modul fisiologi kerja

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

BAB IPENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Manusia dalam kehidupannya sehari-hari tidak lepas dari berbagai macam

aktivitas termasuk bekerja. Aktivitas-aktivitas tersebut tentu saja memerlukan

energi, energi yang dibutuhkan untuk setiap aktivitas tidaklah sama antar satu

dengan lainnya. Besarnya energi yang dibuthkan tergantung pada besar beban

kegiatan yang dilakukan dan kemampuan fisik dari masing-masing individu.

Bila energi yang dikeluarkan manusia dalam melakukan perkerjaan terlalu

tinggi maka akan menyebabkan kelelahan yang diderita oleh pekerja, kelelahan

dalam bekerja tidak hanya terdiri dari kelelahan fisik saja tetapi juga kelelahan

psikologis, bila kedua hal tersebut dibiarkan berlarut-larut akan menyebabkan

penurunan produktivitas dan penurunan kualitas kerja. Untuk mengetahui

seberapa besar energi yang digunakan manusia selama bekerja, maka perlu

dilakukan perhitungan konsumsi energi dan menentukan beban kerja yang

dibutuhkan. Selain itu juga dapat mengetahui waktu istirahat yang ideal yang

diperlukan setelah melakukan suatu aktivitas tertentu.

Dalam praktikum ini dilakukan aktivitas olahraga untuk mengetahui

pengaruh pembebanan kerja terhadap tubuh serata kebutuhan energi/usaha

yang dikeluarkan manusia untuk melakukan pekerjaan. Dari kegiatan ini dapat

dilihat hubungan antara kebutuhan atau konsumsi energi dengan denyut

jantung, kadar gula dalam darah, dan suhu tubuh manusia.

1.2Tujuan Praktikum

1.2.1 Tujuan Umum

Tujuan praktikum ini secara umum adalah sebagai berikut:

1. Memberikan pemahaman tentang pengaruh yang ditimbulkan oleh

pembebanan kerja terhadap tubuh selama manusia melakukan aktivitas

kerja.

2. Memberikan pengetahuan untuk menentukan besar beban kerja agar tidak

melebihi kapasiatas fisik manusia.

3. Dapat mengetahui dan melakukan perbaikan sistem kerja dalam suatu

aktivitas.

1.2.2 Tujuan Khusus

LABORATORIUM PERANCANGAN KERJA DAN ERGONOMIPROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI – UNIVERSITAS BRAWIJAYA

214

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Tujuan praktikum ini secara khusus adalah sebagai berikut:

1. Mampu melakukan pengukuran energi/usaha yang dikeluarkan manusia

untuk menyelesaikan pekerjaannya.

2. Mampu membuat grafik yang menghubungkan antara intensitas beban kerja

dengan denyut jantung (heart rate) dan lama waktu pemulihan (recovery

period).

3. Mampu menghitung lama waktu istirahat total (total rest time).

4. Mampu menentukan hubungan antara konsumsi energi dengan banyaknya

gula darah yang digunakan dalam aktivitas.

5. Mampu menentukan komposisi makanan sebagai sumber energi manusia

berdasarkan kalori yang dibutuhkan untuk melakukan aktivitas.


215

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1Fisiologi Kerja

Fisiologi tersusun dari dua kata latin, physis dan logos, “Physis” berarti

alamiah. “Logos” berarti ilmu. Secara harfiah, fisiologi berarti ilmu yang

mempelajari fungsi alamiah organisme hidup terutama manusia. Fisiologi adalah

disiplin ilmu yang mempelajari kemampuan dinamis manusia terkait dengan

fungsi metabolisme fisik dan kimiawi.

Fisiologi kerja adalah fokus respon tubuh terhadap kebutuhan metabolisme

pada saat kerja dengan mengukur aktivitas pada cardiovascular dan sistem otot

pada saat kerja sehingga bisa didapatkan informasi untuk mencegah kelelahan.

Pengeluaran energi kerja fisiologis berkaitan erat dengan konsumsi oksigen. Hal

ini dapat diukur secara langsung dalam liter/menit atau secara tidak langsung

dalam detak jantung/menit. Unit satuan dasar yang digunakan adalah

pengeluaran kalor dalam gerakan kalori/menit.

2.1.1 Pengukuran Kerja dengan Metode Fisiologi

Dalam suatu kerja fisik, manusia akan menghasilkan perubahan dalam

konsumsi oksigen, heart rate, temperatur tubuh dan perubahan senyawa kimia

dalam tubuh. Kerja fisik ini dikelompokkan oleh Davis dan Miller :

1. Kerja total seluruh tubuh, yang menggunakan sebagian besar otot biasanya

melibatkan dua per tiga atau tiga seperempat otot tubuh.

2. Kerja otot yang membutuhkan energi Expenditure karena otot yang

digunakan lebih sedikit.

3. Kerja otot statis, otot digunakan untuk menghasilkan gaya tetapi tanpa kerja

mekanik membutuhkan kontraksi sebagian otot.

Metode Pengukuran kerja fisik dilakukan dengan menggunakan standar:

1. Konsep Horse-Power oleh Taylor, tetapi tidak memuaskan.

2. Tingkat konsumsi energi untuk mengukur pengeluaran energi.


216

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

3. Perubahan tingkat kerja jantung dan konsumsi oksigen.

Studi Pengukuran fisiologis ditujukan untuk mengatasi :

1. Pengetahuan baru tentang performans manusia

2. Lebih memantau perilaku / sifat para atlet juara

3. Membantu kendala fisik seseorang

Tiffin mengemukakan kriteria yang dapat digunakan untuk mengetahui

pengaruh pekerjaan terhadap manusia dalam suatu sistem kerja, yaitu:

1. Kriteria faali

Kriteria faali meliputi: kecepatan denyut jantung, konsumsi oksigen,

tekanan darah, tingkat penguapan, temperatur tubuh, komposisi kimiawi

dalam darah dan air seni. Kriteria ini digunakan untuk mengetahui perubahan

fungsi alat-alat tubuh.

2. Kriteria kejiwaan

Kriteria kejiwaan meliputi: pengujian tingkat kejiwaan pekerja, seperti tingkat

kejenuhan, emosi, motivasi, sikap dan lain-lain. Kriteria kejiwaan digunakan

untuk mengetahui perubahan kejiwaan yang timbul selama bekerja.

3. Kriteria hasil kerja

Kriteria hasil kerja meliputi: hasil kerja yang diperoleh dari pekerja. Kriteria ini

digunakan untuk mengetahui pengaruh seluruh kondisi kerja dengan melihat

hasil kerja yang diperoleh dari pekerja tersebut.

2.1.2 Kerja Fisik dan Mental

Kerja fisik adalah kerja yang memerlukan energi fisik otot manusia sebagai

sumber tenaganya (power). Kerja fisik disebut juga ‘manual operation’ dimana

performans kerja sepenuhnya akan tergantung pada manusia yang berfungsi

sebagai sumber tenaga (power) ataupun pengendali kerja. Kerja fisik juga dapat

dikonotasikan dengan kerja berat atau kerja kasar karena kegiatan tersebut

memerlukan usaha fisik manusia yang kuat selama periode kerja berlangsung.

Dalam kerja fisik konsumsi energi merupakan faktor utama yang dijadikan tolak

ukur penentu berat / ringannya suatu pekerjaan. Secara garis besar, kegiatan-

kegiatan manusia dapat digolongkan menjadi kerja fisik dan kerja mental.

Pemisahan ini tidak dapat dilakukan secara sempurna, karena terdapatnya


217

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

hubungan yang erat antar satu dengan lainnya. Kerja fisik akan mengakibatkan

perubahan fungsi pada alat-alat tubuh, yang dapat dideteksi melalui :

1. Konsumsi oksigen

2. Denyut jantung

3. Peredaran udara dalam paru-paru

4. Temperatur tubuh

5. Konsentrasi asam laktat dalam darah

6. Komposisi kimia dalam darah dan air seni

7. Tingkat penguapan

8. Faktor lainnya

Kerja fisik akan mengeluarkan energi yang berhubungan erat dengan

konsumsi energi. Konsumsi energi pada waktu kerja biasanya ditentukan dengan

cara tidak langsung, yaitu dengan pengukuran:

1. Kecepatan denyut jantung

2. Konsumsi oksigen

Sedangkan kerja mental merupakan kerja yang melibatkan proses berpikir

dari otak kita. Pekerjaan ini akan mengakibatkan kelelahan mental bila kerja

tersebut dalam kondisi yang lama, bukan diakibatkan oleh aktivitas fisik secara

langsung melainkan akibat kerja otak kita. Kecepatan denyut jantung memiliki

hubungan yang sangat erat dengan aktivitas faali lainnya.

2.1.3 Unit Kerja Fisiologis

Pengeluaran energi, kerja fisiologis dan biaya fisiologis berkaitan erat

dengan konsumsi oksigen. Hal ini dapat diukur secara langsung dalam liter/menit

atau secara tidak langsung dalam detak jantung/menit. Unit satuan dasar yang

digunakan adalah pengeluaran kalori dalam gerakan kalori/menit.

Astrand dan Christensend menyelidiki pengeluaran energi dari tingkat detak

jantung dan menentukan bahwa ada hubungan langsung antara keduanya.

Tingkat pulsa dan detak jantung/menit dapat digunakan untuk menghitung

pengeluaran energi.

Energi Ekspenditur adalah energi yang dikonsumsi pada saat melakukan

metabolisme, tiga bagian utama dari energi ekspenditur adalah aktivitas

ekspenditur untuk melakukan gerakan, energi ekspenditur untuk menjaga fungsi

dasar dari sel dan kehidupan, digestive, absorptive ekspenditur untuk mencerna

dan menyerap makanan. Jumlah dari tiga hal tersebut adalah energi ekspenditur.


218

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Unit satuan yang dipakai untuk pengukuran konsumsi energi adalah Kalorie

dankonversinya dengan satuan lain adalah 1 kilo kalorie (kcal) = 4,2 KiloJoule

(KJ). Sedangkan untuk konversi konsumsi energi diukur dalam satuan Watt, yaitu

1 Watt = 1 Joule/Sec.Untuk mengkonversi satuan energi ini, maka1 liter oksigen

(O2) akan menghasilkan 4,8 kcal energi yang setara dengan 20 KJ.

2.1.4 Faktor yang mempengaruhi Beban Kerja

Menurut Rodahl (1989), Adiputro (2000) dan Manuaba (2000) bahwa secara

umum sehubungan dengan beban kerja dan kapasitas kerja dipengaruhi oleh

berbagai faktor yang sangat kompleks, baik faktor eksternal dan internal.

1. Faktor Eksternal

Faktor eksternal adalah beban kerja yang berasal dari luar tubuh pekerja,

yang termasuk beban kerja eksternal adalah tugas (task) itu sendiri,

organisasi dan lingkungan

kerja. Ketiga faktor tersebut disebut stressor.

a. Tugas-tugas yang (tasks) yang dilakukan baik yang bersifat fisik, seperti

stasiun kerja, kondisi atau medan, sikap kerja, dll. Sedangkan tugas-tugas

yang bersifat mental seperti kompleksitas pekerjaan, atau tingkat

kesulitan pekerjaan yang mempengaruhi tingkat emosi pekerja, tanggung

pekerja.

b. Organisasi kerja yang dapat mempengaruhi beban kerja seperti lamanya

waktu kerja, waktu istirahat, kerja bergilir, kerja malam, sistem

pengupahan, sistem kerja, musik kerja, pelimpahan dan wewenang kerja.

c. Lingkungan kerja yang dapat memberikan beban tambahan kepada

pekerja adalah:

1) Lingkungan kerja fisik seperti : mikroklimat, intensitas kebisingan,

intensitas cahaya, vibrasi mekanis, dan tekanan udara.

2) Lingkungan kerja kimiawi seperti debu, gas-gas pencemar udara.

3) Lingkungan kerja biologis, seperti bakteri, virus, parasit.

4) Lingkungan kerja fisiologis seperti penempatan dan pemilihan

karyawan, hubungan sesama pekerja, pekerja dengan atasan, pekerja

dengan lingkungan sosial.

2. Faktor Internal

Faktor internal beban kerja adalah faktor yang berasal dari dalam tubuh

itu sendiri sebagai akibat adanya reaksi dari beban kerja eksternal.Reaksi


219

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

tersebut disebut strain, besar-kecilnya strain dapat dinilai baik secara

obyektif maupun subyektif. Secara obyektif yaitu melalui perubahan reaksi

fisiologis, secara subyektif dapat melalui perubahan fisiologis dan perubahan

perilaku. Secara singkat faktor internal meliputi:

a. Faktor somatic (jenis kelamin, umur, ukuran tubuh, kondisi kesehatan).

b. Faktor psikis (motivasi, persepsi, kepercayaan, keinginan, kepuasan).

2.1.5 Penilaian Beban Kerja Fisik

Menurut Astrand (1977) dan Rodahl (1989) bahwa penilaian beban fisik

dapat dilakukan dengan dua metode secara objektif, yaitu penelitian secara

langsung dan metode tidak langsung. Metode pengukuran langsung yaitu dengan

mengukur oksigen yang dikeluarkan (energi ekspenditur) melalui asupan energi

selama bekerja. Semakin berat kerja semakin banyak energi yang dikeluarkan.

Meskipun metode dengan menggunakan asupan energi lebih akurat, namun

hanya mengukur secara singkat dan peralatan yang diperlukan sangat mahal.

Lebih lanjut Christensen (1991) dan Grandjean (1993) menjelaskan bahwa

salah satu pendekatan untuk mengetahui berat ringannya beban kerja adalah

dengan menghitung nadi

kerja, konsumsi energi, kapasitas ventilasi paru dan suhu inti tubuh.Pada batas

tertentu ventilasi paru, denyut jantung, dan suhu tubuh mempunyai hubungan

yang linier dengan konsumsi oksigen atau pekerjaan yang dilakukan.Kemudian

Konz (1996) mengemukakan bahwa denyut jantung adalah suatu alat estimasi

laju metabolisme yang baik, kecuali dalam keadaan emosi dan konsodilatasi.

Kategori berat ringannya beban kerja didasarkan pada metabolisme respirasi,

suhu tubuh, dan denyut jantung menurut Christensen, dapat dilihat pada tabel

berikut ini:

Tabel 2.1.Hubungan antara Metabolisme, Respirasi, Temperatur Badan dan Denyut Jantung sebagai Media Pengukur Beban Kerja


220

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Sumber : Christenser (1964:56)

Berat ringannya beban kerja yang diterima oleh seorang tenaga kerja dapat

digunakan untuk menentukan berapa lama seorang tenaga kerja dapat

melakukan aktivitas kerjanya sesuai dengan kemampuan atau kapasitas kerja

yang bersangkutan. Dimana semakin berat beban kerja, maka akan semakin

pendek waktu seseorang untuk bekerja tanpa kelelahan dan gangguan fisiologis

yang berarti atau sebaliknya.

2.2 Konsumsi Energi untuk Aktivitas Kerja Berat

Mekanisasi pekerjaan pada akhir dekade ini telah semakin bertambah maju

dan jenis pekerjaan yang menggunakan kekuatan otot telah berangsur diganti

dengan kekuatan mesin yang dapat mengatasi pekerjaan berat. Seperti

misalnya: pemindahan material pada pembangunan gedung dengan alat-alat

berat, alat penggali pada eksplorasi minyak, operasi mesin berat pada wilayah

area pertambangan, dan lain-lain. Tujuan menganalisa konsumsi energi adalah

sebagai berikut:

1. Pemilihan frekuensi dan periode istirahat pada manajemen waktu kerja.

2. Perbandingan metode alternatif pemilihan peralatan untuk mengerjakan

suatu jenis pekerjaan.

Konsumsi energi untuk kegiatan kerja tertentu dapat dituliskan dalam bentuk

sebagai berikut:


221

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

KE =Et + Ei (2-1)Sumber: Sritomo (2008: 274)

Dimana:

KE = Konsumsi energi untuk kegiatan kerja tertentu (kilokalori/menit)

Et = Pengeluaran energi pada saat kerja (kilokalori/menit)

Ei = Pengeluaran energi pada saat istirahat (kilokalori/menit)

Faktor-faktor yang mempengaruhi konsumsi energi:

1. Berat / ringannya pekerjaan

2. Banyaknya otot yang bekerja

3. Jenis kelamin

4. Lama melakukan waktu pekerjaan

2.2.1 Manifestasi Kerja Berat

Dengan bertambah kompleksnya aktivitas pada otot, maka beberapa hal

perlu dijadikan pokok bahasan dan analisa terhadap manifestasi kerja berat

tersebut antara lain adalah:

1. Denyut jantung (heart rate)

2. Tekanan darah (blood pressure)

3. Cardiac output (keluaran paru dengan satuan liter per menit)

4. Komposisi kimia darah (kandungan asam laktat)

5. Temperatur tubuh (body temperature)

6. Kecepatan berkeringat (sweating rate)

7. Pulmonary ventilation (kecepatan membuka dan menutupnya ventilasi paru

dengan satuan liter per menit)

8. Konsumsi oksigen

2.2.2 Penilaian Beban Kerja

Penilaian beban kerja dapat dibagi menjadi dua, yaitu berdasarkan jumlah

kebutuhan kalori dan berdasarkan denyut nadi kerja.

2.2.2.1 Penilaian Beban Kerja Berdasarkan Jumlah Kebutuhan Kalori

Salah satu kebutuhan utama dalam pergerakkan otot adalah kebutuhan

akan oksigen yang dibawa oleh darah ke otot untuk pembakaran zat dalam

menghasilkan energi. Sehingga jumlah oksigen yang dipergunakan oleh tubuh

merupakan salah satu indikator pembebanan selama bekerja. Dengan demikian


222

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

setiap aktivitas pekerjaan memerlukan energi yang dihasilkan dari proses

pembakaran.

Berdasarkan hal tersebut maka kebutuhan kalori dapat digunakan sebagai

indikator untuk menentukan berat ringannya beban kerja adalah sebagai berikut:

1. Beban kerja ringan : 100-200 Kilo kalori/jam

2. Beban kerja sedang : > 200-350 Kilo kalori/ jam

3. Beban kerja berat : > 350-500 Kilo kalori/ jam

Kebutuhan kalori dapat dinyatakan dalam kalori yang dapat diukur secara

tidak langsung dengan menentukan kebutuhan oksigen. Setiap kebutuhan

oksigen sebanyak 1 liter akan memberikan 4,8 kilo kalori (Suma’mun, 1989).

Sebagai dasar perhitungan dalam menentukan jumlah kalori yang dibutuhkan

oleh seseorang dalam melakukan aktivitas pekerjaannya, dapat dilakukan

melalui pendekatan atau taksiran kebutuhan kalori menurut aktivitasnya.

Menurut Grandjean (1993) bahwa kebutuhan kalori seorang pekerja selama

24 jam ditentukan oleh tiga hal:

1. Kebutuhan kalori untuk metabolisme basal, dipengaruhi oleh jenis kelamin

dan usia.

Metabolisme basal adalah konsumsi energi secara konstan pada saat

istirahat dengan perut dalam keadaan kosong. Yang mana tergantung pada

ukuran, berat badan dan jenis kelamin.

a. Untuk pria dengan berat 70 kg membutuhkan 1700 kcal per 24 jam

b. Untuk wanita dengan berat 60 kg membutuhkan 1400 kcal per 24 jam

Pada kondisi metabolisme basal ini hampir semua energi kimia dari zat

makanan dikonversi menjadi panas.

2. Kebutuhan kalori untuk kerja, kebutuhan kalori sangat ditentukan dengan

jenis aktivitasnya, berat atau ringan.

Konsumsi energi diawali pada saat pekerjaan fisik dimulai. Semakin

banyaknya kebutuhan untuk aktivitas otot bagi suatu jenis pekerjaan, maka

semakin banyak pula energi yang dikonsumsi, dan diekspresikan sebagai

kalori kerja. Kalori ini didapat dengan cara mengukur konsumsi energi pada

saat bekerja kemudian dikurangi dengan konsumsi energi pada saat istirahat

atau pada saat metabolisme basal.


223

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Kalori kerja ini menunjukkan tingkat ketegangan otot tubuh manusia

dalam hubungannya dengan:

a. Jenis kerja berat

b. Tingkat usaha kerjanya

c. Kebutuhan waktu istirahat

d. Efisiensi dari berbagai jenis perkakas kerja, dan

e. Produktivitas dari berbagai variasi cara kerja

3. Kebutuhan kalori untuk aktivitas lain-lain di luar jam kerja.

Aktivitas harian juga mengkonsumsi energi. Rata-rata konsumsinya

adalah 600 kcal untuk pria dan 500-550 kcal untuk wanita. Sedangkan

konsumsi energi total terbagi atas:

a. Metabolisme basal

b. Kalori untuk bersantai

c. Kalori untuk bekerja

Untuk memperjelas beberapa hal tersebut diatas diberikan empat

kategori kerja menurut Hettingen (1970) yang ditunjukkan pada gambar di

bawah ini:

Gambar 2.1 Ringkasan Konsumsi Energi yang dipakai ManusiaSumber: Nurmianto (2008:130)

Adapun konsumsi energi pada berbagai pekerjaan lain diteliti oleh Lehmann

dan teman-temannya (1962), serta Durmin dan Passmore (1967). Hasil penelitian

Lehmann tersebut ditabulasikan pada tabel 2.2 berikut ini:


224

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Tabel 2.2 Kebutuhan Energi untuk Berbagai Macam Pekerjaan, Nilai Kalorinya adalah Merupakan Kebutuhan Rata-rata Konsumsi Harian

Menkcal/day

Womenkcal/day

Type of work Example of occupation

2400 2000 Light manual work, sitting Bookkeeper

2700 2250 Light manual work, sittingLight manual work, standingWalking

Shorthand typist; watchmakerHairdresserLowland shepherd

3000 2500 Heavy manual work, sittingHeavy arm work, sittingLight bodily work, standingLight manual work, walking

Weaver; basket workerBus driverMechanicFitter; general practioner; meter reader

3300 2750 Heavy manual work, sittingLight bodily work, walkingLight bodily work, climbing stairs

ShoemakerElectrical fitterPostman (flats)

3600 3000 Heavy arm work, sittingModerate bodily work, standingModerate bodily work, walkingModerate bodily work, withHeavy arm work

StonemasonLocksmith; masseurButcherChimney-sweep

3900 3250 Very heavy bodily work, standingHeavy bodily work, walkingModerate bodily work, climbing

Sawing firewoodBallet dancer; shunterCarpenter on building site

4200 - Extreme bodily effort, standingVery heavy bodily work, walkingHeavy bodily work, climbing

Coal miner (if lucky)Agricultural labourerWorker in hillside vineyard

4500 - Extreme bodily effort, standingVery heavy bodily work, walking

Tree feller; lumber jackCoal critter; carrying sacks of flour

4800 - Extreme bodily effort in worst position

Coal miner, lying down

5100 - Extreme bodily effort, walking

Harvesting by hand

Sumber: Nurmianto (2005:131)


225

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Para fisiolog kerja (Lehmaan dan teman-temannya) telah meneliti

konsumsi energi yang dibutuhkan untuk berbagai macam jenis pekerjaan

untuk aktivitas individu yang ditabulasikan pada tabel 2.3 berikut ini:

Tabel 2.3 Konsumsi dalam Kalori Kerja Berbagai Macam Jenis Aktivitas Kerja

Activity Conditions of Work kcal/minWalking, empty-handed

Walking, with load on back

Climbing

Climbing stairs

Cycling

Pulling

Working with axe

Filling iron

Shoveling

Sawing wood

Bricklaying

Screwdriving

Digging

Mowing

Household work

Level,smooth surface 4km/hMetailed road, heavy shoes 4km/h

Level, metailed road10 kg load 4 km/h30 kg load 4 km/h

16% gradient climbing speed 11,5m/minWithout loadWith 20 kg load

30.5% gradient climbing speed 17.2 m/min without loadWith 20 load

Speeed 16 km/h

3.6 km/h, level hard surface tractive force 11.6 kg

Two-handed strokes 35 strokes /min

60 strokes/min, 2.28 kcal/g of filling

10 sholves per min, throwing 2 m horizontally and 1 m high

Two-handed saw, 60 double strokes/min

Normal rate 0.041 m3/min

Screw horizontalScrew vertical

Garden spade in clay soil

Clover

CookingLight Cleaning; ironingMaking beds; beating carpets; washing floorsHeavy wasting

2,13,1

3,65,3

8,310,5

13,718,4

5,2

8,5

9,5-11,5

2,5

7,8

9

3

0,50,7-1,6

7,5-8,7

8,3

1,0-2,02,0-3,04,0-5,04,0-6,0


Sedangkan perhitungan jumlah energi total menurut Stevenson (1987)

adalah sebagai berikut:


226

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Gambar 2.2 Perhitungan jumlah energi totalSumber: Nurmianto (2005:132)

Data khusus untuk basal metabolisme menurut Stevenson (1987) adalah

sebagai berikut:

a. Pria berat 70 kg : 1,2 kcal/menit

b. Wanita berat 60 kg : 1,0 kcal/menit

Sementara itu efisiensi manusia dapat didefinisikan sebagai berikut:

Kerja EksternalKonsumsi EnergiTotal

×100% (2-2)


Pengukuran yang lebih sensitif adalah:

Kerja EksternalEnergiUntuk Bekerja

×100% (2-3)


2.2.2.2 Penilaian Beban Kerja Berdasarkan Denyut Nadi Kerja

Pengukuran denyut jantung selama bekerja merupakan suatu metode

untuk menilai cardiovascular strain. Beberapa hal yang berkaitan dengan

pengukuran denyut jantung adalah sebagai berikut:

1. Astrand dan Christensen meneliti pengeluaran energi dari tingkat denyut

jantung dan menemukan adanya hubungan langsung antara keduanya.

Tingkat pulsa dan denyut jantung permenit dapat digunakan untuk

menghitung pengeluaran energi. (Retno Megawati, 2003).

2. 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 denyut jantung dapat dilakukan dengan berbagai cara antara

lain:

1. Merasakan denyut jantung yang ada pada arteri radial pada pergelangan

tangan.


227

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

2. Mendengarkan denyut jantung dengan stethoscope.

3. Menggunakan ECG (Electrocardiograph), yaitu mengukur signal elektrik yang

diukur dari otot jantung pada permukaan kulit dada.

Selain menggunakan ECG, dapat menggunakan stopwatch denyut (Kilbon,

1992). Dengan metode tersebut dapat dihitung denyut nadi kerja sebagai

berikut:

Denyut jantung= 10denyutwaktu per h itungan

×60¿ (2-4)


Selain metode denyut jantung tersebut, dapat juga dilakuakan penghitungan

denyut nadi dengan menggunakan metode 15 atau 30 detik.

Kepekaan denyut nadi akan segera berubah dengan perubahan

pembebanan, baik yang berasal dari pembebanan mekanik, fisika, maupun

kimiawi.

Denyut nadi untuk mengestimasi index beban kerja terdiri atas beberapa

jenis, Muller (1962) memberikan definisi sebagai berikut:

1. Denyut jantung pada saat istirahat (resting pulse) adalah rata-rata denyut

jantung sebelum suatu pekerjaan dimulai.

2. Denyut jantung selama bekerja (working pulse) adalah rata-rata denyut

jantung pada saat seseorang bekerja.

3. Denyut jantung untuk bekerja (work pulse) adalah selisish antara denyut

jantung selama bekerja dan selama istirahat.

4. Denyut jantung selama istirahat total (recovery cost or recovery cost) adalah

jumlah aljabar denyut jantung dan berhentinya denyut pada suatu pekerjaan

selesai dikerjakannya sampai dengan denyut berada pada kondisi

istirahatnya.

5. 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).

Denyut jantung pada berbagai macam kondisi kerja dapat dilihat dengan

grafik antara hubungan denyut jantung dengan waktu sebagai berikut :


228

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Gambar 2.3 Denyut jantung dari dua kondisi kerja yang berbedaSumber: Nurmianto (2008:140)

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa seseorang dalam “keadaan

normal”

1. Waktu sebelum kerja (rest) kecepatan denyut jantung dalam keadaan

konstan/stabil walaupun ada perubahan kecepatan denyutnya tetapi tidak

terlalu jauh perbedaannya.

2. Waktu selama bekerja (work) kecepatan denyut jantung dalam keadaan

cenderung naik. Semakin lama waktu kerja yang dilakukan maka makin

banyak energi yang keluar sehingga kecepatan denyut jantung bertambah

cepat naik.

3. Waktu setelah bekerja/waktu pemulihan/recovery kecepatan denyut jantung

dalam keadaan cenderung turun. Kondisi kerja yang lama maka perlu

dibutuhkan waktu istirahat yang digunakan untuk memulihkan energi kita

terkumpul kembali setelah mencapai titik puncak kelelahan.

Peningkatan denyut nadi mempunyai peran yang sangat penting di dalam

peningkatan cardio output dari istirahat sampai kerja maksimum, peningkatan

tersebut oleh Rodahl (1989) didefinikan sebagai heart rate reserve (HR reserve).

Laju pemulihan denyut nadi dipengaruhi oleh nilai absolute denyut nadi pada

ketergantungguan pekerjaan (the interruption of work), tingkat kebugaran

(individual fitness), dan pemaparan panas lingkungan. Jika nadi pemulihan tidak

segera tercapai maka diperlukan redesain pekerjaan untuk mengurangi tekanan

fisik. Redesain tersebut dapat berupa variabel tunggal maupun keseluruhan dari

variabel bebas (tasks, organisasai kerja, dan lingkungan kerja) yang

menyebabkan beban tugas tambahan.(Tarwaka, Solichul, H.A Bakri, 2004).

Jika denyut jantung dipantau selama istirahat, maka waktu pemulihan untuk

beristirahat meningkat sejalan dengan beban kerja. Dalam keadaan yang


229

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

ekstrim, pekerja tidak mempunyai waktu istirahat yang cukup sehingga

mengalami kelelahan yang kronis. Formulasi untuk menentukan waktu istirahat

sebagai kompensasi dari pekerjaan fisik :

R=T (W−S )W−1,5

(2-5)


Dimana :

R : Waktu istirahat yang dibutuhkan dalam menit

T : Total waktu kerja dalam menit

W : Konsumsi energi rata–rata untuk bekerja dalam kilokalori / menit

S : Pengeluaran energi cadangan yang direkomendasikan dalam kilokalori /

menit (biasanya 4 atau 5 kkal / menit)

2.2.3 Pengukuran Konsumsi Oksigen

Satu kilo kalori adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan

temperatur 1 liter air dari 14,5C menjadi 15,5C. Konsumsi energi dapat diatur

secara tidak langsung. Jika 1 liter oksigen dikonsumsi oleh tubuh, maka tubuh

akan mendapatkan 4,8 kcal energi. Faktor inilah yang merupakan nilai kalori

suatu oksigen.

1. Kapasitas kerja

Kapasitas kerja adalah kemampuan badan untuk melakukan suatu kerja.

Namun setiap pekerjaan mempunyai kapasitas kerja yang berbeda beda.

Semakin meningkatnya beban kerja, maka konsumsi oksigen juga akan

meningkat. Konsumsi oksigen diberi simbol VO2 dan diukur dalam satuan

liter/menit. Dalam perancangan kerja diharapkan berada di bawah (VO2)max

dari rata-rata populasi. Namun pada kenyataannya, kurang dari 50% (VO2)max

adalah nilai yang direkomendasikan. Menurut Gradjean, 5,2 kcal/menit

merupakan nilai yang direkomendasikan untuk suatu kondisi kerja berat,

yaitu 4 kcal/menit dari energi kerja. Hal ini berdasarkan pada pekerja pria

(diasumsikan pekerja berat) dengan pengaturan energi kerja seperti berikut

ini:

Pengaturan energi kerja sebagai berikut:

a. 20-30 tahun : dikalikan dengan 100%

b. 40 tahun : dikalikan dengan 96%

c. 50 tahun : dikalikan dengan 90%

d. 60 tahun : dikalikan dengan 80%


230

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

e. 65 tahun : dikalikan dengan 75%

Dengan catatan bahwa 5,2 kcal/menit = 5,2 / 4,8 = 1,08 liter/menit

oksigen.

2. Fitness

Fitness merupakan salah satu jenis olah tubuh yang berguna untuk

kesehatan. Olah tubuh dalam fitness terbagi menjadi beberapa jenis latihan

yang memiliki kegunaan masing-masing, yaitu latihan beban dan latihan

kardio.

Latihan Beban Penggunaan beban sebagai alat bantu untuk

meningkatkan kontraksi otot dapat termasuk dalam latihan beban. Otot yang

menerima beban akan mengalami tekanan hingga mencapai titik kelelahan

tertentu. Latihan beban sendiri dapat digolongkan berdasarkan beban yang

digunakan seperti :

a. Beban tubuh

Menggunakan tubuh sendiri sebagai beban baik secara sebagian maupun

beban tubuh secara keseluruhan

b. Beban bebas

Menggunakan pemberat bebas seperti barbell ataupun dumbbell

c. Beban alat

Menggunakan alat mekanik ataupun elektronik yang dihubungkan

dengan pemberat. Tujuan penggunaan alat ini umumnya sebagai

penyokong yang memudahkan pengguna dalam mengontrol pemberat

tersebut.

Latihan beban juga dapat dibedakan berdasarkan otot yang akan dilatih,

yaitu :

a. Otot Dada

Secara medis dikenal sebagai otot pectoral. Jenis latihan beban yang

digunakan yaitu push up dan bench press.

b. Otot Punggung

Secara medis dikenal sebagai otot lattismus. Jenis latihan beban yang

digunakan yaitu pull up, chin up, bench row, deadlift

c. Otot Perut

Secara medis dikenal sebagai otot abdomen. Jenis latihan beban yang

digunakan yaitu sit up dan crunch.

Latihan Kardio Kardio berarti adalah jantung. Latihan ini lebih untuk

meningkatkan detak jantung tanpa penggunaan beban. Pada umumnya,


231

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

latihan ini digunakan untuk menurunkan berat badan ataupun sekedar

menjaga kesehatan. Jenis latihan kardio sangat bervariasi mulai dari jogging,

renang, bersepeda hingga aerobik.

Fitness index telah didefinisikan sebagai berikut:

F=(V O2 )maxW

(2-6)

Sumber : Nurmianto (2003 : 135)

Dimana, W : massa (kg)

(VO2)max : konsumsi energi maksimum (ml/menit)

Pengukuran langsung untuk (VO2)max membutuhkan waktu yang lama,

akan tetapi perkiraannya didapat menggunakan pngukuran denyut jantung

daripada menggunakan konsumsi oksigen.

2.3 Energi Ekspenditur

Energi Ekspenditur adalah energi yang dikonsumsi pada saat melakukan

metabolisme, tiga bagian utama dari energi ekspenditur adalah aktivitas

ekspenditur untuk melakukan gerakan, energi ekspenditur untuk menjaga fungsi

dasar dari sel dan kehidupan, digestive, absorptive ekspenditur untuk mencerna

dan menyerap makanan.Jumlah dari tiga hal tersebut adalah energi ekspenditur.

Bilangan nadi atau denyut jantung merupakan perubahan yang penting dan

pokok, baik dalam penelitian laboratorium.Dalam hal ini penentuan konsumsi

energi biasa digunakan parameter indeks kenaikan bilangan kecepatan denyut

jantung.Indeks ini merupakan perbedaan antara kecepatan-kecepatan denyut

jantung pada waktu kerja tertentu dengan kecepatan denyut jantung pada saat

istirahat.

Untuk merumuskan hubungan antara energi expenditure dengan kecepatan

denyut jantung dilakukan pendekatan kuantitatif hubungan antar energi

expenditure dengan kecepatan denyut jantung dengan menggunakan analisis

regresi. Bentuk regresi hubungan energi dengan kecepatan denyut jantung

secara umum adalah kuadratir dengan persamaan sebagai berikut:

y=1,80411−0,0229038 x+4,71733×10−4 x2 (2-7)Sumber: Nurmianto (2003:135)

Dimana:

Y = Energi (kilocal/menit)

X = Kecepatan denyut jantung (denyut/menit)


232

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Dengan demikian konsumsi energi pada waktu kerja tertentu merupakan

selisih antara pengeluaran energi pada waktu kerja tersebut dengan pengeluaran

energi pada saat istirahat.

2.4 Sistem Cardiovascular

Cardiovascular adalah suatu sistem organ yang berfungsi memindahkan zat

ke dan dari sel. Sistem ini juga menolong stabilisasi suhu dan pH tubuh (bagian

dari homeostasis). Ada tiga jenis sistem peredaran darah: tanpa sistem

peredaran darah, sistem peredaran darah terbuka, dan sistem peredaran darah

tertutup. Cardiovascular = %CVL yang dihitung berdasarkan rumus di bawah ini:

%CVL= Denyut nadi kerja−Denyut nadi istirahatDenyut nadi maksimum−Denyut istirahat

×100% (2-8)

Sumber: Modul Praktikum PK dan Ergonomi (2011:20)

Dimana denyut nadi maksimum adalah (220-umur) untuk laki-laki dan (200-

umur) untuk wanita. Dari perhitungan % CVL kemudian akan dibandingkan

dengan klasifikasi yang telah ditetapkan sebagai berikut:

1. < 30% = Tidak terjadi kelelahan

2. 30%-<60% = Diperlukan perbaikan

3. 60%-<80% = Kerja dalam waktu singkat

4. 80%-<100% = Diperlukan tindakan segera

5. >100% = Tidak diperbolehkan beraktivitas

2.5 Metabolisme

Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk

hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi

selalu menggunakan katalisator enzim. Sumber energi metabolisme otot:

1. ATP dalam sel

2. Creatine Phosphate dalam sel

3. Energi anaerob dari proses glikolisis dalam sel

4. Energi aerob dari proses oksidasi dalam sel

Beberapa detik pertama, Atp menghasilkan energi untuk konstraksi otot, 10

detik pertama PO4 (creatine phosphate) bereaksi dengan ADP membentuk ATP.

Sehingga membentuk siklus ATP – ADP setelah 10 detik. Glukosa terurai untuk

menghasilkan energi. Proses aerobik dengan menggunakan oksigen setiap

molekul glukosa menghasilkan 36 ATP, sedangkan untuk proses anaerobik akan


233

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

berlangsung jika oksigen tidak mencukupi, sehingga setiap molekul glukosa

hanya menghasilkan 2 ATP.

2.5.1 Macam Metabolisme

Metabolisme terbagi menjadi tiga yaitu, metabolisme karbohidrat,

metabolisme lipid dan metabolisme protein.

2.5.1.1 Metabolisme Karbohidrat

Tujuan akhir dari pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah

karbohidrat menjadi ikatan-ikatan yang lebih kecil, terutama berupa glukosa dan

fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembuluh darah melalui dinding usus

halus. Senyawa-senyawa hasil akhir proses pencernaan seperti glukosa, fruktosa,

galaktosa, manosa dan monosakarida lainnya, kemudian diabsorpsi melalui

dinding usus halus dan dibawa ke hati oleh darah.

Meskipun glukosa merupakan sumber energi, tetapi untuk dapat

menghasilkan energi, glukosa harus mengalami proses oksidasi secara bertahap.

Secara garis besar tahapan proses oksidasi tersebut adalah sebagai berikut:

1. Proses Glikolisis

Reaksi yang berlangsung pada proses glikolisis dibagi dalam dua fase.

Pertama, glukosa yang diaktifkan oleh molekul ATP diubah menjadi glukosa

fosfat. Kedua, glukosa fosfat diubah menjadi asam piruvat melalui reaksi

oksidasi.

Reaksi Akhir Glikolisis:

Glukosa + 2 ADP + 2 PO4 ® 2 Asam Piruvat + 2 ATP + 4 H

2 Asam Piruvat ® Mitikondria ® Asetil Ko Enzim A (Asetil Ko A)

2 Asam Piruvat + 2 Koenzim A ® Asetil-Ko A + 2 CO2 + 4 H

Aseti-KoA ® Siklus Asam Sitrat

Siklus Asam Trikarboksilat

Siklus Kreb’s

2. Siklus Krebs

Asam piruvat hasil glikolisis akan dioksidasi melalui siklus kreb sehingga

menghasilkan CO2 dan asetil Ko-A. Asetil Ko-A teroksidasi sempurna

menghasilkan atom hydrogen berenergi tinggi serta melepaskan O2 dan

energi dalam bentuk ATP, NADH, dan FADH2.


234

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Reaksi Akhir Siklus Kreb’s:

2 Asetil-KoA + 6 H2O + 2 ADP ® 4 CO2 + 16 H + 2 KoA + 2 ATP

1 Molekul Glukosa terdiri dari:

Aerob ® 38 Molekul ATP (456.000 Kalori)

Anaerob ® 2 Molekul ATP

3. Transfer Elektron

Atom hydrogen berenergi tinggi hasil sikus kreb akan berpisah menjadi

proton berupa ion hydrogen (H+) dan electron berenergi tinggi. Ion hydrogen

akan menangkap elektron dari oksigen bebas membentuk senyawa air (H2O).

Sedangkan elektron berenergi tinggi akan berpindah ke dalam molekul

pembawa electron, yaitu NAD dan FAD. Selanjutnya NAD dan FAD akan

masuk ke dalam rantai transfer electron dan fosforilasi oksidatif yang

akhirnya menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Keseluruhan proses

tersebut dibantu oleh enzim sitokrom oksidase.

2.5.1.2 Metabolisme Lipid

Diabsorbsi terutama dalam bentuk asam lemak dan gliserol.Asam lemak

merupakan bentuk utama lemak di dalam darah. Asam lemak esensial yang

harus disuplai dari makanan adalah asam linoleat dan asam lenoleat. Sebagai

prekusor untuk prostaglandin, tromboksan dan leukotrian. Zat ini dapat

digunakan sebagai sumber energi oleh jaringan dan mudah disimpan sebagai

trigliserida di jaringan adiposa.

Lipid adalah segolongan senyawa yang tidak larut air tetapi larut dalam

pelarut tidak polar yang merupakan turunan asam lemak dan dapat berikatan

dengan asam lemak. Jenis-jenis lipid antara lain:

1. Asam lemak

2. Triasilgliserol

3. Fosfolipid

4. Sfingolipid

5. Steroid (Kolesterol, hormon steroid dan vitamin D)

6. Terpen (vitamin A, E dan K)

Tubuh memperoleh energi dari lipid dengan proses OKSIDASI b

Lokasi : Mitokondria


235

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Bahan Dasar : Asam lemak

1. Asam lemak dioksidasi ® Asetil-KoA

Hidrogen®Rantai Respirasi®ATP (fosforilasi pada rantai respirasi,a1.

2. Asetil-KoA®Siklus Kreb’s®ATP (fosforilasi tingkat substrat, b1 dan fosforilasi

pada rantai respirasi, b2

Gambar 2.4 Siklus metabolisme lipidSumber : Anonim, 2007, http://www.fkh.unair.ac.id/fisiologi/Kuliah%20Metab%20&

%20Suhu.ppt. (diakses 6 Desember 2011)

2.5.1.3 Metabolisme Protein

Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein.

Tetapi jika ada glukosa rendah, asam amino diubah menjadi glukosa yang

disebut glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa baru dari prekursor

nonkarbohidrat. Asam amino merupakan sumber utama untuk glukosa melalui

jalur glukoneogenesis tetapi gliserol dari trigliserida juga dapat digunakan.

Glukoneogenesis dan glikogenesis penting untuk memback-up sumber energi

pada saat puasa. Fungsi protein adalah sebagai berikut:

1. Biokatalisator (enzim)

2. Struktur jaringan/organ/sel

3. Alat transpor senyawa dalam darah

4. Keseimbangan asam basa

5. Pertahanan tubuh (antibody)

6. Hormon

Sedangkan bahan utama dalam protein adalah sebagai berikut:

1. Hasil katabolisme protein

2. Keluar tubuh melalui urin, kulit dan keringat

3. Perbandingan nitrogen masuk dengan nitrogen

4. Keluar menentukanMetabolisme Total Protein

5. Keseimbangan nitrogen: LABORATORIUM PERANCANGAN KERJA DAN ERGONOMI

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI – UNIVERSITAS BRAWIJAYA236

http://www.fkh.unair.ac.id/fisiologi/Kuliah%20Metab%20&%20Suhu.ppt

http://www.fkh.unair.ac.id/fisiologi/Kuliah%20Metab%20&%20Suhu.ppt

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

a. Positif ® pertumbuhan, rekonvalensi, hamil

b. Negatif ® kelaparan, sakit

c. Seimbang ® dewasa sehat dan normal

Absorbsi asam amino ® secara aktif

2.5.2 Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Metabolisme

Kecepatan metabolisme dinyatakan sebagai jumlah kalori panas. Proses ini

meliputi kontraksi otot rangka, pemompaan jantung, penguraian normal

komponen-komponen sel. Oleh karena itu, produksi panas bisa diukur dengan

mengukur aktivitas metabolisme. Beberapa faktor yang mempengaruhi

kecepatan metabolisme (Scanlon, 2007) antara lain:

1. Latihan

Kontraksi otot rangka meningkatkan kecepatan metabolisme.

2. Usia

Kecepatan metabolisme paling tinggi adalah pada anak, dan menurun seiring

pertambahan usia. Kebutuhan energi untuk pertumbuhan dan kehilangan

panas yang lebih banyak pada tubuh yang kecil menimbulkan peningkatan

kecepatan metabolisme pada anak-anak. Setelah pertumbuhan terhenti,

kecepatan metabolism turun sekitar 2% tiap dekade. Bila seseorang menjadi

kurang aktif, penurunan total bisa sampai 5% tiap dekade.

3. Konfigurasi tubuh orang dewasa

Individu yang tinggi kurus biasanya mempunyai kecepatan metabolisme

yang tinggi daripada individu pendek kekar dengan berat badan sama. Hal ini

karena orang yang tinggi kurus mempunyai permukaan tubuh yang lebih luas

(proporsional berat badan) yang menyebabkan kehilangan panas secara

terus-menerus. Oleh karena itu, 10 kecepatan metabolisme sedikit lebih

tinggi untuk menggantikan kehilangan panas yang lebih banyak.

4. Hormon seks

Testosteron meningkatkan aktivitas metabolisme dibandingkan estrogen dan

ini menyebabkan laki-laki mempunyai kecepatan metabolisme lebih tinggi

daripada wanita. Selain itu laki-laki cenderung mempunyai lebih banyak otot,

suatu jaringan aktif, sedangkan wanita cenderung mempunyai lebih banyak

lemak, suatu jaringan yang relatif tidak aktif.

5. Rangsang simpatis


237

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Pada kondisi stress, metabolisme di banyak sel tubuh meningkat, juga

dipengaruhi oleh hormon epinefrin dan norepinefrin. Sebagai hasilnya,

kecepatan metabolisme meningkat.

6. Penurunan asupan makanan

Bila asupan makanan menurun dalam waktu yang lama, kecepatan

metabolism juga menurun. Hal ini terjadi karena tubuh “memperlambat”

metabolisme untuk menghemat sumber energi yang masih tersedia.

7. Iklim

Orang yang hidup pada iklim dingin memiliki kecepatan metabolisme 10-20%

lebih tinggi daripada orang yang hidup di daerah tropis. Hal ini diyakini

karena perbedaan hormon tiroksin, suatu hormon yang paling bertanggung

jawab untuk pengaturan kecepatan metabolisme. Dalam iklim dingin,

kebutuhan untuk produksi panas yang lebih banyak menyebabkan

peningkatan sekresi tiroksin sehingga kecepatan metabolisme tinggi.

2.5.3 Metabolisme Kerja

Dalam metabolisme kerja terdapat berbagai macam, yaitu:

1. Metabolisme Basal

Metabolisme basal merupakan jumlah minimal energi yang diperlukan

untuk menjaga tubuh tetap berfungsi tanpa melakukan aktivitas. Diukur

setelah puasa 12 jam. Besarnya sekitar 1 kcal/jam setiap kilogram berat

tubuh.Kecepatan metabolisme basal diukur pada waktu istirahat, di tempat

tidur, tidak terganggu oleh apapun, dengan pemasukan oksigen dan

pengeluaran karbondioksida diukur.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan metabolisme basal:

a. Ukuran tubuh

b. Umur

c. Jenis kelamin

d. Iklim

e. Jenis pakaian yang dipakai

f. Jenis pekerjaan

2. Metabolisme Istirahat


238

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Merupakan energi yang diperlukan saat istirahat sebelum bekerja.

Besarnya sekitar 10-15% lebih tinggi daripada metabolisme basal.

3. Metabolisme Kerja

Merupakan energi yang diperlukan saat melakukan aktivitas.

4. Metabolisme Pemulihan

Merupakan energi yang diperlukan untuk mengubah kembali :

a. asam laktat menjadi glukosa

b. ADP / AMP menjadi ATP

c. Creatine menjadi creatine phospat

2.6 Kegiatan Otot

Sistem otot adalah sistem tubuh yang memiliki fungsi seperti untuk alat

gerak, menyimpan glikogen dan menentukan postur tubuh. Terdiri atas otot

polos, otot jantung dan otot rangka. Otot merupakan alat gerak aktif yang

mampu menggerakkan tulang, kulit dan rambut setelah mendapat rangsangan.

Otot memiliki tiga kemampuan khusus yaitu:

1. Kontraktibilitas

Kemampuan untuk berkontraksi / memendek.

2. Ekstensibilitas

Kemampuan untuk melakukan gerakan kebalikan dari gerakan yang

ditimbulkan saat kontraksi.

3. Elastisitas

Kemampuan otot untuk kembali pada ukuran semula setelah berkontraksi.

Saat kembali pada ukuran semula otot disebut dalam keadaan relaksasi.

Jenis otot antara lain:

1. Otot lurik

a. Nama lain

Otot rangka, otot serat lintang (musculus striated) atau otot involunter,

b. Struktur

Serabut panjang, berwarna/lurik dengan garis terang dan gelap, memiliki

inti dalam jumlah banyak dan terletak dipinggir,

c. Kontraksi


239

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Menurut kehendak kita (dibawah kendali sistem syaraf pusat), gerakan

cepat,kuat,mudah lelah dan tidak beraturan,

d. Struktur anatomi dari otot rangka.

2. Otot Polos

a. Nama lain

Otot alat-alat dalam/visceral/musculus nonstriated/otot involunter,

b. Struktur

Bentuk serabut panjang seperti kumparan, dengan ujung runcing, dengan

inti berjumlah satu terletak dibagiann tengah,

c. Kontraksi

Tidak menurut kehendak atau diluar kendali sistem saraf pusat, gerakan

lambat, ritmis dan tidak mudah lelah.

3. Otot jantung

a. Nama lain

Myocardium atau musculus cardiata atau otot involunter.

b. Struktur

Bentuk serabutnya memanjang, silindris, bercabang. Tampak adanya garis

terang dan gelap. memiliki satu inti yang terletak di tengah,

c. Kontraksi

Tdak menurut kehendak, gerakan lambat, ritmis dan tidak mudah lelah.

Agar penggunaan tenaga otot bisa optimal maka pengaturan cara kerja otot

harus diperhatikan dengan benar. Kegiatan otot terdiri atas 2, sebagai berikut:

1. Kerja otot dinamik (berirama),

Otot mengencang dan mengerut secara bergantian atau berirama. Sirkulasi

darah dan O2serta metabolis akan berlangsung secara lancar.

2. Kerja otot statik (kerja tetap),

Otot berada dalam posisi mengencang dalam waktu yang cukup lama.

Mengencangnya otot dalam waktu lama akan menyebabkan aliran darah dan

O2 terganggu. Kondisi tersebut mengakibatkan rasa sakit dan lelah pada

otot.


240

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Gambar 2.5 Kerja otot dinamik (a) dan kerja otot statik (b)Sumber: Sritomo (2008:278)

2.7 Kelelahan

Fatigue adalah suatu kelelahan yang terjadi pada syaraf dan otot-otot

manusia sehingga tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Makin berat

beban yang dikerjakan dan gerakan semakin tidak teratur, maka fatigue akan

timbul lebih cepat. Menurut Murrel (1965) kita masih mempunyai cadangan

sebesar 25 kcal sebelum munculnya asam laktat sebagai tanda saat dimulainya

waktu istirahat. Cadangan energi akan hilang jika kita bekerja lebih dari 5,0 kcal

per menit. Selama periode istirahat, cadangan energi tersebut dibentuk kembali.

Timbulnya fatigue perlu dipelajari untuk menentukan tingkat kekuatan otot

manusia, sehingga kerja yang akan dilakukan atau dibebankan dapat disesuaikan

dengan kemampuan otot .

Menurut Barnes, fatigue dapat dilihat dari 3 hal, yaitu:

1. Perasaan lelah

2. Perubahan fisiologis dalam tubuh

3. Menurunnya kemampuan kerja

Ketiga hal tersebut, pada dasarnya berkesimpulan sama yaitu bahwa

kelelahan terjadi jika kemampuan otot telah berkurang dan lebih lanjut lagi

mengalami puncaknya bila otot tersebut tidak mampu lagi bergerak (kelelahan

sempurna).

Tabel 2.4. Klasifikasi Beban Kerja dan Reaksi FisiologiTingkat

PekerjaanEnergi Detak

Jantung (detak/menit

Konsumsi Energi

(liter/detik)Kkal/menit Kkal/8jam


241

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

)Undully Heavy

> 12,5 > 6000 >175 >2,5

Very Heavy 10,00-12,5 4800-6000 150-175 2,0-2,5Heavy 7,5-10,00 3600,4800 125-150 1,5-2,0

Moderate 5,0-7,5 2400-3600 125-150 1,0-1,5

Light 2,5-5,0 1200-2400 60-100 0,5-1,0

Very Light <2,5 <1200 <60 <0,5Sumber: Anonim,2010, http://apk.lab.uii.ac.id/download/modul/regular/Fisiologi.pdf. (diakses 6 Desember 2011)

2.7.1 Kelelahan Berdasarkan Proses Kerja dalam Otot

Macam-macam kelelahan berdasarkan proses kerja dalam otot adalah

sebagai berikut:

1. Kelelahan otot atau kelelahan fisik ialah menurunnya kinerja sesudah

mengalami stress tertentu yang ditandai dengan menurunnya kekuatan dan

kelambanan gerak.

2. Kelelahan umum ialah suatu perasaan yang menyebar yang disertai adanya

penurunan kesiagaan dan kelambanan pada setiap aktivitas

(Grandjean,1985). Perasaan adanya kelelahan secara umum adalah ditandai

dengan berbagai kondisi antara lain: lelah pada organ penglihatan (mata),

mengantuk, stress(pikiran tegang) dan rasa malas bekerja. Biasanya

disebabkan oleh monotoni (pekerjaan yang sifatnya monoton), intensitas

dan lamanya kerja fisik, keadaan lingkungan, kondisi mental dan psikologis,

status kesehatan, dan gizi.

2.7.2 Kelelahan Berdasarkan Penyebab Kelelahan

Macam-macam kelelahan berdasarkan penyebab kelelahan adalah sebagai

berikut:

1. Faktor fisiologis, yaitu akumulasi dari substansi toksin (asam laktat) dalam

darah, penurunan waktu reaksi.

2. Faktor psikologi, yaitu konflik yang mengakibatkan stress yang

berkepanjangan, ditandai dengan menurunnya prestasi kerja, rasa lelah dan

ada hubungannya dengan faktor psikososial.

Selain itu, macam kelelahan berdasarkan penyebabnya juga bisa dibagi

menjadi:


242

http://apk.lab.uii.ac.id/download/modul/regular/Fisiologi.pdf

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

1. Lelah otot, yang dalam hal ini bisa dilihat dalam bentuk munculnya gejala

kesakitan yang amat sangat ketika otot harus menerima beban yang

berlebihan.

2. Lelah visual, yaitu lelah yang diakibatkan ketegangan yang terjadi pada

organ visual (mata). Mata yang terkonsentrasi secara terus menerus pada

suatu obyek (layar monitor), seperti yang dialami oleh operator komputer,

misalnya akan terasa lelah. Cahaya yang terlalu kuat yang mengenai mata

juga akan bisa menimbulkan gejala yang sama.

3. Lelah mental, dimana dalam kasus ini datangnya kelelahan bukan

diakibatkan secara langsung oleh aktivitas fisik, melainkan lewat kerja

mental (proses berpikir sebagai contoh). Lelah mental ini seringkali pula

disebut sebagai lelah otak.

4. Lelah monotonis, adalah sejenis kelelahan yang disebabkan oleh aktivitas

kerja yang sangat menjemukan.

2.7.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kelelahan

Beberapa faktor yang mempengaruhi kelelahan adalah:

1. Kapasitas kerja

Kemampuan seorang pekerja untuk menyelesaikan pekerjaannya dalam

suatu medan kerja tertentu.

2. Jenis kelamin

Dalam melakukan pekerjaan terdapat perbedaan-perbedaan yang mendasar

antara tenaga kerja pria dan wanita:

a. Fisik yaitu ukuran dan kekuatan tubuh

b. Biologi, yaitu adanya haid, kehamilan dan menopause

c. Sosial kultural yaitu akibat kedudukan wanita sebagai ibu rumah tangga

dan tradisi sebagai pencerminan kebudayaan.

3. Umur

Tenaga kerja yang berumur di atas 45 tahun akan cenderung mengalami

peningkatan kelelahan jika dibandingkan tenaga kerja di bawah umur 45

tahun. Meningkatnya umur menyebabkan mudahnya pekerja mengalami

kelelahan yang disebabkan oleh proses degenerasi dari organ yang

menyebabkan kemampuan organ akan menurun.


243

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

4. Status gizi

Konsumsi makanan setiap hari merupakan dasar yang menentukan keadaan

gizi seseorang. Gizi kerja yang baik akan meningkatkan derajat kesehatan

pekerja sehingga pada akhirnya akan empengaruhi produktivitas.

5. Masa kerja

Masa kerja dapat berpengaruh pada kelelahan kerja khususnya kelelahan

kerja kronik (bekerja minimal 13 tahun). Semakin lama tenaga kerja bekerja

pada lingkungan kerja yang kurang nyaman dan tidak menyenangkan maka

kelelahan pada orang tersebut akan menumpuk terus dari waktu ke waktu.

6. Tingkat pendidikan

Pendidikan memberikan pengetahuan bukan hanya langsung berhubungan

dengan pelaksanaan tugas, akan tetapi juga berdasarkan unit

pengembangan diri serta kemampuan untuk memanfaatkan semua sarana

yang ada untuk kelancaran tugasnya. Pendidikan merupakan kekuatan

dinamis dalam mempengaruhi semua aspek kepribadian dan atau

kehidupan individu. Lamanya mengenyam pendidikan formal berpengaruh

terhadap status kesehatan maupun kelelahan kerja.

2.7.4 Pengukuran Kelelahan

Sampai saat ini belum ada cara untuk mengukur tingkat kelelahan secara

langsung. Pengukuran-pengukuran yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya

hanya berupa indikator yang menunjukkan terjadinya kelelahan akibat kerja.

Pengukuran kelelahan kerja terbagi atas 2 macam yaitu pengukuran secara

objektif dan pengukuran secara subyektif. Secara obyektif dapat dilakukan

dengan menggunakan alat ukur untuk mengukur kelelahan kerja, antara lain:

1. Pengukuran waktu reaksi

Waktu reaksi yang diukur dapat merupakan reaksi sederhana atas

rangsangan tunggal atau reaksi-reaksi yang memerlukan koordinasi.

Biasanya waktu reaksi adalah jangka waktu pemberian suatu rangsangan

sampai pada suatu saat kesadaran atau dilaksanakannya kegiatan tertentu

misalnya :

a. Nyala lampu sebagai awal dan pijat tombol sebagai akhir jangkauan

waktu tertentu.

b. Denting suara dan injak pedal.

c. Sentuhan badan dan pemutaran setir.

2. Uji hilangnya kelipan (Flicker Fusion Test)


244

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Dengan kelelahan-kelelahan kemampuan tenaga kerja untuk melihat

kelipan akan berkurang. Semakin lelah, semakin panjang waktu yang

diperlukan untuk jarak antara

dua kelipan.Salah satu alat uji kelip adalah buatan sibata.Uji kelipan

menunjukkan pula keadaan kewaspadaan tenaga kerja.

3. Pengamatan tentang koordinasi dan efisiensi gerakan fisik.

Aneka ragam kegiatan tubuh dan efisiensinya dapat dinilai seperti :

a. Keseimbangan badan ketika berdiri.

b. Koordinasi mata dan tangan.

c. Uji akomodasi mata dan tangan.

d. Kemampuan tangan dan jari.

Kelelahan kerja akan menurunkan koordinasi dan efisiensi kegiatan fisik.

4. Pendekatan dengan kemampuan konsentrasi

Kecepatan dan ketelitian untuk menyelesaikan suatu atau serangkaian

tugas yang diberikan merupakan pencerminan dari konsentrasi atau daya

piker yang baik.

Pengukuran secara subyektif dilakukan dengan menggunakan Kuesioner Alat

Ukur Perasaan Kelelahan Kerja (KAUPK2). KAUPK2 merupakan parameter untuk

mengukur perasaan kelelahan kerja sebagai gejala subyektif yang dialami

pekerja dengan perasaan yang tidak menyenangkan. Keluhan-keluhan pekerja

sehari-hari membuat mereka mengalami kelelahan kronis, sehingga mereka

dating ke poliklinik untuk berobat setelah perasaan ini dialaminya untuk

beberapa waktu (Nasution,H.R).


245

START

Alat dan bahan

Studi Pustaka

Analisis GAP Gula Darah dan Konsumsi Energi

Identifikasi Masalah

Pengambilan Data

Pengolahan Data

Analisis Data

END

Energi Expenditur

Waktu Istirahat

Konsumsi Energi

% CVL

Kesimpulan dan Saran

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM

3.1Diagram Alir Praktikum

Berikut ini adalah diagram alir praktikum Fisiologi Kerja.


246

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Gambar 3.1 Diagram Alir PratikumSumber: Pengolahan Data

3.2Peralatan Praktikum

3.2.1 Peralatan dan Bahan Praktikum

Berikut merupakan peralatan dan bahan praktikum yang digunakan dalam

praktikum ini:

1. Sepeda statis

2. Alalt tulis

3. Stopwatch

4. Timbangan berat badan

5. Glucotest

6. Pulse meter

7. Termometer badan

3.2.2 Prosedur Pelaksanaan Praktikum

Berikut merupakan prosedur pelaksanaan praktikum Perancangan Kerja dan

Ergonomi modul Fisiologi:

1. 1 orang anggota kelompok menjadi objek pengamatan

2. Mengukur berat badan objek pengamatan.

3. Mengukur heart rate dan kadar gula dalam darah sebelum melakukan aktifitas

fisik.

4. Objek pengamatan melakukan aktivitas fisik selama 5 menit dan diukur heart

rate tiap menitnya.

5. Mengukur heart rate tiap menitnya selama 5 menit dan mengukur kadar gula

dalam darah.


247

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengumpulan Data

4.1.1 Data Berat Badan

Berikut ini adalah data berat badan yang diambil sebagai pengamatan awal

praktikan pria maupun wanita.

Tabel 4.1 Rekap Data Berat BadanData Berat Badan

No Nama Jenis KelaminBerat Badan

(kg)

Kelompok 3 NK L 57,4Kelompok 9 Audy L 66,7Kelompok 11 Allan L 80,7Kelompok 21 Agus L 67,91Kelompok 4 Erika P 43,4Kelompok 10 Nindyta P 66,7kelompok 12 Chikitita P 44,2Kelompok 20 Vica P 45,1

Sumber: Pengolahan Data

4.1.2 Data Denyut Jantung

Berikut ini adalah data denyut jantung yang diambil sebagai pengamatan

awal pada praktikan pria dan wanita.

Tabel 4.2 Data Denyut Jantung PriaData Denyut Jantung Pria

Jenis Kelamin Kegiatan Nama HR NormalHeart Rate (pulse/min)

1 2 3Pria Aktivitas 1 NK 79 104 127 151


248

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

RinganAllan 75 104 101 119Agus 92 118 124 125Audy 85 95 103 110

Recovery 1

NK 79 90 89 90Allan 75 79 80 80Agus 92 86 88 85Audy 85 95 91 92

Aktivitas 2 Sedang



Lanjutan Tabel 4.2 Data Denyut Jantung PriaData Denyut Jantung Pria


1 2 3

Pria

Recovery 2


Aktivitas 3 Berat


Recovery 3



Tabel 4.3 Data Denyut Jantung WanitaData Denyut Jantung Wanita


1 2 3Wanita

Aktivitas 1 Ringan

Chikititha 82 95 89 76Nindyta 81 101 72 102

Vica 103 107 115 105Erika 100 69 104 101

Recovery 1


Vica 103 98 100 98Erika 100 102 110 102

Aktivitas 2 Sedang


Vica 103 107 115 105Erika 100 107 98 120


249

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Recovery 2


Vica 103 99 92 102Erika 100 111 107 109

Aktivitas 3 Berat


Vica 103 110 102 121Erika 100 72 95 96

Recovery 3


Vica 103 98 95 99Erika 100 114 109 105


4.1.3 Data Kadar Glukosa

Berikut ini adalah data kadar glukosa yang diambil sebagai pengamatan

awal pada praktikan pria dan wanita:

Tabel 4.4 Data Kadar GlukosaData Kadar Glukosa

No Nama Jenis KelaminKadar Glukosa

Sebelum Sesudah1 Nur K L 77 812 Allan L 73 883 Agus L 53 774 Audy L 93 775 Vica P 86 1076 Chikititha P 116 1217 Erika P 58 698 Nindyta P 88 65


4.1.4 Data Suhu Badan

Berikut ini adalah data suhu badan yang diambil sebagai pengamatan awal

pada praktikan pria dan wanita:

Tabel 4.4 Data Suhu BadanData Suhu Badan

No Nama Jenis KelaminSuhu Badan

Sebelum Sesudah1 NK L 37 36,92 Allan L 37,4 36,83 Agus L 37,4 37


250

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

4 Audy L 37,2 37,55 Chikititha P 37,4 37,46 Nindyta P 38,2 38,57 Vica P 37,6 37,38 Erika P 38,1 38,3


4.2Pengolahan dan Analisis Data

Berdasarkan data yang telah diperoleh, selanjutnya membuat grafik

hubungan antara berat badan dan denyut jantung, kemudian menghitung dan

menganalisis denyut jantung tersebut. Analisis dan perhitungan dilakukan

dengan menghitung energi ekspenditur, konsumsi energy, %CVL, time recovery,

serta perhitungan GAP glukosa.

4.2.1 Grafik Hubungan Berat Badan dan Denyut Jantung

Berikut ini adalah grafik hubungan berat badan dan denyut jantung

praktikan pria pada saat melakukan aktivitas:

57.4 80.7 67.91 66.70

20

40

60

80

100

Denyut Jantung Pria

denyut Jantung Pria

Berat Badan

Deny

ut Ja

ntun

g

Gambar 4.1 Grafik denyut jantung priaSumber: Pengolahan Data

Dari grafik di atas dapat disimpulkan bahwa berat badan tidak

mempengaruhi jumlah denyut jantung seseorang. Seseorang dengan berat

badan 67,91 kg bisa memiliki denyut jantung normal sebanyak 92 denyut/menit,

lebih tinggi dari seseorang dengan berat badan 80,7 kg yang memiliki denyut

jantung normal sebanyak 75.

Berikut ini adalah grafik hubungan berat badan dan denyut jantung pada

praktikan wanita :


251

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

44.2 66.7 45.1 43.40

20406080

100120

Denyut Jantung Wanita

Denyut jantung wanita

Berat Badan

Deny

ut Ja

ntun

g

Gambar 4.2 Grafik denyut jantung wanitaSumber: Pengolahan Data

Pada grafik hubungan berat badan dan denyut jantung wanita menunjukkan

bahwa berat badan tidak mempengaruhi jumlah denyut jantung seseorang.

Seseorang dengan berat badan 44,2 kg bisa memiliki denyut jantung , lebih

rendah dari seseorang dengan berat badan 45,1 kg yang memiliki denyut

jantung sebanyak 103. Pada umumnya hubungan

antara berat badan dan denyut jantung wanita adalah berbanding lurus, yaitu

semakin besar berat badan maka semakin tinggi jumlah denyut jantungnya. Bisa

diartikan bahwa terdapat faktor-faktor lain yang mempengaruhi denyut jantung

normal seseorang, seperti aktivitas kesehariannya dan kebugaran jasmaninya.

Berikut ini adalah grafik hubungan berat badan dan denyut jantung pada

praktikan pria dan wanita:

57.4 80.767.9166.7 44.2 66.7 45.1 43.40

20

40

60

80

100

120

Grafik Hubungan Antara Denyut Jantung dan Berat Badan

Denyut jantung PriaDenyut Jantung Wanita

Berat Badan

Deny

ut Ja

ntun

g

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara denyut jantung dan berat badanSumber: Pengolahan Data


252

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Dari grafik di atas dapat disimpulkan bahwa denyut jantung normal

seseorang tidak berhubungan dengan jenis kelamin ataupun berat badan. Dilihat

dari grafik bahwa denyut jantung pria tidak selalu lebih banyak dari perempuan.

Juga berat badan tidak mempengaruhi banyaknya denyut jantung. Jumlah denyut

jantung akan dipengaruhi oleh aktivitas yang biasa dilakukan seseorang.

4.2.2 Perhitungan dan Analisis Data Denyut Jantung pada Pria dan

Wanita

Perhitungan yang dilakukan pada perhitungan dan analisis data denyut

jantung pada pria dan wanita, yaitu perhitungan energy ekspenditur, konsumsi

energi, %CVL, dan time recovery.

Berikut ini adalah tabel denyut jantung pada praktikan pria dan wanita saat

melakukan aktivitas:

Tabel 4.5 Denyut Jantung Pria dan Wanita

Aktivitas ReplikasiHeart Rate

Pria Wanita

(W) Ringan1 104 1012 127 723 151 102

(R) Ringan1 90 862 89 823 90 84


Lanjutan Tabel 4.5 Denyut Jantung Pria dan Wanita

Aktivitas ReplikasiHeart Rate

Pria Wanita

(W) Sedang1 130 1042 128 813 72 92

(R) Sedang1 89 912 92 833 88 101

(W) Berat1 77 962 129 1153 111 140

(R) Berat1 91 992 90 773 99 92


Berikut ini adalah grafik denyut jantung pada praktikan pria saat melakukan

aktivitas:


253

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3(W)

Ringan(R)

Ringan(W)

Sedang(R)

Sedang(W)

Berat(R)

Berat

020406080

100120140160

Heart Rate Pria

Heart Rate

Aktivitas

Hear

t Rat

e

Gambar 4.4 Grafik heart rate priaSumber: Pengolahan Data

Pada grafik denyut jantung pratikan pria yang melakukan aktivitas olah

raga dengan berat tarikan ringan, sedang, berat dapat dilihat bahwa denyut

jantung terendah 72 denyut/menit dan tertinggi adalah 151 denyut/menit.

Berikut ini adalah grafik denyut jantung pada praktikan wanita saat



254

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3(W)

Ringan(R)

Ringan(W)

Sedang(R)

Sedang(W)

Berat(R)

Berat

020406080

100120140160 Heart Rate Wanita

Heart Rate

Aktivitas

Hear

t Rat

e

Gambar 4.5 Grafik heart rate wanitaSumber: Pengolahan Data

Pada grafik denyut jantung pratikan wanita yang melakukan aktivitas olah


jantung terendah 72 denyut/menit dan tertinggi adalah 140 denyut/menit.

Berikut ini adalah grafik denyut jantung pada praktikan pria dan wanita saat


1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3(W)

Ringan(R)

Ringan(W)

Sedang(R)

Sedang(W)

Berat(R) Berat

020406080

100120140160 Heart Rate Pria dan Wanita

Heart Rate Pria

Heart Rate Wanita

Aktivitas

Hear

t Rat

e

Gambar 4.6 Grafik heart rate pria dan wanitaSumber: Pengolahan Data


255

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Pada grafik denyut jantung pratikan pria yang melakukan aktivitas olah


jantung terendah pada pria 72 denyut/menit dan tertinggi 151 denyut/menit

sedangkan pada wanita denyut jantung terendah 72 denyut/menit dan tertinggi

adalah 140 denyut/menit.

4.2.2.1 Perhitungan Energi Ekspenditur

y=1,80411−0,0229038 x+4,71733×10−4 x2

Dimana

y : Energi Ekspenditur

x : Heart rate

Contoh Perhitungan Aktivitas Ringan

1. Pria

Diketahui:

x = 104

y=1,80411−0,0229038 x+4,71733×10−4 x2

y=1,80411−0,0229038 (104)+4,71733×10−4(104)2

y=4,524379

2. Wanita

Diketahui:

x = 101

y=1,80411−0,0229038 x+4,71733×10−4 x2

y=1,80411−0,0229038 (101 )+4,71733×10−4 (101 )2

y=4,30297

Berikut ini tabel perhitungan energi ekspenditur:

Tabel 4.6 Perhitungan Nilai Ekspenditur

Aktivitas ReplikasiHeart Rate Energi Ekspenditur

Pria Wanita Pria Wanita

(W) Ringan

1 104 101 4,524379 4,3029752 127 72 6,503909 2,60053 151 102 9,10162 4,375833

(R) Ringan

1 90 86 3,563805 3,323322 89 82 3,502269 3,0979313 90 84 3,563805 3,208739

(W) 1 130 104 6,798904 4,524379


256

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Sedang2 128 81 6,601297 3,0439423 72 92 2,6005 3,689709


Lanjutan Tabel 4.6 Perhitungan Nilai Ekspenditur


Pria Wanita Pria Wanita

(R) Sedang

1 89 91 3,502269 3,6262852 92 83 3,689709 3,1528633 88 101 3,441676 4,302975

(W) Berat1 77 96 2,837422 3,9528372 129 115 6,699629 5,4088423 111 140 5,07401 7,843545

(R) Berat1 91 99 3,626285 4,1600892 90 77 3,563805 2,8374223 99 92 4,160089 3,689709


Keteranganx : Heart Ratey : Energi EkspenditurX1 : Operator PriaX2 : Operator Wanita

Berdasarkan hasil perhitungan energi ekspenditur pada tabel 4.6 dapat

dibuat grafik energi ekspenditur pada praktikan pria sebagai berikut:

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3(W)

Ringan(R)

Ringan(W)

Sedang(R)

Sedang(W)

Berat(R)

Berat

0123456789

10

Energi Ekspenditur Pria

Energi Ekspenditur

Aktivitas

Eksp

endi

tur

Gambar 4.7 Grafik energi ekspenditur priaSumber: Pengolahan Data

Grafik di atas menunjukkan perubahan energi ekspenditur per menitnya

pada saat aktivitas dan recovery. Nilai ekspendetur tertinggi terjadi pada

aktivitas dengan aktivitas sedang menit ke-3 sebesar 9,10162 kkal/menit.


257

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Berikut ini adalah grafik energi ekspenditur pada praktikan wanita:

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3(W)

Ringan(R)

Ringan(W)

Sedang(R)

Sedang(W)

Berat(R)

Berat

0123456789

Energi Ekspenditur Wanita

Energi Ekspenditur

Aktivitas

Eksp

endi

tur

Gambar 4.8 Grafik energi ekspenditur wanitaSumber: Pengolahan Data

Grafik di atas menunjukkan perubahan energi ekspenditur per menitnya

pada saat aktivitas dan saat recovery. Sama halnya pada grafik pada pria, energi

ekspenditur pada wanita pun memiliki nilai yang lebih tinggi pada saat

melakukan aktivitas. Nilai ekspenditur tertinggi juga sama, terjadi pada saat

aktivitas berat menit ke-3 sebesar 7,843545. Peningkatan dan penurunan energi

ekspenditur dipengaruhi oleh peningkatan dan penurunan denyut jantung

sehingga trend pada grafik ini hampir sama dengan grafik heart rate/menit.

Berikut ini adalah grafik energi ekspenditur pada praktikan pria dan wanita:


258

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3(W)

Ringan(R)

Ringan(W)

Sedang(R)

Sedang(W)

Berat(R) Berat

0123456789

10Energi Ekspenditur Pria dan Wanita

Energi Ekspenditur PriaEnergi Ekspenditur Wanita

Aktivitas

Eksp

endi

tur

Gambar 4.9 Grafik energi ekspenditur pria dan wanitaSumber: Pengolahan Data

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa grafik energi ekspenditur untuk pria

rata-rata memiliki nilai energi ekspenditur yang lebih tinggi daripada wanita baik

pada saat melakukan aktivitas atau pada saat recovery.

4.2.2.2 Perhitungan Konsumsi Energi

Menghitung energi dari konsumsi energi, dapat dilakukan dengan terlebih

dahulu menghitung nilai energy ekspenditur rata-rata dari tiap kegiatan

kemudian mencari nilai konsumsi energi. Dengan perhitungan rumus:

KE- Et - Ei

Dimana:

KE = Konsumsi Energi (Kkal)

Et = Energi Ekspenditur Aktivitas (Kkal)

Ei = Energi Ekspenditur Recovery (Kkal)

Hasil perhitungan disajikan dalam tabel berikut ini:

Tabel 4.7 Perhitungan Nilai Ekspenditur Rata-rata


Rata Pria Rata WanitaPria Wanita Pria Wanita

(W) Ringan

1 104 101 4,524379 4,302974536,709969406 3,7597691122 127 72 6,503909 2,60050027

3 151 102 9,10162 4,37583253

(R) Ringan

1 90 86 3,563805 3,323320473,543293164 3,2099968032 89 82 3,502269 3,09793109

3 90 84 3,563805 3,20873885(W) 1 130 104 6,798904 4,52437893 5,333567015 3,752676618


259

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Sedang2 128 81 6,601297 3,043942413 72 92 2,6005 3,68970851

(R) Sedang

1 89 91 3,502269 3,626285173,544551119 3,6940409812 92 83 3,689709 3,15286324

3 88 101 3,441676 4,30297453

(W) Berat

1 77 96 2,837422 3,952836534,870353834 5,7350744182 129 115 6,699629 5,40884193

3 111 140 5,07401 7,8435448

(R) Berat

1 91 99 3,626285 4,160088933,783393135 3,5624066012 90 77 3,563805 2,83742236

3 99 92 4,160089 3,68970851Sumber: Pengolahan Data

Contoh perhitungan konsumsi energi pria :

1. Aktivitas ringan

KE=E t−E i=6,709969406−3,543293164=3,166676242kkal /menit

2. Aktivitas sedang


3. Aktivitas berat


Tabel 4.8 Perhitungan Konsumsi Energi

Aktivitas Jenis Kelamin

NamaRata-rata Energi

Ekspenditur Konsumsi Energi

Aktivitas RecoveryRingan

L NK6,709969406 3,543293164 3,166676242

Sedang 5,333567015 3,544551119 1,789015896Berat 4,870353834 3,783393135 1,086960699

RinganP Nindyta

3,759769112 3,209996803 0,54977231Sedang 3,752676618 3,694040981 0,058635637Berat 5,735074418 3,562406601 2,172667817


Berdasarkan perhitungan konsumsi energi pada tabel 4.7, dapat dibuat

grafik konsumsi energi pada praktikan pria sebagai berikut:


260

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Ringan Sedang Berat0

0.51

1.52

2.53

3.5

Konsumsi Energi Pria

Konsumsi Energi

Aktivitas

Kons

umsi

Ener

gi

Gambar 4.10 Grafik konsumsi energi priaSumber: Pengolahan Data

Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa terjadi penurunan dari konsumsi

energi yang dibutuhkan dari aktivitas ringan sebesar 3,16 kkal/menit, aktivitas

rendah 1,78 kkal/menit, aktivitas berat 1,08 kkal/menit.

Berikut ini adalah grafik konsumsi energi pada praktikan wanita:


0.5

1

1.5

2

2.5Konsumsi Energi Wanita

Konsumsi Energi

Aktivitas

Kons

umsi

Ener

gi

Gambar 4.11 Grafik konsumsi energi wanitaSumber: Pengolahan Data

Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa terjadi penurunan dari konsumsi

energi yang dibutuhkan dari ringan sebesar 0,54 kkal/menit menjadi 0,05


261

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

kkal/menit, namun terjadi kenaikan konsumsi energi pada saat aktivitas berat

yakni sebesar 2,17 kkal/menit. Terjadi kenaikan pula pada konsumsi energi

tersebut disebabkan oleh beberapa faktor sehingga konsumsi energi yang

dibutuhkan tidak stabil. Berikut ini adalah grafik konsumsi energi pada praktikan

pria dan wanita:


0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5Konsumsi Energi Pria dan Wanita

Konsumsi Energi PriaKonsumsi Energi Wanita

Aktivitas

Kons

umsi

Ener

gi

Gambar 4.12 Grafik konsumsi energi pria dan wanitaSumber: Pengolahan Data

Dari grafik diatas terlihat bahwa konsumsi energi wanita lebih besar dari

konsumsi energi pria. Pada grafik wanita terlihat terjadi kenaikan konsumsi

energi namun pada pria justru sebaliknya yaitu terjadi penurunan konsumsi

energi hal ini disebabkan oleh beberapa faktor sehingga konsumsi energi yang

dibutuhkan tidak stabil.

4.2.2.3 Perhitungan % CVL

Berikut ini adalah tabel hasil perhitungan CVL pada praktikan pria dan

wanita Ergo II.

Contoh perhitungan manual % CVL pria:

1. Aktivitas ringan

%CVL=100×(HRaktivitas−HR recovery )

HRmax cow−HRrecovery=100×(115,08−87,08)

200−87,08=24,79%

2. Aktivitas sedang



200−89,91=24,67%

3. Aktivitas berat


262

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA



200−92,56=12,64%

Tabel 4.9 Perhitungan % CVL Pria

JENIS AKTIVITASRATA-RATA HR (PULSE/MIN)

% CVL KeteranganAktivitas Recovery

Ringan 115,0833333 87,08333333 0,2479705 Tidak Terjadi KelelahanSedang 117,0833333 89,91666667 0,2467827 Tidak Terjadi KelelahanBerat 106,1666667 92,58333333 0,1264546 Tidak Terjadi KelelahanSumber: Pengolahan Data

Tabel 4.10 Perhitungan % CVL Wanita

JENIS AKTIVITASRATA-RATA HR (PULSE/MIN)

% CVL KeteranganAktivitas Recovery

Ringan 94,66666667 92,25 0,0275404 Tidak Terjadi KelelahanSedang 106,8333333 95,41666667 0,1349754 Tidak Terjadi KelelahanBerat 111 94,5 0,1929825 Tidak Terjadi Kelelahan


Berdasarkan hasil perhitungan % CVL pada tabel 4.7, dapat dibuat grafik

% CVL praktikan pria sebagai berikut:


0.1

0.2

0.3

CVL Pria

CVL Pria

Aktivitas

% C

VL

Gambar 4.13 Grafik % CVL priaSumber: Pengolahan Data

Berdasarkan dari grafik % CVL Pria dapat disimpulkan denyut jantung tidak

berdasarkan dari aktivitasnya, yang seharusnya semakin berat aktivitas semakin

naik pula grafik CVL. Berdasarkan hasil perhitungan % CVL pada tabel 4.7, dapat

dibuat grafik % CVL praktikan pria sebagai berikut:


0.050.1

0.150.2

0.25

CVL Wanita

CVL Wanita

Aktivitas

% C

VL


263

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Gambar 4.14 Grafik % CVL wanitaSumber: Pengolahan Data

Berdasarkan dari grafik % CVL Wanita dapat disimpulkan berbeda dengan

grafik CVL Pria, denyut jantung berdasarkan dari aktivitasnya, semakin berat

aktivitas semakin naik pula grafik CVL.


0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3CVL GABUNGAN

CVL PriaCVL Wanita

Aktivitas

% C

VL

Gambar 4.15 Grafik % CVL pria dan wanitaSumber: Pengolahan Data

Berdasarkan dari grafik % CVL pria maupun wanita, terlihat berbeda

dikarenakan dari pria bukan disebabkan oleh faktor aktivitas, berbeda dengan

wanita yang dipengaruhi faktor aktivitas.

4.2.2.4 Perhitungan Time Recovery

Hasil perhitungan time recovery untuk pria dan wanita pada setiap jenis

aktivitas disajikan sebagai berikut:

Tabel 4.11 Perhitungan Time Recovery

Aktivitas Jenis Kelamin NamaRata-rata Energi Ekspenditur

Konsumsi Energi Time RecoveryAktivitas Recovery

RinganL NK

6,709969406 3,543293164 3,166676242 -52,43330221Sedang 5,333567015 3,544551119 1,789015896 -77,59624982Berat 4,870353834 3,783393135 1,086960699 -26,20687916

RinganP Nindyta

3,759769112 3,209996803 0,54977231 -38,23670345Sedang 3,752676618 3,694040981 0,058635637 -41,42349932Berat 5,735074418 3,562406601 2,172667817 -60,29063962



264

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Berdasarkan hasil time recovery dapat diketahui hasil yang negative

menunjukkan bahwa kegiatan tersebut tidak membutuhkan waktu istirahat,

sedangkan hasil positif menunjukkan bahwa aktivitas tersebut membutuhkan

waktu istirahat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semua aktivitas tidak

membutuhkan waktu istirahat ditunjukkan dengan hasil time recovery yang

negatif.

4.2.3 Grafik Hubungan antara GAP Glukosa dan Konsumsi Energi

Pada sub-bab ini akan membahas mengenai GAP kadar glukosa sebelum

dan sesudah beraktivitas. Tabel GAP kadar glukosa sebelum dan sesudah

aktivitas adalah sebagai berikut:

Tabel 4.12 Data Kadar GlukosaData Kadar Glukosa

No NamaJenis

KelaminKadar Glukosa

Sebelum Sesudah1 Nur K L 77 812 Allan L 73 883 Agus L 53 774 Audy L 93 775 Vica P 86 1076 Chikititha P 116 1217 Erika P 58 698 Nindyta P 88 65


Perhitungan nilai rata-rata energi ekspenditur dan konsumsi energi

disajikan dalam tabel berikut:

Tabel 4.13 Rata-rata energi ekspenditur dan konsumsi energi

Aktivitas Jenis Kelamin

NamaRata-rata Energi Ekspenditur Konsumsi

EnergiAktivitas RecoveryRingan

L Allan4,862040758 2,973529951 1,888510807

Sedang 7,125868542 3,210940269 3,914928273Berat 3,845873008 3,813968908 0,0319041


Lanjutan Tabel 4.13 Rata-rata energi ekspenditur dan konsumsi energi

AktivitasJenis

KelaminNama

Rata-rata Energi Ekspenditur Konsumsi EnergiAktivitas Recovery

RinganP Chikititha

3,392019742 3,08119282 0,310826922Sedang 5,849689037 3,205453217 2,64423582Berat 6,65671745 3,115856946 3,540860504Ringan

L Audy4,442644874 3,73387767 0,708767204

Sedang 4,583047564 3,647426286 0,935621278Berat 5,327736848 3,724058149 1,603678699Ringan

P Erika3,765674025 4,581442121 -0,815768097

Sedang 4,89764835 4,913513528 -0,015865178Berat 3,479658708 4,945347255 -1,465688547Ringan L Agus 6,066413475 3,343518115 2,72289536


265

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA


P Vica4,921061256 4,137060888 0,784000368


L NK6,709969406 3,543293164 3,166676242


P Nindyta3,759769112 3,209996803 0,54977231

Sedang 3,752676618 3,694040981 0,058635637Berat 5,735074418 3,562406601 2,172667817


Berikut ini adalah tabel hubungan antara konsumsi energi dan GAP kadar

glukosa:

Tabel 4.14 Hubungan antara konsumsi Energi dengan GAP Kadar Glukosa

NamaJenis

Kelamin KEKadar Glukosa

GAPsebelum sesudah

Erika P -1,4656885 58 69 11Erika P -0,8157681 58 69 11Erika P -0,0158652 58 69 11Allan L 0,0319041 73 88 15Nindyta P 0,05863564 88 65 23Chikititha P 0,31082692 116 121 5Nindyta P 0,54977231 88 65 23Audy L 0,7087672 93 77 16Vica P 0,78400037 86 107 21Vica P 0,84585126 86 107 21Audy L 0,93562128 93 77 16Vica P 1,05736577 86 107 21NK L 1,0869607 77 81 4Agus L 1,48735089 53 77 24Audy L 1,6036787 93 77 16NK L 1,7890159 77 81 4Allan L 1,88851081 73 88 15Nindyta P 2,17266782 88 65 23Agus L 2,3610839 53 77 24Sumber: Pengolahan Data

Lanjutan Tabel 4.14 Hubungan antara konsumsi Energi dengan GAP Kadar Glukosa

Nama Jenis Kelamin KE

Kadar GlukosaGAP

sebelum sesudahChikititha P 2,64423582 116 121 5Agus L 2,72289536 53 77 24NK L 3,16667624 77 81 4Chikititha P 3,5408605 116 121 5Allan L 3,91492827 73 88 15Sumber: Pengolahan Data


266

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

Berdasarkan rekap perhitungan pada tabel, maka diperoleh grafik hubungan

antara konsumsi energi dan GAP kadar glukosa sebagai berikut:

-2 -1 0 1 2 3 4 50

5

10

15

20

25

30

f(x) = − 0.591836349125821 x + 13.2734385693328

GAP

GAPLinear (GAP)Linear (GAP)

Gambar 4.16 Grafik hubungan antara konsumsi energi dan GAP kadar glukosaSumber: Pengolahan Data

Berdasarkan grafik diatas didapatkan persamaan yaitu y= 0,591x + 13,27.

Hal ini menunjukkan bahwa setiap kenaikan 0,591x akan menyebabkan kenaikan

sebesar 1 y. Hubungan antara x (konsumsi energi) dengan y (GAP kadar glukosa)

adalah berbanding lurus.

BAB VPENUTUP

5.1Kesimpulan

Kesimpulan pada praktikum fisiologi kerja ini antara lain:

1. Dari grafik hubungan berat badan dengan denyut jantung dapat disimpulkan

bahwa denyut jantung normal seseorang tidak berhubungan dengan jenis


267

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

kelamin ataupun berat badan. Dilihat dari grafik bahwa denyut jantung pria

tidak selalu lebih banyak dari perempuan. Juga berat badan tidak

mempengaruhi banyaknya denyut jantung. Jumlah denyut jantung akan

dipengaruhi oleh aktivitas yang biasa dilakukan seseorang.

2. Pada grafik denyut jantung pratikan pria yang melakukan aktivitas olah raga

dengan berat tarikan ringan, sedang, berat dapat dilihat bahwa denyut

jantung terendah pada pria 72 denyut/menit dan tertinggi 151 denyut/menit

sedangkan pada wanita denyut jantung terendah 72 denyut/menit dan

tertinggi adalah 140 denyut/menit.

3. Dari grafik energi ekspenditur dapat dilihat bahwa grafik energi ekspenditur

untuk pria rata-rata memiliki nilai energi ekspenditur yang lebih tinggi

daripada wanita baik pada saat melakukan aktivitas atau pada saat recovery.

4. Dari grafik konsumsi energi terlihat bahwa konsumsi energi wanita lebih

besar dari konsumsi energi pria. Pada grafik wanita terlihat terjadi kenaikan

konsumsi energi namun pada pria justru sebaliknya yaitu terjadi penurunan

konsumsi energi hal ini disebabkan oleh beberapa faktor sehingga konsumsi

energi yang dibutuhkan tidak stabil.

5. Berdasarkan dari grafik % CVL pria maupun wanita, terlihat berbeda

dikarenakan dari pria bukan disebabkan oleh faktor aktivitas, berbeda

dengan wanita yang dipengaruhi faktor aktivitas.

6. Berdasarkan hasil time recovery dapat diketahui hasil yang negative

menunjukkan bahwa kegiatan tersebut tidak membutuhkan waktu istirahat,

sedangkan hasil positif menunjukkan bahwa aktivitas tersebut membutuhkan

waktu istirahat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semua aktivitas tidak

membutuhkan waktu istirahat ditunjukkan dengan hasil time recovery yang

negative.

7. Berdasarkan grafik diatas didapatkan persamaan yaitu y= 0,591x + 13,27.

Hal ini menunjukkan bahwa setiap kenaikan 0,591x akan menyebabkan

kenaikan sebesar 1 y. Hubungan antara x (konsumsi energi) dengan y (GAP

kadar glukosa) adalah berbanding lurus.

5.2Saran


268

MODUL 4FISIOLOGI

KERJA

1. Sebelum melakukan praktikum, praktikan sebaiknya mempelajari modul

terlebih dahulu.

2. Praktikan seharusnya lebih fokus dan tidak bercanda pada saat pengambilan

data.

3. Sebaiknya operator pada saat praktikum, tidak makan sebelum melakukan

praktikum.


269

modul fisiologi kerja

Documents