Makalah EAW Pnya Sofii
Transcript of 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
Kelompok 3Ergonomic At Work
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.
Program Studi Teknik Industri 2Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 3Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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).
Program Studi Teknik Industri 4Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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 .
Program Studi Teknik Industri 5Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 6Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 7Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 8Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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%.
Program Studi Teknik Industri 9Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 10Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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.
Program Studi Teknik Industri 11Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 12Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 13Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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.
Program Studi Teknik Industri 14Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 15Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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.
Program Studi Teknik Industri 16Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 17Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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.
Program Studi Teknik Industri 18Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 19Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 20Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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.
Program Studi Teknik Industri 21Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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 :
Program Studi Teknik Industri 22Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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.
Program Studi Teknik Industri 23Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011
Kelompok 3Ergonomic At Work
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
Program Studi Teknik Industri 24Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro 2011