Fisiologi KerjaPraktikum Perancangan Sistem Kerja 2

Latar BelakangDalam kegiatan bekerja yang terpenting adalah bagaimana dapat mengatur posisi tubuh, sehingga saat bekerja atau bergerak dalam keadaan yang aman, nyaman dan sehat dengan jenis pekerjaan yang ringan, sedang ataupun berat tanpa mempengaruhi hasil kerjanya.Kerja manusia bersifat mental dan fisik yang masing-masing mempunyai intensitas yang berbeda.Tingkat intensitas yang terlampau tinggi memungkinkan pemakaian energi yang berlebihan, sebaliknya intensitas yang terlalu rendah menimbulkan rasa bosan dan jenuh .Karena itu perlu diupayakan tingkat intensitas yang optimal yang ada diantara kedua batas ekstrim tadi dimana tingkat optimum untuk masing-masing individu akan berbeda. Pekerjaan seperti operator yang bertugas memantau panel kontrol termasuk pekerjaan dengan intensitas fisik yang rendah namun intensitas mental yang tinggi, sebaliknya pekerjaan material handling secara manual intensitas fisiknya tinggi namun intensitas mentalnya rendah.Tingkat intensitas kerja optimum, umumnya dilaksanakan apabila tidak ada tekanan ( stress ) dan ketegangan ( strain ). Tekanan disini berkenaan dengan beberapa aspek dari aktifitas manusia atau dari lingkungan yang terjadi akibat reaksi individu tersebut mendapatkan beberapa keinginan yang tidak sesuai. Sedangkan ketegangan merupakan konsekuensi logis yang harus diterima oleh individu sebagai akibat dari tekanan.

Fisiologis Kerja

Dalam suatu kerja fisik, manusia akan mengalami perubahan dalam konsumsi oksigen, heart rate temperatur tubuh dan perubahan senyawa kimia dalam tubuh.Kerja fisik ini dikelompokkan oleh Davis dan Miller sebagai berikut:Kerja total seluruh tubuh, yang mempergunakan sebagian besar otot dan biasanya melibatkan dua pertiga atau tiga perempat otot tubuh.Kerja sebagian otot, yang membutuhkan lebih sedikit energy expenditure karena otot yang digunakan lebih sedikit.Kerja otot statis, otot digunakan untuk menghasilkan gaya tetapi tanpa kerja mekanik. Dimana kerja ini membutuhkan kontraksi sebagian otot.Sampai saat ini, metode pengukuran fisik dilakukan dengan menggunakan standar :Konsep horse power ( Foot-pounds of work per minute) oleh Taylor tapi tidak memuaskan .Tingkat konsumsi energi untuk mengukur pengeluaran energi.Perubahan tingkat kerja jantung dan konsumsi oksigen ( metode terbaru ).

Aspek Aspek Fisiologi Kerja

Secara garis besar, kegiatan-kegiatan kerja manusia dapat digolongkan menjadi kerja fisik ( otot ) dan kerja mental ( otak ). Pemisahan ini tidak dapat dilakukan secara sempurna, karena terdapat hubungan yang erat antara satu dengan yang lainnya. Apabila dilihat dari energi yang dikeluarkan, kerja mental murni relatif lebih sedikit mengeluarkan energi dibandingkan dengan kerja fisik.Kerja fisik akan mengakibatkan perubahan pada fungsi alat-alat tubuh, yang dapat dideteksi melalui perubahan :Konsumsi oksigen.Denyut jantung.Peredarana darah dalam paru-paru.Temperatur tubuh.Konsentrasi asam laktat dalam darah.Komposisi kimia dalam darah dan air seni.Tingkat penguapan dan faktor lainnya.Kerja fisik mengakibatkan pengeluaran energi yang berhubugan erat dengan konsumsi energi. Konsumsi energi pada waktu kerja biasanya ditentukan dengan cara tidak langsung, yaitu dengan pengukuran :kecepatan denyut jantung.Konsumsi oksigen.Sedangkan kecepatan denyut jantung berhubungan dengan aktifitas lainnya seperti :Tekanan darah .Aliran darah.Komposisi kimia dalam darah. Temperatur tubuh .Tingkat penguapan.Jumlah udara yang dikeluarkan oleh paru-paru.

Konsumsi EnergiBilangan nadi atau denyut jantung merupakan perubahan yang penting dan pokok, baik dalam penelitian lapangan maupun dalam penelitian laboratorium. Untuk merumuskan hubungan antara energy expenditure dengan kecepatan denyut jantung , dilakukan pendekatan kuantitatif hubungan antara energy expenditure dengan kecepatan denyut jantung dengan menggunakan analisis regresi. Bentuk regresi hubungan energi dengan kecepatan denyut jantung secara umum adalah regresi kuadratis dengan persamaan sebagai berikut :

Y = 1,80411 - 0,0229038.X + 4,71733.10-4.X2Dimana :Y : Energi ( kcal / menit ) X : Kecepatan denyut jantung (detak/menit)Setelah besaran denyut jantung disetarakan dalam bentuk energi, maka konsumsi energi untuk kegiatan kerja tertentu bisa dituliskan dalam bentuk matematis sebagai berikut :KE = Et - EiDimana :KE : Konsumsi energi untuk suatu kerja tertentu ( kcal / menit ).Et : Pengeluaran energi pada saat waktu kerja tertentu ( kcal / menit )Ei : Pengeluaran energi pada saat istirahat ( kcal / menit ).

Lamanya Waktu KerjaJika seseorang bekerja pada tingkat energi diatas 5,2 kcal per menit, maka pada saat itu akan timbul rasa lelah ( fatique ). Menurut Murrel ( 1965 ) kita masih mempunyai cadangan sebesar 25 kcal sebelum munculnya asam laktat sebagai tanda saat dimulainya waktu istirahat. Cadangan energi akan hilang jika kita bekerja lebih dari 5,0 kcal per menit. Selama periode istirahat, cadangan energi tersebut dibentuk kembali.Untuk menghitung waktu kerja marilah kita ikuti rumus sebagai berikut :

Ws = Dimana :Cadangan energi : 25 kcal WT : Work Time ( Waktu Kerja ) dalam menitW : Konsumsi energi rata rata untuk bekerja (kcal/menit)S : Pengeluaran energi rata rata yang direkomendasikan (kcal / menit )

Lamanya Waktu IstirahatJika denyut nadi dipantau selama istirahat, kerja dan pemulihan, maka waktu pemulihan untuk beristirahat sejalan dengan beban kerja. Dalam keadaan yang ekstrim, pekerja tidak mempunyai waktu istirahat yang cukup sehingga mengalami kelelahan yang kronis.Murrel membuat metode untuk menentukan waktu istirahat sebagai kompensasi dari pekerjaan fisik :Adapun perhitungan untuk waktu istirahat adalah sebagai berikut :Jika W < S , maka :RT = 0Jika S W < 2S , maka : RT = Jika W 2S , maka :RT =

Dimana :RT: Rest Time, yaitu : istirahat yang dibutuhkan ( menit )W: Konsumsi energi rata-rata untuk bekerja ( kcal / menit )S: Pengeluaran energi rata-rata yang direkomendasikan ( laki-laki 5 kcal / menit, perempuan 4 kcal / menit )T: Total waktu bekerja ( menit )BM: Metabolisme Basal (Laki-laki 1,2 kcal / menit, perempuan 1,0 kcal / menit )

Maksud dan tujuan praktikum

Memahami bahwa perbedaan beban kerja / cara kerja dapat berpengaruh terhadap aspek fisiologi manusia Mampu melakukan pengukuran kerja dengan menggunakan metode fisiologiMampu menentukan besar beban kerja berdasarkan kriteria fisiologiMampu merancang sistem kerja dengan memanfaatkan hasil pengukuran kerja dengan metode fisiologi

Pengumpulan DataHasil pengukuran fisiologi kerja denyut jantung terhadap beban ringan dan beban berat dengan melakukan kegiatan mengayuh pedal (ergocycle) selama 15 menit tanpa berhenti (bekerja) setelah itu lakukan istirahat selama 5 menit dengan kecepatan konstan.

Energi Expenditure Beban Ringan

Perhitungan denyut jantung rata-rataRata rata denyut jantung saat bekerja ( menit ke 0 sampai dengan menit ke 15 ) = 1560 / 16 = 97,5 Detak / Menit

Perhitungan konsumsi energi ( Energy expenditure ) rata-rata saat bekerja beban ringan Y = 1,80411 - 0,0229038.X + 4,71733.10-4.X2 Dimana : Y : Energi Expenditure ( kcal / menit )X : Kecepatan denyut jantung pada menit ke i ( detak / menit )

Y0 = 1,80411 0,0229038(85) + 4,71733.10-4(85)2 = 3,2655Y1 = 1,80411 0,0229038(95) + 4,71733.10-4(95)2 = 3,8856Y2 = 1,80411 0,0229038(94) + 4,71733.10-4(94)2 = 3,8193Y3 = 1,80411 0,0229038(98) + 4,71733.10-4(98)2 = 4,0901Y4 = 1,80411 0,0229038(99) + 4,71733.10-4(99)2 = 4,1601Y5 = 1,80411 0,0229038(98) + 4,71733.10-4(98)2 = 4,0901Y6 = 1,80411 0,0229038(99) + 4,71733.10-4(99)2 = 4,1601Y7 = 1,80411 0,0229038(99) + 4,71733.10-4(99)2 = 4,1601Y8 = 1,80411 0,0229038(95) + 4,71733.10-4(95)2 = 3,8856

Y9 = 1,80411 0,0229038(98) + 4,71733.10-4(98)2 = 4,0901Y10 = 1,80411 0,0229038(97) + 4,71733.10-4(97)2 = 4,0210Y11 = 1,80411 0,0229038(100) + 4,71733.10-4(100)2 = 4,231Y12 = 1,80411 0,0229038(100) + 4,71733.10-4(100)2 = 4,231Y13 = 1,80411 0,0229038(103) + 4,71733.10-4(103)2 = 4,450Y14 = 1,80411 0,0229038(98) + 4,71733.10-4(98)2 = 4,090Y15 = 1,80411 0,0229038(102) + 4,71733.10-4(102)2 = 4,376

Energi Expenditure Beban Berat

Perhitungan denyut jantung rata-rataRata rata denyut jantung saat bekerja ( menit ke 0 sampai dengan menit ke 15 )= 1828 / 16 = 114,25 Detak / Menit Perhitungan konsumsi energi ( Energy expenditure ) rata-rata saat bekerja beban beratY = 1,80411 - 0,0229038.X + 4,71733.10-4.X2 Dimana :Y : Energi Expenditure ( kcal / menit )X : Kecepatan denyut jantung pada menit ke i ( detak / menit )

Y0 = 1,80411 0,0229038(84) + 4,71733.10-4(84)2 = 3,209Y1 = 1,80411 0,0229038(107) + 4,71733.10-4(107)2 = 4,754Y2 = 1,80411 0,0229038(115) + 4,71733.10-4(115)2 = 5,409Y3 = 1,80411 0,0229038(116) + 4,71733.10-4(116)2 = 5,495Y4 = 1,80411 0,0229038(122) + 4,71733.10-4(122)2 = 6,031Y5 = 1,80411 0,0229038(118) + 4,71733.10-4(118)2 = 5,670Y6 = 1,80411 0,0229038(112) + 4,71733.10-4(112)2 = 5,156Y7 = 1,80411 0,0229038(106) + 4,71733.10-4(106)2 = 4,677Y8 = 1,80411 0,0229038(116) + 4,71733.10-4(116)2 = 5,495

Y9 = 1,80411 0,0229038(118) + 4,71733.10-4(118)2 = 5,670Y10 = 1,80411 0,0229038(123) + 4,71733.10-4(123)2 = 6,124Y11 = 1,80411 0,0229038(123) + 4,71733.10-4(123)2 = 6,124Y12 = 1,80411 0,0229038(126) + 4,71733.10-4(126)2 = 6,407Y13 = 1,80411 0,0229038(124) + 4,71733.10-4(124)2 = 6,217Y14 = 1,80411 0,0229038(127) + 4,71733.10-4(127)2 = 6,504Y15 = 1,80411 0,0229038(128) + 4,71733.10-4(128)2 = 6,601

Grafik Denyut Jantung VS Waktu

Grafik Konsumsi Energi VS Waktu

Grafik Denyut Jantung VS Waktu Beban Ringan Dan Beban Berat

Grafik Konsumsi Energi VS Waktu Beban Ringan Dan Beban Berat

Perhitungan Beban Kerja Ringan

Et = Konsumsi energi saat bekerja 65,01 / 15 = 4,33 kcal / menitEi = Pengeluaran energi saat istirahat 20,183 / 5 = 4,037 kcal / menit

KE = Konsumsi energi untuk kerja beban ringan = 4,063 - 4,037 = 0,026 kcal / menitDengan melihat tabel klasifikasi beban kerja maka, jenis pekerjaan tersebut dapat dikategorikan sebagai beban kerja RINGAN yaitu dengan konsumsi energi 2,5 5,0 kcal dan tingkat kebutuhan oksigen 0,5 1,0 liter/menit.

Perhitungan Beban Kerja Berat

Et = Konsumsi energi saat bekerja 89.543 / 16 = 5,970 kcal / menitEi = Pengeluaran energi saat istirahat 28,807 / 5 = 5,761 kcal / menit

KE = Konsumsi energi untuk kerja beban berat = 5,970 - 5,761 = 0,208 kcal / menitDengan melihat tabel klasifikasi beban kerja maka, jenis pekerjaan tersebut dapat dikategorikan sebagai beban kerja SEDANG yaitu dengan konsumsi energi 5,0 - 7,5 kcal dan tingkat kebutuhan oksigen 1,0 - 1,5 liter/menit.

Perhitungan Lamanya Waktu Kerja Beban Ringan

Lamanya waktu yang diperkenankan untuk dikerjakan Dimana : Cadangan energi = 25 kcal / menitW= 4,33 kcal / menitS= 5 kcal / menit ( laki-laki )Maka :

= 37,3 menit

Perhitungan Lamanya Waktu Kerja Beban Berat

Perhitungan Lamanya Waktu Kerja Beban BeratLamanya waktu yang diperkenankan untuk dikerjakan Dimana : Cadangan energi = 25 kcal / menitW= 5,970 kcal / menitS= 5 kcal / menit (laki laki )Maka :

= 25,97 menit

Perhitungan Waktu Istirahat Beban Ringan

Waktu istirahat yang dibutuhkan untuk pemulihan kembali kondisi tubuh, dengan hasil perhitungan konsumsi energi rata rata saat bekerja 8,31 kcal / menit ( S W < 2S ) , sehingga rumus yang dipakai adalah :

Dimana :RT : Rest Time ( menit ) W : Konsumsi energi bekerja ringan (4,33 kcal / menit ) S : Pengeluaran energi rata-rata yang direkomendasikan ( laki-laki 5 kcal / menit ) T : Total waktu bekerja ( 15 menit ) BM : Metabolisme basal ( laki-laki 1,2 kcal )

= 32,23 menit

Perhitungan Waktu Istirahat Beban Berat

Waktu istirahat yang dibutuhkan untuk pemulihan kembali kondisi tubuh, dengan hasil perhitungan konsumsi energi rata rata saat bekerja 9,95 kcal / menit ( S W < 2S ) , sehingga rumus yang dipakai adalah : Dimana : RT : Rest Time ( menit ) W : Konsumsi energi bekerja ringan ( 5,970 kcal / menit ) S : Pengeluaran energi rata-rata yang direkomendasikan ( laki-laki 5 kcal / menit ) T : Total waktu bekerja ( 15 menit ) BM : Metabolisme basal ( laki-laki 1,2 kcal ) = 50,7 menit