Modul 4 Biomekanika Ergonomi [PDF]

Citation preview

MODUL PERKULIAHAN



Ergonomi Occupational Biomechanics Fakultas Teknik



Program Studi



Teknik Industri



Tatap Muka



03



Kode MK



Disusun Oleh



16041



Anisah Haidar ST, MT



Abstract



Kompetensi



Modul 3 ini menjelaskan mengenai occupational biomechanics dan penjelasan mengenai pengukuran strength.



Mampu menjelaskan mengenai occupational biomechanics dan meyelesaikan kasus tertentu.



Introduction Biomechanics Biomekanika adalah ilmu yang menggunakan hokum-hukum fisika dalam mekanika teknik untuk mendeskripsikan gerakan pada bagian tubuh (kinematik) dan memahami efek gaya dan momen yang terjadi pada tubuh (kinetic). Biomekanika merupakan keilmuan yang mengkombinasikan hokum-hukum fisika dengan konsep-konsep teknik dengan pengetahuan dari keilmuan biologi dan perilaku manusia (Chaffin et al., 2006). aplikasi keilmuan biomekanika sangat luas. pengetahuan tentang kemampuan dan keterbatasan sistem otot-rangka manusia dalam bergerak dan bekerja dibutuhkan sebagai dasar pertimbangan dalam perancangan alat dan tempat kerja. Dengan melihat mechanical behavior, dapat difahami tentang cara kerja, gaya yang dikeluarkan dan momen gaya, sehingga hal ini dapat bermanfaat untuk meminimalisasi tingkat cidera pada musculoskeletal dan tentunya dapat memperbaiki kinerja pekerja. Kembali kepada konsep tentang prinsip human centered design, dimana segala sesuatu disesuaikan dengan manusia. Pengaturan pekerjaan seharusnya diatur berdasarkan dengan kemampuan manusia, dimana job demand tidak boleh melebihi kemampuan manusianya.



Job Demand



Individua l Capacity



Aplikasi biomekanika pada bidang medis, berperan dalam pembuatan tangan atau kaki buatan (prostesa) serta dalam rehabilitasi fungsi otot-rangka. Dalam bidang olahraga, perancangan alat-alat olahraga (seperti tongkat golf) dan evaluasi berbagai macam teknik gerak tubuh yang efektif seperti tendangan, pukulan dll. Dalam transportasi, pertimbangan biomekanika dibutuhkan dalam perancangan alat pelindung pengendara dan penumpang serta dalam rekonstruksi dam simulasi tabrakan. Untuk produk, ada pula yang memperhatikan kerja otot dan rangka dalam penggunaannya. Keilmuan biomekanika mempunyai latar belakang sejarah yang panjang. Berbagai tokoh dianggap berkontribusi dalam pengembangannya. Termasuk Leonardo da Vinci yang menggambarkan fungsi otot dan tulang dalam karya seninya abad !% serta Galileo Galilei yang menggunakan konsep fisika dalam pengukuran denyut jantung pada abad 16. Seorang pakar fisika, Ramazzini tercatat dalam literature sebagai salah seorang ilmuwan yang menggunakan analisis biomekanika dalam evaluasi kerja pada abad 18. Ramazzini menyimpulkan bahwa gangguan pada sistem otot-rangka (yang kemudian dikenal sebagai ‘1 3



2



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



work-related musculoskeletal disorders) yang diderita pekerja bangunan (Craftsman) diakibatkan karena gerak dan sikap tubuh yang tidak alami dan muncul sebagai efek jangka panjang. Pada awal abad 20, Frederick W Taylor serta suami istri Frank dan Lilian Gilbreth pun memasukkan pertimbangan biomekanik dalam perbaikan dan penetapan standar kerja untung meningkatkan produktivitas bisnis. Hingga kini, studi biomekanika banyak diterapkan di industri terutama dalam analisis dan perbaikan kerja yang kemudian menjadi sub kajian dalam biomekanika, yaitu occupational biomechanics. Occupational Biomechanics Occupational biomechanics (OB) adalah suatu studi yang mempelajari tentang interaksi fisik dari seorang pekerja terhadap mesin, tool, dan material lainnya, dimana tujuannya adalah untuk menjaga kinerja dari pekerja dan menghindarkan cidera atau meminimalisasi dampak yang akan ditimbulkakn dari kegiatan fisik tersebut (Chaffin et al., 2006). Terdapat 2 mekanisme gangguan yang mungkin timbul pada sistem otot-rangka. Gangguan pertama diakibatkan oleh pembebanan atau tekanan tiba-tiba pada tubuh atau anggota tubuh. Dampak yang terjadi pada sistem otot-rangka berupa cedera patah tulang, kerusakan sendi, dll. Kejadian sperti ini biasanya dikategorikan kecelakaan kerja yang dapat terjadi pada berbagai bagian anggota tubuh seperti umumnya leher, bahu, pergelangan tangan, dan punggung bagian bawah. Mekanisme yang kedua berhubungan dengan pembebanan terus menerus dan bersifat akumulatif dalam jangka panjang yang mengakibatkan kelainan pada sistem otot-rangka seperti : kelainan fungsi otot, kelainan pada kemampuan gerak sendi kelainan pada saraf, kelainan pada tendon (penghubung otot dan tulang). Biasanya di industri, kelainan seperti ini dikategorikan sebagai penyakit akibat kerja. Sayangnya, data epidemiologi terhadap berbagai penyakit akibat kerja di Indonesia sendiri masih jarang. Dampak penyakit akibat kerja ini biasanya akan dirasakan di masa tua. Di industri, Keilmuan Occupational Biomechanics ini berkontribusi dalam perancangan dan evaluasi sistem kerja. Yang dimaksud dengan sistem kerja disini meliputi metode kerja (terutama yang menuntut aktifitas fisik berat seperti penanganan material/benda secara manual), perancangan alat kerja, perancangan stasiun kerja serta seleksi dan training pekerja. Perangkat lunak pun telah banyak tersedia. Semua aplikasi ini memiliki tujuan utama memperbaiki performansi manusia dalam bekerja serta mengurangi resiko cedera pada sistem otot-rangka. Hingga kini keilmuan biomekanika kerja menjadi salah satu ujung tombak aplikasi ergonomic di industri terutama di Indonesia. Musculoskeletal Disorder Sistem muskuloskeletal (otot - rangka) memungkinkan manusia berdiri tegak dan bergerak. Selain itu, sistem otot dan rangka juga berfungsi untuk melindungi organ dalam tubuh vital. Sistem otot dan rangka erat kaitannya dengan anggota gerak, setiap cedera ataupun gangguan pada sistem ini akan mengakibatkan terganggunya pergerakan seseorang untuk sementara ataupun selamanya. MSDs terjadi dengan dua cara:



‘1 3



3



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



1. Kelelahan dan keletihan terus menerus yang disebabkan oleh frekuensi atau periode waktu yang lama dari usaha otot, dihubungkan dengan pengulangan atau usaha yang terus menerus dari bagian tubuh yang sama meliputi posisi tubuh yang statis. 2. Kerusakan tiba-tiba yang disebabkan oleh aktivitas yang sangat kuat/berat atau pergerakan yang tak terduga. Frekuensi yang lebih sering terjadi MSDs adalah pada area tangan, bahu, dan punggung. Aktivitas yang menjadi penyebab terjadinya MSDs yaitu penanganan bahan dengan punggung yang membungkuk atau memutar, membawa ke tempat yang jauh (aktivitas mendorong dan menarik), posisi kerja yang statik dengan punggung membungkuk atau terus menerus dan duduk atau berdiri tiba-tiba, mengemudikan kendaraan dalam waktu yang lama (getaran seluruh tubuh), pengulangan atau gerakan tiba-tiba meliputi memegang dengan atau tanpa kekuatan besar. Secara umum, cedera sistem otot dan rangka dapat berupa : A. Patah Tulang Patah tulang ialah terputusnya jaringan tulang baik seluruhnya maupun sebagian saja. Penyebab umumnya ialah gaya yang cukup besar baik gaya langsung, tidak langsung maupun gaya puntir yang berkontak dengan tubuh kita (sistem otot-rangka) Terdapat 2 (dua) jenis patah tulang, antara lain : 1. Patah Tulang Terbuka Patah tulang terbuka ditandai dengan adanya luka di permukaan kulit di atas/dekat bagian tulang yang patah sehingga bagian tulang yang patah berhubungan langsung dengan udara, akan tetapi patahan tulang tidak selalu terlihat menonjol keluar. Patah tulang terbuka memerlukan pertolongan lebih cepat dikarenakan adanya resiko perdarahan serta kemungkinan terjadinya infeksi lebih besar karena terpapar lingkungan.



2. Patah Tulang Tertutup Pada patah tulang tertutup permukaan kulit di dekat daerah patahan masih utuh sehingga patahan tulang tidak berhubungan dengan kontak udara luar.



‘1 3



4



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



Tanda-tanda patah tulang : 1. Perubahan bentuk anggota badan. 2. Nyeri dan kaku pada daerah yang mengalami patah. 3. Terdengar suara berderik di daerah patah karena gesekan antara tulang yang patah. 4. Pembengkakan (dikarenakan jaringan lunak di sekitar patahan robek dan mengalami perdarahan). 5. Memar (perubahan warna kulit menjadi agak kebiruan akibat cedera di bawah kulit). 6. Gangguan peredaran darah dan persyarafan. B. Dislokasi Sendi ialah peristiwa keluarnya kepala sendi dari mangkok sendi atau keluarnya ujung tulang dari sendinya yang bisa diakibatkan karena sendi yang teregang melebihi batas normal sehingga kedua ujung tulang persendian terpisah tidak pada tempatnya. Jaringan ikat sendi tertarik dan kemungkinan sampai terobek. Tanda-tandanya hampir sama dengan tanda-tanda patah tulang di atas, namun lokasinya di daerah persendian secara khusus. C. Otot Terkilir Terkilir/keseleo dibedakan menjadi 2(dua) macam, antara lain : 1. Terkilir Sendi (Sprain) Robek/putusnya jaringan ikat sekitar sendi karena sendi teregang melebihi batas normal yang bisa disbabkan karena salah gerakan atau pun terpeleset. Gejala dan tanda terkilir sendi antara lain : nyeri, bengkak dan warna kulit merah kebiruan di sekitar persendian. 2. Terkilir Otot (Strain) Robek/putusnya jaringan otot pada bagian tendon (ekor otot) karena otot teregang melebihi batas normal. Cedera ini umumnya terjadi karena pembebanan secara tiba-tiba pada otot tertentu. Bisa juga terjadi karena pembebanan berat tanpa pemanasan otot terlebih dahulu ataupun pemanasan dengan gerakan yang salah dan teregang melebihi batas normal. Tanda-tanda terkilir otot antara lain : nyeri



‘1 3



5



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



yang tajam dan mendadak pada daerah otot tertentu, nyeri menyebar keluar disertai kejang dan kaku (kaku otot) dan bengkak pada daerah cedera. Musculoskeletal injury (MSI) adalah sebuah cidera yang terjadi pada otot, urat, ligamen, sendi, syaraf, pembuluh darah atau jaringan lunak yang timbul dari paparan faktor risiko seperti postur tubuh, gerakan berulang-ulang dan pengerahan tenaga dengan kuat. Cidera ini dapat menjadi akut dan komulatif. Adapun tahapan dari komulatif MSI adalah sebagai berikut : • Tahap 1: Ketidaknyamanan yang tergolong ringan yang hadir saat bekerja, namun menghilang ketika tidak bekerja. Tidak mempengaruhi kinerja pekerjaan atau tugas sehari-hari. • Tahap 2: Terasa nyeri saat bekerja dan terus ketika tidak bekerja. Mulai mempengaruhi tugas-tugas sehari-hari. Karyawan kadang mengambil obat nyeri non-resep sebagai tindakan pengobatan. • Tahap 3: Nyeri terasa sepanjang waktu. Karyawan mencari perhatian medis. Mungkin tidak dapat menyelesaikan tugas-tugas harian yang sederhana. Mungkin tidak sepenuhnya reversibel untuk mencapai pemulihan penuh. Di Kanada, banyak tempat kerja mengalami peningkatan jumlah MSI. Statistik New Brunswick pada tahun 2007 mengungkapkan bahwa jumlah MSI sekitar 38% dari seluruh biaya klaim jangka panjang. Sekitar 70% dari semua MSI adalah cidera pada punggung dan bahu.



Gambar Kerugian dari MSI



Adapun hal yang dapat dilakukan untuk mengantisipasi MSI adalah dengan : 1. Komitmen Komitmen yang kuat sangat dibutuhkan untuk menciptakan lingkungan kerja yang aman dan sehat. Komitmen dan keterlibatan seluruh orang di tempat kerja, dari ‘1 3



6



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



manajemen puncak hingga karyawan adalah elemen penting dari suksesnya program kesehatan dan keselamatan. 2. Design Pekerjaan Untuk menghindari MSI harus dibuat desain pekerjaan yang sesuai, mulai dari design pekerjaannya, jadwal istirahat, rotasi pekerjaan, obyek yang ditangani (misalnya seberapa berat yang akan ditangani, ukuran benda, bentuk benda dan bagaimana menanganinya) dan design stasiun kerja (misalnya menyesuaikan dimensi dan tata letak fasilitas dan penyesuaian dari operator). Hal ini memiliki dampak langsung terhadap kenyamanan, keselamatan dan kesehatan manusia selaku pekerja. Untuk mencegah MSI, harus mempertimbangkan bagaimana dalam memodifikasi semua aspek lingkungan, sehingga penerapannya bukan hanya semata-mata mengurangi risiko cedera, namun terdapat manfaat tambahan, seperti meningkatkan produktivitas, kualitas yang membaik, mengurangi pengerjaan ulang, tingkat turnover yang lebih rendah, biaya pelatihan berkurang dan meningkatkan semangat kerja. 3. Menyediakan Pendidikan Pendidikan merupakan langkah kunci untuk mencegah MSI. Karyawan harus memiliki pemahaman dasar tentang mekanika tubuh, sehingga mereka dapat mengenali tugas-tugas yang memang berisiko tinggi dan mampu mengidentifikasi tanda-tanda dan gejala awal dari MSI. Karyawan harus memastikan bahwa gejalagejala yang ditemukan yang sekiranya membahayakan kesehatan dan keselamatan kerja yang dapat berakibat fatal dan menimbulkan kecelakaan kerja haruslah dilaporkan kepada atasan mereka, sehingga tindakan yang diperlukan dapat diambil. Manajemen harus mendokumentasikan informasi ini. 4. Standar Pengerahan Tenaga Satu standar yang umum digunakan untuk menentukan batas pengangkatan yang aman adalah Standar ISO 11228 Bagian 1: Lifting. Standar ini memiliki massa referensi untuk dua tangan mengangkat di bawah kondisi ideal: • 25 kg untuk 95% dari laki-laki. • 15 kg untuk 99% perempuan. Kondisi ideal didefinisikan sebagai: • Berdiri simetris, dibatasi dan tegak. • Batang yang tegak dan tidak diputar. • Jarak horizontal ke beratan kurang dari 25 cm. • Ketinggian pegangan kurang dari 25 cm di atas ketinggian menyerah. • Kantor pegangan pada objek (postur pergelangan tangan netral). • Mengangkat durasi kurang dari satu jam per hari. • Frekuensi mengangkat kurang dari atau sama dengan 0,2 lift per menit. •Kondisi lingkungan yang nyaman.



Bagian 2: batas mendorong dan menarik dengan kedua tangan dapat dilihat pada tabel 2.1



‘1 3



7



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



Tabel Batas Ketentuan Mendorong dan Menarik



Tabel diatas untuk frekuensi 1x dalam 1/8 jam dengan tinggi handle 95 cm untuk laki-laki dan 89 cm untuk perempuan, dan jarak dorong mencapai 2 m (WorkSafe, 2010).



Faktor Resiko gangguan pada sistem otot-rangka Antisipasi terhadap kemungkinan resiko gangguan pada sistem otot-rangka di tempat kerja hanya dapat diakukan dengan memahami dengan baik faktor-faktor penyebabnya. Faktor ini disebut faktor resiko (risk factor). Ada 7 faktor resiko utama gangguan pada sistem otot-rangka, diantaranya adalah 1.



Tekanan yang disebabkan oleh posisi kerja (postural stress)



2. Kerja yang menggunakan kekuatan otot secara berlebih (forceful exertions) 3. Gerakan yang dilakukan secara berulang ( repetitive exertions) 4. Sikap kerja menahan sesuatu secara statis ( sustained / static excertions) 5. Tekanan kontak mekanis setempat (localized mechanical contact stresses) 6. Getaran (vibration) 7. Suhu dingin (cold temperature)



Survei keluhan otot-rangka Survei ini ditujukan untuk mendapatkan umpan balik langsung dari pekerja tentang keluhan-keluhan yang dirasakan berkaitan dengan pekerjaan yang dilakukan, biasanya keluhan dalam kurun waktu satu tahun terakhir. Kuesioner ini merupakan salah satu langkah utama dalam evaluasi ergonomic sistem kerja dan harus menjadi program rutin tahunan dalam monitoring aspek K3 pada perusahaan. Salah satu kuesioner yang sering digunakan di industri adalah kuesioner NORDIC (kurorinka et al., 1987). Yang kemudian dimodifikasi seperti yang terlampir. Kuesioner ini secara lengkap menggambarkan bagian- bagian tubuh yang mungkin dikeluhkan oleh pekerja mulai dari leher, hingga pergelangan kaki yang



‘1 3



8



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



dibagi menjadi 9 area yaitu leher, bahu, punggung atas, punggung bawah, siku, tangan/pergelangan tangan, paha, lutut, dan telapak kaki/pergelangan kaki. Kuesioner ini juga mampu menggambarkan persepsi pekerja apakah keluhan yang dirasakan berhubungan dengan pekerjaan atau tidak. Pada pengisiannya, sebaiknya pekerja tidak disuruh menuliskan nama agar dapat mengisinya dengan jujur. Pengisian ini sebaiknya dilengkapi dengan data umum, berikut lampirannya Kuesioner diadaptasi dari kurorinka et al. (1987).



‘1 3



9



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id



Usia (tahun):



Tinggi tubuh (cm):



Jenis kelamin:  Wanita



 Laki-laki



Lamanya jam kerja dalam seminggu: Apakah anda mempunyai keluhan nyeri selama 12 bulan terakhir pada anggota tubuh berikut :



Leher Bahu



 Tidak  Tidak



Siku



 Tidak



Pergelangan tangan



 Tidak



Punggung







Bobot badan (Kg):



 Ya  Ya, sebelah kanan  Ya, sebelah kiri  Ya, keduanya  Ya, sebelah kanan  Ya, sebelah kiri  Ya, keduanya  Ya, sebelah kanan  Ya, sebelah kiri  Ya, keduanya  Ya



Dominasi Tangan :  Kanan Nama Unit Kerja:



 Kiri



Lama bekerja (pada posisi kerja saat ini):



Hanya dijawab jika jawaban kolom 1 YA Apakah dalam 12 Apakah anda Apakah menurut anda bulan terakhir, mempunyai masalah masalah tersebut masalah yang tersebut berhubungan mengakibatkan amda sama dalam 7 dengan tidak dapat bekerja hari terakhir? pekerjaan anda disini? secara normal?  Tidak  Ya  Tidak  Ya  Tidak  Ya  Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



Atas Punggung Bawah Paha Salah satu/keduanya



Lutut Salah satu/keduanya



Pergelangan Kaki



Tidak  Tidak  Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



 Tidak



 Ya



Salah satu/keduanya



‘1 3



11



Nama Mata Kuliah dari Modul Dosen Pengampu



Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id