III.
METODE PENELITIAN
A. WAKTU DAN LOKASI PENELITIAN Kegiatan penelitian ini dilaksanakan mulai bulan November 2010 sampai dengan Januari 2011 di Areal Pesawahan di Desa Cibeureum, Kecamatan Darmaga, Bogor.
B. ALAT DAN PERLENGKAPAN Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Satu unit alat perontok padi pedal (pedal thresher) yang ringan dan mobile berbasis sepeda (Atmaja, 2010), dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. O-belt thresher 2. Heart Rate Monitor dan Interface
Gambar 4. Alat Heart Rate Monitor dan Interface 3. 4. 5. 6.
Seperangkat PC (Personal Computer) Metronom digital Stopwatch Bangku step test
10
C. SUBJEK DAN OBJEK PENELITIAN a. Subjek yang akan diteliti adalah subjek yang sudah terbiasa melakukan pekerjaan bertani terdiri dari 3 orang laki-laki b. Objek yang akan digunakan adalah sawah yang siap dipanen dan hasil panen padi yang siap dirontokkan Tabel 2. Karakteristik subjek Subjek
Jenis Kelamin
Umur (tahun)
Berat (kg)
Tinggi (m2)
P1
Laki-laki
25
62
168
P2
Laki-laki Laki-laki
20 42
57 58
172 162
P3
D. PROSEDUR PENELITIAN Pada penelitian ini dilakukan beberapa tahap, yaitu penelitian pendahuluan untuk menentukan lokasi, subjek, dan prosedur pengukuran, dalam tahap ini dilakukan juga penghitungan nilai BME (Basal Metabolic Energy) dari tiap-tiap subjek. Setelah itu dilakukan tahap kalibrasi subjek step test pada frekuensi 15, 20, 25, 30 untuk mendapatkan nilai IRHR step test tiap frekuensi dan WEC step test untuk diplotkan dalam grafik yang berguna dalam pencarian WEC kerja. Pengukuran data kerja yang akan dilakukan meliputi proses perontokan secara manual dan perontokan menggunakan O-belt thresher. Setelah pengukuran data kerja selesai dilanjutkan dengan pengolahan data untuk mendapatkan output kerja yang terdiri dari jam kerja dan hasil perontokan. Data denyut jantung kerja dari masing-masing perontokan diolah untuk mendapatkan nilai IRHR tingkat beban kerja. Setelah didapatkan IRHR tingkat beban kerja, data diplotkan kedalam grafik hubungan IRHR dan WEC yang telah didapatkan sebelumnya pada tahap kalibrasi subjek untuk mendapatkan nilai WEC kerja. Setelah didapatkan nilai WEC kerja akan diperoleh nilai TEC dengan cara menjumlahkan WEC kerja dengan BME yang telah dihitung pada awal penelitian. Setelah itu nilai TEC, hasil perontokan, dan jam kerja dibandingkan antara perontokan secara manual dengan perontokan menggunakan O-belt thresher. Untuk lebih jelasnya, skema penelitian dapat dilihat pada Gambar 5.
11
Gambar 5. Skema penelitian
12
1. Penelitian pendahuluan Setelah ditentukan lokasi penelitian, akan dilakukan pengukuran terhadap umur, berat badan, dan tinggi dari masing-masing subjek untuk mengetahui nilai BME. Salah satu metode yang umum digunakan untuk mengetahui nilai BME adalah dengan menghitung dimensi tubuh (luas permukaan tubuh).Dengan menggunakan table konversi sebagaimana disajikan pada Tabel 3, selanjutnya hasil perhitungan luas permukaan tubuh tersebut dapat dikonversikan kedalam ekuivalen konsumsi oksigen (VO2 dalam liter/menit). Dalam persamaan oksidasi metabolik, diketahui bahwa setiap konsumsi satu liter oksigen (O2) adalah setara dengan energi tubuh sebesar 5kkal (Sanders dalam Pramana, 2009). Tabel 3. Konversi BME ekivalen VO2 (liter/menit) Berdasarkan Luas Permukaan Tubuh 1/100 m2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
136 148 161 173 186
137 150 162 174 187
138 151 162 176 188
140 152 164 177 189
141 153 166 178 190
142 155 167 179 192
143 156 168 181 193
145 157 169 182 194
146 158 171 183 195
147 159 172 184 197
1.6
198
199
200
202
203
204
205
207
208
209
1.7 1.8 1.9
210 223 235
212 224 236
213 225 238
214 226 239
215 228 240
217 229 241
218 230 243
219 231 244
220 233 245
221 234 246
(Sumber : Syuaib dalam Pramana, 2009) Luas permukaan tubuh dapat dihitung dengan menggunakan persaman Du’Bois (Syuaib dalam Pramana, 2009) : A = H0.725 x W 0.425 x 0.007246 Dimana : A = Luas permukaan tubuh (m2) H = Tinggi badan (cm) W = berat badan (kg)
(1)
2. Kalibrasi Step Test Pengukuran beban kerja fisik dan kebutuhan energi lebih praktis untuk dilakukan pada kondisi lapang dengan mempergunakan pengukuran denyut jantung. Tetapi cara dengan pengukuran tersebut memiliki kelemahan, karena hasil pengukuran tidak hanya dipengaruhi oleh usaha-usaha fisik, melainkan juga oleh kondisi dan tekanan mental. Kondisi lainnya adalah bervariasinya karakter denyut jantung pada setiap orang dan dapat pula terjadi penyimpangan.
13
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk kalibrasi pengukuran denyut jantung ini adalah dengan mempergunakan metode step test (metode langkah), selain dari sepeda ergometer. Kalibrasi Step test ini menggunakan Step test dengan frekuensi yang berbeda, yaitu 15 (ST1), 20 (ST2), 25 (ST3) dan 30 (ST4). Beban kerja step test adalah berbanding lurus dengan berat tubuh subjek, tinggi step, dan frekuensi langkah (step)yangberbeda (15, 20, 25, dan 30 langkah/menit), maka dapat disimulasikan adanya beban kerja yang berbeda pada subjek. Pada saat kalibrasi inilah subjek akan diambil data denyut jantungnya melalui alat heart rate monitor (HRM) yang dipasang pada tubuh subjek. Pemasangan alat heart rate monitor (HRM) dapat dilihat pada gambar 6, sedangkan pelaksanaan kalibrasi step test disajikan pada Gambar 7. Prosedur Kalibrasi Step test dapat dilihat pada Gambar 8. Gerakan step test dengan frekuensi yang berbeda dilakukan untuk mengetahui korelasi antara denyut jantung dengan peningkatan beban kerja dimana karakteristiknya pada setiap orang berbeda-beda. Setiap nilai frekuensi step test dilakukan selama lima menit yang diselangi dengan 5 menit istirahat, Sebelum step test dilakukan, subjek diupayakan agar beristirahat sedemikian rupa (untuk rileks) agar diperoleh denyut jantung istirahat. Nilai denyut jantung terendah saat istirahat digunakan sebagai pembanding dari nilai denyut jantung saat bekerja atau saat melakukan step test. Pengambilan data KST dilakukan pagi hari saat subjek belum melakukan kerja berat sebelumnya. Sebagai tambahan bahwa sebelum melakukan kalibrasi maupun bekerja sebaiknya subjek makan terlebih dahulu yaitu 2 jam sebelum pekerjaan dimulai. Pada saat proses kalibrasi subjek tidak boleh melakukan pekerjaan lain, diajak bicara, jalan-jalan, makan dan minum. Karena jika hal tersebut dilakukan maka data yang terekam dalam HRM akan mengalami bias.
Gambar 6. Pemasangan Alat Heart Rate Monitor
Rest 1 (10 min)
Step test 1 (5 min)
Rest 5 (5 min)
Rest 2 (5 min)
Step test 4 (5 min)
Gambar 7. Proses Step test
Step test 2 (5 min)
Rest 4 (5 min)
Rest 3 (5 min)
Step test 3 (5 min)
Gambar 8. Prosedur Kalibrasi Step test
14
Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan hasil rekaman data HR (denyut jantung) yang kemudian dipindahkan ke komputer menggunakan Heart Rate Monitor Interface, lalu data tersebut diolah dan dibuat dalam bentuk grafik. Perhitungan nilai HR harus dinormalisasi agar diperoleh nilai HR yang objektif. Normalisasi nilai HR dilakukan dengan perbandingan HR relatif saat bekerja terhadap nilai HR saat istirahat. Nilai perbandingan HR tersebut dinamakan IRHR (Increase Ratio of Heart Rate). Perbandingan tersebut dirumuskan sebagai berikut (Syuaib, 2003) :
(2) Dimana : HRwork = denyut jantung saat melakukan pekerjaan step test (bps) HRrest = denyut jantung saat istirahat (bps) Untuk mendapatkan nilai beban kerja, maka diperlukan perhitungan WECST (Work Energy Cost Step test) yaitu energi total yang digunakan pada saat melakukan step test, perhitungan dilakukan melalui persamaan WEC berikut (Pramana 2009):
(3) Dimana :
WECST w g h f
= Work Energy Cost step test (Watt) = berat badan (kg) = percepatan gravitasi (9.81 m/s2) =tinggi bangku step test (meter) = frekuensi step test
Untuk mengkonversi nilai IRHR menjadi WEC (Work Energy Cost) pada saat melakukan aktivitas dapat dilakukan dengan cara membuat fungsi korelasi antara WECST terhadap IRHR. Dengan membuat grafik hubungan WECST dengan IRHR maka diperoleh persamaan untuk seorang subjek dengan bentuk umum (Pramana, 2009): Y = aX + b Dimana
:
Y = IRHR X = WEC (kkal)
Setiap subjek mempunyai persamaan yang berbeda-beda. Persamaan inilah yang digunakan untuk menduga nilai WEC pada saat kerja, yaitu dengan cara memasukkan nilai IRHR kerja yang diperoleh pada saat pengukuran ke persamaan tersebut.
15
3. Pengukuran Data kerja a. Pengukuran Output kerja Pengukuran output kerja meliputi pengukuran jam kerja dan hasil perontokan. Metode yang digunakan dalam pengukuran ini adalah dengan metode pengukuran langsung, menggunakan Stop Watch dan Timbangan. Keunggulan dari metode ini terletak pada kemudahan dan keakuratan pada pengambilan data. Dengan mengukur secara langsung, maka penguraian keseluruhan aktifitas menjadi elemen-elemen diperlukan untuk kemudian didapatkan nilai jam kerjadan hasil perontokan petani yang dibutuhkan dalam kegiatan perontokan padi ini. Sebelum pengukuran dimulai, terlebih dahulu diperlukan pemahaman akan kondisi dan metode pekerjaan yang akan diukur. Untuk data hasil perontokan adalah hasil (kg) yang didapat dalam waktu 10 menit kerja yang kemudian dikonversi satuan dari kg/10 menit menjadi kg/jam. Sedangkan untuk data jam kerja diperlukan asumsi produktivitas panen, dalam hal ini digunakan 5 ton/ha sebagai asumsi produktivitas panen. Setelah itu data jam kerja didapat dari asumsi proktivitas panen (Ha). b. Pengukuran Denyut Jantung Pengukuran tingkat beban kerja menggunakan metode denyut jantung (heart rate = HR) selama melakukan suatu aktifitas lebih mudah dibandingkan dengan metode pengukuran konsumsi oksigen. Terutama karena subjek tidak perlu menggunakan masker pernapasan dalam melakukan kegiatan. Perlengkapan pengukuran denyut jantung lebih ringan dan mudah dikenakan, serta dilengkapi pula dengan transmitter untuk mengirim sinyal outputnya ke alat pencatat. Perlengkapan pengukuran denyut jantung tersebut antara lain adalah Heart Rate Monitor. Dalam proses pengambilan data dilakukan dengan beberapa tahapan. Prosedurnya dapat dilihat pada Gambar 9. Awalnya subjek melakukan istirahat pertama selama 10 menit, kemudian dilanjutkan dengan subjek melakukan step test selama 5 menit. Setelah itu subjek diminta istirahat selama 10 menit dan dilanjutkan melakukan kerja selama 10 menit. Terakhir subjek diminta istirahat kembali selama 10 menit. Kerja yang akan dilakukan meliputi perontokan manual dan perontokan dengan alat perontok padi tipe pedal thresher. Skema yang digunakan dalam pengambilan data denyut jantung dapat dilihat pada Gambar 10. Subjek pada pengambilan data denyut jantung kerja adalah subjek P1, P2 dan P3. Dilakukan tiga kali ulangan pengambilan data untuk tiap-tiap subjek dalam tiga kegiatan yaitu sebagai operator perontok padi secara manual, sebagai operator pengayuh pedal sepeda, dan sebagai operator pengumpan padi. Perontokan secara manual dilakukan subjek dengan tangan. Proses perontokan secara manual dapat dilihat pada Gambar 11. Seteleh pengambilan data perontokan secara manual selesai dilakukan maka dilanjutkan dengan pengambilan data terhadap proses perontokan dengan alat perontok padi tipe pedal thresher. Proses perontokan padi dapat dilihat pada Gambar 12.
16
Rest 1 (10 min)
Step test (5 min)
Rest 2 (10 min)
Work (10 menit)
Rest 3 (10 min)
Gambar 9. Prosedur Pengambilan Data
Operator Pengayuh sepeda Perontokan menggunakan Pedal thresher
Operator Pengumpan Padi
Perontokan Secara Manual
P1
U1
U2
U3
P2
U1
U2
U3
P3
U1
U2
U3
P1
U1
U2
U3
P2
U1
U2
U3
P3
U1
U2
U3
P1
U1
U2
U3
P2
U1
U2
U3
P3
U1
U2
U3
Gambar 10. Skema Rancangan Percobaan (Keterangan : P = subjek, U = ulangan)
17
Gambar 11. Perontokan padi secara manual
Gambar 12. Perontokan padi menggunakan alat O-belt thresher.
Setelah data hasil rekaman data HR (denyut jantung) dipindahkan ke komputer menggunakan Heart Rate Monitor Interface, data tersebut diolah dan dibuat dalam bentuk grafik. Selanjutnya dilakukan perhitungan IRHR terhadap data denyut jantung (HR) tersebut. Nilai IRHRdapat digunakan sebagai indikator tingkat beban kerja kualitatif (kejerihan) sebagaimana disajikan pada Tabel 1 (pada Bab Tinjauan Pustaka). Dengan menggunakan persamaan yang telah diperoleh dari hubungan IRHR dan WECST yang diperoleh pada proses KST, menghasilkan WEC pada saat kerja, dapat diketahui dengan cara memasukkan nilai IRHR kerja yang diperoleh pada saat pengukuran kedalam persamaan tersebut. Pada dasarnya, manusia saat melakukan pekerjaan memerlukan energi untuk merespon kerja (WEC) dan juga energi untuk metabolisme (BME). Oleh karena itu, total energi (Total Enery Cost) yang benar-benar dasar pada saat bekerja adalah penjumlahan dari energi metabolisme (BME) dan tambahan energi karena adanya beban kerja (WEC), sehingga nilai TEC dapat dihitung dengan persamaan berikut ini : TEC = WEC + BME Dimana :
(2)
TEC = Total Energy Cost (kkal/menit) WEC = Work Energy Cost (kkal/menit) BME = Basal Metabolic Energy (kkal/menit)
Berat badan seseorang turut mempengaruhi beban kerja, terutama pada jenis pekerjaan dinamik. Semakin besar berat badan seseorang, maka konsumsi energinya semakin besar pula, begitu juga sebaliknya pada saat melakukan pekerjaan yang relatif sama. Oleh karena itu untuk mengetahui nilai beban kerja objektif yang diterima seseorang saat melakukan kerja maka
18
pengaruh berat badan perlu dinormalisasi. Untuk memperoleh nilai TEC yang ternormalisasi (TEC’), dapat menggunakan persamaan (dalam Pramana 2009):
TEC ' = Dimana
TEC w
: TEC’ = Total Energy Cost per Weight (kkal/kg.menit) TEC = Total Energy Cost (kkal/menit) w = Berat badan (kg)
19
