ANALISA KONDISI TERMAL UNTUK MENDUKUNG KENYAMANAN KERJA OPERATOR DI PT. PABRIK ES SIANTAR
TUGAS SARJANA Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh Marta Sundari Pasaribu NIM : 110403099
DEPART EMEN TEKNIK F A K U L T A S
INDUSTRI
T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini. Tugas sarjana merupakan langkah awal bagi penulis dalam mengenal dunia kerja serta mengimplementasikan ilmu yang telah dipelajari
selama
perkuliahan. Laporan ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Laporan tugas sarjana ini terdiri dari seluruh rangkaian penelitian di PT. Pabrik Es Siantar. Laporan ini berisi tentang penelitian penulis yang berjudul “Analisa Kondisi Termal untuk Mendukung Kenyamanan Kerja Operator di PT. Pabrik Es Siantar.” Penulis menyadari bahwa Laporan tugas sarjana ini masih mengalami kekurangan sehingga diharapkan saran dan kritik dari berbagai pihak demi kesempurnaan laporan tugas sarjana ini. Semoga tugas sarjana ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN,
PENULIS
AGUSTUS 2016
Universitas Sumatera Utara
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan karunia-Nya, penulis bisa mengikuti pendidikan di Departemen Teknik Industri USU dengan baik dan menyelesaikan penulisan laporan tugas sarjana ini. Dalam penulisan tugas sarjana ini penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT. selaku Ketua Departemen Teknik Industri Universitas Sumatera Utara, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas Sarjana ini. 2. Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Industri Universitas Sumatera Utara, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas Sarjana 3. Ibu Ir. Anizar, M. Kes selaku Dosen Pembimbing I atas waktu, bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini. 4. Ibu Rahmi M Sari, ST, MM(T) selaku Dosen Pembimbing II atas waktu, bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.
Universitas Sumatera Utara
5. Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT selaku Koordinator Tugas Sarjana Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Bapak Ir. Mangara M. Tambunan, M.Sc selaku Koordinator Tugas Sarjana Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 7. Kedua orang tua yang tiada hentinya mendukung penulis baik secara moril maupun materil sehingga laporan ini dapat diselesaikan. Penulis menyadari tidak dapat membalas segala kebaikan dan kasih sayang dari keduanya, oleh karena itu izinkanlah penulis memberikan karya ini sebagai ungkapan rasa terima kasih kepada kedua orang tua tercinta. 8. Kedua abang, kakak dan adik ku tercinta, Johannes Pasaribu, Palti Raja Pasaribu, Meilisda Pasaribu dan Panca Pasaribu yang selalu membantu dan mendukung penulis untuk secepatnya menyelesaikan laporan ini. 9. Pak M. Matondang selaku Manager PT. Pabrik Es Siantar yang telah memberikan izin kepada penulis untuk melakukan penelitian di PT. Pabrik Es Siantar dan selaku pembimbing lapangan yang telah membantu penulis dalam melakukan penelitian. 10. Seluruh staf dan pegawai PT. Pabrik Es Siantar yang telah meluangkan waktunya untuk membantu penulis dan memberikan banyak informasi. 11. Bang Mijo, Bang Ridho, Bang Nur, Kak Dina, Kak Ani, Kak Rahma, Kak Mia, selaku staff dan pegawai Teknik Industri yang membantu selama perkuliahan dan dalam urusan administrasi dan pencarian literatur selama pengerjaan tugas sarjana.
Universitas Sumatera Utara
12. Rekan seperjuangan selama penelitian di PT. Pabrik Es Siantar yaitu Hilda Meliany Nababan, Reni Linda Kristy, dan Maria Monica yang selalu mendukung dan memberikan semangat kepada penulis dalam pengerjaan tugas sarjana ini. 13. Kepada teman-teman dekat penulis, Melin, Reny, Mamon, Marissa, Debora, Dicky Siregar, Holongan, Christin, Wahyuni yang telah mendukung dan membantu di dalam setiap kegiatan perkuliahan serta di dalam penyelesaian Laporan Tugas Sarjana. 14. Para Sahabat ku GS yaitu Valentine, Roslinda, Thessa, Tasya, Yohana, dan Tiara yang mendukung dan memberikan semangat kepada penulis dalam pengerjaan tugas sarjana ini. 15. Seluruh teman-teman GIELAS, terimakasih atas dukungan dan kerjasamanya serta seluruh pihak yang telah membantu penulis. 16. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI BAB
I
II
HALAMAN LEMBAR JUDUL .................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ...................................................
ii
SERTIFIKAT SEMINAR .....................................................
iii
KATA PENGANTAR ............................................................
iv
UCAPAN TERIMA KASIH .................................................
v
DAFTAR ISI ...........................................................................
viii
DAFTAR TABEL ..................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ..............................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................
xvii
ABSTRAK ..............................................................................
xviii
PENDAHULUAN...................................................................
I-1
1.1. Latar Belakang .................................................................
I-1
1.2. Perumusan Masalah...........................................................
I-4
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian .........................................
I-4
1.3.1. Tujuan Umum........................................................
I-4
1.3.2. Tujuan Khusus .......................................................
I-4
1.4. Batasan Masalah dan Asumsi............................................
I-6
1.5. Sistematika Penulisan Laporan Tugas Sarjana..................
I-6
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ...............................
II-1
2.1. Sejarah Perusahaan ............................................................
II-1
2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha ..........................................
II-3
2.3. Lokasi Perusahaan .............................................................
II-3
2.4. Daerah Pemasaran .............................................................
II-4
2.5. Organisasi dan Manajemen Perusahaan ............................
II-4
2.5.1. Struktur Organisasi ................................................
II-4
2.5.2. Jam Kerja Perusahaan ...........................................
II-6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB
III
HALAMAN 2.6. Proses Produksi .................................................................
II-6
2.6.1. Bahan Baku ...........................................................
II-6
2.6.2. Bahan Tambahan ...................................................
II-7
2.6.3. Bahan Penolong .....................................................
II-8
2.7. Uraian Proses ....................................................................
II-9
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................
III-1
3.1. Kenyamanan Termal………...............................................
III-1
3.1.1. Tingkat Metabolisme (Metabolic Rate) ................
III-2
3.1.2. Insulasi Pakaian .....................................................
III-3
3.1.3. Suhu Udara ............................................................
III-6
3.1.4. Suhu Radiasi ..........................................................
III-6
3.1.5. Kecepatan Udara ...................................................
III-6
3.1.6. Kelembaban Udara ................................................
III-7
3.1.7. Temperatur Basah, Kering, dan Globe ..................
III-8
3.2. Tekanan Panas (Heat Stress) .............................................
III-9
3.2.1. Indeks Heat Stress ................................................. III-11 3.2.2. Indeks Heat Stress : Pengukuran Tubuh ............... III-12 3.2.3. Indeks Heat Stress : Pengukuran Lingkungan ...... III-12 3.3. Keseimbangan Panas ......................................................... III-14 3.4. Luas Permukaan Tubuh (Body Surface Area) ................... III-18 3.5. Sistem Pengkondisian Suhu Udara ................................... III-18 3.6. Ketentuan Titik Pengukuran Termal ................................. III-19
IV
METODOLOGI PENELITIAN............ ...............................
IV-1
4.1. Tempat dan Waktu Penelitian.................. .........................
IV-1
4.2. Jenis Penelitian ..................................................................
IV-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB
HALAMAN 4.3. Objek Penelitian ................................................................
IV-1
4.4. Jenis dan Sumber Data ......................................................
IV-1
4.5. Variabel Penelitian ..........................................................
IV-2
4.6. Kerangka Konseptual ......................................................
IV-4
4.7. Definisi Operasional........................................................
IV-4
4.8. Rancangan Penelitian ......................................................
IV-6
4.9. Pengumpulan Data ..........................................................
IV-8
4.9.1. Sumber Data ..........................................................
IV-8
4.9.2. Instrumen Penelitian ..............................................
IV-9
4.9.3. Instalasi Pengukuran.............................................. IV-14 4.9.4. Populasi ................................................................. IV-15 4.9.5. Uji Statistik ............................................................ IV-15 4.9.6. Pengumpulan Data Indeks Suhu Bola Basah ........ IV-15 4.9.7. Pengumpulan Data Heat Stress Indeks .................. IV-16 4.10. Pengolahan Data.............................................................. IV-17 4.11. Analisa Data .................................................................... IV-19
V
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA...............
V-1
5.1. Pengumpulan Data ..........................................................
V-1
5.1.1. Pengumpulan Data Kondisi Termal ......................
V-1
5.1.1.1. Data Temperatur Udara (Ta) ...................
V-1
5.1.1.2. Data Kecepatan Angin (V) ......................
V-3
5.1.1.3. Data Kelembaban Udara (RH) ................
V-6
5.1.1.4. Data Temperatur Basah ...........................
V-8
5.1.1.5. Data Temperatur Globe (oC) ...................
V-10
5.1.1.6. Data Insulasi Pakaian Pekerja .................
V-11
5.1.2. Pengumpulan Data Kondisi Fisik Operator...........
V-13
5.1.2.1. Data Pribadi Operator .............................
V-13
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
HALAMAN 5.1.2.2. Data Denyut Nadi Operator ....................
V-13
5.1.2.3. Temperatur Permukaan Kulit ..................
V-14
5.1.2.4. Data Sensasi Termal, Kondisi Aliran, dan
VI
Kondisi Termal .........................................
V-15
5.2. Pengolahan Data ................................................................
V-18
5.2.1. Pengolahan Beban Kerja Pekerja ..........................
V-18
5.2.2. Tingkat Paparan Panas ..........................................
V-20
5.2.2.1. Perhitungan ISBB (Indeks Suhu Bola Basah).
V-20
5.2.2.2. Perhitungan Nilai Heat Stress Index .........
V-22
ANALISIS DAN PEMECAHAN MASALAH ....................
VI-1
6.1. Analisis ..............................................................................
VI-1
6.1.1. Analisis Korelasi dan Regresi Kondisi Termal Terhadap HSI ........................................................
VI-2
6.1.1.1. Analisis Pengaruh Temperatur Udara Terhadap Heat Stress Index ......................
VI-2
6.1.1.2. Analisis Pengaruh Kecepatan Angin Terhadap Heat Stress Index ......................
VI-2
6.1.1.3. Analisis Pengaruh Kelembaban Udara Terhadap Heat Stress Index ......................
VI-3
6.1.2. Analisis Korelasi Kondisi Termal Terhadap ISBB
VI-3
6.1.3. Analisis Fisiologi Pekerja ......................................
VI-3
6.1.4. Analisis ISBB (Indeks Suhu Bola Basah) .............
VI-4
6.1.5. Analisis Heat Stress Index .....................................
VI-4
6.2. Evaluasi .............................................................................
VI-5
6.2.1. Evaluasi Kondisi Termal di Tempat Kerja ............
VI-5
6.2.2. Evaluasi Sistem Ventilasi Ruangan .......................
VI-6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB
HALAMAN
VII KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................
VII-1
7.1. Kesimpulan........................................................................
VII-1
7.2. Saran ...............................................................................
VII-2
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
TABEL
HALAMAN
3.1.
Aktivitas dan Kecepatan Metabolisme ..........................................
III-2
3.2.
Urutan Pakaian Kerja : Nilai Insulasi Panas Kering .....................
III-4
3.3.
Individual Clothing Garments : Dry Thermal Insulation Value ..........
III-4
3.4.
Faktor-Faktor Risiko Terkena Heat Stress ...................................
III-10
3.5.
Gangguan Akibat Panas dan Gejalanya ........................................
III-10
3.6.
Nilai Heat Stress Index (HSI) dan Gejalanya................................
III-13
3.7.
Standar Ketinggian Alat Ukur .......................................................
III-20
4.1.
Spesifikasi 4 in 1 Environmental ..................................................
IV-9
4.2.
Spesifikasi Black Globe Thermometer ..........................................
IV-10
4.3.
Spesifikasi Anemometer ...............................................................
IV-11
4.4.
Spesifikasi Digital Blood Pressure Monitor .................................
IV-11
4.5.
Spesifikasi Instant Thermometer ...................................................
IV-12
4.6.
Standar Ketinggian Alat Ukur .......................................................
IV-14
5.1.
Rata-Rata Temperatur Udara (Ta).................................................
V-2
5.2.
Rata-Rata Gradien Temperatur Udara ...........................................
V-3
5.3.
Rata-Rata Kecepatan Angin ..........................................................
V-4
5.4.
Rata-Rata Gradien Ketinggian Pengukuran Kecepatan Angin .....
V-5
5.5.
Rata-Rata Kelembaban Udara Gradien .........................................
V-6
5.6.
Rata-Rata Gradien Ketinggian Pengukuran Kelembaban .............
V-7
5.7.
Rata-Rata Temperatur Basah Gradien ...........................................
V-8
5.8.
Rata-Rata Gradien Ketinggian Temperatur Basah ........................
V-9
5.9.
Rata-Rata Temperatur Globe Gradien ...........................................
V-10
5.10. Rata-Rata Gradien Ketinggian Temperatur Globe ........................
V-11
5.11. Data Insulasi Pakaian Pekerja .......................................................
V-12
5.12. Data Pribadi Operator ....................................................................
V-13
5.13. Data Denyut Nadi Operator...........................................................
V-13
5.14. Data Rata-Rata Suhu Tubuh Pekerja Sebelum dan Sesudah Bekerja
V-14
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL (Lanjutan)
TABEL
HALAMAN
5.15. Sensasi Termal ..............................................................................
V-15
5.16. Kondisi Aliran Udara ....................................................................
V-16
5.17. Kondisi Termal ..............................................................................
V-17
5.18. Keluhan Fisik pada Operator.........................................................
V-17
5.19. Denyut Nadi Pekerja .....................................................................
V-19
5.20. Perhitungan Konsumsi Energi Operator .......................................
V-20
5.21. Suhu Bola Basah dan Temperatur Globe ......................................
V-21
5.22. Rekapitulasi Nilai ISBB pada Semua Titik ...................................
V-21
5.23. Nilai Ambang Batas Berdasarkan Nomor PER.13/MEN/X/2011
V-22
5.24. Rekapitulasi Nilai Parameter Termal Pada Setiap Titik................
V-24
5.25. Rekapitulasi Perhitungan Nilai HSI ..............................................
V-30
6.1.
Hasil Perhitungan Korelasi Antar Faktor-Faktor ..........................
VI-1
6.2.
Rekapitulasi Perhitungan Korelasi dari Tiap Variabel Termal HSI
VI-2
6.3.
Rekapitulasi Perhitungan Korelasi dari Tiap Variabel Termal ISBB
VI-3
6.4.
Nilai Heat Stress Index (HSI) dan Gejalanya .....................................
VI-5
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR
HALAMAN
2.1.
Struktur Organisasi PT. Pabrik Es Siantar ........................
II-5
4.1.
Kerangka Konseptual Penelitian .......................................
IV-4
4.2.
Blok Diagram Prosedur Penelitian ....................................
IV-7
4.3.
Multifunction Environment Meter 4 in 1 ..........................
IV-9
4.4.
Black Globe Thermometer ................................................
IV-10
4.5.
Anemometer ......................................................................
IV-10
4.6.
Digital Blood Pressure Monitor........................................
IV-11
4.7.
Instant Thermometer .........................................................
IV-11
4.8.
Meteran..............................................................................
IV-12
4.9.
Kuesioner Termal ..............................................................
IV-13
4.10. Pengumpulan Data Indeks Suhu Bola Basah ....................
IV-16
4.11. Pengumpulan Data Heat Stress Index ...............................
IV-17
4.12. Prosedur Pengolahan Data ................................................
IV-18
5.1.
Temperatur Udara Terhadap Waktu dan Ketinggian ........
V-3
5.2.
Kecepatan Angin Terhadap Waktu dan Ketinggian ..........
V-5
5.3.
Kelembaban Udara Terhadap Waktu dan Ketinggian.......
V-7
5.4.
Temperatur Basah Terhadap Waktu dan Ketinggian ........
V-9
5.5.
Temperatur Globe Terhadap Waktu dan Ketinggian ........
V-11
5.6.
Peningkatan Temperatur Kulit Operator Sebelum dan Sesudah Bekerja ................................................................
V-14
5.7.
Sensasi Termal ..................................................................
V-15
5.8.
Grafik Kondisi Aliran Udara .............................................
V-16
5.9.
Kondisi Termal ..................................................................
V-17
5.10. Keluhan Fisik Operator Akibat Kondisi Termal ...............
V-18
6.1.
Tampak 3D Ruangan .........................................................
VI-6
6.2.
Turbin Ventilator ...............................................................
VI-7
6.3.
Hasil Perancangan Turbin pada Lantai Produksi ..............
VI-12
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)
GAMBAR 6.5.
HALAMAN Rancangan Ruangan dengan Perbaikan Sistem Ventilasi Tampak Depan ...................................................................
6.6.
VI-13
Rancangan Ruangan dengan Perbaikan Sistem Ventilasi Tampak Belakang ..............................................................
VI-14
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN
HALAMAN
1.
Form Tugas Akhir .................................................................
L-1
2.
Surat Penjajakan.....................................................................
L-2
3.
Surat Balasan Pabrik ..............................................................
L-3
4.
Surat Keputusan Tentang Tugas Sarjana Mahasiswa ............
L-4
5.
Form Asistensi Laporan Tugas Sarjana .................................
L-5
Universitas Sumatera Utara
