FISIOLOGI KERJA by YFN

OVERVIEW Definisi Fisiologi Beban Kerja Fisik dan Mental Pembentukan Energi (Proses Metabolisme) Pengukuran Konsumsi Oksigen Pengukuran Denyut Jantung Perhitungan beban kerja Pengukuran Konsumsi

DEFINISI FISIOLOGI dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari fungsi, mekanisme dan cara kerja organ, jaringan dan sel-sel organisme. Sedangkan Fisiologi kerja merupakan suatu studi tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja dan kelelahan selama otot bekerja. Relevansinya dengan Ergonomi antara lain : Identifikasi resiko kelelahan otot dan gangguan trauma kumulatif, dan upaya untuk mencegahnya Desain sistem kerja : penjadwalan istirahat, lingkungan kerja, perancangan alat kerja. Pengupahan

KERJA FISIK DAN MENTAL Beban kerja fisik Beban kerja mental Tingkat intensitas kerja optimum umumnya tercipta ketika tidak ada tekanan dan ketegangan, dimana Tekanan berkenaan dengan beberapa aspek dari aktivitas manusia dari lingkungannya yang terjadi akibat adanya reaksi individu tersebut tidak mendapatkan keinginan yang sesuai. Sedangkan, ketegangan merupakan konsekuensi logis yang harus diterima oleh individu tersebut akibat dari tekanan. Secara garis besar, kegiatan-kegiatan manusia dapat digolongkan menjadi kerja fisik dan kerja mental. Pemisahan ini tidak dapat dilakukan secara sempurna, karena terdapatnya hubungan yang erat antar satu dengan lainnya. Beban kerja fisik Beban kerja mental

KERJA FISIK Kerja fisik adalah kerja yang memerlukan energi fisik otot manusia sebagai sumber tenaganya. Dalam kerja fisik, konsumsi energi merupakan faktor utama yang dijadikan tolok ukur penentu berat atau ringannya suatu pekerjaan

Kerja fisik akan mengakibatkan perubahan fungsi pada alat-alat tubuh, yang dapat dideteksi melalui : Konsumsi oksigen Denyut jantung Peredaran udara dalam paru-paru Temperatur tubuh Konsentrasi asam laktat dalam darah Komposisi kimia dalam darah dan air seni Tingkat penguapan

Konsumsi Energi Konsumsi energi pekerja dalam bekerja merupakan faktor utama yang dapat membatasi prestasi harian atau performansi kerjanya. Untuk mengefisienkan konsumsi energi dan mempertahankan performansi kerja, dibutuhkan perancangan lingkungan kerja yang baik Faktor yang mempengaruhi konsumsi energi diantaranya adalah metode kerja, sikap kerja, tingkat kerja dan perancangan peralatan kerja. Sedangkan besarnya konsumsi energi tergantung pada berat badan, tinggi badan, dan jenis kelamin. Skala untuk konsumsi energi adalah kilo kalori (kkal). Satu liter oksigen yang dihasilkan tubuh manusia menghasilkan rata-rata sebesar 4,8 kkal

KERJA MENTAL Kerja mental merupakan kerja yang melibatkan proses berpikir dari otak kita. Pekerjaan ini mengakibatkan kelelahan mental bila intensitas kerja ini relatif tinggi. Hal ini bukan diakibatkan oleh aktifitas fisik secara langsung, melainkan akibat kerja kognitif (saraf, otak) kita.

Pengukuran kerja mental memperhatikan beberapa hal berikut : Waktu yang tersedia Pekerjaan yang terlampaui (task Overlapping) Beban waktu Beban ini misalnya dalam proses perhitungan, pembuatan keputusan, menyimpan sejumlah informasi dalam memori ingatan dan memunculkannya dan lain-lain Beban usaha mental Hal yang memberikan kontribusi terhadap rasa bingung dan frustasi operator. Variabel diri operator antara lain motivasi, pelatihan, kelelahan dan emosional. Variabel tersebut dimunculkan dalam bentuk rasa takut akan gagal, terluka, keterasingan dan lain-lain Beban stress psikologi

SKALA BEBAN KERJA MENTAL Merupakan suatu ukuran skala untuk mengukur tingkat beban kerja mental suatu pekerjaan berdasarkan ketiga variabel di atas. 1. Beban Waktu Sering memiliki waktu luang (Interupsi dan overlapping antar aktifitas jarang / tidak terjadi) Waktu Luang sering terjadi sekali - kali (Interupsi dan overlapping antar aktifitas sering terjadi) Hampir tidak ada waktu luang (Interupsi dan overlappingantar aktifitas sangat sering dan selalu terjadi) 2. Beban usaha mental Sangat sedikit memerlukan konsentrasi, aktifitas bersifat otomatis, memerlukan sedikit perhatian Konsentrasi moderat diperlukan, kompleksitas meningkat sehingga menyebabkan hal ketidakastian dan keterasingan Usaha mental yang intensif dan konsentrasi yang tinggi diperlukan. Aktifitas sangat kompleks dan memerlukan perhatian penuh.

SKALA BEBAN KERJA MENTAL (2) 3. Beban stress psikologi Sedikit membingungkan, beresiko, frustasi muncul dan dengan mudah dan diatasi Tingkat stress yang menengah / moderate dimana kebingugan dan frustasi menambah beban kerja. Kompensasi secara signifikan diperlukan untuk menjaga performansi yang cukup Kebingungan dan rasa frustasi yang tinggi sehingga memerlukan kontrol diri dan determinasi yang tinggi hingga titik ekstrim.

Proses Metabolisme Proses metabolisme yang terjadi dalam tubuh manusia merupakan fase yang penting sebagai penghasil energi yang diperlukan untuk kerja fisik. Proses metabolisme ini bisa dianalogikan dengan proses pembakaran yang kita jumpai dalam mesin motor bakar (combustion engine). Lewat proses metabolis akan dihasilkan panas dan energi yang diperlukan untuk kerja mekanis lewat sistem otot manusia. Di sini zat-zat makanan akan bersenyawa dengan oksigen (O2) yang dihirup, terbakar dan menimbulkan panas serta energi mekanik.

Proses Metabolisme Dalam Tubuh Manusia

Pengukuran Konsumsi Oksigen Besarnya pengeluaran energi sebagai akibat kerja fisik sangat berkaitan dengan konsumsi energi. Satuan pengukuran konsumsi energi adalah kilo kalori (KKal). 1 KKal adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan tempertaur 1 liter air dari 14,5o C menjadi 15,5o C. Energi yang dikonsumsikan seringkali bisa diukur secara langsung yaitu melalui konsumsi oksigen (O2) yang dihisap. Menurut Mc. Cormick, volume oksigen yang dibutuhkan bekerja dapat dipakai sebagai dasar menentukan jumlah kalori yang diperlukan selama kerja atas dasar persamaan berikut ini : 1 liter oksigen = 4,7 – 5 Kkal Sedangkan menurut Nurmianto (2000), jika 1 liter oksigen dikonsumsi oleh tubuh, maka tubuh akan mendapatkan 4,8 KKal energi. Faktor inilah yang merupakan nilai kalori suatu oksigen.

Pengukuran Denyut Jantung Derajat beban kerja tidak hanya tergantung pada jumlah kalori yang dikonsumsi, akan tetapi juga bergantung pada jumlah otot yang terlibat pada pembebanan otot statis. Sejumlah konsumsi energi tertentu akan lebih berat jika hanya ditunjang oleh sejumlah kecil otot relatif terhadap sejumlah besar otot. Astrand dan Christensen meneliti pengeluaran energi dari tingkat denyut jantung dan menemukan adanya hubungan langsung antara keduanya. Tingkat pulsa dan denyut jantung per menit dapat digunakan untuk menghitung pengeluaran energi. [Retno Megawati, 2003] Secara lebih luas dapat dikatakan bahwa kecepatan denyut jantung dan pernapasan dipengaruhi oleh tekanan fisiologis, tekanan oleh lingkungan atau tekanan akibat kerja keras, di mana ketiga faktor tersebut memberikan pengaruh yang sama besar. Pengukuran berdasarkan kriteria fisiologis ini bisa digunakan apabila faktor-faktor yang berpengaruh tersebut dapat diabaikan atau situasi kegiatan dalam keadaan normal.

Temperatur sekeliling yang tinggi. Tingginya pembebanan otot statis. Besarnya denyut jantung dapat meningkat dapat disebabkan karena beberapa hal antara lain : Temperatur sekeliling yang tinggi. Tingginya pembebanan otot statis. Semakin sedikitnya otot yang terlibat dalam suatu kondisi kerja. [Nurmianto, 2000] Pengukuran denyut jantung salah satu alat untuk mengetahui beban kerja. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara : Merasakan denyut yang ada pada arteri radial pada pergelangan tangan. Mendengarkan denyut jantung dengan stethoscope. Menggunakan ECG (Electrocardiogram), yaitu mengukur signal elektrik yang diukur dari otot jantung pada permukaan kulit dada.

Muller memberikan beberapa definisi sebagai berikut Denyut jantung pada saat istirahat (resting pulse) : rata-rata denyut jantung sebelum suatu pekerjaan dimulai. Denyut jantung selama bekerja (working pulse) : rata-rata denyut jantung pada saat seseorang bekerja. Denyut jantung untuk kerja (work pulse) adalah selisih antara denyut jantung selama bekerja dan selama istirahat. Denyut jantung selama istirahat total (recovery cost or recovery cost) adalah jumlah aljabar denyut jantung dari berhentinya denyut pada saat suatu pekerjaan selesai dikerjakan sampai dengan denyut berada pada kondisi istirahatnya. Denyut kerja total (Total work pulse or cardiac cost) adalah jumlah denyut jantung dari mulainya suatu pekerjaan sampai dengan denyut berada pada kondisi istirahatnya (resting level). [Nurmianto, 2000]

Tahap pertama adalah menyetarakan besaran kecepatan denyut jantung ke dalam bentuk energi. Untuk merumuskan hubungan antara Energy expenditure kecepatan denyut jantung dilakukan pendekatan kuantitatif hubungan antara energi expenditure dengan kecepatan denyut jantung dengan analisa regresi. Bentuk regresi hubungan energi dengan kecepatan denyut jantung secara umum adalah regresi kuadratis dengan persamaan sebagai berikut : Di mana : Y = Energi (Kilokalori/menit) X = Kecepatan denyut jantung (denyut per menit) Lalu ditentukan besarnya konsumsi energi yang ada dengan rumus matematis : KE = Et – Ei Dimana : KE = Konsumsi energi untuk kegiatan tertentu (Kkal/mnt) Et = Pengeluaran energi pada waktu kerja tertentu (Kkal/mnt) Ei = Pengeluaran energi pada waktu istirahat (Kkal/mnt) [Martyaningsih, 2003]

Kebutuhan Energi Manusia Grandjean (1988) menyatakan pengeluaran energi untuk metabolisme basal selama waktu istirahat dan konsumsi energi untuk keperluan pribadi adalah sekitar 2000 – 2300 Kkal. Ini Berarti dalam bekerja rata-rata dikeluarkan energi sebesar 4,5 – 5 Kkal/menit. Untuk menjaga kebugaran fisik, setiap hari harus dicukupi kebutuhan energi minimal 3000 Kkal untuk pria dan 2400 Kkal untuk wanita. [Retno Megawati, 2003]

Kebutuhan fisik akan berbeda untuk setiap aktivitas Kebutuhan fisik akan berbeda untuk setiap aktivitas. Semakin tinggi beban fisik, maka semakin tinggi pula kebutuhan energinya. Dr.Lucien Broucha telah membuat tabel klasifikasi beban kerja dalam reaksi Fisiologi, untuk menentukan berat ringannya pekerjaan :

Ada beberapa definisi Muller (1962) sebagai berikut : a. Denyut jantung selama istirahat (resting pulse) adalah rata-rata denyut jantung sebelum suatu pekerjaan dimulai b. Denyut jantung selama bekerja (working pulse) adalah rata-rata denyut jantung selama seseorang bekerja c. Denyut jantung untuk kerja (work pulse) adalah selisih antara denyut jantung selama bekerja dan selama istirahat d. Denyut jantung selama istirahat total (total recovery cost or recovery cost) adalah jumlah aljabar denyut jantung saat suatu pekerjaan selesai dikerjakan sampai dengan denyut berada pada kondisi istirahatnya e. Denyut total (total work pulse or cardiac cost) adalah jumlah denyut jantung dari mulainya suatu pekerjaan sampai denyut berada pada kondisi istirahatnya (resting level) Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa seseorang dalam “keadaan normal”

Peningkatan denyut nadi mempunyai peran yang sangat penting di dalam peningkatan cardiac output dari istirahat sampai kerja maksimum. Peningkatan yang potensial dalam denyut nadi dari istirahat sampai kerja maksimum tersebut oleh Rodahl (1989) didefinisikan sebagai Heart Rate Reserve (HR Reserve). HR Reserve tersebut diekspresikan dalam presentase yang dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : % HR Reserve =

Lebih lanjut, Manuaba & Vanwonteerghem (1996) menentukan klasifikasi beban kerja berdasarkan peningkatan denyut nadi kerja yang dibandingkan dengan denyut nadi maksimum karena beban kerja kardiovaskuler (cardiovasculair load = %CVL) yang dihitung dengan rumus sebagai berikut Dimana : Denyut nadi istirahat = rerata denyut nadi sebelum pekerjaan dimulai Denyut nadi kerja = rerata denyut nadi selama bekerja Denyut nadi maksimum = (220 – umur) untuk laki-laki dan (200 – umur) untuk wanita.

< 30% = Tidak terjadi kelelahan Dari hasil perhitungan %CVL tersebut kemudian dibandingkan dengan klasifikasi yang telah ditetapkan sebagai berikut : < 30% = Tidak terjadi kelelahan 30 s.d. < 60% = Diperlukan perbaikan 60 s.d < 80% = Kerja dalam waktu singkat 80 s.d <100% = Diperlukan tindakan segera > 100% = Tidak diperbolehkan beraktivitas

STUDY CASE Dikarenakan setiap harinya Bapak Ergo diberi target untuk membersihkan seluruh gedung baru sebuah Universitas swasta baru di Dayeuh Kolot, maka beliau bekerja lebih keras dari sebelumnya. Seorang mahasiswa Teknik Industri mencatat denyut istirahat Bapak Ergo sebesar 70 pulse/menit sedangkan denyut kerjanya sebesar 123 pulse/menit. Berapa besar %CVL dari pekerjaan Pak Ergo membersihkan gedung baru tersebut jika umur Pak Ergo saat ini adalah 47 tahun dan berikan rekomendasi! Jika beliau bekerja 11 jam perhari!

Jawaban Denyut nadi istirahat = denyut nadi sebelum = 70 Denyut nadi kerja = denyut kerja = 123 Denyut nadi maksimum = (220 – umur) = 173 %CVL = 100 x (123 – 70) / (173 – 70) = 51.46 % Kesimpulan : Dikarenakan %CVL adalah 51.46 % Sehingga diperlukan perbaikan

Rekomendasi Perbaikan Jika dilihat dari segi energi yang dikeluarkan, maka kita bisa melihat bahwa konsumsi energi yang dikeluarkan adalah sebagai berikut : Energi saat bekerja : Y = 1,80 – 0,022 (123) + 4,71 x 0,0001 x (123x123) Y = 6.2198 Energi saat istirahat : Y = 1,80 – 0,022 (70) + 4,71 x 0,0001 x (70x70) Y =2.5679 KE = Et – Ei KE =6.2198 – 2.5679 = 3.6519 Kkal/mnt

Konsumsi energi Pak Ergo adalah 3. 7 kkal/mnt Konsumsi energi Pak Ergo adalah 3.7 kkal/mnt. Jika beliau bekerja selama 11 jam, maka Total energi yang dikeluarkan adalah = 11 x 60 x 3.7 = 2442 kkal Sedangkan menurut angka kecukupan gizi 2013 menunjukan bahwa nilai gizi seorang laki-laki berusia 47 tahun adalah 2350 kkal (Diasumsikan bahwa energi yang dikonsumsi Pak Ergo sesuai dengan anka kecukupan gizi tersebut). Karena Energi Output > Energi Input. Maka masalah tersebut tidak bisa diselesaikan hanya dengan memenuhi gizi Pak Ergo

Maka solusi yang disarankan adalah Perancangan alat bantu ergonomis, Faktor lingkungan harus diperbaiki Pengurangan pembebanan