BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Biomekanika dan Postur Kerja

Biomekanika merupakan salah satu dari empat bidang penelitian informasi

hasil ergonomi. Yaitu penelitian tentang kekuatan fisik manusia yang

mencakup kekuatan atau daya fisik manusia ketika bekerja dan mempelajari

bagaimana cara kerja serta peralatan harus dirancang agar sesuai dengan

kemampuan fisik manusia ketika melakukan akt ivitas kerja tersebut.

Dalam biomekanik ini banyak disiplin ilmu yang mendasari dan berkaitan

untuk dapat menopang perkembangan biomekanik. Disiplin ilmu ini tidak terlepas

dari kompleksnya masalah yang ditangani oleh biomekanik ini. Untuk lebih

jelasnya dapat dilihat bagan (Gambar 2.1) di bawah ini:

Gambar 2.1 Diagram Ilmu Biomekanika (Contini dan Drill, 1966)

II-2

Biomekanika umum adalah bagian dari biomekanika yang berbicara

mengenai hukum-hukum dasar yang mempengaruhi tubuh organik manusia baik

dalam posisi diam maupun bergerak. Biostatik adalah bagian dari biomekanika

umum yang hanya menganalisa bagian tubuh dalam keadaan diam maupun

bergerak pada garis lurus dengan kecepatan seragam (uniform). Biodinamik adalah

bagian dari biodinamika umum yang berkaitan dengan gerakan-gerakan tubuh

tanpa mempertimbangkan gaya yang terjadi (kinematik) dan gaya yang disebabkan

gaya yang bekerja dalam tubuh (kinetik). Occupational Biomechanics didefinisikan

sebagai bagian dari mekanik terapan yang mempelajari interaksi fisik antara

pekerja dengan mesin, material, dan peralatan dengan tujuan untuk

meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktivitas kerja dapat

meningkat (Chaffin & Anderson, 1984) .Biomekanika diklasifikasikan menjadi 2,

yaitu :

1. General Biomechanic

General Biomechanic adalah bagian dari Biomekanika yang berbicara

mengenai hukum – hukum dan konsep – konsep dasar yang mempengaruhi tubuh

organic manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak. Dibagi menjadi 2, yaitu:

a) Biostatics adalah bagian dari biomekanika umum yang hanya

menganalisis tubuh pada posisi diam atau bergerak pada garis lurus

dengan kecepatan seragam (uniform).

b) Biodinamic adalah bagian dari biomekanik umum yang berkaitan dengan

gambaran gerakan – gerakan tubuh tanpa mempertim-bangkan gaya yang

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

tubuh (kinetik) (Tayyari, 1997).

2. Occupational Biomechanic.

Didefinisikan sebagai bagian dari biomekanik terapan yang mempelajari

interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material dan peralatan dengan

tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktifitas

kerja dapat meningkat. Setelah melihat klasifikasi diatas maka dalam praktikum

kita ini dapat kita kategorikan dalam Biomekanik Occupational Biomechanic.

II-3

Untuk lebih jelasnya disini akan dijelaskan tentang anatomi tubuh yang menjadi

dasar perhitungan dan penganalisaan biomekanik.

Dalam biomekanik ini banyak melibatkan bagian bagian tubuh yang

berkolaborasi untuk menghasilkan gerak yang akan dilakukan oleh organ

tubuh yakni kolaborasi antara Tulang, Jaringan penghubung (Connective Tissue)

dan otot yang dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Tulang

Tulang adalah alat untuk meredam dan mendistribusikan gaya/tegangan yang

ada padanya. Tulang yang besar dan panjang berfungsi untuk memberikan

perbandingan terhadap beban yang terjadi pada tulang tersebut. Mungkin dalam

aplikasinya biomekanik selalu berhubungan dengan kerangka manusia, oleh sebab

itu di bawah ini adalah gambar kerangka manusia (Eko Nurmianto, 1996).

Gambar 2.2 Kerangka Manusia (Nurmianto, 1988)

Tulang juga selalu terikat dengan otot, dan jaringan penghubung (connective

Tissue) yakni ligamen,cartilage dan Tendon. Fungsi otot disini untuk menjaga

posisi tubuh agar tetap sikap sempurna.

2. Connective Tissue atau jaringan penghubung

a. Cartilagenous

Fungsi dari sambungan Cartilagenous adalah untuk pergerakan yang relatif

II-4

kecil. Contoh: Sambungan tulang iga ( ribs ) dan pangkal tulang iga (sternum)

Sambungan cartilagenous khusus, antara vertebrata ( ruas-ruas tulang belakang)

yaitu dikenal sebagai interveterbratal disc, yang terdiri dari pembungkus, dan

dikelilingi oleh inti (puply core). Verterbrae juga terdapat pada ligamen dan otot.

Adanya gerakan yang relatif kecil pada setiap jointnya, dapat mengakibatkan

adanya flaksibelit as badan manusia untuk membungkuk, menengadah, dan

memutar. Sedangkan disc berfungsisebagai peredam getaran pada saat manusia

bergerak baik translasi dan rotasi (Nurmianto, 1996).

b. Ligamen

Ligamen berfungsi sebagai penghubung antara tulang dengan tulang untuk

stabilitas sambungan (joint stability) atau untuk membentuk bagian sambungan dan

menempel pada tulang. Ligamen tersusun atas serabut yang letaknya tidak paralel.

Oleh karenanya tendon dan ligamen bersifat inelastic dan berfungsi pula untuk

menahan deformasi. Adanya tegangan yang konstan akan dapat memperpanjang

ligamen dan menjadikannya kurang efektif dalam menstabilkan sambungan

(joints).

Gambar 2.3 Gerak Tangan

Ligamen tersebut untuk membatasi rentang gerakan. Batasan jangkauan dapat

menentukan ruang gerakan atau aktifitas yang digambarkan oleh sistem sambungan

tulang. Sambungan tulang yang sederhana ada pada siku dan lutut. Dengan

II-5

adanya alasan bahwa kedua adalah sambungan yang membatasi gerakan

fleksi (flexion). Sambungan siku memberikan kebebasan gerak pada tulang

tangan.

Lengan dan tungkai adalah sambungan yang komplek, yang mampu untuk

mengadakan gerakan 3 dimensi, Contoh: gerakan mengangkat tangan,

sambungan siku juga dibantu oleh sambungan bahu, pergerakan rotasi seluruh

tangan pada sumbunya dan gerakan lengan tangan pada sambungan pergelangan

tangannya. Tangan manusia mempunyai fleksibilitas yang tinggi dalam gerakannya

(Nurmianto, 1996).

c. Tendon

Berfungsi sebagai penghubung antara antara tulang dan otot terdiri dari

sekelompok serabut collagen yang letaknya paralel dengan panjang tendon. Tendon

bergerak dalam sekelompok jaringan serabut dalam sutu area dimana adanya

gaya gesekan harus diminimumkan. Bagian dalam dari jaringan ini

mengeluarkan cairan synovial untuk pelumasan (Nurmianto,1996).

3. Otot ( Muscle )

Membahas masalah otot striatik yaitu otot sadar. Otot terbentuk atas visber

(fibre), dengan ukuran panjang dari 10-40 mm dan berdiameter 0,01-0,1 mm dan

sumber energi otot berasal dari pemecahan senyawa kaya energi melalui proses

aerob maupun anaerob.

a. Anaerobic

Yaitu proses perubahan ATP menjadi ADP dan energi tanpa bantuan oksigen.

Glikogen yang terdapat dalam otot terpecah menjadi energi, dan membentuk asam

laktat. Dalam proses ini asam laktat akan memberikan indikasi adanya kelelahan

otot secara local, karena kurangnya jumlah oksigen yang disebabkan oleh

kurangnya jumlah suplai darah yang dipompa dari jantung. Misalnya jika ada

gerakan yang sifatnya tiba-tiba (mendadak), lari jarak dekat (sprint), dan lain

sebagainya. Sebab lain adalah karena pencegahan kebutuhan aliran darah yang

mengandung oksigen dengan adanya beban otot statis. Ataupun karena aliran darah

II-6

yang tidak cukup mensuplai oksigen dan glikogen akan melepaskan asam laktat.

b. Aerobic

Yaitu proses perubahan ATP menjadi ADP dan enegi dengan bantuan

oksigen yang cukup. Asam laktat yang dihasilkan oleh kontraksi otot

dioksidasi dengan cepat menjadi CO2 dan H2O dalam kondisi aerobic.

Sehingga beban pekerjaan yang tidak terlalu melelahkan akan dapat

berlangsung cukup lama. Di samping itu aliran darah yang cukup akan mensuplai

lemak, karbohidrat dan oksigen ke dalam otot. Akibat dari kondisi kerja yang

terlalu lama akan menyebabkan kadar glikogen dalam darah akan menurun drastic

di bawah norma, dan kebalikannya kadar asam laktat akan meningkat, dan kalau

sudah demikian maka cara terbaik adalah menghentikan pekerjaan, kemudian

istirahat dan makan makanan yang bergizi untuk membentuk kadar gula dalam

darah.

Hal tersebut di atas adalah merupakan proses kontraksi otot yang telah

disederhanakan analisa pembangkit energinya, dan sekaligus menandakan arti

pentingnya aliran darah untuk otot. Oleh karenanya para ergonom hendaklah

memperhatikan hal-hal seperti berikut untuk sedapat mungkin dihindari

(Nurmianto, 1996):

1. Beban otot statis (static muscle loads).

2. Oklusi (penyumbatan aliran darah) karena tekanan, misalnya tekanan segi kursi

pada popliteal (lipat lutut).

3. Bekerja dengan lengan berada di atas yang menyebabkan siku aliran darah

bekerja berlawanan dengan arah gravitasi.

Dalam dunia kerja yang menjadi perhatian adalah :

a. Kekuatan kerja otot.

Kekuatan kerja otot bergantung pada :

1. Posisi anggota tubuh yang bekerja

2. Arah gerakan kerja.

3. Perbedaan kekuatan antar bagian tubuh.

4. Usia.

II-7

b. Kecepatan dan ketelitian.

c. Daya tahan jaringan tubuh terhadap beban.

Suatu hal yang penting untuk mengetahui jenis otot yang sesuai untuk

menopang beban statis. Beban statis yang terjadi pada semua otot harus

diminimumkan. Gaya yang terjadi pada kontraksi otot sama dengan sebanding

dengan penampang melintangnya. Otot hanya mempunyai kemampuan

berkontraksi dan relaksi bila bergerak dengan arah berlawanan terhadap otot yang

lain, dikenal dengan gerakan antagonis.

Biomekanika dapat diterapkan pada [CHA91]: perancangan kembali pekerjaan

yang sudah ada, mengevaluasi pekerjaan, penanganan material secara manual,

pembebanan statis dan penentuan sistem waktu.

Prinsip-prinsip biomekanika dalam pengangkatan beban [CHA91]:

1. Sesuaikan berat dengan kemapanan pekerja dengan mempertimbangkan

frekuensi pemindahan.

2. Manfaatkan dua atau lebih pekerja untuk memindahkan barang yang berat.

3. Ubahlah aktivitas jika mungkin sehingga lebih mudah, ringan dan tidak

berbahaya.

4. Minimasi jarak horizontal gerakan antara tempat mulai dan berakhir pada

pemindahan barang.

5. Material terletak tidak lebih tinggi dari bahu.

6. Kurangi frekuensi pemindahan.

7. Berikan waktu istirahat.

8. Berlakukan rotasi kerja terhadap pekerjaan yang sedikit membutuhkan

tenaga.

9. Rancang kontainer agar mempunyai pegangan yang dapat dipegang dekat

dengan tubuh.

10. Benda yang berat ditempatkan setinggi lutut agar dalam pemindahan tidak

menimbulkan cidera punggung.

II-8

2.2 Macam-macam Metode Pengklasifikasian Biomekanika

2.2.1 Metode NIOSH

Pada tahun 1981, Nasional Institute for Occupational Safety and Health

(NIOSH) mengidentifikasi adanya problem back injuries yang dipublikasikan dalam

The Work Practises Guide for Manual Lifting (Henry, et al, 1993). Metode ini untuk

mengetahui gaya yang terjadi di punggung (L5S1). Ada 2 metode dalam NIOSH

yaitu:

1. Metode MPL (Maximum Permissible Limit)

2. RWL (Recommended Weigh Limit).

Pada metode MPL, input berupa rentang postur (posisi aktivitas), ukuran

beban dan ukuran manusia yang dievaluasi. Proses analisis dimulai dengan

melakukan perhitungan gaya yang terjadi pada telapak tangan, lengan bawah, lengan

atas, dan punggung. Output yang dihasilkan berupa gaya tekan/kompresi (Fc) pada

lumbar ke 5 sacrum pertama (L5S1). Proses metode MPL seperti terlihat pada gambar

2. Standart yang diberikan metode MPL adalah besar gaya tekan di bawah 6500N

pada L5S1 sedangkan batasan gaya angkat normal (The Action Limit) sebesar 3500

pada L5S1, sehingga didapat standart sebagai berikut

1. Apabila Fc< AL (aman)

2. Apabila AL<Fc<MPL (perlu hati-hati)

3. Apabila Fc>MPL (berbahaya)

Studi perbandingan teknik pengangkatan punggung (the back lift) dan

pengangkatan kaki (the leg lift) dengan mempertimbangkan tekanan mekanik yang

dihasilkan, dapat direkomendasikan pengangkatan dengan kaki lebih kecil resikonya

(Hartomo, 2003).

Metode RWL adalah metode yang merekomendasikan batas beban yang

diangkat oleh manusia tanpa menimbulkan cidera meskipun pekerjaan tersebut

dilakukan secara repetitif dan dalam jangka waktu yang lama. Input metode RWL

adalah jarak beban terhadap manusia, jarak perpindahan, dan postur tubuh (sudut

II-9

yang dibentuk).

Proses metode RWL menghasilkan perhitungan Lifting Index, untuk

mengetahui indeks pengangkatan yang tidak mengandung resiko cidera tulang,

dengan persamaan :

LI = (Load weight /RWL)..............................................................................(1)

Standart metode RWL adalah LI 1, maka aktivitas tersebut tidak

mengandung resiko cidera tulang belakang sedangkan jika LI> 1, maka aktivitas

tersebut mengandung resiko cidera tulang belakang. Kelemahan metode ini adalah

postur kerja tidak diperhatikan secara detail hanya gaya dan beban yang dianalisa,

untuk penggunaan tenaga otot (statis/repetitif) dan postur leher belum dianalisa.

2.2.2 Analisis Metode OWAS

Metode OWAS telah diaplikasikan pada tahun tujuhpuluhan di perusahaan

besi baja di Finlandia. Institute of Occupational Health menganalisis postur seluruh

bagian tubuh dengan posisi duduk dan berdiri. Metode ini juga telah digunakan untuk

menganalisis postur di Indonesia, dengan menggunakan OWASCA (OWAS

Computer-Aided), yakni metode OWAS yang diintegrasikan dengan komputer

(Ojanen, et al, 2000). Analisis dilakukan pada seluruh bagian tubuh pada posisi

duduk dan berdiri. Input metode OWAS adalah sebagai berikut :

1.Data postur punggung

2.Data postur lengan.

3.Data postur kaki

4.Data berat beban yang diangkat.

Proses diawali dengan merekam aktivitas MMH menggunakan handicam.

Hasil rekaman digunakan untuk menganalisis postur yang dilakukan, yakni postur

punggung, lengan, kaki dan berat beban. Hasil analisis postur dalam bentuk kode

angka yang kemudian diklasifikasikan kedalam kategori. Proses pengolahan

menggunakan metode OWAS seperti pada gambar 2.4 sebagai berikut :

II-10

Gambar 2.4 Proses Pengolahan Menggunakan Metode OWAS

Terdapat 4 kategori, seperti dalam tabel berikut :

Tabel 2.1 Kategori Metode OWAS

Kategori Aksi1 Bisa diterima jika tidak berulang dan periode lama2 Perlu pemeriksaan lanjutan dan perubahan-perubahan3 Pemeriksaan dan perubahan perlu dilakukan segera4 Pemeriksaan dan perubahan perlu dilakukan sangat segera

Metode OWAS telah diaplikasikan di Malaysia untuk merancang stasiun kerja

(Hasan, et al, 2002). Hasil dari perancangan stasiun kerja dengan metode OWAS

dapat mengurangi posisi kerja yang berbahaya dari 80% menjadi 66%.

OWAS menganalisis postur seluruh tubuh namun tidak secara detail, faktor

sudut yang dibentuk oleh postur pada aktivitas MMH tidak diperhatikan, pemakaian

tenaga otot statik atau repetitif juga belum dianalisis. Hal tersebut merupakan

kekurangan metode OWAS

2.2.3 REBA (Rapid Entire Body Assessment) 

Rapid Entire Body Assessment (REBA) adalah sebuah metode dalam bidang

ergonomi yang digunakan secara cepat untuk menilai postur leher, punggung, lengan,

pergelangan tangan, dan kaki seorang pekerja. REBA memiliki kesamaan yang

II-11

mendekati metode RULA (Rapid Upper Limb Assessment),tetapi metode REBA tidak

sebaik metode RULA yang menunjukkan pada analisis pada keunggulan yang sangat

dibutuhkan dan untuk pergerakan pada pekerjaan berulang yang diciptakan, REBA

lebih umum, dalam penjumlahan salah satu sistem baru dalam analisis yang

didalamnya termasuk faktor-faktor dinamis dan statis bentuk pembebanan interaksi

pembebanan perorangan, dan konsep baru berhubungan dengan pertimbangan dengan

sebutan “The Gravity Attended” untuk mengutamakan posisi dari yang paling

unggul.

Metode REBA telah mengikuti karakteristik, yang telah dikembangkan untuk

memberikan jawaban untuk keperluan mendapatkan peralatan yang bisa digunakan

untuk mengukur pada aspek pembebanan fisik para pekerja. Analisa dapat dibuat

sebelum atau setelah sebuah interferensi untuk mendemonstrasikan resiko yang telah

dihentikan dari sebuah cedera yang timbul. Hal ini memberikan sebuah kecepatan

pada penilaian sistematis dari resiko sikap tubuh dari seluruh tubuh yang bisa pekerja

dapatkan dari pekerjaannya. Pengembangan dari percobaan metode REBA adalah:

1. Untuk mengembangkan sebuah sistem dari analisa bentuk tubuh yang pantas

untuk resiko musculoskeletal pada berbagai macam tugas

2. Untuk membagi tubuh kedalam bagian-bagian untuk pemberian kode

individual, menerangkan rencana perpindahan

3. Untuk mendukung sistem penilaian aktivitas otot pada posisi statis (kelompok

bagian, atau bagian dari tubuh), dinamis (aksi berulang, contohnya pengulangan

yang unggul pada veces/minute, kecuali berjalan kaki), tidak cocok dengan

perubahan posisi yang cepat.

4. Untuk menggapai interaksi atau hubungan antara seorang dan beban adalah

penting dalam manipulasi manual, tetapi itu tidak selalu bisa dilakukan dengan

tangan.

5. Termasuk sebuah faktor yang tidak tetap dari pengambilan untuk manipulasi

beban manual

6. Untuk memberikan sebuah tingkatan dari aksi melalui nilai akhir dengan

indikasi dalam keadaan terpaksa

II-12

2.2.4 RULA (Rapid Upper Limb Assesment)

Metode RULA (Rapid Upper Limb Assessment) merupakan suatu metode

yang memaparkan analisis postur kerja bagian tubuh atas pekerja. Metode ini

digunakan untuk mengambil nilai postur kerja dengan cara mangambil sampel postur

dari satu siklus kerja yang dianggap mempunyai resiko berbahaya bagi kesehatan si

pekerja, lalu diadakan penilaian/scoring. Setelah didapat hasil dari penilaian tersebut,

kita dapat mengetahui postur pekerja tersebut telah sesuai dengan prinsip ergonomi

atau belum, jika belum maka perlu dilakukan langkah-langkah perbaikan. Metode ini

menggunakan diagram body postures dan tiga tabel penilaian (tabel A, B, dan C)

yang disediakan untuk mengevaluasi postur kerja yang berbahaya dalam siklus

pekerjaan tersebut. Melalui metode ini akan didapatkan nilai batasan maksimum dan

berbagai postur pekerja, nilai batasan tersebut berkisar antara nilai 1 – 7. 

Tujuan dari metode RULA adalah:

1. Menyediakan perlindungan yang cepat dalam pekerjaan.

2. Mengidentifikasi usaha yang dibutuhkan otot yang berhubungan dengan postur

tubuh saat kerja.

3. Memberikan hasil yang dapat dimasukkan dalam penilaian ergonomi yang luas.

4. Mendokumentasikan postur tubuh saat kerja, dengan ketentuan :

5. Tubuh dibagi menjadi dua grup yaitu A (lengan atas dan bawah dan pergelangan

tangan) dan B (leher, tulang belakang, dan kaki).

6. Jarak pergerakan dari setiap bagian tubuh diberi nomor.

7. Scoring dilakukan terhadap kedua sisi tubuh, kanan dan kiri.

Langkah-langkah dalam melaksanakan analisa postur kerja menggunakan metode

RULA:

1. Pengambilan data postur pekerja dengan menggunakan bantuan video atau foto

2. Observasi dan pilih postur yang akan dianalisis

3. Scoring and recording the posture (lihat table scoring)

4. Action level (lihat table action level)

5. Analisa posture

6. Saran perbaikan

II-13

Sistem penilaian untuk postur dari bagian tubuh yang dianalisis atau The Rula

Scoring Sheet dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2.5 The Rula Scoring Sheet

2.2.5 Biomekanika Gaya dan Segmentasi TubuhMerupakan batas besarnya gaya tekan pada segmen L5/S1 dari kegiatan

pengangkatan dalam satuan Newton yang distandarkan oleh NIOSH (National

Instiute of Occupational Safety and Health) tahun 1981. Besar gaya tekannya

adalah di bawah 6500 N pada L5/S1. Sedangkan batasan gaya angkatan normal

(the Action Limit) sebesar 3500 pada L5/S1. Sehingga, apabila Fc < AL (aman),

AL < Fc < MPL (perlu hati-hati) dan apabila Fc > MPL (berbahaya). Batasan gaya

angkat maksimum yang diijinkan , yang direkomendasikan NIOSH (1991) adalah

berdasarkan gaya tekan sebesar 6500 N pd L5/S1 , namun hanya 1% wanita dan

25% pria yang diperkirakan mampu melewati batasan angkat ini.

Perlu diperhatikan bahwa nilai dari analisa biomekanika adalah rentang postur

atau posisi aktifitas kerja, ukuran beban, dan ukuran manusia yang dievaluasi.

Sedangkan kriteria keselamatan adalah berdasar pada beban tekan (compression

load) pada intebral disk antara Lumbar nomor lima dan sacrum nomor satu

(L5/S1). Untuk mengetahui lebih jelas lagi L5/S1 dapat dilihat pada gambar 2.6.

II-14

Gambar 2.6 Klasifikasi dan Kodifikasi pada Vertebrae (Nurmianto, 1996)

Analisa dari berbagai macam pekerjaan yang menunjukkan rasa nyeri (ngilu)

berhubungan erat dengan beban kompresi (tekan) yang terjadi pada (L5/S1),

demikian kata Chaffin and Park (1973). Telah ditemukan pula bahwa 85-95% dari

penyakit hernia pada disk terjadi dengan relative frekuensi pada L4/L5 dan L5/S1.

Kebanyakan penyakit-penyakit tulang belakang adalah merupakan hernia pada

intervertebral disk yaitu keluarnya inti intervertebral (pulpy nucleus) yang

disebabkan oleh rusaknya lapisan pembungkus intervertebral disk.

Evan dan Lissner (1962) dan Sonoda (1962) melakukan penelitian dengan uji

tekan pada spine (tulang belakang). Mereka menemukan bahwa tulang belakang

yang sehat tidak mudah terkena hernia, akan tetapi lebih mudah rusak/retak jika

disebabkan oleh beban yang ditanggung oleh segmen tulang belakang (spinal) dan

yang terjadi dengan diawali oleh rusaknya bagian atas/ bawah segmen tulang

belakang (the castilage end-plates in the vertebrae). Retak kecil yang terjadi pada

vertebral akan menyebabkan keluarnya cairan dari dalam vertebrae menuju

kedalam intervetrebae disc dan selanjutnya mengakibatkan degenerasi (kerusakan)

pada disk. Dari kejadian ini dapat ditarik kesimpulan bahwa degenerasi adalah

merupakan prasyarat untuk terjadinya hernia pada intervertebral disc yang pada

II-15

gilirannya akan menjadi penyebab umum timbulnya rasa nyeri pada bagian

punggung bawah (low-back pain).

Gambar 2.7 Sistem Pengungkit

a. Sistem pengungkit I :

C o n t o h s i s t e m p e n g u n g k i t I :

1. Otot Triceps menarik ulna untuk menggerakkan siku

2. Otot Quadriceps menarik tibia melalui patella untuk menggerakkan lutut

b. Sistem pengungkit II :

C o n t o h s i s t e m p e n g u n g k i t I I :

1. Otot Biceps menarik radius untuk mengangkat siku

2. Otot Brachialis menarik ulna untuk mengangkat siku

3. Otot Deltoid menarik humerus untuk mengangkat bahu

Perlu kita ketahui bahwa seorang operator bekerja tidak hanya lengan saja

yang mengeluarkan tenaga, tetapi bagian tubuh yang lain seperti punggung, paha,

betis dan lain-lain.

II-16

Dalam biomekanik perhitungan guna mencari moment dan gaya dapat

dilakukan dengan cara menghitung gaya dan mement secara parsial atau

menghitung tiap segmen yang menyusun tubuh manusia. Berat dari masing –

masing segmen dibawah ini didapat dari besarnya prosentase dikali dengan gaya

berat dari orang tersebut.

Gambar 2.8 Persentase Persegmen tubuh (Tayyari, 1997)

1. Telapak Tangan

ΣFy = 0

ΣFx = 0 -- tidak ada gaya

horisontal.

ΣM = 0

WH = 0,6% x Wbadan

Fyw = Wo/2 + WH

Mw = (Wo/2 + WH) x SL1 x cos θ1

II-17

2. Lengan Bawah

3. Lengan Atas

ΣFy = 0

ΣFx = 0 -- tidak ada gaya

horisontal.

ΣM = 0

λ2 = 43%

WLA = 1,7% x Wbadan

Fye = Fyw + WLA

Me = Mw + (WLA x λ2 x SL2 x cosθ2)

+ (Fyw x SL2 x cos θ2)

II-18

NB = Gaya pada lengan atas dikalikan dua

Moment dikali dua agar benda utuh satu

4. Punggung

ΣFy = 0

ΣFx = 0 -- tidak ada gaya horisontal.

ΣM = 0

λ3 = 43,6%

WUA = 2,8% x Wbadan

Fys = Fye + WUA

Ms = Me + (WUA x λ3 x SL3 x cosθ3)

+ (Fye x SL3 x cos θ3)

ΣFy = 0

ΣFx = 0 -- tidak ada gaya horisontal.

ΣM = 0

λ4 = 67%

WT = 50% x Wbadan

Fyt = 2Fys + WT

Mt = 2Ms + (WT x λ4 x SL4 x cos θ4)

+ (2Fys x SL4 x cos θ4)

II-19

Dengan menggunakan teknik perhitungan keseimbangan gaya pada tiap

segmen tubuh manusia, maka didapat moment resultan pada L5/S1. Kemudian

untuk mencapai keseimbangan tubuh pada aktivitas pengangkatan, moment pada

L5/S1 tersebut diimbangi gaya otot pada spinal erector (FM) yang cukup besar dan

juga gaya perut (FA) sebagai pengaruh tekanan perut (PA) atau Abdominal

Pressure yang berfungsi untuk membantu kestabilan badan karena pengaruh

momen dan gaya yang ada seperti model pada gambar 2.7 dibawah ini.

Gambar 2.9 Model Sederhana Dari Punggung Bawah (low back) (Chaffin, 1984)

Gaya otot pada spinal erector dirumuskan sebagai berikut:

II-20

FM .E M ( L5 / S1) FA .D

FM = Gaya otot pada Spinal Erector (Newton)

E = Panjang Lengan momen otot spinal erector dari L5/S1 (estimasi 0,05 m

sumber: Nurmianto; 1996)

M(L5/S1) = MT = Momen resultan pada L5/S1

FA = Gaya Perut (Newton)

D = Jarak dari gaya perut ke L5/S1 ( 0,11 m) (Sumber:Nurmianto,1996)

Untuk mencari Gaya Perut (FA), maka perlu dicari Tekanan Perut (PA) dengan

persamaan:

(N/Cm2

)

Wtot = Wo +2 WH + 2 WLA+ 2 WUA + Wt

Keterangan:

PA = Tekanan Perut

AA = Luas Diafragma (465 cm2)

ΘH = Sudut inklinasi perut

ΘT = Sudut inklinasi kaki

Wtot = Gaya keseluruhan yang terjadi

Kemudian gaya tekan/kompresi pada L5/S1 dirumuskan sbb:

FC = Wtot . cos 4 – FA + Fm (newton)

2.3 Kelelahan

Dalam biomekanik kita akan berurusan dengan salah satu kejadian yang

dinamakan kelelahan. Kelelahan ini tidak lepas dari biomekanik karena dalam

aplikasinya biomekanik melihat orang secara mekanik, tetapi kodrat kemanusiaan

pada manusia tidak dapat dikesampingkan sehingga manusia/pekerja mempunyai

II-21

keterbatasan yaitu salah satunya keadaan yang dinamakan lelah. Kelelahan adalah

proses menurunnya efisiensi performansi kerja dan berkurangnya kekuatan atau

ketahanan fisik tubuh manusia untuk melanjutkan kegiatan yang harus dilakukan.

Dalam bahasan lain, kelelahan didefinisikan sebagai suatu pola yang

timbul pada suatu keadaan yang secara umum terjadi pada setiap individu yang

telah tidak sanggup lagi untuk melakukan aktivitasnya. Ada beberapa macam

kelelahan yang diakibatkan oleh beberapa faktor, seperti:

1. Lelah otot, yang diindikasikan dengan munculnya gejala kesakitan ketika otot

harus menerima beban berlebihan.

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

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

2. Lelah mental, yaitu kelelahan yang datang melalui kerja mental seperti

berfikir sering juga disebut sebagai lelah otak.

3. Lelah monotonis, yaitu kelelahan yang disebabkan oleh aktivitas kerja

yang bersifat rutin, monoton, ataupun lingkungan kerja yang menjemukan.

Sedangkan kelelahan yang disebabkan oleh sejumlah faktor yang

berlangsung secara terus menerus dan terakumulasi, akan menyebabkan apa

yang disebut dengan lelah kronis. Di mana gejala-gejala yang tampak jelas

akibat lelah kronis dapat dicirikan seperti:

1. Meningkatnya emosi dan rasa jengkel sehingga orang menjadi kurang

toleran atau asosial terhadap orang lain.

2. Munculnya sikap apatis terhadap pekerjaan.

3. Depresi yang berat.