STUDI ANTROPOMETRI PETANI PRIA DAN APLIKASINYA PADA DESAIN CANGKUL DI KECAMATAN TRANGKIL, PATI, JAWA TENGAH SITI ASIYAH

Transkripsi

1 STUDI ANTROPOMETRI PETANI PRIA DAN APLIKASINYA PADA DESAIN CANGKUL DI KECAMATAN TRANGKIL, PATI, JAWA TENGAH SITI ASIYAH DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Studi Antropometri Petani Pria dan Aplikasinya pada Desain Cangkul di Kecamatan Trangkil, Pati, Jawa Tengah adalah benar karya saya dengan arahan dari Dr Ir Sam Herodian, MS dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Februari 2015 Siti Asiyah NIM F

4 ABSTRAK SITI ASIYAH. Studi Antropometri Petani Pria dan Aplikasinya pada Desain Cangkul di Kecamatan Trangkil, Pati, Jawa Tengah. Dibimbing oleh SAM HERODIAN. Sebagian besar petani di kecamatan Trangkil menggunakan cangkul sebagai alat pengolah tanah yang masih bersifat tradisional. Hal ini menyebabkan banyaknya keluhan dari petani jika mencangkul dalam waktu yang lama. Tujuan dari penelitian ini untuk menganalisis kesesuaian desain cangkul dari sisi ergonomikanya khususnya pengukuran antropometri. Statistik deskriptif memberikan rata-rata, standar deviasi, dan nilai-nilai persentil dari masing-masing kelompok populasi. Terdapat perbedaan yang signifikan pada berat badan, tinggi badan, dan dimensi tubuh lainnya antar responden. Sudut pada lengan tangan manusia sangat berpengaruh terhadap momen gaya yang dihasilkan, begitu juga dengan titik berat benda. Semakin jauh jarak titik berat benda dari titik dasar maka semakin besar stabilitas ke arah badan atau benda bergerak dan semakin dekat jarak titik berat benda dari titik dasar maka semakin kecil stabilitasnya ke arah badan atau benda bergerak. Berdasarkan data antropometri, rekomendasi desain cangkul yang cocok untuk petani di kecamatan Trangkil adalah panjang pisau cangkul yaitu 28 cm (rata-rata), lebar pisau cangkul sebesar 18 cm (rata-rata), tebal pisau cangkul yaitu 0.3 cm (rata-rata), panjang tangkai cangkul 71 cm (persentil 50), diameter tangkai cangkul sebesar 3 cm (persentil 5). Kata kunci : antropometri, cangkul, ergonomika, momen, titik berat ABSTRACT SITI ASIYAH. Anthropometry of Male Farmer and Its Application in Hoes Design in Trangkil District, Pati, Central Java. Supervised by SAM HERODIAN. Most farmers in Trangkil district are using the conventional hoe as tilling tools. This led to many complaints from farmers when tilling a long time. The main purpose of this research is to analyze the suitability of the safety hoe design especially using anthropometric measurements. The descriptive statistics shows an average, standard deviation, and the percentile values of each population group. There are significant differences in body weight, height, and other body dimensions among respondents. The angle on the human arm is very influential on the force generated moment, as well as the weight of the object point. The farther distance of the center of gravity (cog) of the object base point, the greater stability towards the body or moving objects and the closer the center of gravity of the object, the smaller the base point stability direction the body or moving objects. Based on the anthropometric data, the recommended hoe design that suitable for farmers in the Trangkil district is a hoe blade length of 28 cm (average), the width of a hoe blade of 18 cm (average), hoe blade thickness of 0.3 cm (average), hoe steam length of 71 cm (percentile 50), diameter hoe of 3 cm (percentile 5). Keywords : anthropometry, hoes, ergonomics, moment, center of gravity

5 STUDI ANTROPOMETRI PETANI PRIA DAN APLIKASINYA PADA DESAIN CANGKUL DI KECAMATAN TRANGKIL, PATI, JAWA TENGAH Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

6

7

8

9 PRAKATA Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah atas segala karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Skripsi ini berjudul Studi Antropometri Petani Pria dan Aplikasinya pada Desain Cangkul di Kecamatan Trangkil, Pati, Jawa Tengah. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Juli Desember Terima kasih penulis ucapkan kepada: 1. Bapak Kaseh dan Ibu Istianah sebagai orang tua yang selalu hadir dan tidak pernah lelah dalam memberikan motivasi dan doa bagi kelancaran studi dan skripsi penulis. 2. Dr Ir Sam Herodian, MS selaku pembimbing yang senantiasa memberikan arahan, bimbingan, dan motivasinya kepada penulis. 3. Dr Lenny Saulia, STP, MSi yang memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 4. Dr Ir Desrial, MEng dan Dr Ir M Faiz Syu aib, MAgr sebagai dosen penguji pada skripsi ini yang telah banyak memberikan saran kepada penulis. 5. Beasiswa Utusan Daerah (BUD) Kementerian Agama RI yang telah memberikan kepercayaan beasiswa selama penulis belajar di IPB. 6. Prof Dr Ir Kudang Boro Seminar, MSc, Dr Ir Mohamad Solahudin, MSi, Dr Liyantono, STP, MAgr, Supriyanto, STP, Mkom, Dr Slamet Widodo, MSc, yang senantiasa memberikan motivasi kepada penulis. 7. Seluruh dosen dan staf departemen TMB IPB yang telah banyak memberi saran dan masukan. 8. Kepala Desa dan petani se-kecamatan Trangkil yang telah membantu saya dalam pencarian responden dan pengumpulan data. 9. Keluarga besar Kementerian Agama RI, BUD CSS 47, CSS MoRA IPB, TMB IPB 47, HIMATETA IPB, KMNU IPB, IKMP IPB, Ikamaru Jabodetabek dan keluarga besar Pondok Pesantren Al-Ihya Dramaga yang telah memberikan inspirasi, semangat, dan bantuannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak. Bogor, Februari 2015 Siti Asiyah

10 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN ix PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 3 Manfaat Penelitian 3 METODE 3 Waktu dan Tempat Penelitian 3 Alat dan Bahan Penelitian 3 Prosedur Penelitian 4 Pelaksanaan Penelitian 4 Penelitian Pendahuluan 4 Pengambilan Data 6 Pengolahan Data 8 Analisis Kesesuaian Desain 10 HASIL DAN PEMBAHASAN 11 Data Antropometri Petani Pria Pengguna Cangkul di Kecamatan Trangkil 11 Analisis Korelasi Antarparameter 12 Analisis Gerakan Mencangkul 13 Pengaruh Perbedaan Berat Cangkul 16 Analisis Diameter Tangkai Cangkul 20 Analisis Panjang Tangkai Cangkul 21 Analisis Momen Pencangkulan 23 Analisis Titik Berat (Center of Gravity) pada Cangkul 28 SIMPULAN DAN SARAN 29 Simpulan 29 Saran 29 DAFTAR PUSTAKA 29 RIWAYAT HIDUP 47

11 DAFTAR TABEL 1 Distribusi jumlah sampel minimal subyek antropometri berdasarkan distribusi populasi petani di lokasi penelitian 6 2 Parameter pengukuran antropometri statis 7 3 Parameter pengukuran antropometri saat posisi membungkuk 8 4 Parameter pengukuran dimensi cangkul 8 5 Nilai koefisien korelasi Pearson yang dapat diandalkan 0.9 r Selang gerakan berdasarkan zona gerakan 14 7 Parameter pengukuran yang terkait dengan desain tangkai cangkul 20 8 Parameter yang terkait desain tangkai cangkul 23 9 Data antropometri petani pria di kecamatan Trangkil pada saat posisi berdiri Data antropometri petani pria di kecamatan Trangkil pada saat posisi duduk Data antropometri petani pria di kecamatan Trangkil pada saat membungkuk (satuan dalam (º)) Data dimensi cangkul 110 petani di kecamatan Trangkil 33 DAFTAR GAMBAR 1 Bagian-bagian cangkul 2 2 Diagram alur penelitian 4 3 Grafik keluhan petani pengguna cangkul 13 4 Selang alami gerakan pada tubuh manusia 15 5 Proses kegiatan pencangkulan 16 6 Ilustrasi berat maksimal tanah yang dapat diambil dengan memperhatikan luas permukaan cangkul dan sudut bilah cangkul 17 7 Grafik hubungan antara panjang pisau cangkul dan berat maksimal tanah yang dapat diangkat 18 8 Grafik hubungan antara lebar pisau cangkul dengan berat maksimal tanah yang bisa diangkat 19 9 Grafik hubungan antara sudut pisau dan tangkai cangkul dan berat maksimal tanah yang dapat diangkat Genggaman tangan manusia Ilustrasi kegiatan mencangkul Ilustrasi mencari panjang tangkai cangkul Diagram gaya pada tangan saat mengangkat cangkul kosong Diagram gaya pada tangan saat mengangkat cangkul berisi tanah Diagram gaya pada tangan saat membuang tanah hasil cangkulan Grafik hubungan antara sudut dan keseimbangan momen gaya saat memasukkan cangkul ke dalam tanah Grafik hubungan antara sudut dan momen gaya pada saat mengangkat cangkul berisi tanah Grafik hubungan antara sudut dan momen gaya pada saat membuang tanah hasil cangkulan Pengukuran antropometri pada posisi berdiri dan duduk 42

12 DAFTAR LAMPIRAN 1 Data antropometri petani pria di kecamatan Trangkil, Pati, Jawa Tengah (nilai rata-rata, simpangan baku, dan persentil) 31 2 Contoh perhitungan secara manual 34 3 Gambar pengukuran antropometri pada posisi berdiri dan duduk 42 4 Gambar teknik cangkul rekomendasi 43

13 47 PENDAHULUAN Latar Belakang Kecamatan Trangkil sebagai daerah tempat lahir penulis merupakan salah satu kecamatan di kabupaten Pati, Jawa Tengah, Indonesia. Kecamatan Trangkil memiliki potensi besar di bidang pertanian khususnya tanaman pangan dan hortikultura. Berdasarkan Badan Pusat Statistik (BPS) Pati 2013, kecamatan Trangkil terdiri dari 16 desa yang memiliki lahan sawah seluas 1035 ha dan lahan kering seluas 3249 ha. Sebagian besar wilayah kecamatan Trangkil merupakan daerah agraris yang sebagian penduduknya hidup dari pertanian. Sebagian besar petani di kecamatan tersebut masih menggunakan cangkul sebagai alat pengolah tanah yang masih bersifat tradisional. Cangkul merupakan salah satu alat pertanian untuk mengolah tanah yang digunakan oleh masyarakat Indonesia sampai saat ini. Penggunaan cangkul sangat luas di bidang pertanian. Pada umumnya cangkul digunakan untuk membalik, memecah dan meratakan tanah pada petakan lahan yang sempit dimana tidak memungkinkan dilakukan pembajakan (Kurniadi 1990). Cangkul dapat digunakan pada lahan kering maupun lahan basah. Penggunaan cangkul pada lahan basah biasanya dipakai untuk mengolah tanah pada budidaya padi sawah, sedangkan pada lahan kering digunakan untuk mengolah tanah pada budidaya ketela maupun tebu, serta membuat guludan pada budidaya semangka dan bawang merah. Cangkul secara umum terdiri atas empat bagian, yaitu pisau cangkul, tangkai pacul, bawak, dan mata cangkul yang dapat dilihat pada Gambar 1. Pisau cangkul terbuat dari baja sedangkan tangkai cangkul biasanya terbuat dari kayu jati atau kayu waru Keterangan : 1. Tangkai cangkul 2. Pisau cangkul

14 2 3. Bawak 4. Mata cangkul Gambar 1 Bagian-bagian cangkul Dimensi cangkul di setiap daerah juga beraneka ragam dikarenakan perbedaan jenis tanah, keadaan topografi dan kebiasaan masyarakat setempat. Menurut Kurniadi (1990), tersedianya beraneka ragam cangkul di pasaran yang penggunaannya berhubungan dengan gerakan tangan serta dalam sikap-sikap tubuh, cara-cara kerja, bentuk, dan berat bilah serta tangkai yang secara ergonomis dapat diperbaiki untuk meningkatkan produktivitas kerja, kesehatan, keselamatan, dan kenyamanan dalam bekerja. Penggunaan cangkul di kalangan petani lokal di Indonesia sangat banyak dan meluas, akan tetapi penelitian dari segi ergonomikanya masih belum banyak dilakukan terutama dalam hal antropometri. Hal ini dapat dilihat dari penelitian terdahulu tentang cangkul seperti yang dilakukan oleh Rahmawan (2011) yang bertujuan untuk mengetahui antropometri petani pria di kecamatan Dramaga, menganalisa serta mendesain tangkai cangkul dengan data yang telah diperoleh dari lapangan. Hasil penelitian tersebut menyatakan bahwa desain tangkai cangkul optimal yang direkomendasikan untuk wilayah Dramaga adalah panjang tangkai cangkul cm (persentil ke-50), diameter genggaman tangkai cangkul bagian tengah yaitu 3.94 cm (persentil ke-5), diameter genggaman tangkai cangkul bagian ujung (grip) sebesar 3.54 cm (persentil ke-5) serta panjang gagang genggaman tangan bagian ujung (grip) sebesar cm. Widanarti et al. (2013) juga melakukan penelitian di Merauke yang bertujuan mencari sebuah persamaan untuk menentukan panjang tangkai cangkul dengan pendekatan ergonomika sehingga membuat petani wanita merasa nyaman menggunakan cangkul. Hasil dari penelitian tersebut menyatakan bahwa mencangkul dengan membungkuk dalam waktu yang lama akan menurunkan daya tahan tubuh pengguna. Oleh karena itu, solusi yang digunakan dalam mengatasi permasalahan tersebut adalah menggunakan nomor Fibonacci, yaitu formula yang dikembangkan untuk menentukan panjang ergonomis tangkai cangkul. Berbeda lagi dengan Vanderwal et al. (2011) yang melakukan penelitian yang bertujuan untuk mengevaluasi penggunaan cangkul bergagang pendek dan cangkul bergagang panjang pada persiapan lahan yang digunakan untuk mengolah sayuran di Afrika. Metode yang digunakan dengan melakukan pengukuran dimensi cangkul dan denyut jantung manusia serta melakukan wawancara pada responden. Hasil dari penelitian tersebut meyatakan bahwa cangkul bergagang panjang lebih baik dalam uji coba pada penelitian ini akan tetapi responden lebih menyukai cangkul bergagang pendek. Oleh karena itu responden harus mengetahui manfaat cangkul bergagang panjang dari segi ergonomikanya. Berdasarkan hasil penelitian terdahulu tentang cangkul, penulis tertarik untuk melanjutkan penelitian tersebut dan bermaksud untuk mengangkat topik tentang ergonomika yaitu melakukan studi antropometri petani pria pengguna cangkul dengan mendesain ulang cangkul baik tangkai maupun bilah cangkul yang ada di pasaran (kecamatan Trangkil). Hal ini dikarenakan banyaknya keluhan dari petani yang merasa kelelahan saat mencangkul dalam jangka waktu yang lama.

15 Hal-hal yang dibutuhkan dalam mendesain ulang cangkul adalah mengidentifikasi faktor-faktor yang berpengaruh pada penggunaan cangkul yaitu menentukan posisi tubuh yang paling baik saat penggunaan cangkul, mengetahui bagian-bagian tubuh yang berisiko cidera, serta menentukan karakteristik cangkul yang baik dengan memperhatikan momen serta titik berat pada kegiatan pencangkulan. Penelitian ini nantinya diharapkan dapat menjadi rekomendasi desain cangkul yang ergonomis sesuai dengan antropometri petani lokal Indonesia serta dapat memberikan manfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan di Indonesia. 3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah mengidentifikasi dan menganalisis data antropometri petani pria, menganalisis momen serta titik berat pada proses pencangkulan serta membuat rekomendasi desain dimensional cangkul yang ergonomis. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat di antaranya untuk desainer dan produsen peralatan dan mesin pertanian baik alat pertanian modern maupun alat pertanian tradisional terutama pada cangkul dengan database antropometri yang telah didapatkan penulis, petani pengguna cangkul terutama di kecamatan Trangkil, serta pihak-pihak yang membutuhkan data antropometri lokal petani Indonesia. METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap, yaitu pengambilan data yang dilakukan di 16 desa di kecamatan Trangkil, kabupaten Pati, Jawa Tengah selama 2 bulan terhitung dari bulan Juli-Agustus 2014 dan analisis data beserta penyusunan skripsi yang dilaksanakan di Bogor selama 4 bulan terhitung dari bulan September-Desember Alat dan Bahan Penelitian Alat dan bahan yang digunakan selama penelitian adalah sebagai berikut: antropolometer, goniometer, timbangan berat badan, kursi, kamera digital, laptop beserta software analisis hasil penelitian, diantaranya spread-sheet, video converter to jpeg, Statistical Program for Social Science (SPSS) 22, software Solid Work Subyek penelitian yaitu petani pengguna cangkul dan obyek penelitian berupa cangkul yang digunakan oleh petani di kecamatan Trangkil, kabupaten Pati, Jawa Tengah.

16 4 Prosedur Penelitian Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap yaitu penelitian pendahuluan, pengambilan data, dan pengolahan data. Pelaksanaan Penelitian Alur pelaksanaan penelitian disajikan pada Gambar 2 berupa diagram alur penelitian. Mulai Tahapan pendahuluan : pemilihan lokasi, pemilihan subyek dan obyek, metode pengambilan data Data antropometri statis responden petani pria Pengambilan video pencangkulan petani pria Data dimensi cangkul responden petani pria Analisis mean, standar deviasi, persentil 5, 50, dan 95, coefficient of variation Analisis gerakan mencangkul Analisis titik berat dan momen pada lengan saat melakukan kegiatan pencangkulan Analisis kesesuaian desain Rekomendasi desain Selesai Gambar 2 Diagram alur penelitian Penelitian Pendahuluan Penelitian pendahuluan dilakukan dengan pengambilan subjek di lokasi penelitian untuk diukur dimensi tubuhnya. Pengambilan subjek dilakukan penulis secara acak dikarenakan penulis tidak mengetahui penduduk kecamatan Trangkil

17 yang berprofesi sebagai petani, letak tempat tinggal mereka, umur dari petani di setiap daerah. Pengambilan subjek dilakukan dengan: 1. Mengunjungi petani secara langsung ketika di sawah maupun di ladang tanpa mengetahui tempat tinggal mereka. 2. Mengunjungi ketua Rukun Tetangga (RT), Rukun Warga (RW), Gapoktan (Gabungan Kelompok Tani), serta teman penulis yang bertempat tinggal di daerah tersebut untuk pengambilan data subjek. Hal ini untuk menghindari penilaian subjektif penulis saat melakukan penelitian. Menurut Hu (2007), pengambilan subjek penelitian berdasarkan persamaan yang tersedia pada gabungan ISO : 2003 Persyaratan umum dalam membangun database antropometri dengan selang kepercayaan 95% untuk persentil ke-5, ke-50, dan ke-95 yang disajikan pada persamaan 1 dan 2. 5 Keterangan : CV = Coefficient of variation α = Percentage of Relative Accuracy Desired n = Ukuran sampel di mana, Keterangan : CV = Coefficient of variation = Simpangan baku (standar deviasi) µ = Nilai rata-rata (1) (2) Pengukuran data antropometri untuk kabupaten Pati belum pernah dilakukan sebelumnya, oleh karena itu penulis melakukan pengambilan data di salah satu kecamatan yang terdapat pada kabupaten tersebut. Penulis hanya memilih kecamatan Trangkil dalam pengambilan data sebagai sampel pada penelitian ini. Parameter berat badan pada penelitian ini dipilih karena setelah dilakukan perhitungan subjek minimum diambil yang terbesar ada pada parameter tersebut yaitu 108 subjek, agar data yang diperoleh lebih baik maka dalam penelitian ini diambil 110 subjek dengan rasio pengambilan sampel yang berbeda pada setiap daerahnya yang akan disajikan pada Tabel 1. Perhitungan subjek diacu dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Hanani (2011) dengan memakai nilai CV= 17.27, α = 0.05, sehingga diperoleh pengambilan subjek 108. Perhitungan pengambilan subjek dapat dilihat pada Lampiran 2. Menurut penulis rasio pengambilan sampel tiap daerah kurang proporsional akan tetapi hal tersebut tidak berpengaruh secara signifikan dikarenakan masih dalam satu ras yaitu ras Jawa.

18 6 Tabel 1 Distribusi jumlah sampel minimal subyek antropometri berdasarkan distribusi populasi petani di lokasi penelitian No Nama desa Jumlah penduduk Populasi petani Rasio sampel tiap daerah (%) Subjek berdasarkan penelitian 1 Kajar Trangkil Pasucen Tegalharjo Mojoagung Ketanen Karanglegi Karangwage Krandan Rejoagung Kadilangu Tlutup Guyangan Kertomulyo Sambilawang Asempapan Jumlah Sumber : BPS Kecamatan Trangkil 2013 Selain proses penentuan subjek, penentuan objek penelitian juga dilakukan dengan melakukan survei terlebih dahulu. Cangkul dipilih sebagai objek alat di sini dikarenakan banyak sekali petani di kecamatan Trangkil yang masih menggunakan cangkul pada pengolahan tanah baik pengolahan tanah primer maupun sekunder. Pengambilan Data Pengambilan data di lapangan dilakukan dengan pengukuran antropometri petani meliputi 31 parameter pengukuran posisi berdiri, 14 parameter pengukuran posisi duduk, 8 parameter pengukuran posisi membungkuk, dan 8 parameter pengukuran dimensi cangkul. Penulis mengunjungi petani ke rumahnya masingmasing yang diambil secara acak di 16 desa di kecamatan Trangkil, Pati. Penentuan subjek-subjek petani yang akan diambil datanya berdasarkan ukuran subjek petani di masing-masing desa yang telah ditetapkan. Selain itu penulis juga melakukan pengambilan video pencangkulan. Berikut terdapat beberapa parameter pengukuran terkait antropometri statis yang akan disajikan pada Tabel 2, antropometri petani saat membungkuk yang akan disajikan pada Tabel 3 dan pengukuran dimensi cangkul yang akan disajikan pada Tabel 4. Gambar pengukuran antropometri dapat dilihat pada Lampiran 3.

19 7 Tabel 2 Parameter pengukuran antropometri statis (satuan dalam cm kecuali berat badan dalam kg) Data yang diukur dalam posisi berdiri Data yang diukur dalam posisi duduk No Keterangan No Keterangan 1 Berat badan 32 Tinggi dudukan 2 Tinggi badan 33 Tinggi pinggul 3 Tinggi mata 34 Tinggi bahu 4 Tinggi bahu 35 Tinggi mata 5 Tinggi siku tangan 36 Tinggi duduk 6 Tinggi pinggang 37 Tebal badan 7 Tinggi pinggul 38 Lebar pantat 8 Tinggi lutut 39 Panjang siku ke ujung jari 9 Tinggi mata kaki 40 Panjang siku ke pergelangan tangan 10 Tinggi genggaman tangan 41 Tinggi siku tangan 11 Tinggi ujung tangan 42 Panjang kedudukan hingga siku kaki 12 Jangkauan tangan ke atas menggenggam 43 Panjang kedudukan hingga lutut 13 Jangkauan tangan ke atas terbuka 44 Panjang pergelangan tangan 14 Jangkauan tangan ke depan terbuka 45 Lebar bahu 15 Jangkauan tangan ke depan menggenggam 16 Jengkal dua tangan ke samping terbuka 17 Jengkal dua tangan ke samping menggenggam 18 Jengkal dua siku 19 Panjang telapak kaki 20 Lebar telapak kaki 21 Lebar telapak tangan 22 Diameter genggaman tangan 23 Panjang telapak tangan sampai jari 24 Keliling genggaman tangan 25 Panjang ibu jari 26 Panjang jari telunjuk 27 Panjang jari tengah 28 Panjang jari manis 29 Panjang jari kelingking 30 Panjang jengkal tangan 31 Panjang siku ke genggaman tangan

20 8 Tabel 3 Parameter pengukuran antropometri saat posisi membungkuk No Parameter pengukuran (º) 1 Posisi punggung sudut lurus 2 Posisi punggung serong kiri 3 Posisi punggung serong kanan 4 Posisi tangan nyaman 5 Posisi tangan maksimal 6 Posisi jangkauan tangan kanan maksimal serong 7 Posisi jangkauan tangan kiri maksimal serong 8 Posisi bukaan kaki Tabel 4 Parameter pengukuran dimensi cangkul No Parameter pengukuran 1 Panjang pacul (cm) 2 Lebar pacul (cm) 3 Panjang tangkai pacul (cm) 4 Sudut pisau cangkul dan tangkai cangkul ( ) 5 Diameter tangkai cangkul (cm) 6 Berat cangkul (kg) 7 Jenis kayu cangkul 8 Tebal cangkul (cm) Pengolahan Data Pengolahan data ini meliputi pengolahan data antropometri, pengolahan data video dan pengolahan data untuk rekomendasi desain. a. Pengolahan data antropometri Software yang digunakan pada pengolahan data antropometri adalah spreadsheet. Berikut data-data yang akan dianalisis serta penjelasan pengolahan data baik secara manual maupun menggunakan formula di salah satu spread-sheet, yaitu Microsoft Excel 2010 dan SPSS statistik Rata-rata (Mean) Mean atau nilai rata-rata dapat diperoleh dengan persamaan 3: (3) Keterangan : mean = Rata-rata n = Jumlah data x i = Data ke-i Fomula di dalam Microsoft Excel 2010 adalah AVERAGE 2. Simpangan baku atau standar deviasi Simpangan baku dapat diperoleh dari persamaan 4: (4)

21 9 Keterangan : S = Simpangan baku n = Jumlah data x i = Data ke-i m = Nilai rata-rata Formula dalam Microsoft Office Excel 2010 adalah STDEV 3. Persentil ke-5, ke-50, ke-95 Persentil dapat diperoleh dengan persamaan 5: (5) Keterangan : Pn = Persentil yang dicari S = Simpangan baku m = Nilai rata-rata z = Z-score Formula dalam Microsoft Excel 2010 adalah PERCENTILE 4. CV (Coefficient of Variation) CV adalah gambaran tentang seberapa jauh keragaman yang didapat dalam suatu populasi dalam suatu percobaan. Sedangkan nilai CV itu sendiri dapat diperoleh dengan rumus pada persamaan 6 : Keterangan : CV = Koefisien keragaman (dalam %) s = Simpangan baku m = Nilai rata-rata 5. Koefisien korelasi Menurut Walpole (1992), koefisien korelasi adalah hubungan linier antara dua peubah X dan Y diduga dengan koefisien korelasi contoh r yang disajikan pada persamaan 7, yaitu : (6) (7) Keterangan : n = Jumlah data X i = Nilai peubah X i Y i = Nilai peubah Y i Menurut Reksoatmodjo (2009), koefisien korelasi adalah sebuah bilangan yang menunujukkan tingkat kedekatan hubungan antara dua variabel dan menggambarkan sejauh mana variansi pada suatu variabel berdampak atas variansi variabel yang lain. Jika dihubungkan hanya berarti dua peubah yang terhubung artinya bahwa salah satu dari dua peubah adalah penyebab dari peubah lain. Korelasi memberi tahu bahwa jika suatu peubah berubah, maka

22 10 peubah lain tampak berubah dengan suatu teknik peramalan. Koefisien korelasi dinyatakan dengan bilangan, bergerak antara 0 sampai +1 atau 0 sampai -1. Jika variabel-variabel keduanya memiliki hubungan linier sempurna, koefisien korelasi itu akan bernilai 1 atau -1. Berikut adalah hubungan variabel menurut koefisien korelasi : 1. Koefisien korelasi yang diperoleh sama dengan nol (r=0), berarti hubungan kedua variabel yang diuji tidak ada 2. Koefisien korelasi yang diperoleh positif (r= +1), artinya kenaikan variabel yang satu diikuti variabel yang lain dan kedua variabel memiliki hubungan positif 3. Koefisien korelasi yang bernilai negatif (r = -1), artinya kedua variabel negatif dan menunjukkan meningkatnya variabel yang satu diikuti menurunnya variabel yang lain. Suatu koefisien korelasi yang nilainya lebih besar (mendekati 1) menunjukkan hubungan yang lebih kuat sedangkan korelasi yang nilainya lebih kecil (mendekati 0.00) menunjukkan hubungan yang lebih lemah. Nilai koefisien korelasi sebesar 0.00 berarti tidak ada hubungan sedangkan nilai koefisien korelasi 1 berarti hubungan erat atau sempurna. b. Pengolahan data video pencangkulan Data video proses pencangkulan diperoleh dari rekaman video di sawah saat petani pengguna cangkul mengolah lahan. Video proses pencangkulan yang digunakan dibatasi menjadi 3 kondisi yaitu pada saat petani mengangkat cangkul dalam keadaan kosong, pada saat petani mengangkat cangkul dalam keadaan terisi tanah pada permukaan cangkul, dan pada saat petani membuang tanah yang menjadi beban cangkul tersebut. Hasil video rekaman yang telah dipilih akan dilakukan konversi dari format video menjadi format foto (.jpeg) kemudian hasil pengukuran penulis yang dilakukan secara statis terkait posisi sudut petani dimasukkan ke dalam gambar. c. Pengolahan data analisis dimensi cangkul untuk rekomendasi desain Terdapat beberapa tahapan yang dilakukan dalam menganalisis desain cangkul, antara lain: a. Mengambil data antropometri petani pria sebanyak 110 sampel dan data dimensi cangkul yang digunakan oleh petani pria di kecamatan Trangkil, Pati, Jawa Tengah. b. Menentukan data antropometri apa saja yang terkait dengan desain cangkul. c. Menghitung nilai rata-rata, standar deviasi, koefisien korelasi, persentil ke-5, persentil ke-50, serta persentil ke-95 dari data antropometri yang telah diambil. d. Menganalisis desain cangkul berdasarkan nilai momen dan titik berat. e. Menganalisa apakah desain cangkul yang digunakan petani sesuai dengan data antropometri atau tidak. f. Mendesain cangkul baru yang sesuai dengan data antropometri petani pria di kecamatan Trangkil, Pati, Jawa Tengah. Analisis Kesesuaian Desain Analisis kesesuaian dimensi cangkul dengan subjek penelitian diketahui dengan melakukan pengukuran terhadap petani pengguna cangkul, dimensi cangkul yang digunakan serta wawancara dengan petani secara langsung pada saat

23 melakukan pengukuran. Analisis kesesuaian desain ini penting dilakukan untuk mendapatkan cangkul yang sesuai dengan antropometri tubuh petani sehingga aman dan nyaman pada saat digunakan. Pada penelitian ini, penulis juga mengamati dua model cangkul yang digunakan petani di kecamatan Trangkil yaitu model cangkul dengan pisau model kotak dan pisau model bulat. Penulis melakukan analisis titik berat pada cangkul dan analisis momen pada kegiatan pencangkulan sehingga didapatkan cangkul yang ergonomis bagi petani di kecamatan Trangkil. 11 HASIL DAN PEMBAHASAN Data Antropometri Petani Pria Pengguna Cangkul di Kecamatan Trangkil Menurut Sanders dan Mc Cormick (1987), Pheasant (1988), dan Pulat (1992), antropometri adalah pengukuran dimensi tubuh atau karakteristik fisik tubuh lainnya yang relevan dengan desain yang dipakai orang pada umumnya. Tujuan utama pengukuran antropometri pada penelitian ini dipakai untuk mendesain cangkul yang ergonomis di kecamatan Trangkil, Pati. Produk dapat dikatakan berhasil ketika seseorang dapat menggunakannya dengan baik. Hal ini sesuai dengan prinsip ergonomi yang disesuaikan dengan manusia (Kroemer dan Grandjean 1997 yang diacu dalam Chuan 2010). Hasil pengolahan data antropometri akan disajikan dalam Lampiran 1. Masing-masing pengukuran antropometri petani akan dicari nilai rata-rata, simpangan baku, sebaran persentil ke-5, persentil ke-50, dan persentil ke-95 serta coefficient of variation untuk digunakan dalam analisis kesesuaian desain. Menurut Walpole (1992), persentil adalah nilai-nilai yang membagi segugus pengamatan menjadi 100 bagian yang sama. Nilai-nilai itu dilambangkan dengan P 1 -P 99. Nilai persentil yang digunakan dalam perencanaan desain cangkul yang ergonomis adalah persentil 5 yang mewakili penggguna cangkul yang dimensi tubuhnya kecil, persentil 50 yang mewakili pengguna cangkul dengan dimensi tubuh rata-rata serta persentil ke-95 yang mewakili pengguna cangkul yang dimensi tubuhnya besar. Nilai persentil ke-50 digunakan penulis untuk merencanakan desain cangkul dikarenakan dapat mewakili pengguna cangkul sesuai rataan (tidak memperhatikan dimensi tubuh yang besar dan kecil). Simpangan baku biasanya digunakan untuk melihat penyimpangan nilai yang terdapat dalam suatu kumpulan data. Apabila simpangan baku nilainya lebih besar berarti dimensi tubuh petani lebih bervariasi dan kurang seragam. Berdasarkan hasil analisis data didapatkan bahwa nilai simpangan baku terbesar (SD > 10%) terdapat pada pengukuran antropometri tinggi bahu baik pada posisi berdiri maupun posisi duduk. Hal ini membuktikan bahwa tinggi bahu petani lebih bervariasi dibandingkan pengukuran dimensi tubuh lainnya. Berdasarkan hasil perhitungan CV, dapat dilihat bahwa nilai CV terbesar (CV> 10%) terdapat pada pengukuran antropometri posisi berdiri, antara lain berat badan, tinggi lutut, panjang ibu jari, panjang jengkal tangan, serta pada posisi duduk, antara lain tinggi dudukan, tinggi lutut, tinggi pinggul, tinggi bahu, tebal badan, lebar pantat,

24 12 panjang siku ke pergelangan tangan, panjang kedudukan hingga lutut, panjang kedudukan hingga siku kaki. Analisis Korelasi Antarparameter Koefisien korelasi menunjukkan seberapa dekat hubungan suatu variabel dengan variabel lain. Koefisien korelasi antarparameter dalam pengukuran ini diperoleh dari pengolahan data antropometri di SPSS 22. Nilai koefisien korelasi s/d Apabila diperoleh data koefisien korelasi yang nilainya lebih besar dari koefisien korelasi antarparameter lain berarti korelasi antarparameter tersebut memiliki hubungan yang lebih erat dari korelasi antar parameter lain. Berdasarkan hasil analisis data pada 45 parameter pengukuran pada saat posisi berdiri dan posisi duduk terdapat 8 parameter pengukuran yang mempunyai korelasi sangat tinggi atau dapat diandalkan (nilai koefisien korelasi 0.9 r 1.0), yaitu parameter saat posisi berdiri antara lain parameter tinggi badan dengan tinggi mata, parameter tinggi pinggang dan tinggi pinggul, parameter jangkauan tangan ke atas terbuka dengan jangkauan tangan ke atas menggenggam, serta parameter tinggi bahu dan tinggi mata saat posisi duduk). Tabel 5 Nilai koefisien korelasi Pearson yang dapat diandalkan 0.9 r 1.0 Parameter pengukuran Tinggi Tinggi Jangkauan tangan Tinggi badan pinggang ke atas terbuka bahu Tinggi mata 0.900** 0.651** 0.815** 0.846** Tinggi pinggul 0.459** 0.901** 0.467** 0.758** Jangkauan tangan ke atas menggenggam 0.856** 0.586** 0.951** 0.803** Tinggi mata saat posisi duduk 0.205* 0.286** ** *Signifikansi pada alfa 0.05 **Signifikansi pada alfa 0.01 Hasil analisis korelasi yang disajikan pada Tabel 5 menunjukkan bahwa nilai koefisisen korelasi antarparameter antropometri diatas memiliki keeratan hubungan antarparameter, antara lain : 1. Parameter tinggi badan berkorelasi sangat kuat dengan parameter tinggi mata dengan tingkat kepercayaan sebesar 99%. Hal ini menunjukkan bahwa adanya keseragaman panjang wajah responden pengguna cangkul. 2. Parameter tinggi pinggang berkorelasi sangat kuat dengan parameter tinggi pinggul dengan tingkat kepercayaan 99%. Hal ini menunjukkan bahwa bagian atas tubuh dan bagian bawah tubuh memiliki rasio keseragaman. 3. Parameter jangkauan tangan ke atas terbuka berkorelasi sangat kuat dengan jangkauan tangan ke atas menggenggam dengan tingkat kepercayaan 99%. Hal ini menunjukkan bahwa keduanya memiliki rasio yang seragam. 4. Parameter tinggi bahu berkorelasi sangat kuat dengan tinggi mata saat posisi duduk dengan tingkat kepercayaan 99%. Hal ini dikarenakan adanya keseragaman antara ukuran panjang wajah dengan panjang leher.

25 13 Analisis Gerakan Mencangkul Kegiatan mencangkul yang dilakukan di kecamatan Trangkil sebagian besar dilakukan di lahan sawah. Gerakan-gerakan mencangkul di 16 daerah memiliki karakteristik yang hampir sama yang terdiri dari kegiatan mengangkat cangkul dalam kondisi kosong, memasukkan cangkul ke dalam tanah sehingga dapat mengambil tanah sesuai kemampuan petani tersebut, serta membuang tanah hasil cangkulan tersebut. Gerakan mencangkul yang dilakukan subjek umumnya belum memperlihatkan kenyamanan dalam bekerja. Berdasarkan hasil wawancara yang dilakukan penulis, sebagian besar petani pria melakukan kegiatan pencangkulan di sawah pada pagi hari dimulai pada pukul WIB tergantung luasan lahan yang digarap petani pada waktu itu. Umumnya lahan dengan luas 160 membutuhkan 2 petani pria untuk mengolah lahan. Proses wawancara dilakukan di rumah petani dan di sawah berdasarkan persepsi subjektif dari masing-masing petani. Petani tersebut mengaku sering mengalami nyeri otot di daerah lengan, bahu, pinggang, dan punggung apabila mencangkul dalam waktu yang lama (4-5 jam). Sebagian besar dari petani tersebut mencangkul selama satu jam kemudian istirahat selama 10 menit baru melakukan kegiatan mencangkul kembali. Keluhan yang ditanyakan kepada petani terdiri dari 6 pertanyaaan, yaitu keluhan pada daerah leher, punggung, bahu, pinggang, betis atau kaki, dan tangan atau lengan. Petani diperbolehkan untuk menjawab lebih dari satu keluhan. Berdasarkan hasil pengolahan data keluhan petani pria pada segmen tubuh tertentu di kecamatan Trangkil didapatkan grafik seperti disajikan pada Gambar 3. Pada grafik tersebut dapat dilihat bahwa seluruh petani menjadi subjek pada penelitian ini mengeluhkan sakit didaerah lengan dan yang kedua di daerah punggung sebesar 99.09% dari populasi petani dan pinggang sebesar 90.91% dari populasi petani di daerah tersebut. Prosentase (%) Keluhan Petani Pria Parameter Gambar 3 Grafik keluhan petani pengguna cangkul Selama melakukan gerakan pencangkulan, pengguna cangkul harus menghindari gerakan berulang-ulang (repetitive) dalam waktu yang lama. Menurut Openshaw (2006) terdapat empat zona yang dihadapi manusia ketika duduk dan berdiri (Gambar 4), yaitu : Zona 0 (zona hijau/ green zone), yaitu merupakan zona yang dianjurkan untuk melakukan sebagian besar gerakan. Pada

26 14 zona ini terdapat tekanan minimal pada otot dan sendi. Zona 1 (zona kuning/ yellow zone), yaitu merupakan zona yang dianjurkan untuk melakukan sebagian besar gerakan. Pada zona ini terdapat tekanan minimal pada otot dan sendi. Zona 2 (zona merah/ red zone), yaitu zona dimana terdapat banyak posisi tubuh yang ekstrim. Pada zona ini terdapat lebih besar tekanan pada otot dan sendi. Zona 3 (melewati zona merah), yaitu zona dimana terdapat sangat banyak posisi tubuh yang ekstrim, sebaiknya dihindari jika memungkinkan, terutama ketika mengangkat beban berat atau kegiatan yang dilakukan berulang-ulang. Zona-zona tersebut merupakan zona dimana anggota tubuh dapat bergerak secara bebas. Pada zona 0 dan 1 terdapat pergerakan sendi yang kecil, sedangkan zona 2 dan 3 menunjukkan posisi yang ekstrim. Zona 0 dan 1 merupakan zona dimana pergerakan banyak terjadi, sedangkan zona 2 dan 3 seharusnya dihindari khususnya untuk pekerjaan barat dan berulang. Gerakan dalam zona 2 dan 3 akan menempatkan ketegangan otot dan tendon yang berlebih sehingga menyebabkan gangguan pada muskoskeletal. Tabel 6 dan Gambar 4 menunjukkan selang dari zona gerakan (º) berdasarkan Chaffin (1999) dan Woodson (1992) diacu dalam Openshaw (2006). Pergelangan tangan Bahu Punggung Leher Tabel 6 Selang gerakan berdasarkan zona gerakan Gerakan Sumber : Chaffin (1999) dan Woodson (1992) diacu dalam Openshaw (2006) Selang dari zona gerakan (dalam ) Zona 0 Zona 1 Zona 2 Zona 3 Fleksi (Flexion) Ekstensi (Extension) Deviasi Radial (Radial Deviation) Deviasi Ulnar (Ulnar Deviation) Fleksi (Flexion) Ekstensi (Extension) Aduksi (Adduction) Abduksi (Abduction) Fleksi (Flexion) Ekstensi (Extension) Berputar (Rotation) Membengkok ke samping (Lateral bend) Fleksi (Flexion) Ekstensi (Extension) Berputar (Rotation) Membengkok ke samping (Lateral bend)

27 15 Gambar 4 Selang alami gerakan pada tubuh manusia Sumber : Chaffin (1999) dan Woodson (1992) diacu dalam Openshaw (2006)

28 16 63º 60º Gambar 5 Proses kegiatan pencangkulan Gambar 5 memperlihatkan bahwa pada saat memasukkan cangkul ke dalam tanah untuk memotong tanah, mengangkat tanah, dan membuang tanah hasil cangkulan. Rata-rata posisi punggung pada saat lurus berada pada sudut 70.04º dan berdasarkan pengamatan (Tabel 6) itu masuk ke dalam zona 3 (posisi ekstrim) sebaiknya dihindari karena memungkinkan terjadinya cidera jika dilakukan secara berulang-ulang dan dalam jangka waktu yang lama. Begitu juga dengan rat-rata posisi punggung pada saat serong kiri dan serong kanan yang masuk pada zona 3 yaitu zona ekstrim dalam SAG. Berdasarkan pengamatan di lapangan bahwa gerakan seluruh subjek belum menunjukkan gerakan yang aman. Hal ini dapat dibuktikan bahwa gerakan mereka sebagian besar masuk ke dalam zona 3 yang termasuk dalam kategori ekstrim dan mengakibatkan cidera apabila dilakukan dalam waktu yang lama. Pengaruh Perbedaan Berat Cangkul Menurut Kurniadi (1990), cangkul merupakan salah satu alat pengolah tanah tradisional yang murah dan banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia. Cangkul juga termasuk alat pertanian yang mudah dalam penggunaannya bagi semua kalangan baik remaja maupun lanjut usia. Penggunaan cangkul sangat luas

29 baik di bidang pertanian maupun bidang lainnya. Oleh karena itu cangkul masih menjadi perhatian petani sampai saat ini. Berdasarkan pengamatan di lapangan, ukuran dan berat cangkul di kecamatan Trangkil sangat beraneka ragam dikarenakan keadaan lahan serta mata pencaharian penduduk di kecamatan tersebut yang beraneka ragam pula. Misalnya cangkul orang daerah pesisir umumnya mempunyai ukuran tangkai cangkul lebih pendek daripada cangkul orang daerah pegunungan, akan tetapi pada dasarnya fungsi cangkul itu sama yaitu untuk mengolah tanah. Menurut Suma mur (1987) dalam Kurniadi (1990) menyatakan bila dilihat dari fungsinya, cangkul dapat melipatgandakan kemampuan daya tahan tangan manusia sebagai sumber tenaga dalam memecah, menarik, mengaduk, dan mengangkat tanah atau barang lain yang sedang dikerjakan. Pelipatgandaan ini mungkin puluhan atau lebih dari seratus kali hasil kerja tangan manusia dan tergantung dari sifat tanah serta faktor bentuk, berat serta ukuran cangkul. Beraneka ragamnya cangkul di daerah menyebabkan perbedaan dalam gerakan tangan serta cara kerja penggunanya yang akan berdampak pada produktivitas kerja, keselamatan serta kenyamanan dalam bekerja. Bentuk cangkul yang digunakan masyarakat pada umumnya bervariasi baik berat maupun dimensinya. Berat maksimal hasil cangkulan petani pengguna cangkul dapat dihitung dengan pendekatan dibawah ini : 17 k c b α2 α1 a Keterangan : k = Panjang tangkai cangkul (cm) a = Panjang pisau cangkul (cm) b = Kedalaman pencangkulan ( asumsi cm) c = Permukaan tanah α = Sudut kemiringan antara tangkai cangkul dan pisau cangkul (º) α1 = Sudut antara tangkai cangkul dan permukaan tanah (º) α2 = Sudut antara permukaan tanah dan pisau cangkul (º) Gambar 6 Ilustrasi berat maksimal tanah yang dapat diambil dengan memperhatikan luas permukaan cangkul dan sudut bilah cangkul

30 18 Berat maksimal tanah yang dapat diangkut oleh cangkul seperti ditunjukkan ilustrasi pada Gambar 6 dapat dihitung dengan pendekatan persamaan 8 dibawah ini : m = ρ x V (8) Untuk mendapatkan besarnya sudut α2 dapat dicari dengan persamaan trigonometri seperti ditunjukkan dengan persamaan 9 : Arc sin (9) Massa tanah didapat dari massa jenis tanah dibagi dengan volume. Massa jenis tanah yang digunakan pada penelitian ini menggunakan 2700 kg/m 3. Volume tanah dapat dicari dari persamaan 10 : Volume = Luas alas x tinggi (lebar pisau cangkul) Luas alas = ½ (P sin α2) (P cos α2) (10) Berdasarkan analisis data dimensi cangkul yang diambil dari 110 responden diperoleh bahwa berat hasil cangkulan dipengaruhi oleh panjang dan lebar pisau cangkul. Semakin panjang dan lebar pisau cangkul maka semakin banyak tanah yang bisa diambil, semakin dalam pisau cangkul masuk dalam tanah maka semakin banyak tanah yang terambil, dan semakin besar sudut antara permukaan tanah dengan pisau cangkul maka semakin banyak tanah yang dapat diangkat oleh petani. Hasil analisis ini dapat dilihat pada grafik yang disajikan pada Gambar 7, 8 dan Berat maksimal tanah yang diangkat (g) Panjang cangkul Panjang pisau cangkul (cm) Gambar 7 Grafik hubungan antara panjang pisau cangkul dan berat maksimal tanah yang dapat diangkat

31 19 Berat maksimal tanah yang dapat diambil (g) Lebar pisau cangkul (cm) Lebar pisau cangkul Gambar 8 Grafik hubungan antara lebar pisau cangkul dengan berat maksimal tanah yang bisa diangkat Berat maksimal tanah yang diangkat (g) sudut antara pisau cangkul dengan tangkai cangkul Sudut antara pisau cangkul dan tangkai cangkul (º) Gambar 9 Grafik hubungan antara sudut pisau dan tangkai cangkul dan berat maksimal tanah yang dapat diangkat

32 20 Analisis Diameter Tangkai Cangkul Menurut Pheasant (2003), ahli anatomi telah membuat sejumlah upaya untuk mengklasifikasikan secara bebas jenis-jenis gerakan yang mampu dilakukan oleh tangan manusia. Tangan manusia memiliki kemampuan untuk melakukan berbagai aktivitas mulai dari aktivitas yang membutuhkan kontrol penuh maupun yang membutuhkan tenaga besar. Secara garis besar ada 3 tipe kebutuhan penggunaan tangan yaitu ketepatan, perpindahan, dan kekuatan. Penentuan diameter tangkai cangkul dapat dilihat dari parameter diameter genggaman tangan, keliling genggaman tangan, dan lebar telapak tangan. Diameter tangkai cangkul sebaiknya menggunakan persentil ke-5 supaya rata-rata dan sebagian besar dari populasi dapat menggenggam tangkai cangkul tersebut. Hasil analisis antropometri yang terkait dengan diameter tangkai cangkul dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7 Parameter pengukuran yang terkait dengan desain tangkai cangkul Parameter pengukuran (cm) Persentil 5 Persentil 50 Persentil 95 Diameter genggaman tangan Lebar telapak tangan 5 jari Keliling genggaman tangan Pada saat menggenggam tangkai cangkul biasanya petani melakukannya pada dua bagian yaitu bagian ujung tangkai cangkul dan bagian tengah tangkai cangkul. Menurut Napier (1956) yang diacu dalam Pheasant (2003), gerakan menggenggam dibagi menjadi dua kategori utama: 1. Genggaman kekuatan (power grip), dimana jari-jari (dan kadang-kadang ibu jari) digunakan untuk menjepit objek berlawanan dengan telapak tangan (Gambar 10). 2. Genggaman keakuratan (precision grip), dimana objek digerakkan atau dimainkan diantara ujung-ujung (alas/bantalan/sisi-sisinya) dan jari-jari dan ibu jari. Berdasarkan penjelasan diatas, penulis mengamati genggaman petani saat melakukan kegiatan pencangkulan termasuk tipe power grip dimana jari-jari (kadang-kadang ibu jari) digunakan untuk menjepit objek berlawanan dengan telapak tangan. Hal ini dikarenakan gerakan mencangkul yang dilakukan oleh petani itu membutuhkan kekuatan untuk menggenggam kuat tangkai cangkul dalam menekan pisau cangkul supaya masuk ke dalam tanah untuk memotong tanah yang sedang diolah. Berdasarkan pengamatan penulis, pada saat petani menggenggam tangkai cangkul bagian tengah yaitu genggaman antara ibu jari dan jari tengah, posisi ibu jari tidak berada tepat pada jari tengah melainkan terjadi overlap sebesar 1 ruas jari (Gambar 10). Jika diasumsikan overlap 1 ruas jari bernilai 2 cm, maka data diameter genggaman tangan tersebut adalah 3 cm (persentil ke 5), 3.3 cm (persentil ke-50), dan 4 cm (persentil ke-95). Penulis menggunakan persentil ke-5 yaitu 3 cm untuk rekomendasi desain diameter tangkai cangkul.

33 21 Sumber : Pheasant (2003) Gambar 10 Genggaman tangan manusia Analisis Panjang Tangkai Cangkul Analisis panjang tangkai cangkul penting untuk dilakukan supaya mendapatkan cangkul yang sesuai dengan antropometri tubuh petani sehingga petani tersebut dapat mencangkul dengan aman dan nyaman. Pada umumnya petani di kecamatan Trangkil hanya membeli pisau cangkulnya saja, sedangkan untuk panjang tangkai serta diameter tangkai cangkul disesuaikan dengan memperhatikan kenyamanan masing-masing pengguna. Hal inilah yang membuat penulis melakukan studi kasus mengenai desain cangkul yang ergonomis untuk petani tanpa harus memisahkan antara pisau cangkul dan tangkai cangkul. Setelah mendapatkan data antropometri petani pria di kecamatan Trangkil dan mengetahui beberapa gerakan petani berdasarkan SAG ternyata masuk pada zona 3 (zona ekstrim) maka diperlukannya perbaikan desain tangkai cangkul yang sesuai untuk petani di kecamatan Trangkil. Ilustrasi kegiatan orang mencangkul dapat ditunjukkan pada Gambar 11. Gambar 11 Ilustrasi kegiatan mencangkul Berdasarkan Rahmawan (2011) menyatakan bahwa panjang tangkai cangkul merupakan panjang dari perpanjangan dari titik B menuju titik A hingga ke bawah tanah dikurangi panjang BA. Untuk mendapatkan nilai panjang cangkul dapat diperoleh dari trigonometri sudut ABC dan telah diketahui besar sudutnya yaitu 70.04º namun belum diketahui panjang dari titik B menuju titik C ke bawah tanah,

34 22 untuk itu diperlukan tinggi titik B. Tinggi titik B bisa didapatkan dari tinggi titik D dikurangi panjang DB. Secara umum dapat dirumuskan pada persamaan 11 dan 12 sebagai berikut : (11) (12) Tinggi titik D ditentukan dari trigonometri sudut DEF, maka didapatkan rumus seperti pada Gambar 12 dan persamaan 13 dibawah ini : Gambar 12 Ilustrasi mencari panjang tangkai cangkul Berdasarkan hasil analisis terdapat beberapa parameter yang terkait dengan desain tangkai cangkul beserta perhitungannya, antara lain seperti ditunjukkan pada Tabel 8. (13)

35 23 No Tabel 8 Parameter yang terkait desain tangkai cangkul Parameter pengukuran (cm) Sudut membungkuk ratarata petani dengan pinggang sebagai porosnya (70.04º) Sudut membengkok lengan bawah terhadap lengan atas rata-rata petani (º) Persentil ke Sudut membengkok bahu 3. terhadap lengan rata-rata (64 ) 4. Parameter tinggi lutut Parameter tinggi pinggang Parameter tinggi bahu Parameter tinggi badan Parameter panjang lengan Parameter panjang lengan atas 10. Parameter panjang telapak tangan (sampai jari) 11. Panjang tangkai cangkul Berdasarkan Tabel 8, panjang tangkai cangkul yang sesuai dengan antropometri petani di kecamatan Trangkil adalah cm (persentil ke-5), cm (persentil ke-50), serta cm (persentil ke-95). Panjang tangkai cangkul ini dihitung dari genggaman tangan ditengah tangkai cangkul sampai tangkai cangkul bagian bawah dikarenakan rata-rata petani disana memegang tangkai cangkulnya dari tengah bukan dari ujung tangkai cangkul. Panjang tangkai cangkul dari tengah ke ujung diasumsikan rata-rata adalah cm. Jadi panjang tangkai cangkul yang direkomendasikan adalah cm (persentil ke-5), cm (persentil ke-50), dan cm (persentil ke-95). Panjang tangkai cangkul yang dipakai pada penelitian ini adalah cm (persentil ke-50). Hal ini dimaksudkan supaya subjek baik yang punya lengan pendek ataupun lengan panjang dapat menggunakan cangkul tersebut. Gambar teknik cangkul rekomendasi dapat dilihat pada Lampiran 4. Analisis Momen Pencangkulan Secara umum biomekanika dapat diartikan ilmu yang menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada bagian tubuh dan gaya pada manusia yang melakukan aktivitas sehari-hari. Pencangkulan merupakan salah satu aktivitas petani yang dilakukan secara repetitive (berulang-ulang) pada saat mengolah tanah, oleh karena itu untuk meminimumkan kelelahan dan risiko