Makalah EAW Pnya Sofii

Kelompok 3Ergonomic At Work

Biomekanika

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perkembangan teknologi saat ini begitu pesatnya, sehingga peralatan sudah

menjadi kebutuhan pokok pada berbagai lapangan pekerjaan. Artinya peralatan dan

teknologi merupakan penunjang yang penting dalam upaya meningkatkan

produktivitas untuk berbagai jenis pekerjaan. Disamping itu disisi lain akan terjadi

dampak negatifnya, bila kita kurang waspada menghadapi bahaya potensial yang

mungkin timbul. Hal ini tidak akan terjadi jika dapat diantisipasi berbagai risiko

yang mempengaruhi kehidupan para pekerja. Berbagai risiko tersebut adalah

kemungkinan terjadinya Penyakit Akibat Kerja, Penyakit yang berhubunga dengan

pekerjaan dan Kecelakaan Akibat Kerja yang dapat menyebabkan kecacatan atau

kematian. Antisipasi ini harus dilakukan oleh semua pihak dengan cara

penyesuaian antara pekerja, proses kerja dan lingkungan kerja Pendekatan ini

dikenal sebagai pendekatan ergonomik.

Faktor kesehatan adalah faktor yang sangat penting dalam perancangan

suatu sistem kerja, bahkan dibeberapa perusahaan, faktor kesehatan dan

keselamatan kerja mendapat porsi yang sangat tinggi. Sistem kerja dapat dikatakan

sehat apabila manusia yang menggunakan sistem kerja tersebut, terbebas dari

ancaman cedera jangka pendek maupun cedera jangka panjang. Selain terbebas dari

ancaman cedera jangka pendek atau jangka panjang, sitem kerja yang dibuat

sedemikian rupa harus membuat manusia yang terlibat dalam sistem kerja tersebut

terhidar dari rasa fatique, fatigue adalah suatu kelelahan yang terjadi pada syaraf

dan otot-otot manusia sehingga tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya.

Makin berat badan yang dikerjakan dan gerakan semakin tidak teratur, maka

timbulnya fatigue akan lebih cepat. Timbulnya fatigue perlu dipelajari untuk

menentukan tingkat kekuatan otot manusia, sehingga kerja yang akan dilakukan

atau dibebankan dapat disesuaikan dengan kemampuan otot tersebut.

Sebagian besar cedera yang didapat oleh pekerja diakibatkan aktifitas

Program Studi Teknik Industri 1Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011


Biomekanika

pengangkutan, untuk mengetahui apakah proses pengangkutan tersebut aman atau

berbahaya.

Ergonomi berasal dari bahasa latin yaitu ergon, yang berarti kerja dan

nomos yang berarti hukum alam. Jadi ergonomi dapat didefinisikan sebagai studi

tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan kerjanya yang ditinjau secara

anatomi, fisiologi, psikologi, engineering , manajemen dan desain/perancangan.

Ergonomi berkenaan pula dengan optimasi, efisiensi, kesehatan, keselamatan dan

kenyamanan manusia di tempat kerja, di rumah dan tempat rekreasi.

Ergonomi yaitu ilmu yang mempelajari perilaku manusia dalam kerja menuntut

faktor manusia sebagai pelaku/pengguna menjadi titik sentralnya. Pada bidang

rancang bangun dikenal istilah Human Centered Design (HCD) atau perancangan

berpusat pada manusia. Perancangan dengan prinsip HCD, berdasarkan pada

karakter-karakter manusia yang akan berinteraksi dengan produknya. Sebagai titik

sentral maka unsur keterbatasan manusia haruslah menjadi patokan dalam penataan

suatu produk yang ergonomis. Ada beberapa faktor pembatas yang tidak boleh

dilampaui agar dapat bekerja dengan aman, nyaman dan sehat, yaitu : Faktor dari

dalam (internal factors) dan Faktor dari luar (external factor).Tergolong dalam

faktor dari dalam (internal factors) ini adalah yang berasal dari dalam diri manusia

seperti : umur, jenis kelamin, kekuatan otot, bentuk dan ukuran tubuh, dll.

Ergonomi terkait dengan karakteristik fungsional dari manusia, seperti

kemampuan penginderaan, respon, daya ingat, posisi optimum tangan dan kaki, dll.

Ergonomi membutuhkan pemahaman ilmu-ilmu terapan yang banyak berhubungan

dengan fungsi tubuh manusia seperti anatomi dan fisiologi. Biomekanika

merupakan salah satu dari empat bidang penelitian informasi hasil ergonomi. Yaitu

penelitian tentang kekuatan fisik manusia yang mencakup kekuatan atau daya fisik

manusia ketika bekerja dan mempelajari bagaimana cara kerja serta peralatan harus

dirancang agar sesuai dengan kemampuan fisik manusia ketika melakukan aktivitas

kerja tersebut.



Biomekanika

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Biomekanika

Biomekanika merupakan aplikasi ilmu mekanika teknik untuk analisis sistem

kerangka-otot manusia. Biomekanika didefinisikan sebagai bidang ilmu aplikasi

mekanika pada sistem biologi. Biomekanika merupakan kombinasi antara disiplin

ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Biomekanika

menyangkut tubuh manusia dan hampir semua tubuh mahluk hidup. Dalam

biomekanika prinsip-prinsip mekanika dipakai dalam penyusunan konsep, analisis,

disain dan pengembangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedokteran.

Filosof Yunani Aristotle (384-322 SM) adalah orang yang pertama kali melakukan

studi secara sistematik terhadap gerakan tubuh manusia.

Beberapa permasalahan yang timbul di dunia industri saat ini adalah banyaknya

pekerja yang mengalami overexection dan back injury . Overexertion adalah kerja

yang berlebihan pada otot, dan dapat diartikan bahwa demand pekerjaan lebih besar

dibandingkan kapasitas pekerja. Berdasarkan hasil survey, overexertion merupakan

sumber terbesar munculnya biaya penanganan musculoskeletal disorders atau

cedera otot rangka, dimana 20% dari cedera otot rangka itu berupa cedera pada

tulang belakang. Penyebab utama overexertionadalah gerakan lifting atau

pengangkatan beban.

(http://wartawarga.gunadarma.ac.id/)

Biomekanika merupakan ilmu yang membahas aspek-aspek biomekanika dari

gerakan–gerakan tubuh manusia. Biomekanika merupakan kombinasi antar

keilmuan mekanika, antropometri, dan dasar ilmu kedokteran (biologi dan fisiologi).

Menurut Frankel dan Nordin, biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik

untuk menjelaskan gerakan pada berbagai macam bagian tubuh dan gaya yang

bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari. Menurut Caffin dan Anderson

(1984), occupacional biomechanics adalah ilmu yang mempelajari hubungan antar



Biomekanika

pekerja dan peralatannya, lingkungan kerja dan lain-lain untuk meningkatkan

performansi dan meminimisasi kemungkinan cidera.

Biomekanika dan cara kerja adalah pengaturan sikap tubuh dalam bekerja. Sikap

kerja yang berbeda akan menghasilkan kekuatan yang berbeda pula dalam

melakukan tugas. Dalam hal ini penelitian biomekanika mengukur kekuatan dan

ketahanan fisik manusia dalam melakukan pekerjaan tertentu, dengan sikap kerja

tertentu. Tujuannya untuk mendapatkan cara kerja yang lebih baik, dimana

kekuatan/ketahanan fisik maksimum dan kemungkinan cidera minimum.

Ilmu Biomekanika membahas mengenai manusia dari segi kemampuan-

kemampuannya seperti kekuatan, daya tahan, kecepatan dan ketelitian. Pada ilmu

kedokteran, biomekanika dibagi menjadi 2 (dua) pandangan, yaitu:

1. Ilmu Kinetika, merupakan ilmu yang mempelajari tentang faktor-faktor gaya

yang menyebabkan benda bergerak atau diam.

2. Ilmu Kinematika, adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat gerak tanpa

memperhatikan bidang mana atau bagaimana sifat gerakannya atau sudutnya apakah

penuh atau tidak.

Melalui sistem automatic dan biomechanic, faktor-faktor manusia teknik terfokus

pada sistem musculoskeletal. Ini merupakan sendi yang memiliki dua segmen yaitu

segmen distal dan segmen proximal.

Dalam melakukan tugas-tugas yang manipulatif, maka ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan, antara lain:

1. Menyeimbangkan antara gerakan yang statik dan gerak yang dinamis.

2. Menjaga kekuatan otot, dimana pemakaian otot maksimum di bawah 15%.

3. Mencegah Range of Motion (ROM) sendi yang berlebihan.

4. Menggunakan grup otot yang lebih kecil untuk kecepatan dan ketelitian.

Dalam biomekanika, pada dasarnya ada 2 jenis model gerakan, yaitu:

1. Single- segment Static Model

Menggambarkan beban diterima oleh siku (elbow), yaitu gaya reaksi siku (RE) dan

momen reaksi siku (ME).



Biomekanika

2. Two-segment Static Model

Menggambarkan beban diterima oleh bahu (shoulder), yaitu gaya reaksi bahu

(RE) dan momen reaksi bahu (MS)

2.2 Konsep Biomekanika

Biomekanika diklasifikasikan menjadi 2, yaitu :

1. General Biomechanic

General Biomechanic adalah bagian dari Biomekanika yang berbicara

mengenai hukum – hukum dan konsep – konsep dasar yang mempengaruhi

tubuh organic manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak.

Dibagi menjadi 2, yaitu:

a) Biostatics adalah bagian dari biomekanika umum yang hanya menganalisis

tubuh pada posisi diam atau bergerak pada garis lurus dengan kecepatan

seragam (uniform).

b) Biodinamic adalah bagian dari biomekanik umum yang berkaitan dengan

gambaran gerakan – gerakan tubuh tanpa mempertim-bangkan gaya yang terjadi

(kinematik) dan gerakan yang disebabkan gaya yang bekerja dalam tubuh

(kinetik) (Tayyari, 1997).

2. Occupational Biomechanic.

Didefinisikan sebagai bagian dari biomekanik terapan yang mempelajari

interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material dan peralatan dengan

tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar

produktifitas kerja dapat meningkat.

Tubuh Sebagai Sistem Pengungkit

Dalam melakukan analisa biomekanika , tubuh manusia dipandang

sebagai suatu sistem yang terdiri dari link (penghubung) dan joint

(sambungan). Tiap link mewakili segmen tubuh tertentu dan tiap joint

menggambarkan sendi yang ada. Tubuh manusia terdiri dari link, yaitu :

1. Link lengan bawah yang dibatasi joint telapak tangan dan siku .



Biomekanika

2. Link lengan atas yang dibatasi joint siku dan bahu

3. Link punggung yang dibatasi joint bahu dan pinggul

4. Link paha yang dibatasi joint pinggul dan lutut

5. Link betis yang dibatasi joint lutut dan mata kaki

6. Link kaki yang dibatasi joint mata kaki dan telapak kaki

2.2 Aplikasi Biomekanika

Pada banyak kegiatan atau pekerjaan sehari-hari secara tidak langsung ilmu

biomekanika telah diaplikasikan. Dalam pekerjaan-pekerjaan tertentu, seperti

mengecat langit-langit rumah atau operator dengan display yang tidak sesuai, ilmu

biomekanika menganalisanya sebagai pembebanan yang statis.

Jadi pada industri atau kehidupan sehari-hari aspek ilmu biomekanika adalah

sebagai berikut:

1. Dalam perindustrian, ilmu mekanika digunakan untuk mengukur besarnya gaya

yang dibutuhkan oleh seorang operator untuk melakukan suatu pekerjaan

dengan postur tubuhnya.

2. Dengan ilmu biomekanika, aplikasinya dalam industri menyatakan besarnya

gaya otot yang diperlukan oleh seorang operator dalam menyelesaikan pekerjaan

dengan menggunakan prinsip-prinsip fisika dan mekanika.

3. Dengan meng-aplikasikan ilmu biomekanika, kita mengetahui dan memahami

serta dapat menentukan sikap kerja yang berbeda dapat menghasilkan kekuatan

atau tingkat produktivitas yang terbaik.

4. Dengan ilmu biomekanika, aplikasinya digunakan dalam mengevaluasi

pekerjaan operator sehingga dapat menghasilkan cara kerja yang lebih baik yang

meminimumkan gaya dan momen yang dibebankan pada operator supaya tidak

terjadi kecelakaan kerja.

5. Aplikasinya yang lain adalah menentukan perancangan sistem tempat kerja

dengan pertimbangan dari gerakan-gerakan tubuh manusia/ pekerja.

Dengan ilmu biomekanika ini, jelas bahwa kita akan lebih mudah untuk

menentukan rancangan sistem tempat kerja, di samping tingkat ergonomisnya tinggi



Biomekanika

(maksudnya tercipta keadaan lingkungan kerja yang ENASE) maka tingkat

produktivitas meningkat dan tingkat kecelakaan menjadi minimum.

(http://chalisbrother-engineering.blogspot.com/2010/04/pengertian-biomekanika-dan-

aplikasinya.html)

FAKTOR FAKTOR YANG BERPENGARUH DALAM KELUHAN

MUSKULOSKELETAL

Keluhan muskuloskeletal adalah keluhan yang dialami pada bagian-bagian otot

skeletal. Salah satu penyebab terjadinya keluhan muskuloskeletal adalah aktivitas

angkat angkut yang dilakukan secara manual.

A. Faktor pekerjaan

Beberapa faktor yang berhubungan dengan pekerjaan penyebab timbulnya adalah:

1. Gerakan berulang

Gerakan lengan dan tangan yang dilakukan secara berulang-ulang terutama pada saat

bekerja mempunyai risiko bahaya yang tinggi terhadap timbulnya CTDs. Tingkat risiko

akan bertambah jika pekerjaan dilakukan dengan tenaga besar, dalam waktu yang

sangat cepat dan waktu pemulihan kurang.

2. Sikap paksa tubuh

Sikap tubuh yang buruk dalam bekerja baik dalam posisi duduk maupun berdiri akan

meningkatkan risiko terjadinya CTDs. Posisi-posisi tubuh yang ekstrim akan

meningkatkan tekanan pada otot, tendon dan syaraf.

3. Manual handling

Salah satu penyebab terjadinya cedera muskuloskeletal adalah pekerjaan manual

handling. Manual handling adalah pekerjaan yang memerlukan penggunaan tenaga

yang besar oleh manusia untuk mengangkat, mendorong, menarik, menyeret, melempar,

dan membawa.

4. Peralatan kerja tidak sesuai

Penggunaan alat-alat yang menekan tajam ke telapak tangan dan menimbulkan iritasi

pada tendon bisa menyebabkan terjadinya CTDs. Cara memegang alat atau benda


http://chalisbrother-engineering.blogspot.com/2010/04/pengertian-biomekanika-dan-aplikasinya.html

http://chalisbrother-engineering.blogspot.com/2010/04/pengertian-biomekanika-dan-aplikasinya.html


Biomekanika

dengan menekankan jari-jari ke ibu jari atau membawa benda dengan posisi pegangan

pada titik yang jauh dari pusat gravitasinya juga bisa menimbulkan CTDs.

B. Faktor lingkungan

1. Getaran mekanis

Getaran atau vibrasi adalah suatu gerakan osilatoris dalam area frekuensi infrasonik dan

sebagian dalam rentang frekuensi suara yang bisa didengar manusia. Respon tubuh

manusia terhadap getaran sangat bergantung pada bagian atau anggota-anggota tubuh

yang terpapar. Semakin kecil bentuk anggota tubuh maka semakin cepat gerakan atau

getaran yang ditimbulkan dan semakin tinggi frekuensi resonansinya.

2. Mikroklimat

Paparan suhu dingin maupun panas yang berlebihan dapat menurunkan kelincahan,

kepekaan dan kekuatan pekerja sehingga gerakan pekerja menjadi lamban, sulit

bergerak dan kekuatan otot menurun.

C. Faktor manusia/pekerja

1. Umur

Pada umumnya keluhan muskuloskeletal mulai dirasakan pada umur 30 tahun dan

semakin meningkat pada umur 40 tahun ke atas. Hal ini disebabkan secara alamiah

pada usia paruh baya kekuatan dan ketahanan otot mulai menurun sehingga resiko

terjadinya keluhan pada otot meningkat.

2. Jenis kelamin

Otot-otot wanita mempunyai ukuran yang lebih kecil dan kekuatannya hanya dua

pertiga (60%) daripada otot-otot pria terutama otot lengan, punggung dan kaki.

Dengan kondisi alamiah yang demikian maka wanita mempunyai tingkat risiko

terkena CTDs lebih tinggi. Perbandingan keluhan otot antara wanita dan pria adalah

3 dibanding 1.

3. Ukuran tubuh / antropometri

Meskipun pengaruhnya relatif kecil, berat badan, tinggi badan dan massa tubuh

mempengaruhi terjadinya keluhan otot. Misalnya wanita yang gemuk mempunyai

risiko keluhan otot dua kali lipat dibandingkan wanita kurus. Ukuran tubuh yang



Biomekanika

tinggi pada umumnya juga sering menderita sakit punggung. Kemudian orang-orang

yang mempunyai ukuran lingkar pergelangan tangan kecil juga lebih rentan terhadap

timbulnya CTDs.

4. Kesehatan / kesegaran jasmani

Pada umumnya keluhan otot lebih jarang ditemukan pada orang yang mempunyai

cukup waktu istirahat dalam aktivitas sehari-harinya. Laporan dari NIOSH

menyebutkan bahwa tingkat kesegaran tubuh yang rendah mempunyai tingkat

keluhan 7,1%, tingkat kesegaran tubuh sedang 3,2% dan tingkat kesegaran tubuh

tinggi sebesar 0,8%.



Biomekanika

BAB III

PEMBAHASAN STUDI KASUS

3.1 Studi Kasus Kursi Kemudi Kontrol PT. PJB UP

Pada perusahaan manufaktur, problematika pada stasiun kerja adalah

pengaturan komponen-komponen yang terlibat dalam kegiatan produksi yaitu

menyangkut material, mesin / peralatan kerja, perkakas-perkakas pembantu,

fasilitas-fasilitas penunjang, lingkungan fisik kerja dan operator.

Salah satu stasiun kerja yang ada pada Perusahaan Pembangkitan Jawa

Bali Unit Pembangkit Gresik (PT.PJB UP) adalah ruang kemudi crane. Crane

yang digunakan bermerek ICHI buatan Jepang tahun 1978. Fungsi utama crane

ini untuk mengangkat turbin serta chasing turbin yang berbobot mati hingga 60

ton. Pada ruang kemudi crane ini terdapat beberapa permasalahan ergonomi dari

perancangan yang sudah ada. Ketidaknyamanan yang ditimbulkan pada stasiun

kerja meliputi kursi kerja, kontrol kemudi, kondisi lingkungan fisik.

Gambar 3.1 Kondisi awal kursi kerja

Kursi kerja yang dipergunakan dalam stasiun kerja ini tidak ideal.

Tempat duduk yang cenderung apa adanya membuat operator harus sering

melakukan penyesuaian sikap duduk serta rentan kena cedera pinggang. Pada



Biomekanika

kondisi tempat duduk yang digunakan operator, tidak terlihat sandaran

punggung yang dapat menopang tubuh dengan nornal. Sebagai contoh

permasalahan pada kursi kerja adalah tidak adanya sandaran tangan pada kursi

kerja. Sandaran tangan pada kursi kerja perlu diberikan mengingat kerja

operator crane dominan pada menggerakan tuas kontrol kemudi. Selain itu juga,

kursi kerja tidak mempunyai sandaran punggung yang baik. Sandaran punggung

juga perlu diberikan mengingat posisi kerja dari operator lebih dominan duduk

sehingga pemberian sandaran punggung pada kursi kerja berguna untuk

menyangga berat dari badan operator.

Gambar 3.2 Kondisi Awal Kontrol Kemudi

Kontrol kemudi pada ruang kemudi crane ini juga dinilai kurang ergonomis,

dimana dua kontrol kemudi peletakannya diluar jangkauan daerah batasan

normal sehingga bila dioperasikan dalam waktu yang cukup lama akan

menimbulkan kelelahan pada lengan operator.

Permasalahan

Permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini adalah bagaimana

merancangan ulang ruang kemudi crane yang aman dan nyaman serta mengikuti

kaidah ilmu ergonomi. Pertimbangan aspek biomekanika sebagai evaluasi untuk

melihat seberapa pengaruh terhadap rancangan ulang yang telah dilakukan.



Biomekanika

Rancangan Ulang Stasiun Kerja

Gambar 3.3 Rancangan Ulang Stasiun Kerja

Rancangan Baru Pada Kursi Kerja

Dimensi kursi yang perlu diperhatikan dalam perancangan kursi yang

ergonomis, berikut ini ukuran – ukuran yang digunakan dalam perancangan :

1. Tinggi Alas duduk

Pada rancangan kursi yang baru, kursi dapat disesuaikan ketinggiannya

(adjustable) (Sriwarno, 2004), sesuai dengan keinginan operator seberapa

ketinggian yang diperlukan terhitung dari alas lantai. Ketinggian kursi dapat

disesuaikan mulai dari ketinggian 37 cm hingga 52 cm dari atas lantai.

Penentuan ketinggian ukuran berdasarkan pada ukuran populasi terkecil dan

terbesar serta penambahan ketinggian sepatu maksimal sekitar 5 cm

2. Kedalaman Kursi

Kedalaman kursi ini ditentukan oleh panjang polipteal ke pantat (Sriwarno,

2004) yaitu 44.37 cm dengan memakai 50 % persentile dari populasi

operator ditambah dengan 4 cm. Penambahan ukuran kedalaman kursi 4 cm

dilakukan untuk mengisi ruang kosong sambungan antara alas duduk dan

sandaran punggung. Kedalaman kursi yang baik adalah yang dapat

menyangga daerah pantat secara total hingga sebagian besar paha

3. Sudut Sandaran Punggung



Biomekanika

Sudut sandaran punggung untuk rancangan baru dapat disesuaikan

(adjustable). Sudut pada sandaran punggung dapat disesuaikan antara 00

sampai dengan 300 kebelakang dari sandaran semula karena sudut tersebut

merupakan sudut optimal dalam melakukan suatu pekerjaan dalam posisi

duduk (Rusdjijati, 2004).

4. Lebar Kursi

4.1. Lebar alas kursi

Ukuran lebar alas kursi ini adalah 39 cm, didapat dari 95 % persentile

dari populasi. Perhitungan ekstrim didapat dari asumsi bahwa bidang

alas duduk mampu mengakomodasi ukuran lebar tulang pinggul dan

tangan dapat mudah terayun kebelakang (Sriwarno, 2004). Penambahan

lebar ukuran 4 cm kanan dan kiri sebagai allowance juga dilakukan

untuk menjaga posisi duduk agar tetap pada posisi ideal.

4.2. Lebar sandaran kursi

Ukuran lebar sandaran kursi ini dibagi 2 bagian berbeda. Untuk ukuran

lebar bagian pertama ( dari alas duduk hingga tinggi siku) sama dengan

ukuran alas duduk yaitu 39 cm dan untuk bagian kedua ( dari tinggi siku

hingga tinggi bahu ) melebar hingga 50 cm ( mengikuti lebar bahu)

ditambah 8 cm sebegai allowance. Penentuan ukuran 50 cm dari

perhitungan 95 % persentile dari populasi

5. Sudut alas duduk

Sudut alas duduk adalah sudut yang dibentuk antara bidang alas duduk

dengan bidang horizontal. Sudut alas duduk yang digunakan dalam

rancangan baru adalah 80 (Sriwarno, 2004).

6. Tinggi sandaran Tangan

Tinggi arm rest dalam rancangan baru mempunyai ukuran 65,75 cm (50%

persentile) diukur dari permukaan lantai. Ukuran tersebut didapat dari tinggi

lipat lutut (42,48 cm) ditambah dengan tinggi siku dalam posisi duduk

(23,27 cm) Pada sandaran lengan pada rancangan kursi ini yang berbentuk

box akan berfungsi juga untuk kontrol kemudi crane

7. Ketinggian Sandaran Punggung



Biomekanika

Ketinggian sandaran punggung diharapkan dapat menopang pula bahu

operator sehingga untuk tinggi sandaran punggung mempunyai ukuran 65

cm (95% persentile) Ukuran tersebut didapat dari tinggi bahu dalam posisi

duduk.

8. Tekstur Sandaran punggung

Gambar 3.4 Tekstur Sandaran Punggung

Tekstur pada rancangan baru ini disesuaikan dengan bentuk tulang manusia

ketika sedang duduk dimana sudut sandaran punggung membentuk 230

(Sriwarno, 2004). Sudut ini terbentuk karena punggung pemakai cenderung

melebar ke belakang. Apabila sandaran punggung terlalu tegak lurus

terhadap alas duduk akan mengakibatkan kelelahan leher.



Biomekanika

9. Tekstur alas duduk

Gambar 3.5 Tekstur Alas Duduk

Permukaan alas duduk harus datar dan bagian ujung yang menyentuh lutut

bagian dalam dibuat lengkung. Sudut yang dibentuk pada ujung alas duduk

sekitar 80 (Sriwarno, 2004).

10. Bahan Alas dan sandaran kursi

Bahan alas dan sandaran kursi disarankan terbuat dari busa. Elastisitas

bahan busa diusahakan tidak terlalu empuk, tetapi padat. Meski demikian,

jangan terlalu keras sehingga dapat diperkirakan pemakai yang berbobot

besar tidak membuat lapisan busa tersebut kempes atau turun sedalam 25

mm (Sriwarno, 2004).

Rancangan Baru Pada Kontrol Kemudi

Kontrol kemudi dalam rancangan baru akan digabung dengan sandaran tangan.

Kontrol kemudi ini akan ditempatkan dalam box yang juga dapat berfungsi

sebagai sandaran tangan. Berikut ini hal – hal yang diperhatikan dalam

rancangan baru pada kontrol kemudi :

1. Penempatan kontrol kemudi

Secara teknis, kontrol kemudi pada crane ini sederhana, sehingga dapat

dipindahkan sesuai dengan keinginnan dari perusahaan. Kontrol kemudi

crane hanya sebagai tuas untuk menggerakan crane sehingga penempatan

kontrol kemudi dapat dilakukan. Pada rancangan baru kontrol kemudi

ditempatkan pada sandaran tangan kursi. Sedangkan untuk tuas kontrolnya



Biomekanika

akan dikelompokan menjadi 2, yaitu pergerakan badan crane dan pergerakan

dari kail crane.

2. Ukuran kontrol kemudi

2.1 Tinggi kontrol kemudi

Penetuan tinggi kontrol kemudi ini didapat dari 50% persentile dari

tinggi siku pada posisi duduk yaitu 65,75 cm. Tinggi box kontrol ini

sekitar 2 cm dibawah tinggi kontrol kemudi.

2.2 Panjang box kontrol kemudi

Penentuan panjang box kontrol kemudi minimal akan disesuaikan

dengan panjang lengan bawah yaitu 0.2 dari tinggi rata-rata populasi

yaitu sebesar 34 cm ditambah dengan allowance 5 cm ke depan dan 5 cm

ke belakang.

2.3 Lebar box kontrol kemudi

Lebar kontrol box ini ditentukan oleh lebar tangan. Pada box ini terdapat

2 kontrol kemudi sehingga dapat diasumsikan panjang untuk box kontrol

kemudi didapat dari 2 kali lebar tangan (95% persentile) ditambah

allowance ditambah juga jarak kontrol kemudi satu dengan lainnya yaitu

(2 x 10) ditambah 5 cm sama dengan 25 cm.

2.4 Diameter kontrol kemudi

Ukuran diameter pada kontrol kemudi sekitar 4 cm. Ukuran diameter

tersebut merupakan rekomendasi untuk mencapai genggaman optimum

dalam pengoprasian tuas atau kontrol panel (Kromer, 2004).

3. Arah Pergerakan Kontrol kemudi

Pada rancangan baru arah dari kontrol kemudi, dua kontrol kemudi paling

luar (satu kontrol kemudi sebelah kanan dan satu kontrol kemudi sebelah

kiri) akan dibuat miring sebesar 160. Perhitungan sudut didapat tangen dari

jarak satu tuas kontrol kemudi dengan ruas lainnya.



Biomekanika

Gambar 3.6 Arah Pergerakan Tuas Kemudi

Rancangan pergerakan tuas ini dilakukan untuk mensesuaikan dengan

pergerakan tangan ketika mengoprasikan tuas paling luar.

Gambar 3.7 Rancangan Baru Kursi Kerja dan Kontrol Kemudi

Penempatan Kursi Kerja Dan Kontrol Kemudi

Pada rancangan baru, kursi kerja dan kontrol kemudi akan ditempatkan lebih

maju kedepan, sedangkan untuk rem crane akan tetap. Penempatan kursi kerja

dan kontrol kemudi sekitar 35 cm dari tepi depan ruang kemudi crane yang

sebelumnya letak kursi kerja sekitar 45 cm dari tepi depan ruang kemudi crane.

EVALUASI BIOMEKANIKA

Setelah dilakukan perbaikan rancangan pada kursi kerja dan kontrol kemudi,

selanjutnya akan dianalisa sejauh mana perbaikan yang telah dilakukan. Analisa



Biomekanika

akan dilakukan pada 5 segmen tubuh, yang merupakan segmen yang

berpengaruh setelah dilakukan perbaikan rancangan.

Berikut ini merupakan perbandingan dari perhitungan biomekanika pada kondisi

awal dan setelah perbaikan.

Tabel 3.1 Perbandingan Hasil Perhitungan Biomekanika

Sebelum Rancangan dan Setelah Rancangan

KESIMPULAN

Identifikasi permasalahan yang ada pada ruang kemudi crane meliputi kontrol

kemudi, kursi kerja, dan kondisi lingkungan fisik. Pada kontrol kemudi

peletakannya di luar jangkauan daerah batasan normal, sedangkan pada kursi

kerja, permasalahan utama yang ada adalah tidak adanya sandaran tangan dan

sandaran punggung. Beberapa permasalahan terdapat juaga dalam lingkungan

ruang kerja seperti temperatur, cahaya, dan timbul bau – bauan.

Rancangan baru pada kursi meliputi perubahan tinggi alas duduk, kedalaman

kursi, sudut sandaran punggung, lebar alas kursi, lebar sandaran kursi, sudut alas

duduk, tinggi sandaran tangan tinggi sandaran punggung, tekstur sandaran

punggung, tekstur alas duduk. Sedangkan rancangan baru kontrol kemudi

peletakannya diubah ke sandaran tangan, arah pergerakan dibuat miring

membentuk sudut 160 dan ukuran dimensi kontrol kemudi dibuat sesuai dengan

dimensi tubuh pekerja.



Biomekanika

Evaluasi setelah rancangan hanya pada aspek biomekanika. Ada 6 segmen yang

dievaluasi, yaitu:

Segmen telapak tangan, momen pada pergelangan tangan mengalami

penurunan 45,9%

Segmen siku dan lengan bawah, momen pada siku mengalami penurunan

sebesar 65%

Segmen bahu dan lengan atas, momen pada bahu mengalami penurunan

sebesar 77,5%

Segmen Punggung, momen pada L5/S1 mengalami penurunan sebesar

80,7%

Segmen telapak kaki, Momen pada telapak kaki mengalami penurunan

sebesar 53,9%

3.2 Studi Kasus Biomekanika Dinamis Terapan

Judul: Gender and Bilateral Differences in Single-Leg Countermovement

Jump with Comparison to a Double-Leg Jump

Oleh: Thomas M. Stephen II, Brooke R. Lawson, Dale E. DeVoe, dan Raoul F.

Reiser II. Colorado State University

Fungsi kedua kaki dalam kegunaannya sebagai alat untuk melakukan lompatan baik

melalui satu kaki ataupun kedua kaki sangat diharapakan oleh seluruh manusia

karena hal ini menyangkut aktivitas keseharian mereka maupun prestasi-prestasi

yang ingin diraih (bidang olahraga). Pada studi kasus ini, diharapakan mampu

menghasilkan kesimpulan tentang kaki bagian mana yang terkuat jika melakukan

lompatan satu kaki, baik untuk kaki yang dominan ataupun tidak dan perbandingan

antara lompatan satu kaki yang dominan dengan lompatan menggunakan kedua

kaki.

Subyek Percobaan:

Dalam percobaan, diambil 13 pria dan 12 wanita yang memiliki cukup pengalaman

tentang perlombaan olahraga bola voli sekitar 3 tahun lamanya yang berumur



Biomekanika

antara 18 hingga 24 tahun. Subyek percobaan tidak ada satupun yang pernah

memiliki kasus cedera parah ataupun ketidak sesuaian panjang antar kaki.

Prosedur Percobaan:

Prosedur percobaan adalah para subyek dilakukan pengukuran tubuh dahulu, lalu

melakukan pemanasan, perkenalan percobaan dan menyesuaikan gerakan. Tiap

subye akan melakukan empat kegiatan pengukuran, yaitu lompatan dengan kaki

kanan, kaki kiri, lompatan dengan hentakkan dan tanpa hentakan. Tiap kondisi

lompatan dilakukan secara acak, kecuali pada lompatan satu kaki yang dilakukan

terlebih dahulu dimana kemudian dilanjutkan dengan lompatan kedua kaki. Posisi

bersiap melompat adalah tangan diangkat hingga melebihi tinggi bahu lalu

melakukan hitungan mundur agar nantinya lompatan dari para subyek sesuai

dengan sistem penyimpanan datanya. Saat melakukan lompatan, tangan dapat

diayun seperti keadaan normal dan posisi disesuaikan seperti saat melakukan

blocking pada bola voli. Subyek menggunakan baju hitam yang terdapat karet

elastis pada bagian tengah perutnya, celana elastis yang sesuai serta sepatu yang

biasa mereka kenakan saat bermain bola voli.

Hasil Percobaan:

1. Para subyek pria, rata-rata melompat lebih tinggi dari para subyek wanita.

2. Kaki dominan pada lompatan satu kaki memiliki gaya tolak yang lebih besar

daripada kaki yang tidak dominan.

3. Lompatan menggunakan kedua kaki memiliki tinggi lompatan yang lebih baik

daripada melakukan lompatan menggunakan satu kaki dominan atau yang tidak.

Hasil kuantitatifnya akan ditunjukkan pada tabel berikut:

Tabel 3.2 Perbandingan Penilaian Lompatan Berdasarkan Gender

No. Penilaian Lompatan (cm) Pria Wanita

1 Satu kaki dominan 37,7 27,5

2 Satu kaki tidak dominan 34,3 25,3

3 Kedua kaki 56,5 39,8



Biomekanika

3.3 STUDI KASUS COPLANAR BIOMECHANICAL MODELS OF FOOT SLIP

POTENTIAL WHILE PUSHING A CART

- Salah satu contoh yang dapat memberikan pengetahuan tentang analisis

dinamik diberikan ketika kita mempelajari tindakan seseorang mendorong

kereta yang berat.

- Dari sudut pandang biodinamik, satu pertanyaan utama untuk pertimbangan

dalam tindakan tersebut adalah : Di titik mana terjadinya Gaya Normal dan

Gaya Geser maksimum pada kontak kaki/lantai?

- Jawaban dari pertanyaan ini akan membantu dalam mendesain jenis lantai

dan material alas kaki yang diperlukan untuk mencegah kaki seseorang selip/

tergelincir (terpeleset) ketika harus melakukan tindakan seperti itu.

- Untuk mendiskusikan tentang peristiwa kaki yang selip/tergelincir, kita

harus tahu tentang koefisien gesekan.

- Koefisien gesekan dapat diartikan sebagai suatu karakteristik/sifat dari 2

material yang bersentuhan.

- Secara sederhana, koefisien gesekan adalah RASIO dari gaya maksimum

yang terjadi parallel terhadap permukaan kontak dan menahan

gerak/perpindahan satu badan benda atas yang lain, dibagi dengan gaya

normal yang terjadi pada permukaan kontak tersebut.



Biomekanika

• Gaya-gaya Normal FN dan FR dipandang secara vertikal dan sama besarnya.

Sementara Gaya Geser FS dan Gaya Gesek FF dipandang secara horizontal dan

sama besarnya, mencegah terjadinya selip.

• Pada kasus statik sederhana, Gaya-gaya Normal adalah sama dengan berat m.g,

dan Gaya-gaya horizontal adalah sama dengan gaya dorong yang terbentuk dari

“perlawanan” kereta agar tidak bergerak/berpindah tempat.

• Dalam kasus ini, seseorang dapat tergelincir jika nilai Gaya Gesek maksimum

kurang dari Gaya Geser yang terbentuk dari gaya dorong, yaitu FS > FFmax.

• Nilai dari FFmax bergantung pada kondisi permukaan kontak dan Gaya-gaya

Normal. Secara umum, nilai FFmax sebanding dengan Gaya-gaya Normal karena

ada pengaruh dari koefisien gesekan.

Di mana :



Biomekanika

μ = koefisien gesekaan untuk permukaan kontak (given)

FR = Gaya Normal Reaktif saat menekan permukaan

Ffmax = Gaya Gesek (max) yang diperlukan untuk mencegah selip

• Nilai untuk kondisi μ yang berubah-ubah berkisar antara 0.2 saat permukaan

yang secara ektrim halus dan basah, sampai 0.9 saat kasar dan kering – menurut

studi oleh Andres and Chaffin (1985) dan Harris and Shaw (1988).

• Wawasan lebih dalam tentang bahaya selip/tergelincir ini dapat lebih dimengerti

ketika dilakukan analisis biodinamik. Lee (1982) melakukan analisis seperti ini

pada orang-orang yang mendorong kereta melewati jalanan yang menanjak.

Hasil penelitiannya ditunjukkan pada Figure 6.21.

Kesimpulan

• Sesaat setelah kaki menapak pada lantai, Gaya Geser relatif terhadap Gaya Normal.

Hal ini berarti bahwa koefisien gesekan μ yang diperlukan untuk mencegah

tergelincir adalah besar sampai momentum ke depan dari tubuh mengakibatkan

topangan titik pusat massa tubuh berada di atas kaki.



Biomekanika

• Pada pertengahan gerakan, Gaya Normal lebih besar daripada awalan langkah tadi.

Oleh sebab itu, nilai μ yang diperlukan berkurang.

• Menjelang akhir langkah, Gaya Normal menjadi lebih kecil, meskipun Gaya Geser

mungkin tetap besar (jika dibutuhkan gaya dorong konstan pada handle kereta).

Oleh sebab itu, nilai μ untuk mencegah selip meningkat sampai kaki yang satunya

menapak pada permukaan lantai.

• Nilai-nilai di Figure 6.21 memperlihatkan begitu besarnya nilai μ yang diperlukan

untuk mencegah selip, terutama ketika mendorong muatan yang berat.

• Perlu disadari bahwa ketika seseorang sedang memegang muatan yang berat,

gerakannya bisa – dan seringkali – dilakukan secara cepat. Pada kasus-kasus seperti

ini, efek inersia dapat berakibat pada gaya maksimum tiba-tiba pada otot dan

persendian yang dapat menekan sampai batas fisiologinya. Hasilnya adalah

terjadinya kecelakaan seperti berbagai jenis keseleo.

• Semakin berat muatan yang dipegang/di-handle, dan semakin pelan pergerakan

yang terjadi, akan mengurangi efek-efek inersia.

• Nilai-nilai di Figure 6.21 memperlihatkan begitu besarnya nilai μ yang diperlukan

untuk mencegah selip, terutama ketika mendorong muatan yang berat.

• Perlu disadari bahwa ketika seseorang sedang memegang muatan yang berat,

gerakannya bisa – dan seringkali – dilakukan secara cepat. Pada kasus-kasus seperti

ini, efek inersia dapat berakibat pada gaya maksimum tiba-tiba pada otot dan

persendian yang dapat menekan sampai batas fisiologinya. Hasilnya adalah

terjadinya kecelakaan seperti berbagai jenis keseleo.

• Semakin berat muatan yang dipegang/di-handle, dan semakin pelan pergerakan

yang terjadi, akan mengurangi efek-efek inersia


Documents

Makalah EAW Pnya Sofii