Biomekanika

            Dalam rangka untuk meminimumkan kelelahan dan risiko terhadap rusaknya tulang dan otot dalam kondisi kerja yang repititive (berulang-ulang), maka dalam penempatan dan pengoperasian posisi pengendali (control) harus seergonomis mungkin sehingga pengoperasiannya dalam keadaan yang paling efisien. Disamping itu untuk mendapatkan inklinasi (kemiringan) sudut posisi kaki atau tangan relatif terhadap horisontal agar gaya maksimum dapat diterapkan maka kondisi berikut haruslah dapat dipenuhi:

1. Analisa biomekanika secara global dengan mempertimbangkan kondisi masing-masing otot.
2. Penyederhanaan model biomekanika yang berdasarkan pada sistem sambungan tulang untuk memprediksi beban pada ruas tulang belakang untuk mengangkat beban kerja.
3. Metode empiris untuk pengukuran langsung terhadap kekuatan (strenght) otot.          

Biomekanika adalah bidang ilmu aplikasi mekanika pada sistem biologi. Biomekanika merupakan kombinasi anatara disiplin ilmu mekanika terapan dan ilmu-ilmu biologi dan fisiologi. Dalam biomekanika, prinsip-prinsip mekanika dipakai dalam penyusunan konsep, analisis, desain dan pengembangan peralatan dan sistem dalam biologi dan kedokteran. Ilmu ini adalah sebuah penerapan dari hokum mekanik untuk mendeskripsikan gerakan manusia, juga sebuah ilmu yang mempelajari gaya yang bekerja dan dihasilkan pada tubuh manusia beserta efeknya pada lapisan, cairan ataupun material yang digunakan untuk keperluan diagnosis, perawatan dan penelitian.

Biomekanika juga merupakan suatu ilmu pengetahuan yang merupakan kombinasi dari ilmu fisika (khususnya mekanika) dan teknik, dengan berdasar pada biologi dan juga pengetahuan lingkungan kerja. Oleh Winter (1990), mendefinisikan bahwa biomekanika dari gerakan manusia adalah ilmu yang menyelidiki, menggambarkan dan menganalisis gerakan manusia. Biomekanika umum adalah bagian dari biomekanika yang berbicara mengenai hukum-hukum dasar yang mempengaruhi tubuh organik manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak. Biostatik adalah bagian dari biomekanika umum yang hanya menganalisa bagian tubuh dalam keadaan diam maupun bergerak pada garis lurus dengan kecepatan seragam (uniform). Biodinamik adalah bagian dari biodinamika umum yang berkaitan dengan gerakan-gerakan tubuh tanpa mempertimbangkan gaya yang terjadi (kinematik) dan gaya yang disebabkan gaya yang bekerja dalam tubuh (kinetik). Occupational Biomechanics didefinisikan sebagai bagian dari mekanik terapan yang mempelajari interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material, dan peralatan dengan tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktivitas kerja dapat meningkat. Pendekatan Biomekanika memandang tubuh sebagai suatu sistem yang terdiri dari elemen-elemen yang saling berkaitan dan terhubung satu sama lain melalui sendi-sendi dan jaringan otot yang ada. Prinsip-prinsip fisika digunakan untuk menyatakan tegangan mekanik pada tubuh dan gaya otot yang diperlukan untuk mengimbangi tegangan tegangan tersebut. Dalam melakukan analisis biomekanik, tubuh manusia dipandang sebagai suatu sistem yang terdiri dari link (penghubung) dan joint (sambungan). Tiap link mewakili segmen tubuh tertentu dan tiap joint menggambarkan sendi yang ada.

Keterkaitan Biomekanika dengan Ergonomi

Ergonomi dapat didefinisikan sebagai studi tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan kerjanya yang ditinjau secara anatomi, fisiologi, psikologi, engineering, manajemen, dan desain perancangan. Ergonomi juga berkaitan dengan optimasi, efisiensi, kesehatan, keselamatan, dan kenyamanan manusia di tempat kerja, di rumah, dan tempat rekreasi. Ergonomi memberikan peranan penting dalam meningkatkan faktor keselamatan dan kesehatan kerja, mengurangi ketidaknyamanan visual dan postur kerja, desain suatu perkakas kerja untuk mengurangi kelelahan kerja, meminimumkan resiko kesalahan serta supaya didapatkan optimasi dan efisiensi kerja.

Pada prinsipnya disiplin ergonomi akan mempelajari apa akibat-akibat jasmani, kejiwaan, dan sosial dari teknologi dan produk-produknya terhadap manusia melalui pengetahuan-pengetahuan tersebut pada jenjang mikro maupun makro. Karena yang dipelajari adalah dampak dari teknologi dan produk-produknya, maka pengetahuan yang khusus dipelajari akan berkaitan dengan teknologi seperti biomekanika, antropometri teknik, teknologi produksi, lingkungan fisik, dan lain-lain. Biomekanika dapat digunakan dalam merancang sistem kerja dengan pertimbangan gerak tubuh manusia agar operator yang bekerja dapat bekerja dengan nyaman dan aman sehingga terciptanya sistem kerja dengan gerakan tubuh yang ergonomi. Dengan terciptanya suasana yang ergonomi, dapat meningkatkan performansi, efisiensi, dan produktivitas kerja operator.

Dari penjelasan tersebut maka biomekanika memiliki hubungan yang erat dengan ergonomi. Keterkaitan biomekanika dengan ergonomi adalah dengan menerapkan biomekanika maka dapat dirancang dan diciptakan sistem kerja serta gerakan tubuh operator dalam bekerja sehingga operator bekerja secara ergonomis,  mampu memaksimalkan produktivitas dan keselamatan operator serta meminimumkan terjadinya cedera.

Ruang Lingkup Biomekanika

Biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada berbagai macam bagian tubuh dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari. Pendekatan biomekanika memandang tubuh manusia sebagai suatu sistem yang terdiri dari elemen-elemen yang saling terkait dan terhubung satu sama lain, melalui sendi-sendi dan jaringan otot yang ada. Prinsip-prinsip fisika digunakan untuk menyatakan tegangan mekanik pada tubuh dan gaya otot yang diperlukan untuk mengimbangi tegangan-tegangan tersebut.

Biomekanika terdiri dari dua macam gerakan yaitu kinematik dan kinetik. Kinematik mempelajari gerakan baik mengenai perpindahannyam kecepatan dan percepatan tanpa memperhatikan penyebab gerakan. Kinetik berhubungan dengan kerja gaya-gaya pada benda dan akibat (hasil) kerja gaya-gaya tersebut.

Biomekanika diklasifikasikan menjadi 2, yaitu:

1.        General Biomechanic

Adalah bagian dari Biomekanika yang berbicara mengenai hukum – hukum dan konsep – konsep dasar yang mempengaruhi tubuh organic manusia baik dalam posisi diam maupun bergerak.

Dibagi menjadi 2, yaitu:

a.    Biostatics adalah bagian dari biomekanika umum yang hanya menganalisis tubuh pada posisi diam atau bergerak pada garis lurus dengan kecepatan seragam (uniform).

b.    Biodinamic adalah bagian dari biomekanik umum yang berkaitan dengan gambaran gerakan – gerakan tubuh tanpa mempertimbangkan gaya yang terjadi (kinematik) dan gerakan yang disebabkan gaya yang bekerja dalam tubuh (kinetik).

2.    Occupational Biomechnic

Didefinisikan sebagai bagian dari biomekanik terapan yang mempelajari interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material dan peralatan dengan tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktifitas kerja dapat meningkat. Setelah melihat klasifikasi diatas maka dalam praktikum kita ini dapat kita kategorikan dalam Biomekanik Occupational Biomechanic. Untuk leebih jelasnya disini akan kita bahas tentang anatomi tubuh yang menjadi dasar perhitungan dan penganalisaan biomekanik. Dalam biomekanik ini banyak melibatkan bagian bagian tubuh yang berkolaborasi untuk menghasilkan gerak yang akan dilakukan oleh organ tubuh yakni kolaborasi antara Tulang, Jaringan penghubung (Connective Tissue) dan otot.

Rangka tubuh manusia tersusun atas berbagai bentuk tulang yang saling berhubungan. Secara garis besar, tulang-tulang itu dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok berdasarkan bagian tubuh yang disusunnya, yaitu tulang tengkorak sebanyak 23 buah, tulang badan sebanyak 67 buah, dan tulang anggota badan sebanyak 122 buah. Untuk menghuungkan antara tulang yang satu dengan tulang yang lain maka diperukan artikulasi atau sendi. Otot adalah kumpulan sel otot yang membentuk jaringan yang berfungsi menyelenggarakan gerakan organ tubuh. Otot merupakan alat gerak aktif, sedangkan rangka tubuh merupakan alat gerak pasif. Sel-sel otot mempunyai kemampuan berkontraksi dan berelaksasi.

Sistem lever adalah suatu tungkai panjang yang dapat bergerak pada suatu titik tertentu yaitu pada axis yang terletak sepanjang lever tersebut. Pada tubuh manusia ada beberapa sistem lever dimana tulang berfungsi sebagai alat pengungkit atau tuas.