Klasifikasi Beban Kerja Berdasarkan Denyut Jantung Untuk Mengurangi Tingkat Kelelahan Dalam Bekerja
Ariq Adhari Basri 1* , Agustian Suseno 2
1,2 Program Studi Teknik Industri, Universitas Singaperbangsa Karawang, Indonesia * Koresponden email : ariqab06@gmail.com
Diterima: 12 April 2023 Disetujui: 26 April 2023

## Abstract
Physiology  is  an  ergonomic  science  that  focuses  on  measuring  physical  ability.  The  advantage  of  this branch  of  ergonomics  is  that  it  can  understand  how  the  body  works,  responds,  and  adapts  to  the environment. Physical ability measurements need to be performed to reduce fatigue levels when carrying out activities with erratic workloads. This study aims to determine heart rate measurement, calculate oxygen consumption consisting of three workloads, and calculate the work time and rest time obtained from energy consumption carried out during activities. This study obtained the results of light workload analysis with oxygen  consumption  figures  of  19,513  liters/minute  including  light  work  levels,  moderate  workload analysis  with  oxygen  consumption  results  of  20,733  liters/minute  including  moderate  work  levels,  and oxygen consumption calculations in heavy workloads with figures of 22,333 liters/minute including heavy work levels. For analysis of work time calculations and rest time results were obtained the break is 21,975 minutes.
Keywords: ergonomics, work physiology, workload, heart rate, oxygen consumption

## Abstrak
Fisiologi  merupakan  salah  satu  ilmu  ergonomi  yang  berfokus  pada  pengukuran  kemampuan  fisik. Kelebihan  dari  cabang  ilmu  ergonomi  ini  adalah  dapat  memahami  bagaimana  tubuh  bekerja  serta bagaimana  tubuh  merespons  serta  beradaptasi  dengan  lingkungan.  Pengukuran  kemampuan  fisik  perlu dilakukan untuk mengurangi tingkat kelelahan ketika melakukan kegiatan yang memiliki workload yang tidak  menentu.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengukuran  denyut  jantung,  perhitungan konsumsi  oksigen  yang  terdiri  dari  tiga workload serta  melakukan  perhitungan  waktu  kerja  dan  waktu istirahat yang diperoleh dari konsumsi energi yang dilakukan pada saat kegiatan berlangsung.  Penelitian mendapatkan  hasil  analisa workload ringan  didapat  angka  konsumsi  oksigen  sebesar  19,513  liter/menit termasuk work level light . Selanjutnya analisa workload Sedang didapatkan hasil konsumsi oksigen sebesar 20,733 liter/menit termasuk work level moderate , dan perhitungan konsumsi oksigen pada workload Berat didapatkan angka sebesar 22,333 liter/menit termasuk work level heavy. Analisa perhitungan waktu kerja dan waktu istirahat diperoleh hasil waktu istirahat yaitu sebesar 21,975 menit.
Kata Kunci: ergonomi, fisiologi kerja, workload, denyut jantung, konsumsi oksigen

## 1. Pendahuluan
Sehari-hari tubuh manusia dibiasakan untuk melakukan aktivitas dan tentunya pada setiap workload yang  diterima  harus  sesuai  dan  seimbang,  baik  dari  kemampuan  fisik  maupun  kognitif  dan  pastinya memiliki  keterbatasan  saat  menerima workload tersebut.  Tubuh  memerlukan  keadaan  yang  bergerak, memperoleh  asupan  dan  istirahat  yang  baik.  Apabila  keadaan  tersebut  tidak  selaras  maka  tubuh  akan mendapatkan kondisi yang overload sehingga kinerja tubuh tidak optimal [1]. Jika workload tidak sesuai dengan kapasitas yang diterima maka akan menimbulkan efek negatif dana berbahaya, [2]. Kelelahan kerja merupakan  suatu  pikiran yang  bersifat  individual  yang  akan  mengakibatkan  suatu  penurunan daya  guna dari  tubuh  seseorang  [3].  Menurut International  Ergonomics  Association (IEA),  ergonomi  sangat berhubungan dengan manusia karena berkomitmen untuk memiliki pemahaman tentang interaksi manusia dengan  elemen  lainnya  dan  dapat  mengoptimalkan  kesejahteraan  manusia  dengan  kinerja  sistem  secara keseluruhan [4].
Fisiologi ialah sebuah ilmu ergonomi tentang kehidupan manusia berperan secara fisik dan kimiawi. Kata fisiologi dibagi menjadi dua yang berasal dari kata Yunani yaitu physis = ‘alam’ dan logos = ‘cerita’ yang diartikan seluruhnya sebagai ilmu biologi yang mempelajari berlangsungnya sistem kehidupan serta mempelajari  fungsi  mekanik,  fisik,  dan  biokimia  dari  makhluk  hidup  [5].  Fisiologi  juga  berperan  untuk mempelajari organisme lainnya dan tentunya keseluruhan fungsi untuk membantu kehidupan [6]. Denyut
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
jantung  dapat  dipakai  untuk  memperkirakan  atau  sebagai  alat  pengukuran workload untuk mengklasifikasikan ke dalam kategori yang sesuai  [7]. Pada kapasitas tertentu ukuran paru, denyut nadi, dan suhu tubuh memiliki keterkaitan yang sejajar dengan konsumsi oksigen untuk menentukan tingkatan workload [8]. Workload dikategorikan  menjadi  dua  hal  yaitu workload fisiologis  (fisik)  dan workload psikologis  (mental)  [9]. Workload yang  eksesif  dapat  mengakibatkan  kelelahan  terhadap  tubuh  karena tubuh  tidak  bisa  menampung  sesuai  dengan  kapasitasnya  [10].  Dampak  buruk  dari workload jika  tidak sesuai yaitu dapat menimbulkan kelelahan dini baik secara fisik maupun mental [11]. Energy consumption (konsumsi  energi)  merupakan  penyebab  utama  dan  indikator  dalam  mengetahui  tingkatan  ringan  atau beratnya suatu kerja fisik [12]. Energi dapat keluar karena dengan adanya proses metabolisme yang terjadi didalam tubuh tepatnya pada otot yang dibantu oleh cardiovascular dan juga oleh sistem pernapasan tubuh. Pada  pengukuran workload fisik  perlu  mengetahui  faktor  utama  yang  dijadikan  tolak  ukur  untuk menentukan berat  ringannya  suatu  pekerjaan.  Dengan kerja  fisik  tentu  memerlukan  energi  otot  manusia sebagai sumber tenaga salah satunya adalah denyut jantung atau denyut nadi agar dapat mengukur workload seseorang  dari  gerakan otot  dan  memperkirakan kondisi  fisik  serta  dapat  dipergunakan untuk  mengukur level kelelahan [13]. Penilaian workload dengan langkah-langkah perhitungan konsumsi energi secara tidak langsung dapat dilakukan melalui penilaian konsumsi oksigen selama kegiatan berlangsung [14]. Denyut jantung atau denyut nadi memiliki keunggulan yaitu berfungsi sebagai penunjuk proses metabolisme seperti denyut lebih cepat merespon dalam perubahan dalam tuntutan aktivitas [15]. Dengan melakukan penilaian yang optimal dan akurat pada pengukuran workload , maka dapat dipastikan tidak mengalami pemborosan sumber [16].
Tujuan penelitian ini dilakukan berdasarkan permasalahan pada saat Praktikum Perancangan Sistem Kerja yang dilakukan di Universitas ABC. Dengan praktikan melakukan studi lapangan untuk mencermati denyut jantung dengan tiga jenis workload , dapat mencermati perhitungan konsumsi oksigen serta dapat mengetahui  pengukuran  durasi  waktu  kerja  dan  istirahat.  Sehingga  dapat  mengurangi  tingkat  kelelahan pada tubuh serta evaluasi untuk perbaikan guna meningkatkan produktivitas.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian ini dengan mengamati objek penelitian yang melakukan kegiatan workload . Kegiatan yang dilakukan  yaitu  melakukan  lari  di  tempat  dengan  kecepatan  yang  telah  ditentukan  sebelumnya  sehingga dapat dikategorikan ke dalam tiga workload . Terdapat data yang diperlukan yaitu berupa jumlah denyut jantung  setiap  menit  dengan  waktu yang diperlukan  sebanyak  10 menit.  Adapun perhitungan yang  akan dilakukan yaitu sebagai berikut.
a. Pengukuran rata-rata Denyut Jantung
𝐻𝑅 = ∑ 𝐷𝑒𝑛𝑦𝑢𝑡 𝑗𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 (𝑡𝑎𝑛𝑝𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 𝑡 0 )
10 Keterangan: HR = Rata-Rata Denyut Jantung (denyut/menit).
b. Pengukuran Konsumsi Energi dan Konsumsi Oksigen
1) Konsumsi Energi 𝑌 = 1,80411 − 0,0229038𝑋 + 4,71733 . 10 −4 𝑋 2
2) Konsumsi Oksigen 𝑉 0 = 1,168 + 0,2(𝐻𝑅) − 0,035(𝐴) + 0,019(𝑊)
c. Pengukuran Durasi Waktu Kerja dan Waktu Istirahat
1) Mencari Waktu Kerja
𝑊𝑇 = 25
𝐾 − 𝑆 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡
2) Mencari Waktu Istirahat
𝑇𝑅 = 𝑇(𝐾 − 𝑆)
𝐾 − 1,5

## 3. Hasil dan Pembahasan
Data  diperoleh  melalui  hasil  studi  lapangan  yang  dilakukan  terhadap  objek  penelitian  yang melakukan  lari  ditempat  dengan  kecepatan  tertentu  selama  10  menit. Terdapat  tiga  jenis workload yaitu workload ringan (kecepatan lari 2 km/jam), workload sedang (kecepatan 4 km/jam), dan workload berat (kecepatan lari 6 km/jam) sehingga diperoleh data seperti Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Data Denyut Jantung Waktu (Menit) Denyut Jantung Ket Workload Ringan (2 Km/jam) Workload Sedang (4 Km/jam) Workload Berat (6 Km/jam) 0 86 88 93 1 87 94 102 2 89 93 103 3 88 95 101 4 90 95 103 5 90 96 104 6 91 97 104 7 90 96 106 8 91 98 107 9 92 99 105 10 92 98 106 Total 986 1049 1134 Rata-Rata (tanpa t 0 ) 90 96,1 104,1 Detak/menit Sumber: Peneliti (2023)
Kemudian didapat data grafik denyut jantung objek penelitian selama kegiatan berlangsung sehingga dapat diketahui perbandingan denyut jantung dari workload yang ditentukan yaitu seperti Gambar 1.
Gambar 1. Perbandingan Denyut Jantung Sumber: Peneliti (2023)
Selanjutnya  perhitungan  konsumsi  energi  untuk  mengetahui  energi  yang  digunakan  oleh  objek penelitian  dalam  melakukan  kegiatan.  Maka  diperoleh  hasil  konsumsi  energi  pada workload ringan, workload sedang, dan workload berat yaitu seperti Tabel 2 berikut.
Tabel 2. Perhitungan Konsumsi Energi Waktu (Menit) Konsumsi Energi Ket Workload Ringan (2 Km/jam) Workload Sedang (4 Km/jam) Workload Berat (6 Km/jam) 0 2,60332 2,72168 3,03408 1 2,66203 3,09939 3,65583 2 2,78227 3,03408 3,72963 3 2,72168 3,16564 3,58297 4 2,84381 3,16564 3,72963 5 2,84381 3,23284 3,80438 6 2,90629 3,30098 3,80438 7 2,84381 3,23284 3,95670 8 2,90629 3,37006 4,03427 9 2,96971 3,44009 3,88007 10 2,96971 3,37006 3,95670 Total Rata-rata Kkal/menit Sumber: Peneliti (2023)
80 85 90 95 100 105 110 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 De n y ut J an tun g Beban Kerja Ringan (2 Km/jam) Beban Kerja Sedang (4 Km/jam) Beban Kerja Berat
(6 Km/jam)
Kemudian  didapat  data  grafik  konsumsi  energi  objek  penelitian  selama  kegiatan  berlangsung sehingga  dapat  diketahui  besaran  energi  yang  dikeluarkan  ketika  kegiatan  sedang  berlangsung.  Adapun data perbandingan konsumsi energi berdasarkan tingkat workload yaitu seperti Gambar 2 .
Gambar 2. Perbandingan Konsumsi Energi Sumber: Peneliti (2023)
Setelah diketahui data denyut jantung dan data konsumsi energi maka dapat dilakukan perhitungan konsumsi  oksigen  untuk  mengetahui  oksigen  yang  diperlukan  ketika  melakukan  pekerjaan  dengan workload yang telah ditentukan. Adapun perhitungan konsumsi oksigen yaitu sebagai berikut.
a. Workload ringan
V 0 = 1,168 + 0,2(HR) - 0,035(A) + 0,019(W) V 0 = 1,168 + 0,2(90) - 0,035(20) + 0,019(55) V 0 = 19,513 Liter/menit
b. Workload sedang V 0 = 1,168 + 0,2(HR) - 0,035(A) + 0,019(W) V 0 = 1,168 + 0,2(96,1) - 0,035(20) + 0,019(55) V 0 = 20,733 Liter/menit
c. Workload berat V 0 = 1,168 + 0,2(HR) - 0,035(A) + 0,019(W) V 0 = 1,168 + 0,2(104,1) - 0,035(20) + 0,019(55) V 0 = 22,333 Liter/menit
Kemudian selanjutnya melakukan perhitungan waktu kerja dan waktu istirahat yang diperoleh dari konsumsi energi yang dilakukan pada saat kegiatan berlangsung yaitu sebagai berikut.
a. Waktu Kerja
Cadangan Energi  = 25 kkal W Ringan = 2,41617 kkal/menit W Sedang = 5,19484 kkal/menit W Berat = 7,79382 kkal/menit W Total = 15,40483 kkal/menit S = 5 kkal/menit 𝑊𝑇 = 25
𝑊 − 𝑆 𝑊𝑇 = 25
15,40483 − 5
WT = 2,4027 Menit
b. Waktu Istirahat
W = 15,40483 kkal/menit
T = 30 menit
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 K o n sum si E n er gi Beban Kerja Ringan (2 Km/jam) Beban Kerja
Sedang (4 Km/jam)
Beban Kerja Berat (6 Km/jam)
S = 5 kkal/menit BM  = 1,2 kkal/menit
𝑅𝑇 = [ 𝑇(𝑊 − 𝑆) 𝑊 − 𝐵𝑀 ] × 𝐴𝑀
𝑅𝑇 = [ 30(15,40483 − 5) 15,40483 − 1,2 ] × 1

## RT = 21,975 Menit
Setelah melakukan perhitungan maka dapat diketahui klasifikasi workload dan beban fisiologis dari kegiatan yang telah dilakukan. Adapun klasifikasi tersebut yaitu seperti Tabel 3 .
Tabel 3. Klasifikasi Tingkat Pekerjaan
Work level Energy Expenditure Detak Jantung Konsumsi Oksigen Kkal/menit Kkal/8jam Detak/menit L/ Minute Terlalu berat > 12,5 > 6000 > 175 > 2,5 Sangat berat 10,0 - 12,5 4800 - 6000 150 - 175 2,0 - 2,5 Berat 7,5 - 10,0 3600 - 4800 125 - 150 1,5 - 2,0 Menengah 5,0 - 7,5 2400 - 3600 100 - 125 1,0 - 1,5 Ringan 2,5 - 5,0 1200 - 2400 60 - 100 0,5 - 1,0 Sangat ringan < 2,5 < 1200 < 60 < 0,5 Sumber: [5]
Dapat  dicermati  bahwa  konsumsi  energi  pekerjaan  yang  dilakukan  pada workload ringan menunjukkan angka 2,41617 kkal/menit, yang berarti bahwa workload ringan bersifat Very Light karena kurang dari 2,5. Sedangkan konsumsi energi pekerjaan pada workload sedang menunjukkan angka 5,19484 kkal/menit, yang berarti bahwa workload sedang bersifat Moderate karena terletak pada angka 5,0 – 7,5. Kemudian,  yang  terakhir  konsumsi  energi  pekerjaan  pada workload berat  menunjukkan  angka  7,79382 kkal/menit, yang berarti bahwa workload berat bersifat Heavy karena terletak pada angka 7,5 – 10,0. Kemudian  untuk  denyut  jantung,  dapat  dicermati  bahwa  denyut  jantung workload ringan menunjukkan  angka  90  detak/menit,  yang  berarti  termasuk work  level Light .  Untuk  denyut  jantung workload sedang menunjukkan angka 96,1 detak/menit, yang berarti termasuk work level Light . Sedangkan pada denyut jantung workload berat menunjukkan angka 104,1 detak/menit, yang berarti termasuk work level Moderate .
Pada  perhitungan  konsumsi  oksigen  dapat  dicermati  bahwa  konsumsi  oksigen workload ringan menunjukkan angka 19,513 Liter/menit, yang berarti bahwa konsumsi oksigen termasuk work level Light . Sedangkan pada konsumsi oksigen workload sedang menunjukkan angka 20,733 Liter/menit, yang berarti bahwa  konsumsi  oksigen  termasuk work  level Moderate .  Kemudian  yang  terakhir,  konsumsi  oksigen workload berat menunjukkan angka 22,333 Liter/menit, yang berarti bahwa konsumsi oksigen termasuk work level Heavy .

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa hasil analisa workload ringan didapat angka konsumsi oksigen sebesar 19,513 liter/menit termasuk work level light , lalu analisa workload sedang didapatkan hasil konsumsi oksigen sebesar 20,733 liter/menit termasuk work level moderate ,  dan  perhitungan  konsumsi  oksigen  pada workload berat  didapatkan  angka  sebesar  22,333 liter/menit termasuk work level heavy , untuk analisa perhitungan waktu kerja dan waktu istirahat diperoleh hasil waktu istirahat yaitu sebesar 21,975 menit.

## 5. Referensi
[1] S. W. Ismiyasa dan E. Prabowo, “Evaluasi Beban Kerja Dan Keluhan Muskulosketal Pada Tenaga Kependidikan di UPN Veteran Jakarta,” J. Fisioter. Dan Rehabil. , vol. 5, no. 1, hal. 62–68, 2021, doi: https://doi.org/10.33660/jfrwhs.v5i1.131.
[2] P. Fithri dan W. F. Anisa, “Pengukuran Beban Kerja Psikologis dan Fisiologis Pekerja di Industri Tekstil,” J.  Optimasi  Sist.  Ind. ,  vol.  16,  no.  2,  hal.  120,  2017,  doi:  10.25077/josi.v16.n2.p120- 130.2017.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
[3] S. M. Yamaula, A. Suwodono, dan B. Widjasena, “Hubungan Antara Beban Kerja Fisik  Dengan Kelelahan Kerja Pada Pekerja Industri Pengolahan Ikan Asin di UD. X,” J. Kesehat. Masy. , vol. 9, no. 1, hal. 112–118, 2021, doi: https://doi.org/10.14710/jkm.v9i1.28621.
[4] F.  Ishartomo  dan  W.  Sutopo,  “Satu  Dekade  (2008-2017)  Riset  Ergonomi  Di  Indonesia  Dalam Perspektif Teknik Industri: Suatu Studi Bibliometrik,” hal. 978–979, 2018.
[5] D. Herwanto, “Fisiologi Kerja,” Karawang, Jawa Barat, 2021.
[6] Y. Hutabarat, Dasar-Dasar Pengetahuan Ergonomi , Edisi 1. Malang: Media Nusa Creative, 2017.
[7] C.  D.  Kurnianingtyas,  “Identifikasi  Beban  Kerja  Dan  Keluhan  Muskulosketal  Pekerja  Untuk Memperbaiki  Respon  Fisiologis  Pada  Aktivitas  Memilin  Serat  Agel  Di  Ikm  Kulonprogo,” J. REKAVASI , vol. 9, no. 2, hal. 31–36, 2021.
[8] A. D. Satrio, N. A. Mahbubah, dan E. Ismiyah, “Analisis Beban Kerja Fisiologis Dan Psikologis Pada Operator Bongkar Muat Bahan Bangunan (Studi Kasus UD Sumber Wangi),” JUSTI (Jurnal Sist. dan Tek. Ind. , vol. 1, no. 1, hal. 74–84, 2020, doi: http://dx.doi.org/10.30587/justicb.v1i1.2040.
[9] W.  Hidayat,  T.  Ristyowati,  dan  G.  M.  Putro,  “Analisis  Beban  Kerja  Fisiologis  sebagai  Dasar Penentuan Waktu Istirahat untuk Mengurangi Kelelahan Kerja,” Opsi , vol. 13, no. 1, hal. 62, 2020, doi: 10.31315/opsi.v13i1.3469.
[10] K. Nisa dan R. S. Putra, “Tinjauan Pustaka : Hubungan Beban Kerja Terhadap Stres Kerja Perawat,” Mizania J. Ekon. dan Akunt. , vol. 1, no. 1, hal. 13–24, 2021.
[11] I. Rusda, D. Arimbi, dan Carollina, “Analisis Pengaruh Beban Kerja Terhadap Kinerja Karyawan Operator Pada PT Giken Precision Indonesia,” Inovbiz J. Inov. Bisnis , vol. 5, no. 1, hal. 51, 2017, doi: https://doi.org/10.35314/inovbiz.v5i1.171.
[12] R.  T.  Oktaviani,  I.  B.  Suardika,  dan  E. Adriantantri,  “Pengukuran  Beban  Kerja  Fisiologis  Untuk Mengurangi  Keluhan  Musculoskeletal  Disorders  (MSDs)  Pada  Pekerja  Packaging  Uppks Maharani,” J. Valtech (Jurnal Mhs. Tek. Ind. , vol. 4, no. 1, hal. 63–74, 2021.
[13] M.  Rahayu  dan  S.  Juhara,  “Analisis  Beban  Kerja  Fisiologis  Mahasiswa  Saat  Praktikum  Analisa Perancangan Kerja Dengan Menggunakan Metode 10 Denyut,” Unistek , vol. 7, no. 1, hal. 16–20, 2020, doi: 10.33592/unistek.v7i1.463.
[14] H. Prastawa, Z. F. Rosyada, M. F. Hidayah, dan P. Nurlaili, “Desain Pola Istirahat Pekerja Sesing Dengan Pendekatan Fisiologis Untuk Meningkatkan Produktivitas,” J@ti Undip J. Tek. Ind. , vol. 16, no. 1, hal. 10–20, 2021, doi: https://doi.org/10.14710/jati.16.1.10-20.
[15] Y.  Hidjrawan,  Irwanda,  dan  Marlinda,  “Pengukuran  Beban  Kerja  Operator  Boiler  Berdasarkan Denyut  Nadi,” J.  Optimasi ,  vol.  8,  no.  1,  hal.  106–110,  2022,  [Daring].  Tersedia  pada: http://jurnal.utu.ac.id/joptimalisasi/article/view/5346/pdf
[16] Nurul  Hudaningsih,  I.  G.  Agung  Ngurah  Purnamadinata,  P.  Sri  Utami,  dan  W.  Gusti  Al-Arsy, “Analisa Beban Kerja Untuk Penentuan Jumlah Pekerja Dengan Pendekatan Fisiologis Pada RM Bakul  Cobek,” J.  Ind.  Teknol.  Samawa ,  vol.  3,  no.  2,  hal.  92–96,  2022,  doi: 10.36761/jitsa.v3i2.1980.