan menunjukkan angka 90 detak/menit, yang berarti termasuk work level Light. Untuk denyut jantung workload sedang menunjukkan angka 96,1 detak/menit, yang berarti termasuk work level Light. Sedangkan pada denyut jantung workload berat menunjukkan angka 104,1 detak/menit, yang berarti termasuk work level Moderate.

Pada perhitungan konsumsi oksigen dapat dicermati bahwa konsumsi oksigen workload ringan menunjukkan angka 19,513 Liter/menit, yang berarti bahwa konsumsi oksigen termasuk work level Light.

Sedangkan pada konsumsi oksigen workload sedang menunjukkan angka 20,733 Liter/menit, yang berarti bahwa konsumsi oksigen termasuk work level Moderate. Kemudian yang terakhir, konsumsi oksigen workload berat menunjukkan angka 22,333 Liter/menit, yang berarti bahwa konsumsi oksigen termasuk work level Heavy.

4. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa hasil analisa workload ringan didapat angka konsumsi oksigen sebesar 19,513 liter/menit termasuk work level light, lalu analisa workload sedang didapatkan hasil konsumsi oksigen sebesar 20,733 liter/menit termasuk work level moderate, dan perhitungan konsumsi oksigen pada workload berat didapatkan angka sebesar 22,333 liter/menit termasuk work level heavy, untuk analisa perhitungan waktu kerja dan waktu istirahat diperoleh hasil waktu istirahat yaitu sebesar 21,975 menit.

5. Referensi

[1] S. W. Ismiyasa dan E. Prabowo, “Evaluasi Beban Kerja Dan Keluhan Muskulosketal Pada Tenaga Kependidikan di UPN Veteran Jakarta,” J. Fisioter. Dan Rehabil., vol. 5, no. 1, hal. 62–68, 2021, doi: https://doi.org/10.33660/jfrwhs.v5i1.131.

[2] P. Fithri dan W. F. Anisa, “Pengukuran Beban Kerja Psikologis dan Fisiologis Pekerja di Industri Tekstil,” J. Optimasi Sist. Ind., vol. 16, no. 2, hal. 120, 2017, doi: 10.25077/josi.v16.n2.p120- 130.2017.

[3] S. M. Yamaula, A. Suwodono, dan B. Widjasena, “Hubungan Antara Beban Kerja Fisik Dengan Kelelahan Kerja Pada Pekerja Industri Pengolahan Ikan Asin di UD. X,” J. Kesehat. Masy., vol. 9, no. 1, hal. 112–118, 2021, doi: https://doi.org/10.14710/jkm.v9i1.28621.

[4] F. Ishartomo dan W. Sutopo, “Satu Dekade (2008-2017) Riset Ergonomi Di Indonesia Dalam Perspektif Teknik Industri: Suatu Studi Bibliometrik,” hal. 978–979, 2018.

[5] D. Herwanto, “Fisiologi Kerja,” Karawang, Jawa Barat, 2021.

[6] Y. Hutabarat, Dasar-Dasar Pengetahuan Ergonomi, Edisi 1. Malang: Media Nusa Creative, 2017.

[7] C. D. Kurnianingtyas, “Identifikasi Beban Kerja Dan Keluhan Muskulosketal Pekerja Untuk Memperbaiki Respon Fisiologis Pada Aktivitas Memilin Serat Agel Di Ikm Kulonprogo,” J.

REKAVASI, vol. 9, no. 2, hal. 31–36, 2021.

[8] A. D. Satrio, N. A. Mahbubah, dan E. Ismiyah, “Analisis Beban Kerja Fisiologis Dan Psikologis Pada Operator Bongkar Muat Bahan Bangunan (Studi Kasus UD Sumber Wangi),” JUSTI (Jurnal Sist. dan Tek. Ind., vol. 1, no. 1, hal. 74–84, 2020, doi: http://dx.doi.org/10.30587/justicb.v1i1.2040.

[9] W. Hidayat, T. Ristyowati, dan G. M. Putro, “Analisis Beban Kerja Fisiologis sebagai Dasar Penentuan Waktu Istirahat untuk Mengurangi Kelelahan Kerja,” Opsi, vol. 13, no. 1, hal. 62, 2020, doi: 10.31315/opsi.v13i1.3469.

[10] K. Nisa dan R. S. Putra, “Tinjauan Pustaka : Hubungan Beban Kerja Terhadap Stres Kerja Perawat,”

Mizania J. Ekon. dan Akunt., vol. 1, no. 1, hal. 13–24, 2021.

[11] I. Rusda, D. Arimbi, dan Carollina, “Analisis Pengaruh Beban Kerja Terhadap Kinerja Karyawan Operator Pada PT Giken Precision Indonesia,” Inovbiz J. Inov. Bisnis, vol. 5, no. 1, hal. 51, 2017, doi: https://doi.org/10.35314/inovbiz.v5i1.171.

[12] R. T. Oktaviani, I. B. Suardika, dan E. Adriantantri, “Pengukuran Beban Kerja Fisiologis Untuk Mengurangi Keluhan Musculoskeletal Disorders (MSDs) Pada Pekerja Packaging Uppks Maharani,” J. Valtech (Jurnal Mhs. Tek. Ind., vol. 4, no. 1, hal. 63–74, 2021.

[13] M. Rahayu dan S. Juhara, “Analisis Beban Kerja Fisiologis Mahasiswa Saat Praktikum Analisa Perancangan Kerja Dengan Menggunakan Metode 10 Denyut,” Unistek, vol. 7, no. 1, hal. 16–20, 2020, doi: 10.33592/unistek.v7i1.463.

[14] H. Prastawa, Z. F. Rosyada, M. F. Hidayah, dan P. Nurlaili, “Desain Pola Istirahat Pekerja Sesing Dengan Pendekatan Fisiologis Untuk Meningkatkan Produktivitas,” J@ti Undip J. Tek. Ind., vol.

16, no. 1, hal. 10–20, 2021, doi: https://doi.org/10.14710/jati.16.1.10-20.

[15] Y. Hidjrawan, Irwanda, dan Marlinda, “Pengukuran Beban Kerja Operator Boiler Berdasarkan Denyut Nadi,” J. Optimasi, vol. 8, no. 1, hal. 106–110, 2022, [Daring]. Tersedia pada:

http://jurnal.utu.ac.id/joptimalisasi/article/view/5346/pdf

[16] Nurul Hudaningsih, I. G. Agung Ngurah Purnamadinata, P. Sri Utami, dan W. Gusti Al-Arsy,

“Analisa Beban Kerja Untuk Penentuan Jumlah Pekerja Dengan Pendekatan Fisiologis Pada RM Bakul Cobek,” J. Ind. Teknol. Samawa, vol. 3, no. 2, hal. 92–96, 2022, doi:

10.36761/jitsa.v3i2.1980.