UNIVERSIDAD DE COSTA RICA

FACULTAD DE INGENIE&

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

CRITERIOS PARA SELECCIÓN Y PUESTA EN MARCHA

DE EQUIPOS HOSPITALARIOS:

COMPRESORES DE AIRE GRADO MÉDICO

MEMORIA DEL PROYECTO PARA OPTAR POR EL GRADO DE

MAESTRÍA EN INGENIERÍA MECÁNICA

LUIS ALONSO MORA CYRMAN

HOJA DEL TRIBUNAL

CRITERIOS PARA SELECCI~N Y PUESTA EN MARCHA

DE EQUIPOS HOSPITALARIOS: COMPRESORES DE AIRE GRADO MÉDICO

Trabajo de Graduación para aspirar al Grado de Maestría Profesional en Ingeniería Mecánica con énfasis en Sistemas de Manufactura y Materiales, presentado por Luis Alonso Mora Cynnan, el día 19 del mes Mayo del año 2006ante el Tribunal Calificador integrado por:

M.Sc. Luis Arturo Rapso Brenes Decano del Sistema de Estudios de Postgrado / Representante

M.Sc. Juan Gabriel Monge Gapper Comisión de Postrado e Ingeniería Mecánica Representante

Dr. Juan Carlos Chaves De Oña )!$bt%%aLd Profesor Consejero

M.Sc. Leonora de Lemos Medina Y

Asesora l

M.Sc. Jhymer Rojas Vásquez Asesor

Ing. Alonso Mora Cyrman Postulante

DEDICATORIA

A Ehyeh-Asher-Ehyeh y a mis 4 estrellas.

A mis padres, hermanos y a Mónica por todo el apoyo en los años de la Maestría y durante la realización de este Proyecto.

A Marvin y Equipamiento por el apoyo y la comprensión.

A don Juan Carlos, Jhymer y Leonora por la ayuda y consejos.

A todos, muchas gracias!

RESUMEN

Este trabajo trata sobre el proceso de selección para especificar e instalar un compresor para la producción de aire grado médico.

Se discuten las normas y requisitos para el diseño y selección de un sistema de aire médico. Se muestra un procedimiento para el dimensionamiento del compresor así como las consideraciones que se deben tomar para la selección del mismo dependiendo de la ubicación donde se vaya a instalar.

Además se presentan las pruebas que se deben realizar para la puesta en operación de un sistema de distribución de aire médico.

Una vez tratado el método de selección y los procedimientos de instalación y pruebas para la puesta en marcha, el estudio se encamina a un análisis de los procedimientos seguros de operación y mantenimiento del sistema de aire grado médico.

Todos los temas tratados llevan a concluir la importancia de la calidad del aire médico en los ambientes hospitalarios y lo trascendental de los diferentes componentes y consideraciones que se deben tomar en cuenta para que el sistema se a seguro en su operación.

También se hace mención a la necesidad de que en Costa Rica se adapten normas internacionales relacionadas con el tema para que con estas adaptaciones y la experiencia adquirida se desarrolle una norma nacional que sirva de guía para la instalación de sistemas de aire grado médico.

TABLA DE CONTENIDO

Página

OBJETIVOS ....................................................................................................................... 4

.................................................................................................................. Objetivo general: 5 Objetivos específicos: .......................................................................................................... 5

CAPÍTULO PRIMERO .................................................................................................... 6

1.1 Descripción de los gases médicos: tipos. aplicaciones y formas de obtención .............. 7 1.1.1 Clasificación de los gases ............................................................................................ 7 1.1.2 Gases Médicos ............................................................................................................ 8 1.1.3 Propiedades físicas de los gases ............................................................................ 10

.................................................................................................. CAPÍTULO SEGUNDO 17

2.1 Normas ......................................................................................................................... 18 ................................................................... 2.2 Sistema de distribución de gases médicos 23

07 3.1 Determinación de la calidad del aire ............................................................................. t

..................................................................... 3 . 1. 1 Contaminantes en el Aire Comprimido 27 3.2 Selección de un sistema de aire médico ....................................................................... 28 3.3 Compresores de aire médico ........................................................................................ 37 3.3.1 Calidad del aire médico ............................................................................................. 37 3.3.2 Compresores de aire médico ..................................................................................... 38 3.3.3 Post-enfriadores ........................................................................................................ -39 3.3.4 Tanque recibidor de aire médico ............................................................................... 40 3.3.5 Secadores de aire médico .......................................................................................... 40 3.3.6 Filtros de aire médico ................................................................................................ 41 3.3.7 Reguladores de aire médico ...................................................................................... 41 3.3.8 Alarma local de aire médico ..................................................................................... 42

..................................................................................................................... 3.3.9 Válvulas 42 3.3.10 Arreglos de tuberías y redundancias ....................................................................... 44

..................................................................................... 3.3.11 Potencia eléctrica y control 46 3.3.12 Toma de aire del compresor .................................................................................... 47

.................................................................. 3.3.13 Alarmas de operación y señales locales 48 3.3.14 Monitoreo de la calidad del aire médico ................................................................. 49

........................ 3.3.15 Diseño y construcciones de recintos para sistemas de aire médico 50 3.3.16 Estaciones de salida ................................................................................................. 51 3.3.17 Sistemas de alarma .................................................................................................. 52

4.1 Sistemas de aire médico .............................................................................................. 57

4.1.1 Naturaleza de los peligros de los sistemas de aire médico ........................................ 57 4.1.2 Fuentes de los sistemas de aire médico ..................................................................... 57 4.1.3 Cuidados con el sistema central de suministro ......................................................... 57 4.1.4 Ubicación de los sistemas centrales de suministro ................................................... 58

............................................................................................... 4.2. Sistema de distribución 61 4.2.1. Materiales de tubería para sistemas de gases médicos de presión positiva .............. 61 4.2.2. Instalación de tuberías y equipos ............................................................................. 62 . , ................................................................................................................... 4.3. Instalacion 66

......................................................................................................... 4.3.1. Juntas roscadas 67

......................................................................................................... 4.3.2. Juntas soldadas 67 4.3.3. Corte de tubos .......................................................................................................... 68

.......................................................................................... 4.3.4. Limpieza para soldadura 68 4.3.5. Soldadura de metales disímiles ................................................................................ 69 4.3.6. Purga de Nitrógeno .................................................................................................. 69

........................................................................ 4.3.7. Ensamble y calentamiento de juntas 70 ................................................................................. 4.3.8. Inspección de juntas soldadas -70

............................................................................................... 4.3.9. Accesorios especiales 71 .................................................................................................... 4.3.10. Juntas prohibidas 72

........................................................................................................................ 4.4. Pruebas 72 4.4.1. Pruebas a realizar por el instalador .......................................................................... 73 4.4.2. Pruebas de verificación del sistema ......................................................................... 74 4.4.3. Etiquetas de identificación ....................................................................................... 79

................................................................................. 4.4.4. Verificación del equipo fuente 80

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................. 81

Aplicación de las normas en Costa Rica ............................................................................ 83

........................................................................................................................... ANEXOS 84

Anexo 1 .............................................................................................................................. 85 ............................................................................................................................... Equipos 85 .............................................................................................................................. Anexo 2 97

Ejemplo práctico ................................................................................................................ 97 ................................................................................................................................... Caso: 97

......................................................................................................................... Desarrollo: -98 ........................................................................................................................... Anexo 3 -107

Mantenimiento de la calidad de aire del sistema ............................................................. 107 Mantenimiento de los sistemas de aire médico ................................................................ 108

............................................................................................................................ Anexo 4 110 . . ......................................................................................................... Respiracion humana 1 0 . . ................................................................................................. El proceso de respiracion 112 La respiración y las enfermedades respiratorias .............................................................. 114

............................................................................................... Enfermedades pulmonares 117 ............................................................................................................................ Anexo 5 120

Aire médico USP ........................................................ ...................... ................................ 120

Nitrógeno grado NF ......................................................................................................... 121

GLOSARIO .................................................................................................................... 123

Glosario de términos ........................................................................................................ 124

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 125

Bibliografía ..................................................................................................................... -126

vii

LISTA DE TABLAS

Página Tabla 1 . 1 Gases médicos comúnmente utilizados en hospitales ......................................... 9

................................................... Tabla 1 . 2 Gases especializados utilizados en hospitales 10 . . Tabla 1 . 3 Composicion del aire ........................................................................................ 14

.................................................................... Tabla 3 . 1 Aplicaciones del aire comprimido 27 Tabla 3 . 2 Tabla para estimación de la capacidad de un compresor de aire médico ......... 31

..................................................................................................... Tabla 3 . 3 Terminología 32

Tabla 4 . 1 Estándar de designación de colores y presiones de operación para los sistemas ...................................................................................................................... de gases 60

Tabla 4 . 2 Separación máxima de los soportes de acuerdo al tamaño de tubería: ............. 64 Tabla 4 . 3 Parámetros de calidad del aire: ......................................................................... 79

viii

LISTA DE FIGURAS

Página 3 Figura 3 . 1 Un pie cúbico de volumen ( 0. 0283 m ) .......................................................... 33

Figura 3 . 2 Volumen constante .......................................................................................... 34 Figura 3 . 3 Masa Constante ................................................................................................ 34 Figura 3 . 4 Variación de la Densidad de Moléculas de Aire de una localidad a otra ........ 34

LISTA DE ECUACIONES

Página Ecuación 1.1 ...................................................................................................................... 13

. , Ecuacion 3. 1 .................................................................................................................... ..35 . , Ecuacion 3. 2 ...................................................................................................................... 36

LISTA DE ILUSTRACIONES

Página Ilustración A l . 1 Compresor de aire grado médico ............................................................ 85 Ilustración A1.2 Compresor de aire tipo duplex. tanque recibidor horizontal ................... 86 Ilustración A1.3 Esquematización de compresor de aire tipo duplex. tanque recibidor

.................................................................................................................... horizontal 86 Ilustración A1.4 Compresor de aire tipo duplex. tanque recibidor vertical ....................... 87 Ilustración A1.5 Esquematización de compresor de aire tipo duplex. tanque recibidor

........................................................................................................................ vertical 87 Ilustración A1.6 Esquematización de compresor de aire tipo triplex. tanque recibidor

....................................................................................................................... vertical -88 Ilustración A1.7 Esquematización de compresor de aire tipo cuádmplex. tanque recibidor

........................................................................................................................ vertical 88 Ilustración A1.8 Sistema secador para aire grado médico ................................................. 89 Ilustración A1.9 Esquematización de sistema secador de aire médico con disecante ....... 89 Ilustración A1.10 Esquematización de sistema secador de aire médico con disecante ..... 90 Ilustración A l . l l Esquematización de secador de aire médico con sistema de . . .............................................................................................................. refrigeracion -90 Ilustración A1.12 Esquematización de secador de aire médico con sistema de

............................................................................................................... refrigeración 91 ...................................................................... Ilustración A1.13 Junta flexible y regulador 91

Ilustración A1.14 Caja de válvulas .................................................................................... 92 . . Ilustracion A1.15 Panel de control ..................................................................................... 93 Ilustración A1.16 Salida de pared y flujómetro ................................................................. 93 Ilustración A1.17 Filtro de línea de entrada. prefiltro de 0. 5 micrones. post filtro de 0. 01

micrones. filtro de carbón activado para remoción de olores y configuración dual de .......................................................................................................................... filtros 94

Ilustración A1.18 Monitor de punto de rocío y monitor de monóxido de carbono ........... 94 Ilustración A1.19 Cabezal para sistemas de gases ............................................................. 95 Ilustración A1.20 Alarma maestra ..................................................................................... 96 Ilustración A1.21 Alarma de área ...................................................................................... 96

Ilustración A2.1 Estimación de la carga del compresor .................................................. 100 ................................................... Ilustración A2.2 Catálogo de compresor seleccionado 103

....................... Ilustración A2.3 Catálogo de secador de aire de disecante seleccionado 105

Ilustración A4.1 Camino del aire en el sistema respiratorio ............................................ 111 Ilustración A4.2 Componentes del sistema respiratorio .................................................. 112

.......................................................... Ilustración A4.3 Ciclo de inspiración y espiración 113

Ilustración A5.1 Cilindro de aire médico USP ................................................................. 120 Ilustración A5.2 Cilindro y tanque de Nitrógeno grado NF ............................................. 122

Gran variedad de enfermedades respiratorias afectan cada día a una gran cantidad de personas en el mundo. Las personas que presentan una crisis respiratoria pueden ser tratadas de diferentes maneras siendo una de las más utilizadas la nebulización por medio de aire a presión u oxígeno a presión.

Estos dos gases así como el óxido nitroso, el vacío y otros son utilizados además para diferentes procesos en varias áreas médicas tales como quirófanos, laboratorios, odontología y esterilización, entre otros.

Este trabajo se enfoca en los sistemas de aire grado médico, específicamente en los sistemas cuya fuente de propulsión del aire sea un compresor para alimentar los diferentes servicios hospitalarios que requieren de aire a presión, tales como inhaloterapia, quirófanos, esterilización y odontología.

Es muy importante entender que los sistemas de aire grado médico no solo deben estar bien dimensionados para dar la capacidad necesaria para los requerimientos del centro médico, sino que se debe asegurar que el sistema sea eficiente y sobre todo seguro para el paciente.

Lo anterior se logra mediante un sistema de tratamiento de aire que purifica el aire una vez que el flujo del mismo sale del compresor. La tubería, 21 sistema de filtración, los sistemas de monitoreo, el sistema de secado de aire, entre otros componentes, aseguran que el aire comprimido y distribuido sea respirable para el ser humano.

Se contempla el tratamiento que se le debe dar al aire para asegurar la pureza necesaria para que el mismo sea apto para consumo humano. También se describen las pruebas que se deben realizar al sistema de tuberías para asegurar que las mismas no afecten negativamente las características del flujo de aire que se les administra a los pacientes. Estas pruebas incluyen, pruebas de fuga, de conexión cruzada y de pureza del aire, entre otras.

Al suministrarle aire a un paciente, ya sea en un quirófano, en una sala de choque o en una salida para terapia respiratoria, se debe asegurar la pureza del mismo. Esto es que el aire que se le suministrará a los pacientes cumpla con ciertos parámetros que determinarán su calidad y asegurarán que el mismo sea respirable.

Para esto, varias asociaciones e instituciones de muchos países en el mundo han tratado de regular este tipo de instalaciones dictando recomendaciones de buenas prácticas para asegurar un producto adecuado a la salida de las tuberías de estos sistemas. Algunas de las asociaciones o instituciones que han procurado redactar normas o estándares referentes a los sistemas de gases médicos son: la NFPA (Nacional Fire Protection Association), la AGA (American Gas Association), la CGA (Canadian Gas Association), las Normas Europeas, entre otras.

Es evidente que no todo lo que estas normas o estándares recomiendan es aplicable en Costa Rica ya que cumplir con los requisitos sugeridos en estos estándares haría el proyecto muy costoso o muy complicado. Esto hace que el proyecto sea difícil de justificar ante las autoridades de los centros de salud desde el punto de vista económico y en algunos casos desde el punto de vista técnico.

El objetivo de este trabajo es discutir y explicar los requisitos mínimos para seleccionar los componentes del sistema de aire médico como lo son el compresor y demás componentes que hacen del aire más puro. También se trata de dar una idea de lo necesario para instalar y mantener en funcionamiento el sistema de aire médico sin que el mismo se convierta en una cámara de gas en potencia administrando un producto nocivo para que una persona lo respire.

Se proponen guías para el diseño, la instalación y el funcionamiento de este tipo de sistemas para que los mismos sean lo más seguros posibles y que a la vez sean viables tanto técnica como económicamente.

En el capítulo 1 de este informe se introduce al lector en el concepto de los gases médicos para luego, en el capítulo 2, mostrarle parte de la gran gama de normas o estándares que existen a nivel mundial que tratan de regular las instalaciones de los sistemas dr; gases médicos.

En el capítulo 3 se explican los conceptos a tener en cuenta para determinar la calidad de aire necesaria para un sistema de aire y se sugiere una metodología para el cálculo de la demanda pico calculada para un sistema de aire médico alimentado por medio de un compresor.

En la última parte del trabajo, capítulo 4, se hace mención de los riesgos asociados al uso de sistemas de aire médico así como de los requerimientos de los sistemas de distribución. Se exponen los requerimientos para el proceso de instalación así como las pruebas necesarias para poner en marcha un sistema de aire grado médico.

Todo lo anterior lleva a dar algunas recomendaciones para el mantenimiento de los sistemas de aire grado médico y de la necesidad de adaptación de las normas o estándares para hacer de nuestras instalaciones sistemas más seguros para los pacientes, usuarios y el ambiente en general.

OBJETIVOS

Objetivo general:

El objetivo general de este estudio es desarrollar un análisis sobre las consideraciones de seguridad que se deben tomar en cuenta cuando se dimensionan y seleccionan compresores para un sistema de distribución de aire grado médico, así como los componentes del sistema necesarios para que el aire producido sea de calidad para la respiración humana, tomando en cuenta los procedimientos de instalación, puesta en operación y consideraciones de mantenimiento.

Objetivos específicos:

Los objetivos específicos de este estudio son los siguientes:

Mencionar los diferentes tipos de gases médicos que se utilizan en el ambiente hospitalario y sus aplicaciones.

Analizar las normas internacionales que regulan instalaciones de sistemas de aire grado médico y su aplicación en Costa Rica.

Detallar las consideraciones a tomar para la selección de un compresor o sistema de compresores para la producción de aire grado médico.

Exponer los componentes que debe tener un sistema de aire grado médico, para funcionar dentro de los estándares aceptados por la NFPA 99.

Describir los requerimientos mínimos para la instalación de un sistema para la producción y distribución de aire grado médico.

Detallar los procedimientos de prueba para puesta en marcha de los sistemas de aire grado médico: fugas, limpieza, calidad de aire y errores de conexión, entre otros.

Recomendar algunas acciones a tomar en cuanto al mantenimiento en operación de los sistemas de aire grado médico.

CAP~TULO PRIMERO

1.1 Descripción de los gases médicos: tipos, aplicaciones y formas de obtención

Los sistemas de gases médicos entre los que se incluyen los de aire grado médico sirven para asistir a pacientes ya sea que tengan dificultades respiratorias o que necesiten algún tipo de terapia que se les debe administrar de forma inhalada. También se utilizan para suministrar gases a pacientes que se les estén realizando procedimientos quirúrgicos o de algún otro tipo, que demanden que al paciente se le de asistencia respiratoria o que se le suministren gases que funcionen como analgésicos o como anestesia.

1.1.1 Clasificación de los gases

A continuación se presenta una clasificación de los diferentes gases que se utilizan en el ámbito médico1.

Los gases pueden ser almacenados en cilindros o contenedores de mediana y alta presión (hasta 17237 kPa ó 2500 psi). Los gases son clasificados bajo las siguientes categorías:

Gases comprimidos

Son aquellos que tienen puntos de ebullición muy bajos, menor de -100 "C, por lo que permanecen en estado gaseoso sin licuarse, aun a altas presiones, a menos que no sean sometidos a muy bajas temperaturas. A este grupo pertenecen:

Oxígeno O2 Nitrógeno N2 Argón Ar Helio He Hidrógeno H2

Gases comprimidos licuados

Son aquellos que tienen puntos de ebullición relativamente cerca de la temperatura ambiental y que al someterlos a presión en un ambiente cerrado se licuan. Este es el caso de los siguientes gases o sustancias:

1 Correa, Elliot, Sistemas de Gases Médicos, Ohmeda Medical Engineering, p. 6-12

Dióxido de carbono C 0 2 Oxido Nitroso N20 Cloro C1 Propano C3Hs

Gases criogénicos

La densidad baja de los gases hace que una pequeña cantidad de as ocupe un F gran volumen. Un kilogramo de oxigeno O2 ocupa un volumen de 0,739 m a 15 "C y 1 atmósfera de presión. Para facilitar el transporte y almacenamiento de estos gases se hace indispensable someterlos a altas presiones y10 bajas temperaturas a fin de reducir su volumen y simplificar su manejo o almacenamiento.

La criogenia es la ciencia que estudia los procesos químicos a temperaturas inferiores a los -100 "C. Aquellos gases que no se licuan al someterlos a altas presiones, pueden ser licuados utilizando temperaturas criogénicas. El proceso de licuación es la solución a los problemas de transportación y almacenaje de los gases. Entre los varios fluidos criogénicos de mayor importancia se encuentran:

Oxígeno -183 OC Nitrógeno -196 "C Argón -186 "C

También se pueden mencionar el Hidrógeno y el Helio, que poseen puntos de ebullición muy cercanos al cero absoluto, lo cual los hace gases líquidos muy especializados.

1.1.2 Gases Médicos

A continuación se hace una descripción de los usos de los gases médicos más comunes y las áreas donde los mismos son aplicados.

Desde hace mucho tiempo se ha considerado al oxigeno 0 2 y al óxido nitroso N20 como los principales gases médicos. El oxígeno, definido hoy como una droga, fue preparado por primera vez en 1727 por Stephen Hale. La mayoría de los méritos clínicos del oxigeno fueron atribuidos a Joseph Priesley quien lo preparó en 1777 y lo sugirió para cierto tipo de enfermedades.

En 1846, con el descubrimiento del éter dietílico como anestésico se inició una revolución en la práctica de la cirugía. Los beneficios de la cirugía sin dolor fueron tan evidentes que la anestesia se adoptó como una especialidad. La anestesiología fue precursora de numerosos agentes anestésicos derivados del éter dietílico. Estos agentes

anestésicos tenían los grandes inconvenientes de la inflarnabilidad, lo que originó la búsqueda de sustitutos más aptos para la anestesia sin los riesgos de explosión. Esto condujo al descubrimiento de técnicas nuevas utilizando agentes halogenados en atmósferas enriquecidas con oxigeno. Los agentes halogenados como el halotano, enflurane y el isoflurane se utilizan para producir bronco-dilatación por efecto directo de relajación sobre el músculo bronquial y por la inhibición o suspensión de la función de los reflejos de la vía aérea.

El empleo de estas técnicas junto a la introducción del óxido nitroso establecieron las modernas prácticas de anestesiología por inhalación las cuales persisten hasta la fecha.

Los hospitales modernos tienen aire comprimido en las habitaciones de pacientes y este se utiliza para administrar terapia respiratoria y asistencia respiratoria en procedimientos quirúrgicos y de otros tipos. También se utiliza como fluido neumático para activar equipos médicos.

Entre los gases consumidos en los ambientes hospitalarios normalmente suministrados por tuberías están los que se indican en la tabla 1.1.

Tabla l. 1 Gases médicos comúnmente utilizados en hospitales.

Gas Oxígeno

Óxido Nitroso

Símbolo o2

Nitrógeno

N20

Dióxido de Carbono

Aire

Area de Uso Salones Inhaloterapia Quirófanos

N2

Vacío

Aplicación Anestesia Terapia respiratoria

Otros Quirófanos Cuartos de tratamiento

C02

I

Anestesia Cirugía criogénica

Rayos X Quirófanos

Otros Salones Quirófanos Odontología

/ otros 1

Instrumentos quirúrgicos operados Dor medios neumáticos

Quirófanos

Salones Inhaloterapia Quirófanos Odontología

Succión

Gas para aislamiento anaeróbico Control de ciclo respiratorio en intervenciones quirúrgicas de larga duración Diluciones con oxígeno utilizadas en terapia respiratoria

Adicionalmente a las aplicaciones clínicas para los gases medicinales, existen otros compuestos gaseosos utilizados por los hospitales en pequeñas cantidades y usualmente suministrados por cilindros metálicos para diversos usos tales como los que se muestran en la tabla 1.2.

Tabla 1 .2 Gases especializados utilizados en hospitales.

1.1.3 Propiedades físicas de los gases

Gas Acetileno

Amoniaco Argón Cloro Oxido de etileno Helio

Hidrógeno

Oxígeno:

Producido por la destilación fraccionada del aire, el oxígeno, hace posible la vida y es indispensable para la combustión. Constituye más de la quinta parte de la atmósfera (20,99 % por volumen, 23,20 % en peso). El gas no tiene olor, es incoloro y no tiene sabor. A presión atmosférica y temperaturas inferiores a -183 "C, es un líquido ligeramente azulado, un poco más pesado que el agua.

Símbolo C2H2

NH3 Ar c12 C2&0 He

H2

Todos los elementos (salvo los inertes) se combinan con el oxígeno para formar óxidos. Aunque el oxígeno puro no es inflamable, si es encendido promueve la combustión y en contacto con hidrocarburos reacciona vigorosamente como agente combustible.

El oxigeno es utilizado para sostener la respiración en los procedimientos de anestesia y otros tratamientos terapéuticos. No hay evidencia de efectos tóxicos por la inhalación de oxígeno en altas concentraciones en períodos menores a dos horas. Inhalación durante períodos mayores a cinco horas han producido problemas neuromusculares y dificultades de coordinación mental.

Area de uso Laboratorio clínico

Laboratorio clínico Laboratorio clínico Laboratorio clínico Quirófanos Laboratorio de función pulmonar Quirófanos

Aplicación Fotometría de llama Espectografía de absorción atómica Cromatografía Gas para aislamiento anaeróbico Fotometría de llama Esterilización rápida Diluciones de helio para medir capacidad total pulmonar Procedimientos de cirugía oftálmica por medio de rayo láser

Nitrógeno:

El nitrógeno es el mayor componente en nuestra atmósfera (78,03 % en volumen, 75,50 % en peso). Es incoloro, no tiene olor ni sabor, no es tóxico y es casi totalmente inerte. A presión atmosférica y temperaturas inferiores a -196 "C, es un líquido incoloro, un poco más liviano que el agua.

Es un gas no inflamable y sin propiedades comburentes. Se combina solo con algunos de los metales más activos, como Litio (Li) y Magnesio (Mg), formando nitruros. A temperaturas muy altas puede combinarse con hidrógeno, oxígeno, y otros elementos.

En el ámbito hospitalario es suministrado por tuberías hasta los quirófanos donde se utiliza neumáticamente para mover taladros y otros instrumentos médicos. En su estado líquido, se aprovecha su baja temperatura e inercia química para congelación, preservación y control de cultivos y tejidos.

Se utiliza durante los procesos de soldadura de tuberías para gases médicos para proveer una atmósfera inerte en la que no se promueva oxidación en el interior de los tubos de cobre.

Aunque es inerte y no tóxico, puede causar asfixia si se utiliza para reemplazar el oxígeno durante el proceso respiratorio. Suministrado en altas concentraciones puede causar mareos y pérdida de conocimiento.

Al igual que el oxígeno, también es producido por el proceso de destilación fraccionada.

Óxido nitroso:

Bajo condiciones normales de presión y temperatura, es un gas incoloro prácticamente sin olor y sabor. No es tóxico ni inflamable y aproximadamente 1,5 veces más pesado que el aire.

Usualmente es estable y generalmente inerte, pero mantiene la combustión de manera semejante al oxígeno, aunque es un comburente más suave.

Es relativamente soluble en agua, alcohol, aceites y en varios otros productos alimenticios. Tiene la particularidad de que al disolverse en el agua no le cambia la acidez, como ocurre con el dióxido de carbono (COZ).

El uso principal del óxido nitroso (NzO), mezclado con oxigeno (O& es como analgésico o anestésico inhalable en medicina y odontología. Por su inercia química y naturaleza no tóxica, también es utilizado en las siguientes aplicaciones:

En el envasado a presión de productos alimenticios. Como propelente de aerosoles. Como agente de detección de fugas. En laboratorios de espectrometría. Como agente de reacción en la fabricación de varios componentes orgánicos e inorgánicos. Como refrigerante en forma gaseosa o líquida.

El único método práctico para la producción de este gas es por medio de la descomposición química del Nitrato de Arnonio. Al someterse el Nitrato de Amonio a temperaturas de aproximadamente 250 "C en un reactor controlado se produce una descomposición terma1 que libera Oxido Nitroso (N20) y Agua (H20) en la reacción primaria. Varias sustancias producidas durante reacciones secundarias son catalizadas por la presencia de algunos compuestos metálicos. Algunas de estas sustancias secundarias son altamente tóxicas.

Posteriormente el vapor de agua es condensado y el gas es pasado por unas torres de limpieza donde se remueven las impurezas, produciendo así el N20 con un bajo contenido de nitrógeno. En un proceso adicional, el N20 se pasa por unas cámaras disecantes donde se le remueve los remanentes de vapor de agua.

Dióxido de carbono:

El dióxido de carbono está presente en la atmósfera de la Tierra en concentraciones menores de 0,03 % por volumen y es producido por el metabolismo humano y animal.

El gas ejerce varios efectos vitales en el metabolismo humano, tales como los siguientes:

Estimulación respiratoria. Regulación del flujo sanguíneo. Regulación de acidez en los fluidos humanos.

La respiración con grandes proporciones del gas pueden ser nocivas ya que aumentan el ritmo respiratorio y cardíaco del cuerpo humano. Altas concentraciones pueden causar asfixia.

El dióxido de carbono en su forma gaseosa es utilizado en los siguientes procesos:

Carbonatado de refrescos. Control de acidez (PH) en tratamientos de aguas.

@ Material aislante en el empaque de alimentos.

En su forma líquida es utilizado en los siguientes procesos:

Agente refrigerante. Para combatir incendios.

En su forma sólida el dióxido de carbono es utilizado para refrigeración.

El dióxido de carbono se obtiene de la combustión de carbón, gas natural y otros hidrocarburos. También se obtiene de procesos de fermentación o de fuentes naturales. El gas obtenido es licuado y purificado por diferentes procesos hasta una pureza mínima de 99,9 %.

Vacío:

Tradicionalmente se ha definido el vacío de la siguiente manera: vacío es espacio libre de materia.

Sin embargo, por medio de modernos instrumentos analíticos, se ha determinado que es prácticamente imposible lograr un espacio libre de materia. Análisis científicos han definido que ba'o condiciones atmosféricas nonnales, un centímetro cúbico de aire contiene 25 x 10'' moléculas. En condiciones ideales de vacío reproducidas en laboratorio se ha logrado alcanzar un límite mínimo de 350 moléculas por cm3. Aún en el espacio interplanetario, donde las presiones ambientales son mínímas, todavía se pueden encontrar al menos 4 moléculas por cm3.

Las moléculas de cualquier gas están en movimiento continuo, alcanzando velocidades de 1600 Km/h. Estos movimientos causan choques que ejercen presiones sobre las superficies en las cuales chocan. Estas presiones pueden ser definidas de la siguiente manera:

Presión Superficial = Fuerza A rea

Ecuación 1.1

Atrapadas por la fuerza de gravedad, en las inmediaciones a la superficie de la Tierra, las moléculas de nuestra atmósfera están en movimientos continuos y choques los cuales producen una presión definida de la siguiente manera:

Presión = 1 atmósfera = 101325 Pascales (14,7psi)

Una cámara sellada bajo condiciones atmosféricas contiene 25 x 1018 moléculas y exhibiría una presión de 1 atmósfera. Si se instala una bomba de vacío para remover las moléculas dentro de la cámara se reduciría la presión dentro del recipiente.

La presión ideal sería O (cero) ya que esta significaría la cantidad mínima de moléculas y el mayor grado de vacío. Los descubrimientos originados por los modernos instrumentos científicos han causado que la definición tradicional de vacío sea: vacío es un espacio a una presión menor a la atmosférica

Cuando se abre un orificio en la cámara de vacío, las diferencias de presión se cancelarán y un flujo de moléculas hacia el interior de la cámara producirá el efecto de succión.

El método más común para la producción de vacío es por medio de una bomba capaz de remover las moléculas dentro de un sistema sellado manteniendo un flujo continuo y bajo las presiones necesarias.

Aire médico:

El aire se encuentra libremente en la atmósfera. Es un gas constituido por varios componentes los cuales se detallan en la siguiente tabla:

Tabla 1.3 Composición del aire

Normalmente, en el aire existen otras sustancias, como vapor de agua en cantidad variable y dióxido de carbono (0,03 % en volumen) y en las zonas industriales, hidrocarburos, alquitranes, cenizas, polvo y SO;?.

Los hospitales modernos tienen aire comprimido en las habitaciones de pacientes y otros recintos así como en quirófanos, servicios de odontología, salas de urgencias y otros, y este se utiliza para administrar terapia respiratoria o asistencia respiratoria durante procedimientos quirúrgicos y para tratar problemas o enfermedades respiratorias.

También se utiliza como fluido neumático para activar equipos médicos. Este gas puede ser suplido por los siguientes medios:

Cilindros metálicos, llenos de aire filtrado y destilado. Estos cilindros deben ser llenados por alguna firma comercial bajo las regulaciones de seguridad y calidad emitidas por normas como la NFPA (National Fire Protection Association) o la CGA (Canadian Gas Association). Por la recombinación de oxígeno y nitrógeno en las respectivas proporciones de 21:79%. Este tipo de aire se conoce como aire reconstituido. Por medio de un compresor de aire grado médico, utilizado para comprimir aire y entregarlo por medio de tuberías de distribución por varias partes del hospital. Este compresor tendrá que llenar todos los requisitos de la norma NFPA 99 en cuanto a seguridad de operación. El aire deberá estar libre de partículas y bacterias por lo que debe ser conducido a través de un sistema de tratamiento de aire para purificarlo. Las tuberías por las cuales será transportado no deberán estar expuestas a bajas temperaturas para evitar condensación dentro de las mismas.

La Farmacopea Norte América edición XXVI define los siguientes parámetros de calidad para el aire comprimido para uso hospitalario:

Agua: no se permitirá que el aire médico tenga ningún contenido de agua en su forma líquida. Aceite: no se permitirá compresores lubricados por aceite. No se permitirá ningún contenido de aceite en su forma líquida. Olor: no se permitirá que el aire tenga ningún olor. Dióxido de carbono: los niveles de dióxido de carbono no excederán 500 ppm (partes por millón). Monóxido de carbono: los niveles de monóxido de carbono no excederán 10 ppm. Óxidos de nitrógeno: los niveles de óxidos de nitrógeno no deberán exceder 2,5 PPm. Dióxido de sulfuro: los niveles de dióxido de sulfuro no excederán 5 ppm.

La norma NFPA 99 añade los siguientes requisitos para el aire médico utilizado dentro de un hospital:

Hidrocarburos gaseosos: los niveles de hidrocarburos gaseosos no deberán exceder 25 ppm. Partículas: el 98% de las partículas sólidas en el aire médico deberán ser menores a 1 micrón. Punto de condensación: la temperatura de condensación para el contenido de vapor de agua no será mayor a 4 "C (39 "F).

Conociendo la importancia del tratamiento del aire una vez que el mismo sale del compresor se ve porqué es importante que los sistemas de tratamiento de aire sean los adecuados para asegurar la calidad requerida y porqué los procedimientos de instalación deben seguir ciertos protocolos que certifiquen que el sistema es seguro para suministrar aire a seres humanos. Las consideraciones para producir aire con la calidad exigida se describen en los capítulos 3 y 4 de este trabajo.

CAP~TULO SEGUNDO

2.1 Normas

Las normas o estándares son documentos desarrollados a partir de un proceso de estudio aprobado por Institutos Nacionales de Estándares de los países en donde se pretenden implementar. Estos procesos involucran la participación de voluntarios con conocimientos en la materia que representan varios puntos de vista e intereses con la intención de generar conciencia en aspectos de seguridad en la materia para la cual se desarrolla el estándar.

La publicación de textos reglamentarios refuerza el dispositivo de vigilancia sanitaria de los países. Esto es, las normas y estándares se convierten en herramientas que ayudan a los encargados de regular las actividades con impacto en la salud a hacer su trabajo, sirviéndoles de apoyo para regular ciertas actividades y procesos. Las autoridades sanitarias así como los reguladores de construcciones e instalaciones se basan en estos textos para tener un control que asegure que lo que se construye y lo que se instala sea seguro para los usuarios desde el punto de vista de funcionalidad. Una instalación que ponga en riesgo la salud de quienes la usan o del medio ambiente en donde funciona no debe ser permitida.

El dispositivo de vigilancia sanitaria en los países se rufuerza gracias a la publicación de textos reglamentarios.

La normalización ha acompañado una evolución en el curso de los últimos años participando en la elaboración de normas que establecen los referenciales técnicos o metodológicos reconocidos por todos y que permiten codificar el estado del arte en los diferentes sectores.

La normalización de los dispositivos médicos se consagra al desempeño, la calidad y la seguridad de los productos, la puesta en servicio, las metodologías de la gestión de riesgos y de investigaciones clínicas y la armonización a nivel mundial. Esto nos orienta a que la normalización es un método de aseguramiento de calidad para la adquisición, instalación, funcionamiento e instalación de los equipos y dispositivos médicos así como de las construcciones donde funcionarán.

Más recientemente se extiende a la gestión de los riesgos vinculados a la utilización de equipos médicos luego de su instalación. Se explora todo el ciclo de vida de un dispositivo después de su concepción y fabricación, su instalación, su utilización y mantenimiento. Se impone entonces la necesidad de disponer de métodos de ensayo y de controles comunes a los diferentes actores de los mercados internacionales (industriales, poderes públicos, laboratorios de ensayos de control).

Se ha trabajado sobre las herramientas para contribuir a una mejora de la gestión de la higiene y del medio ambiente. Todo lo cual se traduce en la elaboración de normas

sobre desinfectantes, materiales y procesos de desinfección y de esterilización, biocontaminación en lavandería hospitalaria, la calidad del aire en los establecimientos de cuidado de la salud, y la gestión de los desechos médicos. Más recientemente los trabajos se orientan hacia la gestión ambiental en esos establecimientos con el fin de ayudar a los profesionales de la salud a administrar mejor los riesgos ambientales.

Dentro del campo de la información, también están en curso de elaboración de normas tendientes a la puesta en marcha de una arquitectura eficaz y segura de los sistemas de comunicación en el área de la salud. La puesta en red de los actores de la salud (poderes públicos, profesionales de la salud, establecimientos de asistencia, de reembolsos por asistencia, personal técnico, instalaciones y equipos, entre otros) y los sistemas de información eficaces y confiables constituyen los elementos esenciales para garantizar la continuidad de los cuidados y el refuerzo de la seguridad sanitaria. Un ejemplo de esto es el desarrollo de la telemedicina y la telecirugía que han permitido brindar consulta e incluso hacer cirugías con el paciente en un país y el médico en otro.

La normalización también involucra la gestión de la calidad de los establecimientos de cuidado de la salud. La elaboración de normas permite a los profesionales, sobre el terreno, disponer de las herramientas metodológicas prácticas que los ayuden en la gestión de acreditación. Actualmente, se están desarrollando normas específicas para los servicios mkdico-técnicos, especialmente para la radiología y los servicios técnicos hospitalarios, así como para el campo privado, por ejemplo, los consultorios odontológicos.

La utilización de los estándares debe ser bajo el propio juicio de quien los quiere implementar. Las normas no son de aplicación obligatoria en todos los países pero sirven de guía a los usuarios en aspectos de seguridad de operación. Las normas no se hacen con la intención de obligar el cumplimiento con los contenidos del documento sino que ofrecen detalles sobre soluciones recomendadas. Son así, un conjunto de métodos.

Las normas son inseparables de la evaluación de riesgos y de la selección del tipo de dispositivos de seguridad. No solamente facilitan el entendimiento de la importancia de los pasos a seguir durante la selección de los dispositivos de seguridad, sino que también guían esta selección a través de una serie de recomendaciones específicas, tales como la distancia de seguridad, materiales, alarmas, etc.

Al ser las normas guías para las buenas prácticas o métodos sugeridos, también hay que tomar la experiencia desarrollada en el tipo de instalaciones que se pretende hacer poniendo en práctica el sentido común teniendo como fin primordial la seguridad de los usuarios y las instalaciones.

Es recomendable que los usuarios consulten a un profesional competente en la materia respecto a la determinación del ejercicio de cuidado razonable aplicable en cada circunstancia.

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En el caso de los sistemas de gases existen varias normas avaladas en varios países que intentar servir de guía para las buenas prácticas en instalaciones que tengan que ver con el cuidado de la salud, a continuación se dan algunos ejemplos:

NFPA: National Fire Protection Association (Asociación Nacional de Protección contra Incendio). OSHA: Occupational Safety and Health Administration (Administración de la Salud y Seguridad Ocupacional). CSA: Canadian Standard Association (Asociación Canadiense de Estándares). NOM: Normas Oficiales Mexicanas EN: Normas Europeas

Muchos países, entre los que se encuentra Costa Rica adaptan las normas de otros países para su propio uso. Incluso en los países más desarrollados se da esta práctica, por ejemplo en Estados Unidos, Japón, Australia y Polonia se han adaptado algunas Normas Europeas. Esto es importante de recalcar, ya que a pesar de que algunos países están mucho más desarrollados, también buscan información en otros países que les pueden servir para mejorar sus estándares.

También hay casos de países que tratan de adaptar las normas de otros países a sus realidades, por ejemplo se encontró en Internet el caso de Francia, que en los últimos años ha desarrollado sus propias normas para los sistemas de gases médicos, a continuación se muestran algunos de los productos desarrollados en Francia y publicados en el 2001:

FD S 90-155 - Sistemas de distribución de gases médicos comprimidos y de vacío - Complementos para la concepción y la recepción.

FD S 90-156 - Redes de distribución para gases médicos no inflamables - Comparación entre las normas NF S 90-155 de 1990 y NF EN 737-3 de 2000.

ENV 737-6 - Sistemas de distribución de gases médicos - Parte 6: Dimensiones de acoples para tomas de pared para gases médicos y vacío (aspiración).

En Costa Rica los ingenieros y técnicos se han basado en la NFPA 99 para diseñar e instalar los sistemas de gases médicos. Sin embargo, esta práctica se complica por el hecho de que los requerimientos de esta norma son, en algunos casos, demasiado exigentes, por lo que el cumplir con todas las recomendaciones hace que los proyectos se encarezcan en gran medida. Pero la NFPA 99 no es la única fuente a la que se puede consultar, sino que existen estándares tales como los europeos, mexicanos y argentinos que por su índole pueden ser más accesibles a la realidad costarricense.

Es por esto que los ingenieros y técnicos deben usar la experiencia adquirida en este tipo de instalaciones para adaptar la NFPA 99 y otras normas a la realidad nacional y asegurar que el sistema tenga las condiciones de prevención de riesgo que es el fin primordial que persigue la NFPA al igual que cualquier otro estándar. Con el tiempo, esta práctica propiciará la creación de una norma costarricense referente a la instalación, operación y mantenimiento de los sistemas de gases médicos desde el punto de vista de seguridad.

De ahí la necesidad de que en Costa Rica se intente desarrollar una norma de instalaciones de sistemas de gases médicos, la cual en sus primeras ediciones se puede basar en la NFPA 99 u otros estándares, pero siempre buscando adaptar los requerimientos para que estos sean razonables con la realidad nacional sin poner en riesgo la seguridad de los pacientes, usuarios y medio donde funcionan.

Las ediciones de la NFPA 99, Estándar para Instalaciones de Cuidado Médico, son preparadas por los Comités Técnicos de Administración, Equipamiento Eléctrico, Sistemas Eléctricos, Equipamiento de Suministro de Gases, Preparación de Emergencia de Cuidados Médicos y Planeación de Desastres, Facilidades Hiperbáricas e Hipobáricas y Sistemas de Tuberías.

La NFPA 99 es aprobada por el instituto Americano de Estándares Naciüriaits. El proceso de desarrollo involucra voluntarios representativos de varios puntos de interés para lograr consenso en temas de incendios y seguridad. Los Comités que la desarrollan tienen como principal responsabilidad la elaboración de documentos, los cuales contienen el criterio para salvaguardar la seguridad de los pacientes y del personal del centro médico en la prestación de los servicios en las instalaciones médicas. Se centran en los siguientes objetivos según se extrajo de la edición 2002 de la NFPA 99:

Protección contra incendios, explosiones y amenazas eléctricas y demás relacionados como resultado del uso de agentes anestésicos, equipamiento para gases médicos, artefactos eléctricos y electricidad de alta frecuencia o de incidentes internos o externos que genere trastornos a la atención del paciente.

Protección contra amenazas de incendio y explosiones asociadas con prácticas de laboratorio.

La utilización segura de instalaciones hiperbáricas (cámaras que simulan la presión por debajo del mar) o hipobáricas (cámaras que simulan la presión debida a la altitud) para propósitos médicos.

Criterios seguros de operación, mantenimiento y pruebas para sistemas eléctricos, normales y esenciales.

Criterios seguros de operación, mantenimiento, pruebas e instalación para sistemas de vacío para propósitos médicos y quirúrgicos y para sistemas de gases médicos.

A pesar de los fines perseguidos por la NFPA en el desarrollo de este estándar, ésta no obliga el cumplimiento de lo que se sugiere en el mismo, tampoco enlista, certifica, prueba o inspecciona productos, diseños o instalaciones en cumplimiento con la NFPA 99. Es decir una instalación es únicamente responsabilidad del certificador de la misma.

La idea del desarrollo de la NFPA 99 crece al desarrollarse una serie de documentos bajo el Comité de Hospitales original de la NFPA. A finales de 1980, existían 12 documentos referentes a una variedad de temas, 11 dirigidos directamente a problemas relacionados con fuego dentro y cerca de facilidades para el cuidado de la salud. Estos documentos cubrían: preparación de emergencias, anestésicos de inhalación, terapia respiratoria, laboratorios en instituciones relacionadas al cuidado de la salud, instalaciones hiperbáricas, instalaciones hipobáricas, anestésicos de inhalación en instalaciones de cuidado ambulatorio, utilización de terapia respiratoria en casa, sistema de vacío médico-quirúrgico en hospitales, sistemas eléctricos esenciales para instalaciones de cuidado de la salud, utilización segura de la electricidad en áreas de cuidado de pacientes en instalaciones de cuidado de la salud y utilización segura de electricidad de alta frecuencia en instalaciones de cuidado de la salud.

El Comité de Correlación para Instalaciones para Cuidados Médicos hizo una revisión en 1979 y concluyó que combinar todos los anteriores documentos bajo su jurisdicción podía ser beneficioso para aquellos que utilizaban esos documentos por las siguientes razones:

Los documentos estaban siendo revisados independientemente unos de otros. Combinarlos en un solo documento los colocaría dentro del mismo ciclo de revisión.

Se pondría en un solo documento varios documentos que se refieren entre sí.

Sería una referencia más sencilla y completa para los usuarios del documento (ingenieros hospitalarios, personal médico, diseñadores, arquitectos y autoridades).

Así nació la NFPA 99. Para la edición de 1987 se incorporó la NFPA 56F, Estándar en Sistemas de Gases Médicos Entubados No Inflamables. Para 1990, se incluyó una correlación con la NFPA 101 Código de Seguridad de Vida.

Desde entonces, se han ido realizando modificaciones con la intención de hacer el documento más amigable para el usuario. Su intención es la de ayudar a ingenieros hospitalarios, administradores y arquitectos a entender los requerimientos para que se

puedan mantener las instalaciones cumpliendo con los estándares internacionales de acreditación cubriendo estrategias efectivas y eficientes para asegurar la seguridad de los pacientes y del personal.

Como se mencionó, el proceso que tuvo la NFPA 99 para llegar a ser el estándar que es hoy en día fue largo y requirió de estudio y experiencia basados en las pruebas del día a día de la aplicación de esta norma. Esto es lo que se debe perseguir en Costa Rica, promoviendo el estudio de varias normas relacionadas con el tema y en base a esto y a la experiencia de trabajar en este tipo de instalaciones ir buscando hacer un compendio de especificaciones que pueden ayudar a otros profesionales a desarrollar instalaciones de este tipo.

El presente estudio se basó en las directrices de la Norma NFPA 99 edición 2002 y se investigaron en Internet referencias de otras normas aplicables a los sistemas de gases médicos. Sin embargo, para estudiar a profundidad cualquiera de estas normas hay que adquirirlas en sus ediciones completas y en la medida de lo posible, las más recientes lo cual no se logró. Sin embargo se trató de correlacionar de una forma razonada, lo indicado por la NFPA 99, con normas de instalaciones y construcciones de hospitales, documentos sobre sistemas de gases médicos, con lo que se consiguió en Internet y con la experiencia adquirida así como con catálogos de fabricantes de equipos y accesorios para sistemas de aire grado médico.

2.2 Sistema de distribución de gases médicos

La naturaleza exigente de la ciencia médica demanda mejorar las instalaciones médicas con servicios de soporte médico más confiables y efectivos. Debido a que los sistemas centralizados de tuberías suplen gases médicos en situaciones de soporte de vida, es esencial que la confiabilidad e integridad del sistema esté bajo la responsabilidad de todas las profesiones relacionadas como lo son personal médico, fabricantes, diseñadores, instaladores, encargados de pruebas, encargados de operación y encargados de mantenimiento. Hay cuatro tipos de gases médicos que normalmente se encuentran instalados y entubados en hospitales2:

El oxígeno es primordialmente utilizado para terapia respiratoria y anestesia. El suministro constante y la disponibilidad inmediata dentro del hospital son esenciales. El sistema se diseña para proveer 414 kPa (60 psig) en las salidas.

Express Healthcare Management, Medical gas distribution system: Lifeline of a rnodern hospital, 2004, http://www,expresshealthcarem~t,com/20040615/technology04,shtml - -.

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El óxido nitroso es primordialmente usado en áreas de terapia física. La presión requerida en cada salida es de 414 kPa (60 psig).

El aire médico (aire comprimido) es principalmente utilizado para terapia respiratoria en áreas de enfermería, cuartos de emergencia, salas de cuidados intensivos, salas quirúrgicas, y demás servicios. También se usan en áreas de terapia física. Este aire debe ser libre de aceite, humedad y contaminantes. El sistema se diseña para dar una presión de salida de 345 kPa (50 psig).

A pesar de que el vacío no es un gas médico, es una parte esencial de una red de gases médicos. El vacío es usado ampliamente en el hospital en tratamiento de pacientes y laboratorio. En recuperación de cirugía y áreas de cuidados intensivos, es usado para remover fluidos de incisiones y asiste para drenajes vitales post- operatorios. Los sistemas de vacío están normalmente diseñados para proveer de 381 a 508 mmHg (15 a 20 inHg) al punto más lejano del sistema central de vacío.

Los gases antes mencionados son de los cuatro más utilizados en los hospitales y los mismos se describieron de una manera más detallada en el capítulo 1 de este estudio.

El sistema completo de gases médicos necesita ser diseñado, instalado y ejecutado con un alto grado de experiencia técnica. El diseno y planeación de un sistema de distribución de gases médicos puede dividirse en los siguientes puntos:

Ubicación donde se requiere el sistema y el número de salidas. Rutas del sistema de tuberías y determinación del tamaño de tuberías. Fuente de suministro del gas médico. Controles de línea intermedia. Salidas de servicio de gas. Equipamiento de área de cuidado crítico. Equipamiento de alarma y monitoreo. Especificación del sistema.

Estos puntos fueron tomados de la página de Internet de la revista Express Health Care Management, una revista elaborada en India y que hace referencia a estándares como la NFPA 99, la HTM 2022 del Reino Unido, la DIN de Alemania, la CSA de Canadá y las EN de Europa, entre otras.

Lo anterior demuestra que el hecho de basarse en normas internacionales para mejorar los diseños que se hacen en Costa Rica es un paso que han venido haciendo muchos otros paises y que les ha permitido mejorar sus procesos de diseño, instalación y mantenimiento en operación.

Los puntos de diseño y planeación son tratados más adelante, específicamente en el capítulo 3 y en los anexos, donde se presenta más información al respecto.

Muchos de los aspectos antes mencionados se descuidan en la etapa de diseño ya sea por desconocimiento de quien diseña o porque los componentes necesarios para cumplir con las disposiciones de las normativas son muy caros. Esto hace que en algunos casos el sistema no sea seguro ya sea porque falta uno o más componentes o porque los componentes no cumplen con los requerimientos de seguridad mínimos.

Como consecuencia, quien diseñe debe comprender muy bien cuales son los requerimientos de normas tales como la NFPA 99, que por ejemplo sugiere sistemas duplex, triplex y hasta cuádruplex para asegurar el respaldo de la fuente de gas médico, sin embargo lo importante no es tanto la configuración del equipo que sirve de fuente sino el respaldo que se le pueda dar a la fuente en sí.

Por ejemplo, hay una parte de la NFPA 99 que indica lo siguiente: "los compresores de aire médico, secadores, post-enfriadores, filtros y reguladores podrán ser del tipo simplex, siempre y cuando se desarrolle un plan de emergencia para enfrentar la eventualidad de la perdida de suministro de aire médico3", es decir, se podría pensar en un compresor simplex que de la capacidad de suministro de aire requerida y conectarlo por medio de un cabezal a un banco de cilinidros de aire que se deberán mantener sicmpre llenos por la eventualidad de una falla en el compresor.

De igual manera los demás componentes deben analizarse en cuanto a su peso en la seguridad general del sistema para decidir bien la configuración total del sistema.

Los estándares internacionales de diseño y seguridad, y fuentes de consulta alrededor del mundo, incluyen a la NFPA 99 y la AGA (American Gas Association) de Estados Unidos, la HTM 2022 del Reino Unido, la DIN en Alemania, la CGA (Canadian Gas Association) y la CSA (Canadian Standard Association) en Canadá, la EN en Europa, y otras. La comprensión y entendimiento de los estándares certifica la seguridad, bajos niveles de infección, pocos cuidados post-operatorios y asegura la funcionalidad del sistema. También da confianza a los profesionales en medicina y se puede interpretar como un beneficio económico, debido a que al ser instalados sistemas más seguros y confiables se reducen los tiempos de estadía del paciente en el hospital al disminuir los riesgos de accidentes, infecciones y otros. Asimismo, es importante para la obtención de la acreditación o permisos de funcionamiento de las autoridades del país y evita complicaciones médico-legales.

National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 99.

3.1 Determinación de la calidad del aire

El nivel de calidad apropiado del aire requerido es un factor importante a tomar en cuenta para minimizar la energía del aire comprimido y otros costos de operación, debido a que el aire de alta calidad es muy costoso de producir. El aire con alta calidad requiere equipo adicional para tratamiento del aire, lo cual incrementa el costo inicial del sistema así como el consumo de energía y las necesidades de mantenimiento. La calidad del aire producido debe ser determinado por el grado de secado y filtración necesaria y por el nivel de contaminantes mínimo aceptable para la aplicación que se alimentará. En la siguiente tabla se da un ejemplo de la calidad del aire dependiendo del uso que se le da, de acuerdo con el Departamento de Energía de los Estados unidos4:

Tabla 3.1 Aplicaciones del aire comprimido

3.1.1 Contaminantes en el Aire Comprimido

Nivel de Calidad de Aire Aire de Planta Aire para Instrumentos

Aire de Proceso

Aire para Respiración

Los contaminantes en el aire comprimido pueden estar en forma de sólidos, líquidos o vapores. Los contaminantes pueden entrar en un sistema de aire comprimido en la entrada o toma de aire del compresor o pueden ser introducidos en las líneas de distribución por el mismo sistema.

Aplicaciones Herramientas neumáticas, aire de planta en general Laboratorios, pintura, recubrimientos de polvo, control climático Aire de proceso en industria de comida y farmacéutica, electrónica Sistemas de aire de hospitales, estaciones de relleno de tanques de buceo, respiradores

El grado de calidad de aire está determinado por el máximo tamaño de partícula, presión de punto de rocío y máximo contenido de aceite permitido.

Uno de los factores más importantes al determinar la calidad de aire necesaria es cuando se requiere aire libre de aceite. El aire libre de aceite puede producirse ya sea

4 U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy, Determining the Right Air Quality for your Compressed Air System, 2004, http://wwwl.eere.enernv.aov/ -

industry/bestpractices/pdfs/compressed air5.pdf

mediante compresores libres de aceite o con compresores que trabajen con aceite en conjunto con un sistema de tratamiento de aire con la capacidad de eliminar el aceite del flujo. Los siguientes factores pueden ser de ayuda para decidir cual de las dos opciones se utilizan:

Si solo uno de los destinos del aire producido requiere aire libre de aceite, solo el suministro de aire a ese destino debe ser tratado para obtenerse la calidad necesaria. Como alternativa, este destino se puede alimentar con su propio compresor libre de aceite. Si los destinos de la producción de aire comprimido requieren diferentes niveles de calidad del aire, es recomendable hacer una división de los destinos por secciones de manera que el sistema de tratamiento de aire que producirá la más alta calidad de aire sea dedicada a los destinos que requieren el más alto nivel de purificación de aire comprimido.

Los compresores de tornillo rotativo y los compresores reciprocantes usualmente tienen costos iniciales más altos, menores eficiencias y costos de mantenimiento más altos que los compresores lubricados. Sin embargo, los equipos para la separación adicional, filtración y secado requeridos por los compresores lubricados generalmente causaran alguna reducción en la eficiencia del sistema, particularmente si el sistema no tiene el mantenimiento apropiado.

3.2 Selección de un sistema de aire médico

En esta sección se presenta un procedimiento para la selección de un compresor de acuerdo a la necesidad de suministro de aire presente en el Centro de Salud al que se le hará el diseño. En el Anexo 1 de este trabajo se da un ejemplo del cálculo para la selección de un compresor de aire médico para una aplicación típica en un hospital.

Hay varias consideraciones que se deben tomar al seleccionar un sistema de aire médico con compresor. En adición al tamaño físico, gasto y limitaciones del espacio, la capacidad es el problema primario. La capacidad requerida, o flujo a una presión dada, normalmente 345 kPa (50 psig), también es referida como Demanda Pico Calculada. La tabla 3.2, que se muestra en la página 42, sirve para determinar la demanda pico calculada para un hospital típico. En el caso de la tabla que se toma de ejemplo para este trabajo, la misma fue tomada de la página de Internet de Squire-Cogswell, sin embargo, hay varias fuentes que pueden ser útiles para quien calcula un sistema de estos. Los vendedores de equipos para la producción de aire médico generalmente incluyen en sus catálogos una tabla de cálculo muy similar a la que se muestra en este trabajo.

Para cálculos con flujo de aire la mayoría de fórmulas y ecuaciones a las que se tiene acceso están el Sistema Inglés y para efectos de conveniencia se mantuvieron en el sistema inglés y al final de la misma se hace la conversión al Sistema Internacional y así

no acarrear errores debidos a múltiples conversiones que pueden resultar en un mal cálculo de la capacidad del compresor.

Se puede notar que las categorías en la tabla coinciden con varias áreas en el hospital. Debido a la importancia del espacio en el que se encuentra, el valor del flujo se da ya sea por cuarto, por cama o por salida. Por ejemplo, en áreas donde solo un procedimiento se va a ejecutar, como en cirugía, se utiliza un valor por cuarto. En áreas donde hay posibilidad de que varias fluctuaciones estén en uso, como en una Unidad de Cuidados Intensivos, se calcula la demanda por cama.

También aparece el término "factor de simultaneidad". Este es un valor dado de la probabilidad de que la demanda total exista en un área en particular en un momento dado y obtenido de estudios estadísticos. Estos factores han sido determinados a partir de estudios estadísticos aplicados en los centros médicos tomando en cuenta qué tan crítico es el servicio que se está alimentando y la posibilidad de que se esté utilizando. Las áreas más críticas, como cirugía, tendrán la más alta probabilidad y por lo tanto el valor de factor de simultaneidad más grande.

Puede darse el caso de que por descuido se deje abierta una salida de aire lo cual va a generar desperdicio de aire. El problema es que esto no se puede prevenir, pero ianipoco se debe descuidar. Una salida de aire médnco puede estar dzlndo servicio a un paciente durante extensos periodos de tiempo, como en una cirugía por ejemplo, por lo que no se puede pensar en un sistema con temporizador que cierre un flujómetro después de cierto tiempo de que el mismo esté abierto. Lo que se debe buscar es concienciar a los usuarios de lo costoso que es la producción de este tipo de aire para que tomen las medidas necesarias y ahorren energía.

Para usar la tabla 3.2, se debe empezar por llenar las cantidades de cada área en la columna izquierda. Debe tenerse en mente el llenar las casillas correctamente, ya sea por cuarto, cama o por salida. En el caso de los ventiladores, es importante considerar el tipo y los requerimientos de cada unidad que el servicio intenta operar. Ventiladores propulsados por aire médico requieren una capacidad considerable de flujo de aire la cual se debe tomar en cuenta.

Que se dejen tomas abiertas o un ventilador conectado durante mucho tiempo no se puede prever, es por esto que el diseñador debe considerar un compresor con la capacidad máxima estimada, que eso es lo que se persigue con la utilización de la tabla ya que la misma se basa en factores estadísticos (factor de simultaneidad).

Algunas salidas pueden ser fáciles de pasar por alto y algunos departamentos en el hospital pueden ser conocidos por nombres ligeramente diferentes. Si se encuentra un área en el hospital que no aparezca en la tabla, se debe categorizar basándose en los procedimientos que se realicen en esa área y asignar esa área a una que si aparezca en la tabla.

Con todas las áreas tomadas en cuenta, se multiplica cada cantidad por el valor de flujo de diseño dado y luego se multiplica por el factor de simultaneidad. Se escribe el valor en la columna de la derecha para cada fila. Finalmente, se totalizan los valores para todas las líneas en la parte inferior de la tabla.

Este valor es la demanda pico calculada, expresada en Pies Cúbicos por Minuto Estándar a una presión de 50 psig.

En los cálculos de compresores, los fabricantes trabajan con el Sistema Inglés de Unidades. La legislación en Costa Rica exige que se utilice el Sistema Internacional, sin embargo el convertir todas las fórmulas a este sistema podría acarrear un error significativo, por lo tanto, en este trabajo se va a seguir utilizando, para los cálculos, el Sistema Inglés y a cada resultado se le hará la conversión correspondiente para que el mismo quede indicado en el Sistema Internacional.

Habiendo obtenido la demanda pico calculada, se debe ajustar para cualesquiera condiciones anormales, como lo son altitudes elevadas o temperaturas ambiente inusuales, las cuales pueden afectar el funcionamiento del compresor. Si se consideran futuras expansiones, se puede optar por un sistema con un paquete de control que permita la iiiclusióri de otrv compresor en un futuro.

Cuando la demanda pico calculada excede la capacidad de un compresor de 11,2 kW (15 hp), se debe considerar la utilización de un sistema triplex o cuádruplex en lugar de un duplex. Por ejemplo, si se ha escogido un sistema de compresor duplex de 14,9 kW (20 hp), también se puede considerar una versión triplex de 5,6 kW ( 7 3 hp) donde dos de los tres compresores van a soportar la demanda pico calculada. La demanda de aire médico en un hospital típico varía, y en tiempos de baja demanda, un compresor de 5,6 kW será requerido para operar en lugar de uno de 14,9 kW, lo cual significa una importante disminución en el consumo energético. Cada compresor en el sistema es controlado por un switch de presión independiente, permitiendo una operación más eficiente y reduciendo picos de corriente causados por los arranques de motores más grandes. En muchos casos, el gasto inicial del sistema multiplex puede ser menor.

La tabla 3.2 de la página si uiente fue tomada y traducida de la tabla de cálculo de !? demanda pico de Squire-Cogswell .

Squire Cogswell / Aeros Instruments, Inc., Selecting un Air System, http:// www.healthcair.com/reference/selecta.pdf http://www.healthcair.com/reference/peaka.xls

Varios fabricantes de compresores de aire para uso médico tienen sus propias tablas de estimación de carga, las cuales, al igual que la que se utiliza de ejemplo en este trabajo, están basadas en la demanda por volumen asignada a cada servicio hospitalario ya sea por cuarto, por cama o por salida dependiendo de qué tan crítico sea el nivel de atención de estos servicios y tomando en cuenta un factor de simultaneidad. Se tomó la de Squire-Cogsweel como ejemplo debido a que la misma trae un desglose más específico de los distintos servicios que se pueden encontrar en el ámbito clínico.

Como se mencionó anteriormente, la tabla de cálculo arroja el resultado en Pies Cúbicos por Minuto Estándar (SCFM por sus siglas en inglés), pero esto puede generar confusión, ya que no está claro a que equivale este valor, debido a que en los catálogos de fabricantes de compresores para la producción de aire grado médico, indican en las tablas de selección de los equipos capacidades tanto en SCFM como en ACFM como en ICFM, lo cual, puede confundir a quien tiene interés de instalar un sistema de este tipo.

CFM es un acrónimo de Cubic Feet per Minute (Pies Cúbicos por Minuto), y define la razón de flujo volumétrico de un fluido desplazado por una bomba (como un compresor, un soplador, o un booster). El término CFM es generalmente utilizado para describir la capacidad de una bomba y es usado para determinar el tamaño de la fuente de aire para aplicaciones médicas, industriales y otras. Los términos comunes utilizados para especificar una razón de flujo volumétrico en diferentes industrias son SCFM, ACFM, ICFM, entre otros. Comúnmente, estos términos son muy vagos y se prestan para malos entendidos.

Tabla 3 .3 Terminología

El término SCFM es utilizado como una condición de referencia estándar para la razón de flujo a presión atmosférica a nivel del mar. ACFM es utilizado para definir la razón de flujo a la presión y temperatura presentes en el lugar donde se encuentra el compresor. El término ICFM es utilizado por los vendedores de compresores para establecer las condiciones en la entrada del compresor6.

squire Cogswell / Aeros Instruments, Inc., ACFM vs, SCFM vs, ICFM, htta://www. healthcair.com/reference/cfm.pdf

Traducción Pies Cúbicos por Minuto Actuales Pies Cúbicos por Minuto Pies Cúbicos por Minuto en la Entrada Libras por Pulgada Cuadrada en Presión Absoluta Pies Cúbicos por Minuto Estándar

Acrónimo ACFM CFM ICFM psia

SCFM

Significado Actual Cubic Feet per Minute Cubic Feet per Minute Inlet Cubic Feet per Minute Pounds per Square Inch in Absolute Pressure Standard Cubic Feet per Minute

Una variación de la presión del aire resulta en una variación de la densidad del aire y es consistente con el concepto de volumen constante mostrado en la figura 3.2. Otra forma de ver esta situación es analizar el número de moléculas de aire en un tanque recibidor de 454 litros (120 galones) a 5,516 bares (80 psia) y a 6,895 bares (100 psia), donde el tanque a mayor presión contiene un mayor número de moléculas. El peso y la densidad varían principalmente porque la presión atmosférica es significativamente diferente entre las dos localidades.

Localidad A B

Altitud (m) Presión Atmosférica (bar) o 1,010

1609 0,840

SCFM y ACFM:

El término SCFM (Pies Cúbicos por Minuto Estándar) es usualmente utilizado como una condición de referencia estándar para el comportamiento de razón de flujo para presión atmosférica a nivel del mar, en oposición al ACFM (Pies Cúbicos por Minuto Actuales) que es típicamente utilizado para el comportamiento de razón de flujo de sistemas de coínpresores para la piesióri y temperatura actuales de la localidad en la que se usará el compresor. SCFM está definido como aire a 1,031 bares (14,96 psia) y 15,74 "C (520 OR). Algunas veces, se utilizan otras condiciones, como 21,29 "C (530 OR), 20,18 "C (528 OR), 0% y 36% de Humedad Relativa para describir las condiciones estándar.

Es importante tener presente que SCFM está definido para un grupo de condiciones fijas o un punto de referencia común para comparar diferentes sistemas de compresores. De otro modo, las consecuencias pueden ser un dimensionado inapropiado del sistema del compresor para su verdadera aplicación, lo cual puede propiciar que el compresor presente corto ciclaje, no satisfaga la demanda y un mayor gasto en energía, todo esto va a representar un problema económico.

Las condiciones a nivel del mar no son experimentadas por todos los usuarios y para propósitos prácticos ACFM es típicamente utilizado para dimensionar compresores para varias aplicaciones. Se tiene una conversión entre ACFM y SCFM como se muestra en la ecuación 1 en la página siguiente:

ACFM = SCFM x Ecuación 3. 1

El resultado de esta ecuación se divide entre 35,315 para obtener el valor en metros cúbicos por minuto (m3/min).

Se deben usar unidades absolutas en esta ecuación (grados Rankine). Se tiene la siguiente nomenclatura para la ecuación 3.1:

NOMENCLA TURA

P1 Presión barométrica en la ubicación no estándar en psia TI Temperatura ambiente del aire en OR PF Presión después del filtro de entrada en psia TF Temperatura del aire después del filtro de entrada en OR P,,, Presión de saturación @ Humedad relativa en la ubicación no estándar Tstd Temperatura estándar en OR (60 OF = 60 + 460 = 520 OR) Pstd Presión estándar del aire en psia (14,696 psia)

El término ICFM (Pies Cúbicos por Minuto a la Entrada) es utilizado por los vendedores de compresores para establecer las condiciones en la entrada del compresor, antes del filtro de entrada, soplador o booster. Si las condiciones de presión y temperatura en la entrada son las mismas después del filtro, soplador o booster, entonces los valores del ICFM y el ACFM serán los mismos. Sin embargo, al pasar el aire a través de estos componentes, existirá siempre una caída o aumento de presión, y se deberá utilizar la siguiente ecuación para aproximar el ACFM.

TF ACFM = ICFM x - x - PF TI

Ecuación 3 .2

El resultado de esta ecuación se divide entre 35,315 para obtener el valor en metros cúbicos por minuto (m3/min).

Para convertir al Sistema Internacional de Unidades se debe multiplicar el resultado por 0,028 y se obtendrá el resultado de ICFM en metros cúbicos por minuto (m3/min).

Luego, el ICFM es utilizado para medir la capacidad de entrada, la cual va a aproximar el ACFM para este tipo de sistema. Se debe notar que cuando un soplador o un booster se incorpora, la entrada puede experimentar condiciones de presión y temperatura significativamente mayores que las condiciones ambientales actuales. Entre mayor sea la diferencia de presión y temperatura, mayor será la diferencia entre ACFM e ICFM. Finalmente, hay pérdidas asociadas con el uso de un soplador o booster (sellos de aire, calor, etc.) y emparejadas con las diferencias de presión y temperatura, el uso de ICFM resultará en un error al determinar la capacidad de un compresor.

En el mercado médico, donde deben emplearse mayores controles de calidad del aire, no debe utilizarse el ICFM para determinar la capacidad de un compresor, es más seguro utilizar el ACFM que determina la capacidad que debe tener el compresor considerando las condiciones del lugar donde se ubicará.

3.3 Compresores de aire médico

3.3.1 Calidad del aire médico

Una de las situaciones más críticas cuando de aire respirable se trata es la calidad del aire la cual se determina no solo por la calidad del sistema que bombea el aire sino que también por el sistema de tratamiento de aire del cual dependerá que el aire impulsado por el compresor sea purificado y mantenga niveles de pureza, temperatura y humedad acordes con las necesidades del paciente. Para esto, en muchos países se han desarrollado estándares que regulan la instalación, funcionamiento y mantenimiento de este tipo de sistemas asegurando la calidad del aire y la seguridad de los pacientes, usuarios y el medio ambiente donde se dan servicio. Como ejemplo de estos estándares se tienen: la Norma NFPA 99, las Normas Europeas, las Normas Mexicanas, entre otras, de estas normas se habló en el capítulo 2 de este trabajo.

El aire médico deberá tener las siguientes características según la NFPA 99, edición 2002~:

Ser suplido de cilindros, tanques, contenedores, compresores de aire médico o ser reconstituido a partir de oxigeno y nitrógeno seco y libre de aceite. Cumplir con los requerimientos de aire médico USP (United States Pharmacopeia). No tener hidrocarburos líquidos detectables. Tener menos de 25 ppm (partes por millón) de hidrocarburos gaseosos. Tener igual o menos de 5 mg/m3 (miligramos por metro cúbico) de partículas permanentes de tamaño 1 micrón o mayor en el aire a presión atmosférica normal.

Las fuentes de aire médico deben conectarse solo al sistema de distribución de aire médico y solo debe usarse para distribuir aire en la aplicación de respiración humana y calibración de dispositivos médicos para aplicaciones respiratorias.

7 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 37.

3.3.2 Compresores de aire médico

Los compresores para el suministro de aire médico para uso con pacientes deben cumplir con ciertos requerimientos de fabricación y seguridad.

A continuación se describen las principales características que según la Norma NFPA 99, edición 2002 deben cumplir. Se trata de indicar solo los principales requerimientos, ya que como se mencionó en el capítulo 2 de este trabajo, esta norma es muy detallada y cumplir todos sus aspectos pueden hacer el proyecto muy costoso, por lo que se trata de simplificar poniendo solo lo estrictamente necesario para que el sistema de suministro de aire sea seguro.8

Los compresores de aire médico deben ser ubicados de la siguiente manera:

En interiores en un área dedicada a equipos mecánicos, adecuadamente ventilada y con todos los requerimientos correspondientes (por ejemplo: electricidad, drenajes, iluminación, etc.) Para equipos enfriados por aire, en un recinto diseñado para mantener el rango de temperatura ambiente recomendado por el fabricante del equipo.

Los sistemas de compresores de aire médico deben consistir de lo siguiente:

Un medio automático para prevenir el reflujo de los compresores en funcionamiento hacia los compresores fuera de funcionamiento, por ejemplo una válvula check. Una válvula de cierre manual para aislar cada compresor del sistema central de tuberías y de otros compresores u otras fuentes de aire médico para mantenimiento o reparaciones sin pérdida de presión en el sistema. Filtro (S) de entrada del tipo seco. Válvula de alivio de presión ajustada a un 50% por encima de la presión de línea. La tubería entre el compresor y la válvula de cierre de la fuente deben ser compatibles y limpios para poder ser usados con oxigeno, que no contribuya con niveles contaminantes.

Se habla de uso con oxígeno debido a que quienes redactaron la NFPA 99 consideraron el caso más crítico y como la norma abarca todos los gases médicos que se manejan en hospitales, el caso más crítico por riesgo de incendio es el oxígeno.

Los compresores para aire médico deben diseñarse para prevenir la introducción de contaminantes o líquidos en la tubería por cualquiera de los siguientes métodos:

National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Care Facilities, Edición 2002, p. 37-38.

Eliminación de aceite en cualquier parte del compresor (por ejemplo anillo líquido y compresores de cojinetes permanentemente sellados). División de la sección con aceite de la cámara de compresión con por lo menos dos sellos creando un área abierta a la atmósfera.

En el caso de los compresores de anillo líquido, se debe tener conexión de agua y sellos de agua de la calidad recomendada por el fabricante del equipo.

Los compresores deberán ser construidos con materiales ferrosos y10 no ferrosos.

Se deberán instalar montajes antivibración para los compresores dependiendo de la dinámica del equipo a instalar o de la ubicación del mismo y tomando en cuenta las recomendaciones del fabricante. Se debe hacer un estudio de la dinámica del equipo o consultar las recomendaciones del fabricante en referencia a las vibraciones del equipo.

Se deberán instalar conexiones flexibles entre el compresor y su toma de aire así como entre en el compresor y la tubería de salida para eliminar cualquier transmisión de vibraciones desde el compresor hacia la tubería lo cual podría provocar que las soldaduras de la tubería o la tubería misma llegase a fallar produciéndose grietas y posteriormente fugas de aire que generen perdidas de presión.

Ejemplos de compresores de aire médico incluyendo esquemas de los equipos se muestran en las ilustraciones Al.1, A1.2, A1.3, A1.4, A1.5, A1.6 y A1.7 incluidas en el Anexo 1.

Los post-enfriadores, cuando se requieran, deben tener trampas de condensados individuales. El tanque recibidor de aire no se recomienda que se use como un post- enfriador o como una trampa de post-enfriador9.

Los post-enfriadores podrán ser construidos de materiales ferrosos y10 no ferrosos.

Se deberán instalar montajes antivibración para los post-enfriadores dependiendo de la necesidad tomando en cuenta la dinámica del equipo o la ubicación así como la recomendación del fabricante. Se debe hacer un estudio de la dinámica del equipo o consultar las recomendaciones del fabricante en referencia a las vibraciones del equipo.

9 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Care Facilities, Edición 2002, p. 38.

3.3.4 Tanque recibidor de aire médico

Los tan ues recibidores de aire médico deberán cumplir con los siguientes 12 requerimientos :

Serán construidos de materiales resistentes a la corrosión o hechos resistentes a la corrosión por otros medios. Cumplirán con la Sección VIII, Envases a Presión No Encendidos, del Código ASME de Calderas y Envases a Presión. Estarán equipados con una válvula de alivio de presión, drenaje automático, drenaje manual, visor de vidrio e indicador de presión. Serán de la capacidad suficiente para prevenir los corto ciclajes del compresor.

Normalmente los fabricantes de compresores dimensionan el tanque recibidor y el mismo viene seleccionado de acuerdo a la capacidad del compresor. El tanque recibidor actúa como un reservorio del aire comprimido manteniendo una presión constante y asegura que se entregue un flujo de aire sin interrupciones.

3.3.5 Secadores de aire médico

Los secadores de aire médico deben cumplir con los siguientes requisitos1':

Serán diseñados para entregar aire a un punto de rocío máximo que esté por debajo del punto de congelación [O "C (32 "F)] en cualquier nivel de demanda. Estarán dimensionados para el 100 % de la demanda pico calculada del sistema en condiciones de diseño. Serán construido de materiales ferrosos y10 no ferrosos. Contar con montajes antivibración dependiendo de la dinámica o la ubicación y de acuerdo a las recomendaciones del fabricante.

Normalmente los fabricantes dimensionan los secadores de aire médico de acuerdo a las capacidades de los compresores que producen, y en los catálogos indican las capacidades de manejo de aire en SCFM (pies cúbicos por minuto estándar) que pueden tratar los secadores.

National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Care Facilities, Edición 2002, p. 38.

" IBID

Ejemplos de secadores de aire médico incluyendo esquemas de los equipos se muestran en las ilustraciones A1.8, A1.9, A1.10, A l . l l y A1.12 incluidas en el Anexo 1.

3.3.6 Filtros de aire médico

Los filtros de aire médico deberán cumplir con los siguientes requerimientos12:

Serán los apropiados para las condiciones de aire a la entrada. Estarán localizados antes de los reguladores de línea final. Estarán dimensionados para el 100 % de la demanda pico calculada del sistema en condiciones de diseño y ser diseñado para una eficiencia mínima de 98 % a un micrón o mayor. Estarán equipados con un indicador visual continuo que muestre el estado de la vida remanente del elemento filtrante. Serán construidos con materiales ferrosos y10 no ferrosos.

Normalmente los fabricantes dimensionan los filtros para aire médico de acuerdo a las capacidades de los compresores, y en los catálogos indican las capacidades de manejo de aire en SCFM (pies cúbicos por minuto estándar) que pueden tratar los filtros así como la eficiencia de su elemento filtrante.

Para compresores que no sean libres de aceite se debe cumplir además, con lo siguiente:

Filtros de carbón con indicadores de cambio de elemento. Absorbedores de carbón con indicadores colorimétricos de hidrocarburos.

Un ejemplo de los filtros para aire médico se muestra en la ilustración A1.17 incluida en el Anexo 1.

3.3.7 Reguladores de aire médico

Los reguladores de aire médico deben cumplir con los siguientes requerimientos13:

Ser dimensionados para el 100 % de la demanda pico calculada en condiciones de diseño. (Flujo de aire en el sistema de tuberías).

l2 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 38.

l3 IBID., p. 38.

Ser construido con materiales ferrosos y10 no ferrosos. Estar equipados con un indicador de presión indicando la presión entregada.

Un ejemplo de los reguladores de aire médico se muestra en la ilustración A1.13 incluida en el Anexo 1.

3.3.8 Alarma local de aire médico

Una alarma local debe instalarse para el compresor de aire médico. Los sistemas de alarma de aire médico se describen más adelante en este capítulo.

3.3.9 Válvulas

Un sistema para la distribución de aire médico debe contar con los siguientes tipos de válvulas las cuales se ubicarán dependiendo de las necesidades de aislamiento de zonas, redundancias del sistema o seguridad14.

Válvulas de cierre:

Las válvulas de cierre deben incluirse para aislar secciones o porciones del sistema de tuberías para mantenimiento, reparaciones o expansiones futuras planeadas y para facilitar pruebas periódicas.

Las válvulas deben ubicarse en zonas seguras y estar identificadas con el gas que manejan y el área que controlan. Las válvulas de cierre que estén accesibles para otros que no sean funcionarios autorizados deben ser instaladas en cajas de válvulas con ventanas rompibles o removibles de suficiente tamaño para permitir la operación manual de las válvulas.

Las válvulas deben tener las siguientes características:

Cuarto de vuelta, tipo bola. De construcción de bronce. Tener extensiones para soldadura. Con una manija con indicación de que está abierta o cerrada. Consistir de 3 piezas que permitan servicio en línea.

Las válvulas deben venir limpias de fábrica para ser utilizadas con oxígeno, lo cual se debe especificar al adquirirlas y deberán venir certificadas.

- - -

l4 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 43-44.

Válvulas de fuente.

Se debe colocar una válvula de cierre en la conexión inmediata de cada fuente de aire médico del sistema a la tubería de distribución para permitir aislar al sistema completo, incluyendo accesorios. Esto permitirá darle servicio al equipo que sirve de fuente de aire médico aislándolo del sistema de tuberías.

La válvula de fuente debe ubicarse en la vecindad inmediata del equipo fuente de aire médico e identificarse debidamente.

Válvula de línea principal:

Una válvula de cierre debe incluirse en la línea principal de suministro dentro del edificio cuando la válvula de fuente no sea accesible desde dentro del edificio. Debe ubicarse para permitir acceso solo a personal autorizado. También debe estar debidamente identificada con el sistema que controla.

Válvulas de servicio:

Se pueden instalar válvulas de servicio para permitir dar servicio o hacer modificaciones de tuberías de ramales laterales de una tubería principal sin cerrar el suministro principal. Las válvulas de servicio permiten aislar secciones del sistema de distribución sin la necesidad de parar todo el sistema. Solo se requerirá una válvula de servicio para cada ramal. Las válvulas de servicio se deberán ubicar en una tubería de ramal antes de cualquier caja de válvulas de zona del ramal.

Las válvulas de servicio deben ubicarse en concordancia con lo siguiente:

Detrás de una puerta cerrada con llave. Encima del cielo raso o cielo suspendido sin necesidad de tener llave. En un área segura sin necesidad de tener llave.

Las válvulas de servicio deben estar identificadas con el gas que controlan, en este caso aire médico.

Válvulas de zona:

Toda salida de aire debe contar con una válvula de zona. Las válvulas de zona sirven para controlar el suministro de aire en una zona determinada, la NFPA 99 determina lo siguiente para su instalación:

La válvula de zona debe ubicarse de tal forma que una pared intervenga entre la válvula y las salidas que esta controle. La válvula de zona debe controlar las salidas de la misma zona en que está. Las válvulas de zona deben poder operarse por una persona de pie en un corredor en el mismo piso en el que operan. Las válvulas de zona deben distribuirse de tal forma que al cerrar el suministro del aire a una zona no se afecte el suministro de aire a otra zona o al resto del sistema. Se debe incluir un indicador de presión al lado de la salida de estación de cada válvula de zona. Las cajas de válvulas de zona no se deben instalar detrás de puertas que las tapen o escondidas a la simple vista. Tampoco se deben ubicar en cuartos cerrados, áreas cerradas o armarios cerrados. Las válvulas de zona deben ubicarse inmediatamente afuera de cada recinto de soporte vital, cuidado crítico, cuarto de anestesia, en cada línea de aire médico y deben ubicarse de tal manera que estén accesibles en caso de una emergencia. Todas las columnas de gases, rieles de manguera, conexiones cielíticas, paneles de control y otros tipos de conexiones o instalaciones especiales deben ubicarse después de una válvula de zona.

Las válvulas de zona deben identificarse con el nombre del gas que se controla, en este caso, aire grado médico.

Un ejemplo de los reguladores de aire médico se muestra en la ilustración A1.14 incluida en el Anexo 1.

3.3.10 Arreglos de tuberías y redundancias

La NFPA 99 determina arreglos de los componentes en un sistema de tuberías para aire médico con la intención de asegurar un suministro continuo de aire, estos arreglos deben considerarse de la siguiente manera15:

Los componentes deben acomodarse para permitir el servicio y un suministro continuo de aire médico en el evento de una falla para lo cual se deben considerar la utilización de redundancias, acomodos u otro tipo de arreglos. Los acomodos de los componentes pueden variar dependiendo de la tecnología utilizada, manteniendo el mismo nivel de redundancia de operación y calidad de aire médico.

l5 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 38-39.

Los compresores de aire médico, cuando se trate de un sistema duplex, deben tener capacidad de servir en la demanda pico calculada con el compresor más grande fuera de servicio. Esto quiere decir que el compresor de menor capacidad debe poder abastecer el sistema por sí mismo.

Cuando se utilicen post-enfriadores y estos sean multiplex, estos deberán tener la capacidad de servir a la demanda máxima calculada con el post-enfriador más grande fuera de servicio y tener válvulas adecuadas para aislarlos del sistema sin cortar el suministro de aire médico.

Los tanques recibidores de aire médico deben tener un bypass de tres válvulas para permitir dar servicio al tanque recibidor sin necesidad de apagar el sistema de aire médico.

Los secadores, filtros y reguladores deben ser al menos duplex con cada componente dimensionado para servir en la demanda pico calculada con el más grande de cada componente fuera de servicio, esto es que el de menor capacidad podrá servir al sistema sin minar la capacidad del sistema.

Los secadores, filtros y reguladores deben tener válvulas manuales colocadas antes de cada uno de ellos y válvulas manuales cl váivulas check después de cada uno de ellos para permitir dar servicio a los componentes sin tener que apagar el sistema, esto se hará mediante alguno de los siguientes métodos:

Serán instaladas para cada componente, antes y después de cada componente permitiendo que cada uno de ellos sea aislado. Serán instaladas antes y después de cada componente en serie para así crear ramales paralelos redundantes de los componentes.

Bajo condiciones normales de operación, solo un post-enfriador debe estar abierto al flujo del aire con la válvula del otro post-enfriador cerrada, permitiendo así que el segundo post-enfriador esté como respaldo del principal.

Lo mismo ocurre con los secadores, filtros y reguladores que, bajo condiciones de operación normales, solo una secuencia de secador, filtro(s) y regulador debe estar abierta al flujo del aire con la válvula de la otra secuencia cerrada.

Lo anterior asegura que el sistema sea redundante, con el respaldo necesario para asegurar el suministro continuo de aire a los lugares a los que se les da servicio.

Una válvula de 6,35 milímetros ('A in, NPS %, DN8) de diámetro debe ubicarse después de los reguladores de presión de la línea final y del monitor de punto de rocío y el

monitor de monóxido de carbono y antes de la válvula de cierre de la alimentación para permitir tomar muestras de aire médico.

Cuando los sistemas de tubería de aire médico requieren operar a diferentes presiones, la tubería puede separarse después de los filtros, pero deben contar con reguladores de línea separados, con monitores de punto de rocío independientes, con válvulas de alivio y válvulas de cierre de alimentación.

A pesar de todos los requerimientos anteriores, la NFPA 99 acepta que los compresores de aire médico, secadores, post-enfriadores, filtros y reguladores sean del tipo simplex, siempre y cuando se desarrolle un plan de emergencia para enfrentar la eventualidad de la perdida de suministro de aire médico. Como ejemplo se puede proponer la instalación de un banco de cilindros de aire médico conectado mediante un cabezal a la línea de suministro de tal forma que al salir el compresor de operación automáticamente o por medio de una válvula manual entre a dar servicio el banco de cilindros. Se debe asegurar siempre la vigilancia del sistema y el buen funcionamiento del cabezal, las válvulas, las señalizaciones y alarmas, entre otros, para que el suministro de aire no se suspenda.

3.3.1 1 Potencia eléctrica y control

A continuación se describen algunas consideraciones del control y de seguridad eléctrica sugeridas por la NFPA 99 y que se deben tomar en cuenta en el diseño de los sistemas de aire grado médico16.

Al incluir un compresor adicional (compresor de respaldo) u otro sistema de respaldo, este debe activarse automáticamente cuando el compresor en operación es incapaz de mantener la presión requerida en el sistema. Para esto, se debe tener un sistema de cambio manual o automático de los compresores para permitir repartir el tiempo de operación. Si no se cuenta con sistema de cambio automático de los compresores, el personal responsable de los compresores debe programarse para realizar los cambios manualmente.

En cuanto a los componentes eléctricos, cada motor de compresor debe contar con componentes eléctricos incluyendo, pero no limitándose a lo siguiente:

Un interruptor (switch) de desconexión dedicado, instalado en el circuito eléctrico antes de cada arrancador de motor. Un dispositivo arrancador del motor.

16 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 39.

Protección contra sobrecarga. Cuando los sistemas de compresores tengan dos o más compresores empleando un transformador para control o un dispositivo de potencia para control de voltaje, se deben instalar al menos dos de esos dispositivos, para asegurar respaldo al sistema. Circuitos de control con un arreglo tal que al apagar un compresor no se interrumpa la operación del otro compresor.

La instalación eléctrica y el cableado deben cumplir con los requerimientos de la norma NFPA 70 (National Electrical Code ó NEC).

3.3.12 Toma de aire del compresor

El estándar NFPA 99 recomienda que 10s compresores de aire médico deben tomar el aire de una fuente de aire limpio localizada donde no se anticipe contaminación de escapes de máquinas, respiraderos de almacenamientos de combustible, descargas de sistemas de vacío médico-quirúrgico, partículas contaminantes u olores de cualquier tipo17.

La toma de aire del compresor cuando éste se encuentre en interiores debe ubicarse en el exterior por encima del nivel de techo, a una distancia de al menos 3,05 metros de cualquier puerta, ventana, escape u otras aperturas en el edificio, a una distancia mínima de 6,l metros por encima del suelo.

Si una fuente de aire de calidad igual o superior que el aire exterior está disponible por ejemplo: aire filtrado para uso en sistemas de ventilación de salas de operaciones, se puede utilizar para los compresores de aire médico con las siguientes condiciones:

Esta fuente alternativa de suministro de aire debe estar disponible de forma continua 24 horas al día, 7 días a la semana. Sistemas de ventilación con abanicos con motores o fajas de transmisión localizados en la corriente de aire no podrán ser usados como fuente de la toma de aire médico.

La tubería de la toma del compresor debe ser fabricada a partir de materiales aprobados para tuberías de vacío que no adhieran contaminantes en forma de partículas, olores u otros gases al ser succionado el aire que será comprimido.

l7 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Care Facilities, Edición 2002, p. 39.

Las tomas de aire para compresores separados, se podrán unir en una sola toma si se cumplen las siguientes condiciones:

La toma en común está dimensionada para minimizar la contra presión en concordancia con las recomendaciones del fabricante. Cada compresor podrá ser aislado mediante una válvula manual o check o una tapa tubular para prevenir dejar una entrada de tubería abierta cuando el compresor(es) es removido para servicio y evitar contra flujo del aire del cuarto hacia el otro compresor(es).

3.3.13 Alarmas de operación y señales locales

Los sistemas de aire médico deben monitorearse para condiciones que podrían afectar la calidad del aire durante el uso o en el evento de una falla, basado en el tipo de compresor o compresores utilizados en el sistema. A continuación se describen algunas recomendaciones que emite la NFPA 99 para las técnicas de monitoreo de los sistemas de aire médico18.

Cuando se utilizan compresores de anillo líquido, cabezales enfriados por aire o post-enfriadores enfriados por aire, los tanques recibidores de aire médico deben estar equipados con un sensor de alto nivel de agua que apague el sistema de compresor y active un indicador de alarma local cuando el nivel de agua supere un nivel establecido. Se debe recordar que uno de los requerimientos del aire médico es que sea seco y por lo tanto no se puede permitir humedad en el tanque del compresor.

Cuando se utilizan compresores de anillo líquido, cada compresor debe tener un sensor de nivel de líquido en cada separador de aire-agua el cual, cuando el nivel de líquido esté por encima del nivel de diseño, apague el compresor y active un indicador de alarma local. Esto es similar al caso de los recibidores, se debe evitar que estos componentes acumulen humedad que pueda afectar el aire que se suministra por el sistema de distribución.

Cuando se utilicen compresores que no sean del tipo de anillo líquido y que cumplan con los requerimientos de eliminación de aceite en cualquier parte del compresor, la temperatura de aire en la salida inmediata de cada cilindro del compresor debe ser monitoreada por un sensor de alta temperatura que apague el compresor y active un indicador de alarma local. La temperatura programada en el sensor debe ser la recomendada por el fabricante del compresor.

l8 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 39-40.

Cuando se utilicen compresores que tengan división de la sección con aceite de la cámara de compresión con por lo menos dos sellos creando un área abierta a la atmósfera, aplican los siguientes requerimientos:

La temperatura del aire a la salida de cada cilindro del compresor debe ser monitoreada por un sensor de alta temperatura que apague el compresor y active un indicador de alarma local. La temperatura programada en el sensor debe ser la recomendada por el fabricante del compresor. Se deben incluir filtros de carbón activado con elemento indicador de cambio de filtro. Se deben incluir filtros de carbón con indicador colorimétrico de hidrocarburos. Estos son indicadores que van cambiando de color conforme su elemento filtrante se va saturando. Se deben monitorear en forma continua los hidrocarburos líquidos con un indicador de pigmento o algún otro tipo de instrumento permanentemente instalado línea abajo de cada compresor y debe inspeccionarse y documentarlo a diario. Trimestralmente se debe hacer una revisión del contenido de hidrocarburos gaseosos.

Se debe activar una alarma local cuando el compresor débil o de respaldo o el sistema de respaldo del compresor entre a funcionar.

3.3.14 Monitoreo de la calidad del aire médico

La calidad del aire médico debe monitorearse tubería abajo de los reguladores de aire médico y tubería arriba del sistema de tubería de distribución, la NFPA 99 recomienda las siguientes consideraciones a tomar19:

El punto de rocío debe ser monitoreado y debe activar una alarma local y las alarmas maestras cuando el punto de rocío a la presión del sistema supere los 4 "C (39 "F). El monóxido de carbono debe ser monitoreado y debe activar una alarma local cuando el nivel de monóxido de carbono (CO) exceda 10 ppm (partes por millón).

Ejemplos de monitores de punto de rocío y de monóxido de carbono se muestra en la ilustración A1.18 incluida en el Anexo 1.

l9 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 40.

3.3.15 Diseño y construcciones de recintos para sistemas de aire médico

La NFPA 99 recomienda que los recintos para sistemas centrales de suministro y el almacenaje de gases médicos, en este caso aire médico, cumplan con los siguientes requerimientos2':

Ser construidos con acceso suficiente para el manejo de cilindros, equipos, etc., tanto hacia adentro como hacia fuera del recinto. Ser seguros, con puertas con llave o portones. Si se ubica en exteriores, debe tener un encierro (con muro o cerca) construido de materiales no combustibles. Si se ubica en interiores, ser construido con y tener acabados interiores de materiales no combustibles o materiales de combustión limitada de manera que los muros, pisos, techos y puertas sean de un mínimo de 1 hora de resistencia o retardo al fuego. Debe cumplir con los requerimientos de la NFPA 70 (National Electrical Code NEC), para recintos ordinarios, con dispositivos eléctricos ubicados a una altura de no menos de 1520 mm (5 ft) del piso terminado para evitar daños físicos. Estar equipado con estantes, cadenas u otros tipos de sujeciones para asegurar individualmente los cilindros y evitar caídas, ya sea que estén conectados, desconectados, llenos o vacíos. Contar con potencia eléctrica que cumpla con los requerimientos para sistemas eléctricos esenciales. En caso de tener estantes, armarios y soportes, estos deberán ser construidos de materiales no combustibles o materiales de combustión limitada.

Ventilación de recintos:

Los recintos que alberguen sistemas de suministro central de aire o utilizados para almacenar contenedores de aire médico deben ser ventilados para prevenir la acumulación de gases debidos a fugas y a la operación de cilindros o dispositivos de seguridad para sobre presiones en múltiples, para esto, la NFPA 99 recomienda lo que a continuación se indica:

Los sistemas de suministro en interiores deben tener válvulas de alivio ventiladas. Cuando el volumen total de gases médicos conectados y en almacenamiento es mayor a 84950 litros a presión estándar (STP), los recintos interiores de suministro

20 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Care Facilities, Edición 2002, p. 33-34.

deben tener sistemas dedicados de ventilación mecánica que maneje el aire a partir de 300 mm por encima del suelo y opere continuamente. El suministro de potencia para la ventilación mecánica debe estar conforme con los requerimientos de un sistema eléctrico esencial. Cuando el volumen total de gases médicos conectados y en almacenamiento es menor a 84950 litros a presión estándar (STP) o el único gas comprimido en la habitación es aire médico, se puede utilizar ventilación natural. Cuando la ventilación natural sea permitida, esta debe consistir de 2 aperturas, cada una con un área libre mínima de 46500 mm2, con una apertura ubicada a 300 mm por encima del suelo y la otra a 300 mm por debajo del techo. Las aperturas para ventilación natural no deben ubicarse en un corredor de acceso o salida de público o usuarios. Si la condición anterior no es posible, se debe incluir la ventilación mecánica.

Los compresores de aire grado médico, al ser equipos propulsados por medio de motor, deben ser adecuadamente ventilados para prevenir calentamiento.

Ventilación para recintos en exteriores:

Recintos en exteriores rodeados por paredes impermeables deben tener aperturas para ventilación protegidas en la base de cada pared para permitir la libre circulación del aire dentro del recinto.

3.3.1 6 Estaciones de salida

Las estaciones de salida son los componentes por donde es entregado el aire médico, específicamente donde se conectan los flujómetros para suministrar el aire a los pacientes21.

Cada estación de salida para aire médico debe ser específicamente diseñada para el manejo de aire médico, sin importar si la misma es roscada o del tipo de empate rápido no intercambiable. La estación de salida debe consistir de un ensamble de válvula primaria y secundaria. La válvula secundaria debe cerrar automáticamente el flujo de aire cuando la válvula primaria sea removida. Cada salida debe ser debidamente identificada y legible. Las salidas roscadas deben ser conexiones del tipo no intercambiable, es decir que no permitan que se cambie la rosca por una de otro tipo de gas y que esto permita que alguien conecte a un paciente a otro sistema de gas por error.

21 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 44-45.

Cada salida de estación, incluyendo aquellas montadas en columnas, mangueras en rieles, montajes cielíticos u otros tipos de instalaciones especiales, deben ser diseñadas de forma que las partes y componentes que se requieran que sean específicas para el gas que se maneja no puedan ser intercambiadas entre conexiones de diferentes gases. Esta previsión es con el fin de evitar accidentes debidos a conexiones erróneas, pues se le podría suministrar al paciente un gas que no es el que se necesita para su tratamiento con los riesgos que esto implica. (Ver en anexo 3 los efectos del oxígeno).

Los tubos de conexión de las salidas de estación que vengan instalados de fábrica deben extenderse no más de 205 milímetros (8 pulgadas) del cuerpo de la terminal y deberán ser de no menos de 9,525 milímetros DN8 (NPS '/4) (318 pulg. O.D.) de diámetro, con un diámetro interior mínimo de 8 milímetros (0,3 pulgadas).

Múltiples salidas de aire, deben estar espaciadas adecuadamente para permitir el uso simultáneo de salidas adyacentes con cualquiera de lo varios tipos de equipos para terapia. Esto dependerá de las dimensiones de los equipos que se puedan conectar al sistema.

Ejemplos de las estaciones de salida para aire médico se muestra en la ilustración A1.16 incluida en el Anexo 1.

3.3.17 Sistemas de alarma

Los sistemas de alarma son una herramienta de suma importancia para controlar el funcionamiento de un sistema de suministro de aire a presión. La NFPA 99 da un énfasis especial a estos componentes22.

El concepto general de los sistemas de alarma es que todo sistema de alarma ya sea maestra, de área, o local utilizada para sistemas de aire médico deben incluir lo siguiente:

Indicadores visuales separados para cada condición monitoreada. Indicadores visuales que permanezcan en estado de alarma hasta que la situación que causó la alarma sea resuelta. Una indicación audible que se pueda cancelar en cada condición de alarma que produzca un sonido con un nivel mínimo de 80 decibeles a 92 centímetros (3 pies). Un medio capaz de indicar la falla de las lámparas o LED's indicadores. Una indicación visual y audible de que el cableado que conecta un dispositivo iniciador de una alarma está desconectado.

22 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 45-47.

Identificación de cada indicador, indicando la condición que se monitorea. Identificación de cada panel de alarma para su área de servicio. Reactivación de la señal audible si otra condición de alarma ocurre mientras la alarma audible está silenciada. Potencia conectada al ramal eléctrico de seguridad del sistema de emergencia eléctrico. Cableado de interruptores o de sensores que esté bajo supervisión o protegido. Identificación exacta y actualizada. Provisiones para un arranque automático después de una falla de potencia de 10 segundos (por ejemplo, durante el arranque de un generador) sin dar señales falsas o requerir de un reset manual.

Alarmas maestras:

Un sistema de alarma maestra debe incluirse para monitorear la operación y condición de la fuente de suministro de aire, la reserva (de haberla), y la presión en las líneas principales del sistema de aire médico.

El sistema de alarma maestra debe consistir de dos o más paneles de alarma localizados en al menos dos lugares separados:

Un panel de alarma maestra debe localizarse en el lugar de trabajo del responsable del mantenimiento del sistema de aire médico. Con la intención de asegurar un servicio continuo del sistema de aire médico mientras las instalaciones estén en operación el segundo panel de alarma maestra debe ubicarse en un área de observación continua.

Estos paneles de alarma maestra deberán conectarse directamente a los dispositivos iniciadores de alarma que monitorean. Las señales de alarma maestra no se podrán retransmitir de un panel de alarma maestra a otro.

Los paneles de alarma maestra para sistemas de aire grado médico deben incluir las siguientes señales:

Indicación de alarma en el instante anterior o cuando se presente un cambio del sistema fuente de aire médico conectado a un cabezal o sistema de tipo alternante que tenga como operación normal el cambio de una fuente del suministro de operación a otra. Indicación de alarma cuando, o justo antes de que se de el cambio al suministro de reserva del sistema de aire médico que consiste de una o más unidades que continuamente suministren al sistema de tuberías mientras otra unidad se mantenga como el suministro de reserva y opere solo en el caso de emergencia.

Indicación de alarma cuando la presión en la línea principal del sistema de aire médico aumente 20 por ciento o disminuya 20 por ciento de la presión normal de operación. Esta indicación de alarma debe originarse en sensores instalados inmediatamente después de las válvulas de fuente en las líneas principales. Cuando sea necesario instalar una válvula de línea principal en adición a la válvula de fuente los sensores deberán instalarse después de la válvula principal. Indicación(es) de alarma del panel(es) de alarma local para indicar cuando una o mhs de las condiciones que están siendo monitoreadas en algún sitio están en estado de alarma. Una alarma por alto punto de rocío en el aire médico de cada sitio de compresor para indicar cuando el punto de rocío de presión de línea sea mayor que +4 "C (+39 "F).

Un ejemplo de alarma maestra para sistemas de aire médico se muestra en la ilustración A1.20 incluida en el Anexo 1.

Alarmas de área:

Los paneles de alarma de área se deberán incluir para monitorear el sistema de aire médico sirviendo de suministro para recintos de anestesia y otras áreas críticas y de soporte de vida tales como una recuperación de post-anestesia, unidades de cuidados intensivos y departamentos de emergencia.

Las alarmas de área se deberán ubicar en las estaciones de enfermería u otras ubicaciones que provean servicio continuo responsable.

Los paneles de alarma de área para sistemas de aire médico deberán indicar si la presión en las líneas en el área que se esté monitoreando aumenta o decrece un 20 por ciento de la presión normal de línea.

Los sensores de las alarmas de área se deberán ubicar de la siguiente manera:

Las áreas críticas y de soporte vital deberán tener los sensores de alarma instalados del lado de la salida de cualquiera de los ensambles de caja de las válvulas de zona individuales. Las áreas de suministro de gases de anestesia deberán tener los sensores instalados en el lado de la fuente de cualquiera de los ensambles de caja de válvulas de zona de cuarto individuales, de manera que al cerrar una o más de las válvulas de zona de anestesia no se cause una alarma. La ubicación de los sensores no debe ser afectado por válvulas situadas en áreas accesibles a personal autorizado, como válvulas de servicio.

Un ejemplo de alarma de área para sistemas de aire médico se muestra en la ilustración A1.21 incluida en el Anexo 1.

Alarmas locales:

Se deben instalar alarmas locales para monitorear el funcionamiento del o los sistemas de compresores de aire.

Las señales pueden ubicarse de la siguiente manera:

En o dentro del panel de control de la maquinaria que está siendo monitoreada. Dentro de un dispositivo de monitoreo (por ejemplo: un monitor de punto de rocío o un monitor de monóxido de carbono). En un panel de alarma independiente.

Al menos una señal de cada sistema de alarma local debe conectarse a los paneles de alarma maestra para indicar que se está presentando un problema con el equipo fuente de la alarma en el lugar de la alarma maestra.

En el caso de haber más de un sistema de compresor de aire grado médico en diferentes recintos de la infraestructura, es necesario para cada recinto tener una alarma independiente en el panel maestro.

Las siguientes funciones deben ser monitoreadas en el sitio de cada alarma local:

El compresor de respaldo o el sistema de respaldo entra en operación para indicar cuando el compresor de aire primario o líder es incapaz de satisfacer la demanda de los requerimientos del sistema, excepto cuando el sistema de aire médico consiste de tres o más compresores, en cuyo caso la señal de respaldo o de compresor débil puede energizarse cuando el último compresor recibe la señal de arranque. Alto nivel de monóxido de carbono para indicar cuando el nivel de monóxido de carbono en el sistema de aire médico es 10 ppm (partes por millón) o mayor. Alto punto de rocío del aire médico cuando el punto de rocío a la presión de línea es mayor que +4 "C (+39 "F). Para sistemas de compresores que utilicen compresores de anillo líquido o compresores con componentes enfriados con agua, el alto nivel de agua en el tanque recibidor se debe monitorear para indicar cuando el nivel de agua en el tanque recibidor alcanza un nivel determinado que puede ir en detrimento de la operación del sistema. Para sistemas de compresores utilizando compresores de anillo líquido, se debe monitorear el alto nivel de agua en los separadores de líquido. Para sistemas de compresores utilizando compresores que no son de anillo líquido, se debe rnonitorear la alta temperatura en la descarga.

4.1 Sistemas de aire médico

4.1.1 Naturaleza de los peligros de los sistemas de aire médico

Los sistemas de aire médico, a saber, equipos, sistemas de tuberías, tanques de almacenamiento, entre otros, están asociados con riesgos potenciales de incendio y explosión. Estos riesgos deben ser considerados en el diseño, instalación, pruebas, operación y mantenimiento de estos sistemas. A continuación se hace mención de los métodos de contención de riesgos que la NFPA 99 recomienda para los sistemas de aire grado médico23.

4.1.2 Fuentes de los sistemas de aire médico

La identificación de los sistemas centrales de suministro es de suma importancia para los controles que se deben tener en el manejo de todo gas médico con el fin de evitar accidentes debidos a conexiones cruzadas24.

Solo se debe permitir el uso de cilindros y contenedores construidos, probados y con un mantenimiento acorde con las especificaciones y regulaciones aceptadas en el país que se utilizan.

Los contenidos de los cilindros deben ser identificados mediante etiquetas o pintura con el nombre del contenido y los mismos deben ser verificados antes de ser utilizados.

Las etiquetas no deben estar desfiguradas, alteradas o removidas y los accesorios de conexión no deben ser modificados por ningún motivo.

4.1.3 Cuidados con el sistema central de suministro

No se permitirá la utilización de ningún tipo de adaptadores o accesorios de conversión para acoplar un accesorio específico de conexión de un gas con otro. Por

23 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 32-33.

24 IBID., p. 33.

ejemplo, no se podrá acoplar un cilindro de oxígeno al sistema de distribución de aire médico25.

Cuando el sistema central de suministro se tenga en un cuarto solo se permitirá el almacenaje en este cuarto de cilindros de gases médicos, contenedores de transporte reutilizables y sus accesorios. No se deberán almacenar materiales inflamables, cilindros conteniendo gases inflamables o contenedores conteniendo líquidos inflamables.

Si al recibir los cilindros, estos vienen envueltos, los envoltorios deberán quitarse antes de almacenar los cilindros.

Los cilindros que se encuentren almacenados, pero que no estén en uso deberán tener sus tapas de protección de la válvula firmemente aseguradas.

Los cilindros que están erróneamente identificados o que su identificación no concuerde con los accesorios de conexión del gas específico no deben utilizarse por ningún motivo.

4.1.4 Ubicación de los sistemas centrales de suministro

Los compresores de aire médico como fuente de suministro se podrán ubicar en el mismo recinto junto con fuentes de vacío médico quirúrgico, fuentes de eliminación de gas anestésico de desperdicio y fuentes de aire para instrumento^^^.

Los recintos donde se ubicarán los sistemas de aire médico deben escogerse para permitir el acceso fácil y seguro de los vehículos repartidores y el manejo de cilindros de aire en el interior de los recintos si se da el caso de que estos se utilicen como sistema de respaldo del sistema central. Estos accesos pueden ser, por ejemplo: rampas de carga, elevadores de acceso o paso de cilindros por áreas públicas, siempre velando por el manejo seguro de estos cilindros.

Los cilindros que contienen aire, cuando se almacenan, no deben alcanzar temperaturas mayores a los 54 "C (130 "F).

Los sistemas centrales de suministro para aire médico consistirán de lo siguiente:

25 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 33.

26 IBID

Múltiples de cilindros.

Sistemas de compresores de aire médico.

Los sistemas centrales de suministro de aire médico deben adquirirse e instalarse en concordancia con las instrucciones de un distribuidor familiarizado con su construcción y uso apropiados. Esto implica que quien instala debe conocer y comprender los procedimientos de instalación así como las pruebas que hay que hacerle al sistema de suministro para asegurar su correcto y seguro funcionamiento.

Es importante recalcar que los sistemas centrales de suministro de aire médico no deben ser conectados a tuberías cuyo uso no sea otro que aplicaciones dedicadas al cuidado de pacientes.

Uno de los métodos de minimizar accidentes con los sistemas de aire médico es procurando que la instalación sea lo más correcta posible. A continuación se describen algunos de los componentes que según las recomendaciones de la NFPA 99 deben tomarse en cuenta para la correcta instalación de un sistema de suministro de aire médico27. Se mencionan recomendaciones referentes tanto a su configuración como a su construcción (materiales).

Reguladores de presión de final de línea:

Todos los sistemas centrales de suministro de presión positiva deben contar con reguladores de presión de final de línea que sean del tipo duplex, instalados en paralelo con válvulas de aislamiento ubicadas antes de cada regulador y una válvula check o de aislamiento después de cada regulador que permita dar servicio a cada regulador sin la interrupción del suministro de aire.

Después de cada regulador o inmediatamente después de las válvulas de aislamiento de los reguladores se debe ubicar uno o varios indicadores de presión.

Válvulas de alivio:

Todos los sistemas centrales de suministro deben contar con al menos una válvula de alivio que cumpla con los siguientes requerimientos:

27 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 34-35.

Ser de construcción de cobre, bronce o acero inoxidable.

Ser diseñadas para el servicio de aire médico.

Estar ubicada entre la válvula de salida del regulador final de línea y la válvula de fuente.

Estar fijada a un 50 % por encima de la presión normal de operación del sistema. Ver tabla 4.1 en la que se muestran las presiones de operación para los sistemas de aire médico.

Contar con ventilación hacia el exterior de la edificación, excepto cuando se trate de válvulas de alivio para sistemas de aire conteniendo menos de 84950 litros (3000 ft3) a presión estándar en cuyo caso se permitirá que se difunda localmente.

Estar conectada, cuando tenga ventilación al exterior, a una línea de desahogo dimensionada al menos al tamaño total de la salida de la válvula de alivio.

Cuando múltiples válvulas de alivio descarguen en una línea común de desahogo, esta deberá tener un área interna de sección que sea igual o exceda la suma de las descargas internas de todas las válvulas de alivio.

Cuando se ventile al exterior, se deberá prever la descarga para que esta se de en áreas alejadas de materiales inflamables y donde ninguna persona se vea en peligro debido a la descarga.

Cuando se ventile al exterior, esta deberá ser doblada hacia abajo y con una pantalla en la salida de descarga para prevenir la entrada de agua o animales.

En la tabla siguiente se dan ejemplos de la forma en que deben identificarse los sistemas de suministro de aire médico y la presión estándar de operación de esos sistemas según la NFPA 9928.

Tabla 4.1 Estándar de designación de colores y presiones de operación para los sistemas de gases.

28 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 52.

Presión estándar gage kPa 1 psi

345-380 1 50-55

Gas de servicio

Aire médico

Abreviatura

Med Air

Colores (Fondo 1 Texto)

Amarillo/Negro

Señales locales:

Las siguientes configuraciones de sistemas deberán tener señales locales ubicadas en el equipo fuente, estas consistirán de señalizaciones tales como alarmas o luces indicad ora^^^:

Múltiples para cilindros de aire sin suministro de reserva.

Múltiples para cilindros de aire con suministro de reserva.

Reservas de emergencia dentro del edificio.

Las señales locales deberán cumplir con los siguientes requerimientos:

4. Deberán dar solo indicación visual.

5. Tener identificación del servicio y condición que está siendo monitoreada.

6. Si es para instalación en exterior, cumplir con los requerimientos del fabricante.

4.2. Sistema de distribución

4.2.1. Materiales de tubería para sistemas de gases médicos de presión positiva

La NFPA 99 define las características en cuanto a tipos y materiales para las tuberías para suministro de aire grado médico, a continuación se enuncian esas características3'.

Los tubos, las válvulas, los accesorios, las salidas de estación y otros componentes de tubería en sistemas de aire médico deben haber sido limpiados para servicio con oxígeno por el fabricante antes de ser instalados, con la excepción de que los accesorios pueden ser limpiados por un suplidor o agencia que no sea necesariamente el fabricante de los mismos.

29 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Care Facilities, Edición 2002, p. 35.

30 IBID., p. 47.

Como se mencionó en el capítulo 3, se indica que deben ser limpios para su uso con oxígeno ya que la norma NFPA 99 lo que hace es generalizar para el caso más crítico, es decir para los sistemas de distribución de oxígeno, siendo este el gas más volátil de los utilizados en hospitales, los expertos que preparan la norma recomiendan que los tubos, las válvulas, los accesorios, las salidas de estación y otros componentes de tubería cumplan con la característica de ser limpios para su uso con oxígeno.

Cada tramo de tubo debe ser entregado tapado o sellado por el fabricante o el suplidor y mantenerse sellado hasta que esté preparado para la instalación. Los accesorios, válvulas y otros componentes deben ser entregados sellados, identificados y mantenerse sellados hasta que estén preparados para la instalación.

Los tubos deben ser libres de costuras, indicado para el manejo de gases médicos (en este caso aire médico), de cobre ASTM B 819, tipo L, con excepción de aquellos en los que la presión de operación esté por encima de 1275 kPa (185 psi) en los cuales se debe utilizar tubo tipo K para tamaños mayores que DN80 79,375 mm (NPS 3) (3 118 pulgada 0.D). Estos tipos de tubos deben ser identificados por el fabricante con las marcas "OXY", "MED" ó "OXYIMED" en azul para el caso de tubería tipo L o en verde para el tipo K.

El instalador debe preparar documentación certificando que los materiales de tubería instalados cumplen con lo arriba indicado. Las curvas, compensaciones y otros cambios de dirección en tuberías para aire médico deben estar fabricados de cobre capilar soldado o forjado cumpliendo con el estándar ANSI B16.22, Wrought Copper and Copper Alloy Solder-Joint Fittings (Accesorios para juntas soldadas de cobre forjado y de aleciones de cobre); o accesorios soldados cumpliendo con el estándar MSS SP-73 Brazed Joints for Wrought and Cast Copper Alloy Solder Joint Pressure Fittings (Juntas soldadas para accesorios de juntas soldadas por presión de aleaciones de cobre colado y forjado).

Accesorios de aleación de cobre fundido no deben permitirse.

4.2.2. Instalación de tuberías y equipos

Dimensionamiento de las tuberías

A continuación se resumen los criterios recomendados por la NFPA 99 referentes al dimensionamiento e instalación de las tuberías para la distribución de aire grado médico3'.

31 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Care Facilities, Edición 2002, p. 49-51.

Los sistemas de tuberías deben ser diseñados y dimensionados para entregar las razones de flujo requeridas a las presiones de utilización. Las tuberías principales y los ramales en los sistemas de tuberías para aire médico deben ser de no menos de 15,875 milímetros de diámetro (DN15, NPS %, 518 pulgada O.D.) Los bajantes a las salidas individuales de aire médico deberán ser de no menos de 15,875 milímetros de diámetro (DN15, NPS Vi, 518 pulgada O.D.)

Las tuberías deberán protegerse contra la congelación, la corrosión y cualquier daño físico. Las tuberías expuestas en corredores y otras áreas donde se puedan dañar por el movimiento de carros, camillas, equipo portátil o vehículos deberán protegerse. Tuberías que viajen subterráneamente o incrustadas en pisos de concreto o paredes deberán ser instaladas dentro de tubería de conduit continua.

Ubicación de las tuberías:

Las tuberías que viajen horizontalmente se podrán instalar en fosos de tuberías si se asegura que estén protegidas contra daños físicos, efectos del calor excesivo, corrosión o contacto con el aceite. Las tuberías no se podrán instalar en cocinas, en cuartos para interruptores eléctricos, pozos de elevadores y áreas donde se presenten llamaradas.

Las tuberías de aire médico podrán instalarse en el mismo ducto o túnel con las líneas de gas combustible, líneas de aceites combustibles, líneas eléctricas, líneas de vapor, e instalaciones similares siempre y cuando el espacio esté ventilado (natural o mecánicamente) y la temperatura ambiente alrededor de la tubería de aire médico esté limitada a 54 OC (130 OF) máximo.

Las tuberías de aire médico no deben ubicarse donde entren en contacto con aceite, incluyendo un área de inundaciones en el caso de una fuga de aceite.

Soporte de tuberías:

Los ganchos para tubería de cobre deben tener acabado de cobre y dimensionados para tubería de cobre.

En ubicaciones potencialmente húmedas, los ganchos para tubería de cobre que estén en contacto con el tubo deben tener recubrimiento de plástico o estar aislados del tubo, esto para evitar problemas de corrosión en las tuberías.

La separación máxima permitida entre soportes dependiendo del tamaño de la tubería, de acuerdo con la norma NFPA 99, es la que se indica en la tabla 4.2:

Tabla 4 .2 Separación máxima de los soportes de acuerdo al tamaho de tubería:

Cuando se requiera, la tubería de aire médico debe ser restringida contra terremotos en concordancia con el código sísmico aplicable en el país.

Tamaño de tubería

DN8 (NPS 5) ( x in O.D.) DNlO (NPS %) (Y, in O.D.) DN15 (NPS Y,) ( x in O.D.) DN20 (NPS x ) (g in O.D.) DN25 (NPS 1) (1% in O.D.) DN32 (NPS 1%) (1% in O.D.) DN40 (NPS 1%) (1% in O.D.)

y mayor Elevadores verticales, todo tamaño,

Uno cada piso pero no debe exceder

Tuberías subterráneas en exteriores de edificios:

Las tuberías subterráneas deben ser instaladas en un encierro continuo para proteger la tubería cuando se deposite el relleno cobertor. El encierro continuo debe ser dividido o con acceso a las uniones para inspección visual y prueba de fugas.

Espaciamiento entre soportes

Las tuberías enterradas que van a estar sujetas a cargas de superficie deben ser enterradas a una profundidad que proteja la tubería y su encierro de esfuerzos excesivos.

mm 1520 1830 1830 2130 2440 2740

3050

4570

El relleno cobertor mínimo por encima del encierro para las tuberías subterráneas en exteriores de edificios debe ser de 900 milímetros (36 pulgadas), excepto que la cobertura mínima se podrá reducir a 450 milímetros (18 pulgadas) en donde el daño físico se pueda prevenir.

ft 5 6 6 7 8 9

10

15

Las trincheras deben excavarse para que el encierro de la tubería tenga un sostén sustancialmente continuo y firme en el fondo de la trinchera.

El relleno cobertor debe ser limpio y compactado para que sirva para proteger y soportar uniformemente el encierro de la tubería.

Debe colocarse cinta (tape) continua o marcador encima del encierro para identificar claramente la tubería por su nombre específico.

Un medio continuo de prevención debe colocarse por encima de la tubería a aproximadamente la mitad de la profundidad.

Cuando se instale una tubería subterránea y pase a través de una manga en la pared, el final de la manga debe ser sellado para prevenir la entrada de agua del suelo al interior del edificio.

Elevación de ramales de tubería:

Salidas de tuberías horizontales deben tomarse por encima de la línea de centro de la tubería principal o del ramal y elevarse verticalmente o a un ángulo no menor a 45' de la vertical.

Sistema de interconexiones prohibidas:

Dos o más sistemas de gases médicos no deben ser interconectados para instalación, pruebas o cualquier otra razón.

Las pruebas de fugas deben lograrse cargando separadamente y probando cada sistema individualmente.

Instrucciones del fabricante:

La instalación de componentes individuales debe realizarse en concordancia con las instrucciones del fabricante de los equipos. Tales instrucciones deben incluir direcciones e información considerada por el fabricante que es adecuada para lograr una apropiada operación, pruebas y mantenimiento del sistema de gas médico. Una copia de las instrucciones del fabricante debe dejarse con el operador del sistema.

Calificación de los instaladores:

La instalación de sistemas de gases médicos debe ser realizada por técnicos competentes y calificados con experiencia comprobada en ese tipo de instalaciones.

Las soldaduras deben ser realizadas por técnicos calificados.

Anterior a cualquier trabajo de instalación, el instalador de la tubería de gases médicos debe proveer y mantener documentación en el sitio del trabajo para la calificación de los procedimientos de soldadura y de los soldadores.

Calificación de los procedimientos de soldadura y las soldaduras:

Los procedimientos de soldadura y el desempeño del soldador para la instalación de tuberías para gases médicos, segun indica la NFPA 99, debe ser calificada en

concordancia ya sea con la Section IX, Welding and Brazing Qualifications, ASME Boiler and Pressure Vessel Code (Sección IX, Requisitos para Soldadura del Código ASME para Calderas y Envases a Presión), o la AWS B2.2, Standard for Brazing Procedure and Performance Qualifications (Estándar para Procedimientos de Soldadura y Requerimientos de Comportamiento), ambas con las modificaciones que se enuncian a continuación:

Los soldadores deben ser calificados mediante examinación visual de cupones de prueba seguido por seccionamiento.

La especificación del procedimiento de soldadura debe comprender limpieza, espaciamiento de juntas, traslape, gas interno de purga, razón de flujo del gas de purga y metal de relleno.

La especificación del procedimiento de soldadura y el registro de la calificación de desempeño del soldador deben documentar el metal de relleno utilizado, la limpieza, el espaciamiento de juntas, el traslape, el gas interno de purga y la razón de flujo del gas de purga durante la soldadura de los cupones, y la ausencia de oxidación interna en los cupones.

Los procedimientos de soldadura calificados por un grupo técnico competente o agencia serán permitidos bajo las siguientes condiciones:

La especificación del procedimiento de soldadura y el registro del procedimiento de calificación deben cumplir con los requerimientos antes citados.

Que el contratante obtenga una copia de la especificación del procedimiento de soldadura y los registros de respaldo de la calificación del grupo o agencia y firme y feche estos registros, aceptando responsabilidad de las calificaciones que se realizaron por el grupo o agencia.

El contratante califica al menos a un soldador siguiendo cada especificación de procedimiento de soldadura utilizado.

4.3. Instalación

A continuación, se hace una descripción más detallada de los procedimientos de instalación recomendados por la NFPA 99 para los sistemas de tubería de aire médico. Se definen conceptos como las juntas roscadas, las juntas soldadas, los procedimientos de corte, 10s procedimientos de limpieza antes de la soldadura, los procedimientos de

soldadura, los procedimientos de inspección, accesorios especiales que se pueden utilizar así como las juntas que están prohibidas para este tipo de ins ta la~iones~~.

4.3.1. Juntas roscadas

Las juntas roscadas en sistemas de tubería para aire médico deben cumplir con los siguientes requerimientos:

Ser exclusivas para conexiones de indicadores de presión, dispositivos de alarma y equipos fuente.

Ser juntas roscadas selladas en cumplimiento con ANSI B1.20.1 Pipe Threads, General Purpose.

Estar sellados con cinta de politetrafluoroetileno (como por ejemplo Teflón) u otro sellador de juntas recomendado para servicio con oxígeno, con el sellador aplicado a la junta macho únicamente.

4.3.2. Juntas soldadas

Requerimientos generales:

Las juntas soldadas deben hacerse utilizando aleaciones de soldadura que presenten una temperatura de derretimiento que exceda 538 "C (1000 "F) para mantener la integridad del sistema de tuberías en la eventualidad de una exposición al fuego.

Las juntas soldadas de tubos deben ser del tipo socket.

Los metales de relleno deben ser metalúrgicamente compatibles con los metales base que serán unidos para asegurar una buena fusión.

Los metales de relleno deben cumplir con los requerimientos del estándar ANSIIAWS A.5.8 Specification for Brazing Filler Metal (Especificación para Metales de Relleno para Soldadura).

Las juntas cobre con cobre deben ser soldadas utilizando soldadura con metal de relleno cobre-fósforo o cobre-fósforo-plata (Serie BCuP) sin fundente.

32 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 47-49.

Las juntas a ser soldadas en sitio deben ser accesibles para hacer las preparaciones necesarias, ensamble, calentamiento, aplicación del relleno, enfriamiento, limpieza e inspección.

4.3.3. Corte de tubos

Los topes de tubos deben ser cortados a escuadra usando un cortador de tubos afilado para evitar la deformación del tubo. Las ruedas cortadoras o los cortadores de tubos deben estar libres de grasa, aceite u otros lubricantes no recomendados para trabajar materiales para el servicio con oxígeno. Los topes de corte de los tubos deben ser limados a máquina, limpia y afilada previniendo que entren astillas o escombros en el tubo.

4.3.4. Limpieza para soldadura

Las superficies interiores de los tubos, accesorios y otros componentes que vengan limpios para servicio con oxígeno deben almacenarse y manejarse de tal forma que se evite que se contaminen antes del ensamble y la soldadura.

Las superficies exteriores de los finales de los tubos deben ser limpiados antes de soldarla para remover los óxidos de superficie. Al limpiar las superficies exteriores de los finales de los tubos, no se debe permitir que entre materia alguna dentro del tubo.

Si las superficies interiores de los casquillos (sockets) se contaminan antes de ser soldados, deben volver a limpiarse para mantenerlos aptos para el uso con oxígeno y ser limpiados con una brocha de alambre limpia y libre de aceite para poder soldarlos.

Almohadillas no abrasivas deben usarse para limpiar las superficies exteriores de los finales de los tubos. No se debe usar lana de acero o tela de arena.

El proceso de limpieza no debe resultar en un desgaste de las superficies a ser unidas.

Luego de limpiar la tubería, esta debe secarse utilizando un trapo blanco limpio y libre de pelusa.

Tubos, accesorios, válvulas y otros componentes deben ser examinados visualmente en su interior antes de ser unidos para verificar de que no se hayan contaminado, manteniéndolos aptos para el servicio con oxígeno y que estén libres de obstrucciones o suciedades.

Las superficies interiores de los finales de los tubos, accesorios y otros componentes que vengan limpios de fábrica y aptos para el servicio con oxígeno, pero que se contaminen antes de ser instalados, deben volverse a limpiar en sitio por el instalador frotando minuciosamente las superficies interiores con una solución alcalina de agua limpia tal como carbonato de sodio o fosfato trisódico a razón de 450 gramos a 11 litros de agua potable y luego enjuagando minuciosamente con agua potable limpia y caliente.

No se debe instalar material que se haya contaminado internamente y que no esté limpio por lo que genere dudas de ser apto para el servicio con oxígeno.

Las juntas deben ser soldadas en un lapso no mayor a una hora luego de que las superficies se hayan limpiado para ser soldadas.

4.3.5. Soldadura de metales disímiles

Se debe usar fundente cuando se suelden metales disímiles tales como cobre y bronce o latón, utilizando un metal de relleno para soldar de plata (Serie BAg).

Las superficies deben limpiarse para soldarlas tal y como se describió anteriormente. (Ver el apartado "Limpieza para soldadura ".)

El fundente se debe aplicar lentamente para minimizar la contaminación del interior del tubo con el mismo fundente. El fundente debe ser aplicado y trabajado sobre las superficies limpias a ser soldadas utilizando una brocha de cerdas tiesas para asegurar una cobertura completa y humectación completa de las superficies con fundente.

Donde sea posible, pequeñas secciones de tubo de cobre deben soldarse sobre el componente que no sea de cobre y el interior del sub-ensamblaje debe limpiarse de fundente antes de la instalación en el sistema de tubería.

En juntas con diámetros de DN20 19,05 mm (NPS Y4) (718 in O.D.) o menores, se pueden utilizar electrodos de soldadura con recubrimiento de fundente en lugar de aplicar fundente a las superficies que están siendo soldadas.

4.3.6. Purga de Nitrógeno

Mientras están siendo soldadas, las juntas deben ser continuamente purgadas con Nitrógeno grado NF seco y libre de aceite para prevenir la formación de óxido de cobre en las superficies interiores de la junta.

La fuente del gas de purga debe ser monitoreada y el instalador debe ser alertado de forma audible cuando el contenido de la fuente sea bajo.

La razón de flujo del gas de purga no debe producir una presión positiva en el sistema de tubería y debe ser controlado mediante la combinación de un regulador de presión y un flujómetro. Para controlar la razón de flujo del gas de purga (nitrógeno) no debe usarse solamente los reguladores de presión.

Durante y después de la instalación, las aperturas en el sistema de tubería deben mantenerse selladas para mantener una atmósfera de nitrógeno dentro de la tubería para prevenir que suciedades u otros contaminantes ingresen en la tubería.

Mientras que una unión esté siendo soldada, debe proveerse una apertura de descarga en el lado opuesto de la unión desde donde el gas de purga esté siendo introducido.

El flujo de gas de purga debe mantenerse hasta que la unión esté fría al tacto.

4.3.7. Ensamble y calentamiento de juntas

Los finales de los tubos deben insertarse totalmente dentro del casquillo (socket) del accesorio con el cual se ensambla. En donde sea permitida la utilización de fundente, la junta debe calentarse lentamente hasta que el fundente se haya derretido totalmente. Luego de que el fundente se haya derretido, o donde no sea permitido el uso de fundente, la unión debe calentarse rápidamente a la temperatura para soldar, teniendo cuidado de no sobrecalentar la unión.

4.3.8. Inspección de juntas soldadas

Luego de soldar, el exterior de toda junta debe limpiarse lavándola con agua y un cepillo de alambre para remover cualquier residuo y permitir una inspección visual clara de la junta.

Cuando se haya utilizado fundente, el agua de lavado debe estar caliente.

Cada junta soldada debe ser examinada visualmente luego de limpiar las superficies exteriores.

No se deben permitir las juntas que exhiban las siguientes condiciones:

1. Fundente o residuos de fundente (cuando fundente o electrodos de la Serie BAg con recubrimiento de fundente sean utilizados en metales disímiles).

2. Derretimiento del metal base o erosión.

3. Metal de relleno no derretido.

4. Cuando el metal de relleno no es claramente visible en todo el perímetro de la junta en la interfase entre el casquillo (socket) y el tubo.

5. Fracturas en el tubo o componente.

6. Fracturas en el metal de relleno de la soldadura.

7. Cuando la junta no es capaz de sostener la presión de prueba bajo la prueba inicial de presión realizada por el instalador y la prueba de presión estática.

Las juntas soldadas que se identifiquen como defectuosas bajo las condiciones (2) ó (5) deben ser reemplazadas. Las juntas soldadas identificadas como defectuosas bajo las condiciones (l), (3), (4), (6) ó (7) se podrán reparar, excepto que ninguna junta podrá ser recalentada más de uria vez antes de ser reemplazada.

4.3.9. Accesorios especiales

Los siguientes accesorios especiales se pueden utilizar en lugar de juntas soldadas:

Uniones de metal de la memoria que tengan rangos de presión y temperatura en las uniones que no sean menores que aquellas de una unión soldada.

Accesorios metálicos para tubos de gas aprobados que, cuando sean fabricados, provean una unión permanente que tenga la integridad mecánica, térmica y de sellado de una junta soldada.

Accesorios dieléctricos cuando sea así requerido por el fabricante de un equipo médico especial para aislar eléctricamente el equipo del sistema de tubería de distribución.

Tuberías de cobre no deben ser unidas por medio de acanalado de rodillo si el tamaño de la tubería es menor que DN50 50,8 mm (NPS 2 in).

Juntas prensadas mecánicamente y juntas ranuradas deben ser hechas con el procedimiento recomendado por el fabricante para uniones y accesorios.

4.3.1 0. Juntas prohibidas

Las siguientes juntas estarán prohibidas para sistemas de aire médico:

Conexiones del tipo llamarada o de compresión, incluyendo conexiones a salidas de estación, dispositivos de alarma y otros componentes.

Otros tipos de conexiones roscadas rectas, incluyendo uniones.

4.4. Pruebas

A continuación se describen los procedimientos de prueba que la NFPA 99 recomienda para los sistemas de suministro de aire grado médico. Esta es la parte más importante del proceso de instalación ya que los resultados de las mismas van a determinar el éxito de la instalación y también asegurarán que el sistema no pone en riesgo a los pacientes, usuarios y al ambiente donde se encuentran instalados estos sistemas33.

Se deben efectuar inspecciones pruebas en todo sistema de tubería< dp aire médico, adiciones, renovaciones, instalaciones temporales o sistemas reparados, para asegurar la instalación, mediante un procedimiento documentado.

Las inspecciones y pruebas deben incluir todos los componentes del sistema (compresores, secadores, filtros, reguladores, y demás componentes).

Los reportes de las inspecciones y pruebas deben presentarse a la parte que contrató las pruebas, quien debe presentar estos reportes a las autoridades responsables de la instalación o a cualquiera que así lo requiera. Los reportes deben contener listados detallados de todo lo realizado, de lo encontrado y los resultados.

Las autoridades responsables de la instalación deben revisar los datos de las inspecciones y pruebas antes de dar la autorización del sistema para operar y asegurar que todas las pruebas del sistema se hayan completado satisfactoriamente. Toda la documentación perteneciente a las inspecciones y pruebas debe mantenerse en un sitio accesible dentro de las instalaciones.

Antes de que el sistema de tubería entre en operación, la autoridad de las instalaciones será responsable de verificar que todas las conexiones correspondan al gas respectivo del servicio.

33 National Fire Protection Association, NFPA 99 Standard for Health Cure Facilities, Edición 2002, p. 53-57.

Toda modificación o reparación del sistema debe considerarse como instalación nueva para propósitos de pruebas cuando esos trabajos involucren cortes y10 soldadura de nuevos tramos de tubería. Cuando no haya cambio de tubería, se deben efectuar pruebas de funcionamiento para verificar el comportamiento del dispositivo sustituido y asegurar que ningún otro accesorio en el sistema haya sido impactado de forma adversa.

4.4.1. Pruebas a realizar por el instalador

Estas pruebas deben realizarse con gas Nitrógeno grado NF seco, libre de aceite.

Las tuberías para el sistema de aire médico deben ser sopladas para limpiarlas por medio de Nitrógeno grado NF seco, libre de aceite, de la manera siguiente:

Luego de la instalación de la tubería de distribución.

Antes de la instalación de las salidas y otros componentes del sistema.

Prueba inicial de presión

A cada sección de la tubería se le debe hacer una prueba de presión. Deben realizarse después de la instalación de las salidas. Se pueden usar tapones para la prueba. Las pruebas de presión deben hacerse antes de la instalación de componentes del sistema de distribución de tubería que puedan sufrir daños debidos a la prueba de presión.

La válvula de cierre de la fuente debe permanecer cerrada durante esta prueba.

La prueba de presión para gases a presión debe ser a una presión de 1,5 veces la presión de trabajo del sistema pero no menor a una presión medida de 1035 kPa (150 psi). La presión de prueba debe mantenerse hasta que cada junta haya sido examinada en busca de fugas por medio de agua jabonosa o cualquier otro medio igualmente efectivo para detección de fugas que sea seguro para su utilización con oxígeno.

Las fugas, de existir, deben localizarse, ser reparadas en caso de que se pueda. Los tramos que presenten fugas que no se puedan reparar deberán reemplazarse y volver a probar las tuberías con la metodología antes descrita. Al final de esta prueba no deberán existir fugas en el sistema.

Prueba depurga de tubería

Las salidas en cada sistema de tubería de aire médico deben purgarse para remover cualquier partícula de materia de la tubería de distribución.

Utilizando adaptadores apropiados, cada salida debe purgarse con un flujo de alto volumen intermitente de gas de prueba hasta que la purga no produzca un cambio de color en un trapo blanco y limpio.

Esta prueba debe iniciarse en el punto más alejado de la válvula de zona.

Prueba de presión estática para tubería de aire médico

Luego de efectuar satisfactoriamente las pruebas de presión iniciales, la tubería de distribución de aire médico debe someterse a una prueba de presión estática.

Las pruebas deben concluirse después de la instalación final de los cuerpos de las válvulas de salidas, placas y otros componentes del sistema de distribución (dispositivos de alarmas de presión, indicadores de presión, válvulas de alivio de presión de línea, mangueras, etc.)

La válvula de fuente debe estar cerrada durante la realización de esta prueba.

El sistema de tubería debe permanecer bajo la prueba de presión estática durante 24 horas utilizando Nitrógeno grado NF seco, libre de aceite. Las presiones de pruzba deben ser 20 % mayores a la presión de línea normal de operación del sistema.

Al concluir la prueba no debe haberse presentado cambios en la presión de prueba que no sean los atribuibles a cambios de la temperatura ambiente.

Las fugas, de existir, deben localizarse, ser reparadas en caso de que se pueda, de lo contrario los tramos que presenten fugas deberán reemplazarse y volver a ser probadas con la metodología antes descrita. Al final de esta prueba no deberán existir fugas en el sistema.

4.4.2. Pruebas de verificación del sistema

Las pruebas de verificación deben realizarse después de que todas las pruebas anteriores se hayan completado. El gas de prueba debe ser Nitrógeno grado NF seco ó aire médico.

Las pruebas deben ser ejecutadas por un equipo técnicamente competente y experimentado en el campo de los gases médicos. Las pruebas deben ser realizadas por una parte que no sea el contratista de la instalación. Este debe ser un tercero, una empresa que se contrata para que realice las pruebas de verificación sin que se presente un conflicto de intereses. La misma debe tener experiencia comprobada en este tipo de sistemas.

Cuando los sistemas hayan sido instalados por personal de la institución que utilizará el sistema, se puede permitir que se hagan las pruebas por ese personal de la organización, siempre y cuando esté capacitado para tal efecto.

Para proyectos pequeños que afecten un número limitado de áreas donde el uso de nitrógeno sea impráctico o costoso, el gas fuente (aire médico) se podrá utilizar para las siguientes pruebas:

Presión estática Conexión cruzada Alarmas Purga de tubería Partículas en la tubería Pureza de tubería Presión de operación

Prueba de presión estática

Los sistemas de tuberías deben someterse a una prueba de presión estática de 10 minutos en la línea de presión de operación utilizando el siguiente procedimiento:

Luego de que el sistema se haya llenado con nitrógeno o el gas fuente (en nuestro caso aire), la válvula de fuente y todas las válvulas de zona deben cerrarse. El sistema de tubería no debe mostrar disminución de presión después de 10 minutos. Las fugas deben localizarse, ser reparadas y probadas nuevamente mediante el método de Prueba de presión estática para tubería de aire médico.

Prueba de conexión cruzada

Después de cerrar las paredes y completar los requerimientos de las Pruebas a realizar por el instalador, debe determinarse que no exista ninguna conexión cruzada de tuberías por cualquiera de los métodos que se describen a continuación:

Presurización individual:

Los sistemas de tuberías de gases debe reducirse a la presión atmosférica.

Todas las fuentes de gas de los sistemas de gases médicos deben desconectarse excepto el sistema de aire que se va a evaluar.

El sistema que está siendo evaluado debe presurizarse a una presión de 345 kPa (50 psi).

Con adaptadores que se ajusten con las salidas, cada estación de salida debe revisarse para determinar que el sistema que se está evaluando esté dispensando el gas de prueba solo de las salidas del sistema.

La fuente del gas de prueba que está siendo evaluado debe desconectarse y reducido a la presión atmosférica.

Se debe evaluar cada sistema de tubería de gases médicos hasta determinar que no existen conexiones cruzadas.

Presión diferencial:

La presión en los sistemas de gases médicos debe ser reducida a la presión atmosférica.

La presión de prueba en todos los sistemas de tubería de aire médico deben incrementarse hasta 415 kPa (60 psi) simultáneamente manteniendo estas presiones nominales a lo largo de la prueba.

Luego de que las presiones se hayan ajustado al valor indicado en el punto anterior, cada salida de estación debe probarse utilizando la conexión específica de aire para cada sistema con un medidor para verificar que la presión de prueba correcta en cada salida sea la indicada en el punto anterior.

Cada medidor de presión utilizado en esta prueba debe estar calibrado con el indicador de presión utilizado para el regulador de presión de línea que provee la presión de fuente.

Cada salida de estación debe estar identificada mediante etiqueta (y marca de color, si se usa) y la presión indicada en el medidor de presión debe ser la indicada en los puntos anteriores.

Prueba de válvulas

Las válvulas instaladas en el sistema de tubería de aire médico deben ser probadas para verificar que la operación sea apropiada y corroborar las áreas o cuartos que controlan. Se deben hacer registros que listen los cuartos o las áreas controladas por cada válvula.

Prueba de alarmas

Todos los sistemas de alarma de los sistemas de aire médico deben probarse para asegurar que todos los componentes funcionen apropiadamente antes de poner en servicio el sistema. Se deben mantener registros permanentes de estas pruebas.

Los sistemas de alarma que sean parte de una ampliación de un sistema de tuberías existente deben probarse antes de hacer la conexión de la nueva tubería al sistema existente.

Las pruebas de los sistemas de alarma de las instalaciones nuevas (pruebas iniciales) deben ejecutarse después de las pruebas de conexión cruzada y antes de purgar la tubería y realizar las demás pruebas de verificación.

Las pruebas iniciales de los sistemas de alarma que pueden estar incluidos en una ampliación o extensión de un sistema de tubería existente deben completarse antes de conectar la ampliación al sistema existente.

Los gases de prueba para las pruebas iniciales deben ser Nitrógeno grado NF seco o el aire médico.

Alarmas maestras:

Las pruebas para el sistema de alarma maestra deben generar registros permanentes. Se deben activar una señal audible y una señal visual no cancelable que indiquen si la presión en la línea principal aumenta o disminuye un 20 % de la presión normal de operación.

Alarmas de área:

Las señales de alarma para el sistema de tubería de aire médico suministrado a áreas de anestesia y otras áreas de soporte vital de vida y cuidados críticos tales como recuperación post-anestésica, unidades de cuidados intensivos, unidades de cuidados coronarios, salas de emergencia y salas de operaciones deben probarse para verificar la condición de alarma si el sistema de tubería aumenta o disminuye 20 % de la presión normal de operación.

Prueba de purga de tubería

Con la intención de remover cualquier rastro de partículas de materia depositados en las tuberías como resultado de la construcción o instalación de la tubería, se debe hacer una purga intermitente y pesada de la tubería.

Se debe obtener el adaptador apropiado y se deben poner a cada salida altas razones de purga de 225 litroslmin (8 SCFM). Luego de que se inicie la purga, debe ser rápidamente interrumpida varias veces hasta que la purga no produzca cambio de color en un trapo blanco suavemente sostenido sobre el adaptador durante la purga.

Con la intención de evitar posibles daños a las salidas y sus componentes, esta prueba no debe realizarse utilizando otro implemento que no sea el adaptador apropiado para tal efecto.

Prueba de partículas en la tubería

Para el sistema de aire médico, la limpieza del sistema de tuberías debe verificarse:

Un mínimo de 1000 litros (35 ft3) de aire debe ser filtrado a través de un filtro de 0,45 micrones limpio a un flujo mínimo de 100 litros por minuto (3,5 SCFM). El 25 % de las zonas deben probarse en la salida más remota de la fuente de aire médico. El filtro podrá acumular no más de 0,001 gramos (1 mg) de materia en cualquier salida probada. Si cualquier salida falla en esta prueba, la salida más remota en cada zona debe ser probada. La prueba debe realizarse con Nitrógeno grado NF seco y libre de aceite.

- . . . . .

Prueba de pureza en la tubería

Para el sistema de aire médico, la pureza del sistema de tubería debe ser verificada. Esta prueba debe realizarse con Nitrógeno grado NF seco, libre de aceite o con aire grado médico. La prueba debe hacerse para determinar el total de hidrocarburos (como metano) e hidrocarburos halogenados, y comparado con el aire de la fuente.

La prueba debe realizarse en la salida más alejada de la fuente. La diferencia entre las pruebas en ambos puntos (salida más alejada y la fuente) en ningún caso podrá exceder lo siguiente (en partes por millón):

Total de hidrocarburos 1 PPm Hidrocarburos halogenados 2 ppm

Prueba de presión de operación

Las pruebas de presión de operación deben ejecutarse en cada salida de estación o terminal donde el usuario haga conexiones o desconexiones. Estas pruebas deben realizarse con Nitrógeno grado NF seco y libre de aceite o el gas designado del sistema.

Todas las salidas con una presión medida de 345 kPa (50 psi) deben entregar 100 litros por minuto (3,5 SCFM) con una caída de presión de no más de 35 kPa (5 psi) y presión estática de 345 - 380 kPa (50 - 55 psi).

Las salidas de aire que den servicio a áreas de cuidado crítico deben permitir una razón de flujo transitorio de 170 litros por minuto (6 SCFM) durante 3 segundos.

Prueba de concentración de gas -

Luego de purgar el sistema de aire médico con un flujo de aire, se debe realizar lo siguiente:

Cada fuente de presión de aire y cada salida debe ser analizada para concentración de gas, por volumen.

El análisis debe ser realizado con instrumentos designados para aire médico.

La concentración permitida debe mantenerse dentro del siguiente margen:

Aire médico 19,5 % a 23,5 % de Oxígeno

Prueba de pureza de aire médico (Sistema de compresor)

La fuente de aire grado médico (compresor, cilindros contenedores de aire, etc.) debe ser analizada para determinar la cantidad de contaminantes por volumen antes de que la válvula de fuente sea abierta. Se debe tomar una muestra del sistema de aire por medio de una salida para toma de muestras. Los resultados de la prueba no deben exceder los parámetros de la siguiente tabla:

Tabla 4.3 Parámetros de calidad del aire:

4.4.3. Etiquetas de identificación

Parámetro Punto de rocío Monóxido de carbono Dióxido de carbono Hidrocarburos gaseosos Hidrocarburos halogenados

La presencia y precisión de las etiquetas de identificación requeridas para todos los componentes (por ejemplo: salidas, válvulas de corte, paneles de alarma) deben estar verificados.

Valor límite 4 "C (39 "F) 10 ppm 500 ppm 25 ppm 2 ppm

4.4.4. Verificación del equipo fuente

La verificación del equipo fuente del aire debe ejecutarse luego de la instalación de las tuberías de interconexión, accesorios y el equipo fuente.

Fuentes de suministro de aire grado médico:

Los aparatos del sistema deben ser probados para verificar su apropiado funcionamiento, incluyendo el cambio del suministro primario al secundario (con la señal del cambio) y la operación de la reserva (con la señal de reserva en uso), antes de que el sistema sea puesto en funcionamiento.

Si el sistema tiene un interruptor actuador y señala al monitor el contenido de la reserva, su funcionamiento debe ser probado antes de que el sistema sea puesto en servicio. Si el sistema tiene un interruptor actuador y señala al monitor la presión de la unidad de reserva, su funcionamiento debe ser probado antes de que el sistema sea puesto en servicio.

Sistemas de compresores de aire médico:

Las pruebas de los compresores de aire grado médico deben incluir la prueba de pureza para determinar la calidad del aire y la prueba de los sensores de alarma luego de la calibración y programación siguiendo las instrucciones del fabricante, así como los controles de mando-retardo. Las pruebas deben realizarse en la salida para toma de muestras del sistema de aire médico.

La operación de los sensores de control del sistema, tales como el punto de rocío, la temperatura del aire, y todos los demás sensores y controles de monitoreo de la calidad del aire, deben ser revisados para determinar su apropiada operación y funcionamiento antes de que el sistema sea puesto en servicio.

La calidad del aire médico entregado por el compresor debe ser verificada luego de la instalación de nuevos componentes antes de ser utilizado en pacientes.

Las pruebas de calidad del aire indicadas en párrafos anteriores deben realizarse luego de un mínimo de 24 horas de operación de la maquinaria. Una demanda de aproximadamente 25 % de la capacidad del compresor debe ser inducida para hacer que el compresor tenga ciclos de arranque y paro continuamente y que los secadores operen por un periodo de 24 horas.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En el desarrollo de este trabajo se explican las características de los gases médicos utilizados en el ambiente hospitalario para desembocar en la importancia del uso del aire médico para ciertos procedimientos que se brindan en el Hospital. Esto es trascendental tomando en cuenta que este aire es suministrado a pacientes con deficiencias respiratorias o que necesitan asistencia respiratoria en vista de que se le está realizando un procedimiento quirúrgico o de algún otro tipo.

Una vez determinada la importancia de los sistemas de aire médico en el ambiente hospitalario, se propone una metodología para la estimación de la demanda pico calculada para un sistema de aire médico. Esta puede ser una herramienta muy útil para el diseñador de un sistema de aire médico alimentado por compresores. También se explica la metodología para que la demanda pico calculada sea adaptada al sitio donde se va a instalar el sistema dependiendo de su ubicación, altitud y condiciones ambientales.

Pero la selección apropiada del compresor de aire no es suficiente para considerar el sistema seguro para administrar aire a los pacientes, por este motivo, se explican las consideraciones que recomienda la NFPA 99 en su edición de 2002 para hacer que el sistema de distribución de aire médico sea seguro para los pacientes, los usuarios y el ambiente en el que está instalado, lo anterior desde el punto de vista de calidad del aire distribuido y operación de los equipos y accesorios del sistema. Estas consideraciones incluyen diseño de tuberías, accesorios necesarios, métodos de instalación, sistemas de alarma y monitoreo y pruebas que se le deben hacer al sistema, entre otros.

Es decir, no es suficiente que el compresor sea libre de aceite y diseñado y construido según los requerimientos de la NFPA 99, sino que al sistema se le deben incorporar accesorios tales como sistemas de filtraje, secadores y sistemas de alarma, entre otros, y se le debe aplicar un correcto procedimiento de instalación y de pruebas antes de la puesta en operación, siguiendo ciertos protocolos recomendados por la NFPA 99.

Una vez diseñado el sistema, el encargado del mismo debe ser capaz de recomendar algunas consideraciones de mantenimiento que debe tomar en cuenta la administración para que el aire entregado permanezca dentro los parámetros de calidad necesarios para la respiración humana. Esto es, que al equipo se le de un seguimiento permanente y se le apliquen rutinas de mantenimiento adecuadas para que el mismo opere dentro de los parámetros de calidad que se alcanzaron durante la instalación y puesta en marcha.

También se discute la necesidad de la utilización de normas internacionales en el diseño y operación de los sistemas de aire médico; se mencionan la NFPA 99, las Normas Mexicanas, las Normas Europeas, las Normas Francesas, y otras. Es por esto que, como parte de las conclusiones de este estudio, se formula una propuesta para la utilización de las nomas internacionales en el campo técnico de nuestro país y la necesidad de

desarrollar una norma nacional que regule las instalaciones y la operación de sistemas de aire grado médico.

Aplicación de las normas en Costa Rica

Como se ha visto a lo largo de este estudio, existen muchas normas y estándares que recomiendan buenas prácticas para la instalación y el mantenimiento en segura operación de los sistemas de distribución de aire grado médico.

Las recomendaciones de estas normas incluyen componentes y procedimientos que son onerosos y a veces hasta prohibitivos para la realidad costarricense. Es por esto que para la aplicación de estas normas es recomendable la asesoría de un profesional con conocimiento de la norma y experiencia en este tipo de instalaciones.

La falta de conocimiento de estas normas hace que se encuentren sistemas en funcionamiento que no toman en cuenta las consideraciones mínimas de seguridad requeridas por un sistema que va a suministrar un fluido a un ser humano.

La norma a la que más acceso se tiene en nuestro país y a la cual la mayoría de los proiesionales se apegan es la NFPA 99 de la National Fire Protection Association (Asociación Nacional de Protección contra Incendio). Esta es una norma norteamericana orientada a recomendar buenas prácticas para las instalaciones en centros médicos. También es la norma a la que hacen referencia la mayoría de los fabricantes de los componentes de sistemas de aire médico (compresores, válvulas, filtros, secadores, tuberías, alarmas, etc.).

Esto lleva a concluir que el conocimiento y la aplicación de una norma que regule este tipo de instalaciones es necesaria en el país, por lo que es importante que las autoridades técnicas de nuestro país, tales como el Ministerio de Salud, el Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica, así como las Universidades fomenten la creación de una norma nacional.

Esta norma nacional se podría basar en los conceptos de la NFPA 99 pero también podría buscar extractos de otras normas tales como las Normas Mexicanas o las Normas Europeas que por su realidad económica pueden estar más acorde con la realidad nacional. Claro que la aplicación de estas otras normas, al igual que como debe suceder con la NFPA 99, debe estar sujeta a un concienzudo análisis por parte de los profesionales que las van a aplicar.

También en la realización de esta norma se debe tomar en consideración la experiencia de expertos en el campo cuyo valioso aporte puede encuadrar aún más los requerimientos de la misma al entorno nacional.

ANEXOS

Anexo 2

Ejemplo práctico

En este anexo se desarrolla un caso para el diseño de un sistema de aire grado médico de manera que sirva de ejemplo para el lector de cómo se desarrollan este tipo de proyectos.

Caso:

Supóngase que las autoridades del Hospital solicitan que se les instale un sistema para la producción de aire grado médico para suministrar aire a pacientes en los siguientes servicios:

Inhaloterapia (Terapia respiratoria) Sala quirúrgica 1 Sala quirúrgica 2 Sala de partos Sala de labor Observación hombres (emergencias) Observación mujeres (emergencias) Observación pediátrica (emergencias) Sala de choque Sala séptica Sala aséptica Hospitalización hombres Hospitalización mujeres Hospitalización pediátrica Recuperación de cirugía

Las autoridades quieren que se les presente una propuesta del sistema que mejor se adapta a sus instalaciones y que cumpla con los estándares internacionales de seguridad y confiabilidad.

Desarrollo:

Se deben definir las necesidades haciendo un análisis a fondo de la situación y de las características de los lugares a los cuales el sistema de aire médico le dará servicio.

Primeramente se debe visitar el sitio donde se realizará la instalación para definir las características del sitio de instalación y establecer de la forma más detallada las particularidades de los recintos en los que se utilizará aire médico.

El Hospital está ubicado en San José, la altitud es de 1149 msnm, este es un dato de suma importancia para efectos del cálculo de la capacidad que deberá tener el compresor de aire médico.

La temperatura en San José el día que se levantan los datos es de 28 T con una humedad relativa de 65 % y la presión barométrica se establece en 101,l kPa. Debido a que en la tabla de cálculo (Tabla 3.2) para dimensionar la capacidad del compresor los datos se manejan en el sistema inglés al igual que los datos que se utilizan en las ecuaciones 3.1 y 3.2, hay que convertir estos datos al sistema inglés y en unidades absolutas en el caso de la temperatura, esto se hace mediante la siguiente operación:

Para la presión, se ejecuta la siguiente operación:

Luego de esto se analizan los sitios que se quieren alimentar con el sistema de aire y con la tabla 3.2 se define la cantidad de salidas que se instalarán en cada uno de estos sitios, así por ejemplo:

Servicio Inhaloterapia Salas quirúrgicas Sala de partos Sala de labor Sala de observación hombres, mujeres, pediátrica Sala de cirugía menor (choque, séptica, aséptica) Salón de hospitalización (hombres, mujeres, pediátricos) Salones de recuperación de cirugía Salones de recuperación de obstetricia

Cantidad de salidas 1 salida por cada puesto 1 salida por cada sala 1 salida por cada sala 1 salida por cada cama 2 salidas por cada cama 1 salida por cuarto 1 salida por cama 2 salidas por cama 1 salida por cama

Esto concuerda muy bien con el riesgo asociado a cada uno de estos servicios, es decir, cuanto más crítico el estado de los pacientes que se tratan en cada uno de estos servicios, mayor disponibilidad de salidas de aire deberá tener el mismo.

Se tiene que en el servicio de inhaloterapia hay 8 puestos (6 sillas y 2 camillas) por lo que tendremos 8 salidas en ese servicio. Como son 2 salas quirúrgicas se deberán instalar 1 salida en cada una de las salas. La sala de partos contará con 1 salida. En la sala de labor se tienen 2 camas por lo que se tendrán 2 salidas en esta sala. En las salas de observación de urgencias se tienen 4 puestos para hombres, 4 puestos para mujeres y 3 para niños por lo que se deberán instalar 22 salidas en estas salas, específicamente 2 por cama en cada uno de los 11 puestos.

Son 3 salas de cirugía menor, la séptica (sucia), la aséptica (limpia) y la de choque, en estas se deberá instalar 1 salida por sala. Los salones de hospitalización se dividen de la siguiente manera: son dos salones de hombres en los cuales se ubican 5 camas en la sección de hospitalización por medicina y 5 camas en la sección de hospitalización por cirugía con 2 camas más para pacientes aislados, dos salones de mujeres donde se ubican 5 de medicina y 5 de cirugía con 2 camas más para pacientes aisladas, 2 salones de pediatría donde se ubicarán 5 cunas para paciente menor a 2 años y 5 camas para niños mayores a 2 años además de 2 camas para pacientes aislados. Con esto se tiene un total de 36 camas por lo que se deberán instalar 36 salidas de aire médico.

En el caso de los salones de recuperación se tiene dos en el Hospital, uno de recuperación de cirugía con 5 camas y uno de recuperación de obstetricia con 5 camas. Esto da un total 10 camas por lo que se deberán instalar 15 salidas de aire médico, 2 por cama en los de recuperación de cirugía y 1 por cada cama en los de recuperación de obstetricia.

Al introducir estos datos en la tabla 3.2 del capítulo 3 se tiene que la demanda pico calculada para el sistema de aire médico que se debe instalar en el Hospital es de 26,05 scfm (pies cúbicos por minuto estándar). Como se dijo en el Capítulo 3, este resultado se divide entre 35,315 y se obtiene el resultado en m3/min:

26705scfm = m 7 35,315 min

La tabla 3.2 con los datos respectivos se muestra en la página siguiente.

Hay que recordar que se mantuvo la tabla con los cálculos en el sistema inglés para no arrastrar el error de la conversión de este sistema al sistema internacional de unidades a través de cada una de las conversiones en las fórmulas y así tratar de minimizar errores de cálculo. Sin embargo, y como se muestra en el párrafo anterior así como en el desarrollo de este trabajo después de cada cálculo el resultado se pone tanto en el sistema inglés como en el sistema internacional de unidades.

Como se indicó en el capítulo 3, una vez obtenida la demanda pico calculada para nuestro sistema, se debe ajustar esta demanda para las condiciones del lugar donde será instalado el sistema, considerando las altitudes y temperaturas para prevenir cualquier problema de funcionamiento del compresor.

El resultado que arroja la tabla 3.2 es la condición de referencia estándar para el comportamiento de razón de flujo que se tendría a la presión atmosférica en una localidad ubicada a nivel del mar. Es decir el flujo de aire a 103 W a (14,96 psia) y 15,74 OC (520 OR). Una vez obtenido este valor, se calculan los pies cúbicos por minuto actuales (ACFM) que es la razón de flujo a la presión y temperatura que se tienen en la localidad donde se utilizará el sistema de aire médico.

Se utiliza la ecuación 3.1 para convertir el SCFM a ACFM:

ACFM = SCFM x

La presión estándar (Pstd) es 101,325 W a (14,696 psia) y la temperatura estándar (Tstd) es 289 "K (520 OR). La presión barométrica en la ubicación no estándar (PI) es 101,097 Wa (14,663 psi) y la temperatura ambiente del aire en la ubicación no estándar (TI) es de 28 "C (542,07 OR). La humedad relativa en la ubicación no estándar es de 65 %. Ahora, el único dato que hace falta para el cálculo del ACFM es el de la presión de saturación PSat. En las tablas de vapor saturado34, se ve que la presión de saturación a 28 T es 0,03782 bares. Esta presión se convierte a Sistema Inglés mediante la siguiente operación:

34 Wark Jr., Kenneth, Termodinámica, McGraw-Hill Interamericana de México, S.A. de C.V., Quinta Edición, 1991, p. 822-823.

Todos estos datos se introducen en la ecuación 3.1 y se obtiene:

ACFM = 26,05 x 14,696 542,070

= 27,896 14,663 - (0,549 * 0.65) 520

Los pies cúbicos por minuto actuales (ACFM) son 27,896 cfm que convertidos a Sistema Internacional son: 0,790 m3/min.

Ahora, para calcular los pies cúbicos por minuto a la entrada se utiliza la ecuación 3.2:

r: T F ACFM = ICFM x - x - P F T

Sin embargo, la presión después del filtro de entrada (PF) y la temperatura del aire después del filtro de entrada (TF) no se conoce ya que para esto hay que conocer bien las componentes de los compresores como sellos, figuras y demás componentes que pueden hacer variar estas condiciones con respecto a las condiciones a la entrada. Generalmente los vendedures de estos equipos manejan estos datos de caída de presión y variación de temperatura, pero en los catálogos que se manejan para el público no se establecen estos datos. Sin embargo la ecuación 3.2 es útil para convertir el valor de ICFM indicado en el catálogo a ACFM y así decidir si el compresor tiene la capacidad necesaria para el sistema que se diseña.

Hay que recordar que la NFPA 99 sugiere que los compresores de aire médico, cuando se trate de un sistema duplex, deben tener capacidad de servir en la demanda pico calculada con el compresor más grande fuera de servicio.

Con todo lo anterior, se concluye que el volumen de aire que se debe utilizar para especificar el compresor que se necesita es de 27,896 cfm ó 0,790 m3/min a 50 psig ó 3,447 bares. Un compresor que se ajusta un sistema duplex de 7,5 caballos de fuerza (HP) por cada compresor, teniendo capacidad de entregar aproximadamente de 57,2 cfm (1,620 m3/min). El compresor seleccionado cumple con la característica de tener capacidad de servir la demanda pico calculada con el compresor más grande fuera de servicio ya que con uno de los compresores fuera de servicio es capaz de entregar aproximadamente 28,6 cfm (0,810 m3/min) a 50 psig (3,447 bares).

Esto se muestra en la siguiente ilustración tomada del catálogo de Amico.

Una vez seleccionado el compresor, se tiene que seleccionar todos los demás componentes del sistema de aire médico. Generalmente al seleccionar el compresor, componentes como el sistema secador de aire médico, el monitor de punto de rocío, el monitor de dióxido de carbono y los filtros quedan seleccionados ya que muchos fabricantes los venden en paquete, sin embargo, para efectos de ejemplo se seleccionarán al menos los más importantes.

El primero que se seleccionará es el sistema secador de aire médico. Los sistemas secadores de aire médico están diseñados para aceptar aire a una temperatura máxima de 38 "C (aproximadamente 100 "F). La NFPA 99 indica que el sistema secador debe entregar aire a un punto de rocío máximo que esté por debajo del punto de congelación [O "C (32 "F)] en cualquier nivel de demanda y debe estar diseñado para entregar el 100 % de la demanda pico calculada en condiciones de diseño. La demanda pico calculada es de 27,896 cfm (0,790 m3/min).

En catálogos de fabricante se encuentra que hay secadores de disecante capaces de entregar 30 cfm (0,850 m3/min) a 100 psig y 100 "F (6,895 bares y 38 "C). Este sistema secador servirá para el sistema que estamos diseñando. También se encuentran sistemas de secado de aire con sistema de refrigeración capaces de entregar hasta 35 cfm (0,991 m3/min) a 100 psig y 100 "F (6,895 bares y 38 "C). Este sistema también se adecua al diseño que se está haciendo para el Hospital. La decisión dependerá de aspectos económicos, de espacio, mantenimiento y otros que habrá que sopesar a la hora de hacer la propuesta. Un ejemplo de un secador de disecante que se ajusta a nuestro diseño se muestra en la ilustración A2.3 de la página siguiente.

Para seleccionar los filtros, como se indicó en el capítulo 3, estos estarán dimensionados para el 100 % de la demanda pico calculada del sistema en condiciones de diseño y ser diseñado para una eficiencia mínima de 98 % a un micrón o mayor. Es por esto que se deberán seleccionar filtros capaces de manejar 27,896 cfm (0,790 m3/min) con la eficiencia antes indicada.

En cuanto a las tuberías principales y los ramales en los sistemas de tuberías para aire médico deben ser de no menos de 15,875 milímetros de diámetro (518 de pulgada). Los bajantes a las salidas individuales de aire médico deberán ser de no menos de 15,875 milímetros de diámetro (518 de pulgada).

Estos son algunos ejemplos de cómo se deben seleccionar algunos de los diferentes componentes del sistema de aire médico, además de estos se deben especificar otros componentes como las válvulas (de cierre, de fuente, de línea principal, de servicio y de zona), los sistemas de alarma (de área, locales y maestras), los sistemas de monitoreo de la calidad del aire (monitor de monóxido de carbono y de punto de rocío), las estaciones de salida, la ubicación de las tuberías y la soportería así como la adecuada señalización.

Además de esto, se deben especificar muy claramente las pruebas de fugas, de pureza, de conexión cruzada y demás pruebas que permitirán asegurarle al cliente, en este caso las autoridades del Hospital, que el sistema de producción de aire grado médico que se les está instalando cumple con los requisitos de seguridad necesarios para dar un servicio de calidad y con seguridad a los pacientes.

El ejemplo anterior es con fines ilustrativos y se resolvió con la metodología propuesta en este trabajo. Este documento no representa un diseño final y se hace la observación que no se ha realizado el cálculo de las dimensiones de tuberías ni la selección de válvulas y otros componentes del sistema por considerarse fuera del ámbito definido para este trabajo.

Anexo 3

Mantenimiento de la calidad de aire del sistema

Mantener el nivel de calidad del aire apropiado para uso médico es esencial para conservar los costos energéticos del aire comprimido bajos y asegurar una producción confiable sin poner en riesgo la seguridad del paciente o de los usuarios del sistema.

Una calidad de aire pobre tiene un efecto negativo en el equipo de producción de aire y puede incrementar el consumo de energía y las necesidades de mantenimiento así como provocar la muerte de pacientes. La calidad del aire producido debe determinarse por los requerimientos de la aplicación del aire, esto se vio en el Capítulo 3. El nivel de calidad del aire es una función de los niveles de partículas, humedad y contaminantes de hidrocarburos que las aplicaciones pueden tolerar, tal y como se vio en capítulos anteriores. Tales niveles de calidad del aire deben ser determinados antes de decidir la necesidad de tratamiento del aire. El aire comprimido debe ser tratado adecuadamente pero no más de lo que en realidad se requiere para la aplicación específica. Entre más alta sea la calidad del aire, mayores son los costos de producción del aire (en términos de inversión inicial, consumo de energía y mantenimiento). Un sistema de aire para uso médico es de los más caros de este tipo de sistemas que involucran el movimiento a presión de aire.

Una vez que se hayan determinado las verdaderas necesidades de calidad del aire en la aplicación, se puede configurar el equipamiento apropiado de tratamiento de aire. Algunos ejemplos de equipos utilizados para mejorar la calidad del aire son: separadores, filtros y drenajes de condensados, todos estos fueron discutidos en el capítulo 3. El mantenimiento del equipo de tratamiento es muy importante para mantener los niveles de calidad de aire deseados.

Se debe establecer un programa de mantenimiento preventivo para todo el sistema de distribución, con una frecuencia adecuada para prevenir fugas que causen pérdida de presión u obstrucciones que generen sobre presiones. También se debe incluir dentro del programa de mantenimiento las rutinas recomendadas por los fabricantes de los sistemas de monitoreo y alarma. Esto es de suma importancia para evitar accidentes relacionados con la operación de este tipo de sistemas.

Mantenimiento de los sistemas de aire médico

En este trabajo se ha tratado el dimensionamiento y la selección de un compresor para la producción de aire grado médico así como los accesorios necesarios para la distribución segura de este gas a los diferentes servicios a los que alimenta. Se discutieron puntos del procedimiento a seguir para la instalación de la tubería de distribución de aire médico así como las pruebas que hay que hacerle al sistema en general para asegurar que el aire transportado es seguro para su uso con seres humanos.

Pero tan importante es la selección del equipo, accesorios idóneos y la instalación de los mismos como su mantenimiento para asegurar una operación óptima a través del tiempo.

Para esto es necesario que las autoridades de las instalaciones de los centros de salud donde funcionen estos sistemas hagan conciencia de la necesidad de destinar tiempo y recursos al mantenimiento de estos sistemas.

Los sistemas de gases médicos, entre ellos los de aire médico, son configuraciones que por sus sistemas de seguridad y de purificación son sumamente caros y de ahí la importancia del dimensionado para la aplicación que tendrán y que se mantengan en óptimas condiciones.

Operación y administración:

Las autoridades de los centros de salud deben promover políticas y procedimientos para que las instalaciones operen bajo condiciones seguras.

Esto implica que se de una capacitación formal y adecuada para los usuarios y el personal de mantenimiento. Con esto se prevendrán accidentes debidos a una mala operación por parte de los funcionarios del centro de salud o a un mal funcionamiento de los equipos o el sistema.

La NFPA 99 recomienda que los programas de mantenimiento estén en concordancia con las recomendaciones del fabricante de los equipos que componen el sistema de aire médico.

También recomienda que se de un entrenamiento adecuado para una evaluación rápida y eficaz de las señales de alarma y los elementos de medición, para que el personal de mantenimiento pueda reestablecer el funcionamiento apropiado del sistema de distribución de aire médico en caso de falla o alarma.

Se debe tener un plan de emergencia bien estructurado en caso de que se presente una perdida del servicio de aire.

Una de las recomendaciones más importantes para la administración segura de los sistemas de aire médico es que las autoridades hospitalarias velen porque las pruebas descritas en el capítulo 4 de este trabajo se ejecuten antes de poner en operación los sistemas y que los resultados de estas pruebas sean satisfactorios. Estas pruebas deben realizarse cuando se instala el sistema por primera vez, cuando se le hace un agregado al sistema de tubería o cuando se repara alguna fuga.

Se debe velar porque los sistemas de gases estén debidamente identificados para así evitar accidentes como conexiones cruzadas o equivocaciones de gases. Para esto los sistemas deben respetar el código de colores vigente en el país, las válvulas deben estar identificadas con nombre y color del gas que controlan y las salidas de gases deben ser específicas para el gas que suministran.

Mantenimiento de los sistemas de aire y registro de datos

Para brindar un adecuado mantenimiento del sistema de aire médico es importante que se levante un registro de las pruebas que se le realizan, así como sus resultados. Para esto, se debe implementar un procedimiento de pruebas periódicas que se le aplicarán al sistema de aire así como a los sistemas de alarma.

Según la NFPA 99, el programa de mantenimiento que se debe implementar para el sistema de aire médico debe incorporar al menos lo siguiente:

Rutinas de mantenimiento del compresor de aire médico de acuerdo a las recomendaciones del fabricante.

Procedimientos de prueba y calibración para los monitores de monóxido de carbono con la periodicidad recomendada por el fabricante, pero no menos de una vez al año.

Las alarmas audibles y visuales deben ser periódicamente probadas para asegurar su adecuado funcionamiento. Se deben registrar los resultados de estas pruebas hasta que se realice la siguiente.

Además debe incorporar las rutinas de mantenimiento recomendadas por el fabricante de cada uno de los componentes del sistema de aire médico como se mencionó anteriormente.

Ilustración A4.1 Camino del aire en el sistema respiratorio.

El aire se inhala por la nariz, donde se calienta y humedece. Luego, pasa a la faringe, sigue por la laringe y penetra en la traquea.

A la mitad de la altura del pecho, la traquea se divide en dos bronquios que se dividen de nuevo, una y otra vez, en bronquios secundarios, terciarios y, finalmente, en unos 250.000 bronquiolos. Al final, los bronquiolos se agrupan en racimos de alvéolos, pequeños sacos o sáculos que se inflan y desinflan con el aire, donde se realiza el intercambio de gases con la sangre.

Los pulmones contienen aproximadamente 300 millones de alvéolos, que desplegados ocuparían una superficie de 70 metros cuadrados, unas 40 veces la extensión de la piel.

La respiración cumple con dos fases sucesivas, efectuadas gracias a la acción muscular del diafragma y de los músculos intercostales, controlados todos por el centro respiratorio del bulbo raquídeo. En la inspiración, el diafragma se contrae y los músculos intercostales se elevan y ensanchan las costillas. La caja torácica gana volumen y penetra aire del exterior para llenar este espacio. Durante la espiración, el diafragma se relaja y las costillas descienden y se desplazan hacia el interior. La caja torácica disminuye su capacidad y los pulmones dejan escapar el aire hacia el exterior.

Este proceso proporciona el oxigeno que el cuerpo necesita y elimina el dióxido de carbono o gas carbónico que se produce en todas las células. El sistema respiratorio consta de dos partes: las vías respiratorias y los pulmones. La figura A.3.2 de la página siguiente esquematiza los componentes del sistema respiratorio.

Las vías respiratorias están formadas por la boca y las fosas nasales, la faringe, la laringe, la traquea, los bronquios y los bronquiolos.

La laringe es el órgano donde se produce la voz, contiene las cuerdas vocales y una especie de tapón llamado epiglotis para que los alimentos no pasen por las vías respiratorias.

La traquea es un tubo formado por unos veinte anillos cartilaginosos que la mantienen siempre abierta.

Cuando el aire llega a los alvéolos, parte del oxigeno que lleva atraviesa las finísimas paredes y pasa a los glóbulos rojos de la sangre. Y el dióxido de carbono que traía la sangre pasa al aire, así la sangre venenosa se convierte en sangre arteria1 esta operación se denomina hematosis.

Transporte de los gases

El oxigeno tomado en los alvéolos pulmonares es llevado por los glóbulos rojos de la sangre hasta el corazón y después distribuido por las arterias a todas las células del cuerpo.

El dióxido de carbono es recogido en parte por los glóbulos rojos y parte por el plasma y transportado por las venas cavas hasta el corazón y de allí es llevado a los pulmones para ser arrojado al exterior.

La respiración de las células

Las células toman el oxigeno que les lleva la sangre y lo utilizan para quemar los alimentos que han absorbido, allí producen la energía que el cuerpo necesita y en especial el calor que mantiene la temperatura interior del cuerpo humano a unos 37 grados Celsius.

La respiración y las enfermedades respiratorias

Una persona puede estar sin comer, consumiendo el cuerpo sus propias reservas unas cuantas semanas, y a eso se le conoce como el periodo de ayuno; puede estar unos días sin beber o ingerir liquido, pero solamente unos pocos minutos sin respirar. Esto es un indicativo de lo necesario que es para los seres vivos la respiración. El oxígeno es necesario para la combustión de las sustancias nutritivas que se ingieren.

Las enfermedades del pulmón con cierta frecuencia se acompañan por la sensación de respirar de forma dificultosa, o incluso con una clara sensación de ahogo, yendo acompañadas también de angustia vital. La sensación de no poder respirar bien es una de las sensaciones más desagradables para el ser humano.

Mediante la respiración el oxígeno del aire entra a través de los pulmones en la sangre, donde se une con el hierro de los glóbulos rojos. Esta oxidación del hierro de la hemoglobina de la sangre le da coloración más roja. El oxigeno se une con el hierro a través del pulmón y se suelta al final del camino entrando en cada uno de los millones y millones de células del organismo vivo, lo cual se conoce como respiración celular.

El oxígeno que llega a las células da lugar a una "combustión" de las sustancias nutritivas. Al igual que para quemar un trozo de leña se necesita ponerlo en contacto con el aire. Si entra más aire, si se sopla al fuego con un fuelle, la leña se quemará mejor aportando más energía y calor. Si no hay aire el fuego se apaga. El oxígeno que llega a las células "quema" las sustancias nutritivas y en esa combustión interior se produce energía y calor. Energía para el vivir diario y calor que mantiene la temperatura del cuerpo más o menos constante, alrededor de los 37O C.

Cuando la leña se va consumiendo se forma humo y finalmente cuando todo se ha consumido queda una ceniza que ya no se puede volver a utilizar. En las células, cuando el oxígeno da lugar a la combustión de las sustancias nutritivas, se produce un gas, (el humo), el gas carbónico (anhídrido carbónico o dióxido de carbono, COZ) que vuelve a recorrer el camino inverso hacia los pulmones, desde donde es eliminado hacia el exterior. Las "cenizas" o sustancias de desecho son eliminadas desde la sangre a través de los órganos de eliminación hacia el exterior del organismo (pulmones, riñones, hígado, aparato digestivo y la piel).

La energía no solamente depende de los alimentos sanos sino también de una buena respiración. Una buena oxigenación facilita la combustión de los alimentos al ponerse en contacto con el oxigeno del aire.

Capacidad pulmonar

La cantidad de aire respirada, inspirada y espirada, en cada respiración es normalmente unos 500 centímetros cúbicos, medio litro.

La capacidad inspiratoria al máximo es de 3500 mililitros, 3 litros y medio, es decir 7 veces más que la respiración que se considera normal. Ello indica que la mayoría de personas apenas respiran lo suficiente para no "ahogarse". Y eso puede empeorar aún más cuando están nerviosos, preocupados, con miedo, tristes, rabia, pues todas estas emociones cortan, entrecortan, disminuyen y dificultan la respiración.

Si a eso se agrega que durante gran parte del tiempo el aire respirado tiene menos oxigeno que lo normal: humo del tabaco, aire contaminado de las grandes ciudades, ambientes cerrados se puede deducir que el ser humano no se oxigena lo suficiente. La persona que respira poco tiene menos energía, menos vitalidad.

Entrada de aire a las vías respiratorias

El aire entra a través de la nariz o de la boca. Cuando el aire entra por la nariz se calienta en contacto con la superficie de las fosas nasales. Las fosas nasales tienen mucha

irrigación sanguínea y eso les da calor, es por esto que algunas personas sangran relativamente fácil por la nariz.

Este hecho es muy importante especialmente en invierno cuando el aire que entra está muy por debajo de la temperatura corporal. Este es uno de los mecanismos que explican que los catarros, bronquitis etc., sean más frecuentes en invierno. Cuando se respira por la nariz la temperatura del aire se va igualando a la del interior del organismo, y con ello se previenen problemas respiratorios o trastornos bronquiales y pulmonares. Además el aire se humedece en contacto con la mucosa, o piel interna de la nariz y con la mucosidad o moco que la recubre. Finalmente los pelillos de la nariz filtran las partículas de polvo que hay en el aire.

Hay situaciones en las que no se tiene más remedio que respirar o inspirar también por la boca, debido a una desviación del tabique nasal o enfermedad respiratoria, o cuando se hace un esfuerzo o ejercicio físico fuerte y se necesita más aire que lo normal.

El ciclo respiratorio

La respiración es un trabajo totalmente rítmico del organismo, que a diferencia de otras funciones corporales internas (digestión, filtro de sangre por los riñones, latidos cardíacos) puede ser influenciada totalrneiite por la voluntad. Coiiscientemente se puede hacer una respiración más profunda y tranquila, lenta. Por el contrario no se puede tener influencia tan directamente sobre los latidos cardiacos o la digestión. De la misma manera se puede cambiar la respiración al toser, reír, hablar o gritar, funciones todas que dependen del aire espirado.

La respiración no solo cambia con el momento psicoemocional de la persona sino también con la edad. El niño lactante respira unas 30 ó 40 veces por minuto y luego poco a poco el ritmo va disminuyendo. Siendo más lento en la persona tranquila y consciente.

El ritmo además esta regulado por el centro de la respiración, situado en el cerebro, que es sensible al aumento o descenso de oxígeno y al aumento o descenso de gas carbónico en la sangre. Cuando aumenta el gas carbónico en la sangre la respiración se acelera para aumentar la eliminación de dicho gas.

El ritmo respiratorio puede cambiarse tanto a voluntad como por alteraciones de las concentraciones de oxigeno y C 0 2 (anhídrido carbónico) en la sangre. Puede ser deprimido por medicamentos sedantes o incluso la misma obesidad actúa alterando el ritmo respiratorio. En las obesidades extremas comúnmente se ve una respiración alta que se realiza de forma agitada y superficial coexistiendo una falta de respiración abdominal.

Enfermedades pulmonares

A continuación se hace mención de algunas enfermedades respiratorias.

Bronquitis crónica

La bronquitis crónica es la afectación crónica de los bronquios, más frecuente en los hombres después de los 50 años. La relación hombrelmujer es de 3:l.

Al principio puede ir acompañado de excesiva producción de moco y no producir dificultad respiratoria y luego poco a poco va obstruyendo las vías respiratorias, dificultando la respiración al hacer un esfuerzo, ejercicio o trabajo. Al inicio la mucosidad puede ser más frecuente en invierno y luego extenderse incluso en verano. Da lugar a dificultad de respiración o incluso se oyen silbidos o pitidos al respirar.

La tos, el moco y la dificultad respiratoria ocurren con más frecuencia en las épocas frías. Además en esas épocas se tiende a ser más sedentario, no se sale a la naturaleza ni se respira aire puro suficiente, se come más y todo ello puede agravar aún más los síntomas.

Enfisema

La palabra enfisema viene del griego, significa insuflación o expansión de una cavidad vacía por medio del aire. En este trastorno los alvéolos o sáculos finales están dilatados, el pulmón además pierde su elasticidad, queda permanentemente expandido por dilatación o destrucción de las paredes de los alvéolos y no se repliega, quedando siempre bastante aire en su interior. Aparece sobre todo entre los 55-65 años y es tres veces más frecuente en el hombre que en la mujer.

Al igual que en la bronquitis crónica, afecta principalmente a los fumadores y los que trabajan a la intemperie (albañiles, campesinos, peones) o a los que respiran polvo (mineros, picapedreros o canteros, panaderos).

El pulmón pierde su capacidad retráctil (de replegarse) por la destrucción del tejido pulmonar. Se reduce su elasticidad.

Hay un trastorno obstructivo y la persona afectada tiene que hacer mayor esfuerzo para respirar. Hay dificultad respiratoria al esfuerzo corporal, a veces mínimo (vestirse o agacharse a atarse los zapatos). Otros se fatigan al hablar y les falta aliento al subir escaleras.

La dificultad de expulsar el aire puede ser tan grande en los casos graves que no llegan a apagar una vela colocada a 20 centímetros de distancia.

El pecho esta muy abombado, en inspiración permanente, con las costillas elevadas.

Bronquiectasias

Las bronquiectasias son dilataciones de los bronquios que además se hallan taponados por un material espeso amarillo y purulento. Las secreciones de los bronquios se acumulan, no se eliminan se descomponen y debilitan las paredes de los bronquios. Las personas eliminan muchas flemas y a veces se acompañan de sangre.

Bronquitis aguda

La bronquitis aguda se acompaña de tos acompañado de un catarro de las vías respiratorias superiores (moco nasal, faringitis, laringitis). Afecta a los bronquios y se acompaña de expectoración (flemas).

Neumonía (pulmonía)

La neumonía es una inflamación del pulmón. Hay una acumulación de exudado purulento en el interior de los bronquiolos terminales (los más finos y extremos) y de los alvéolos.

Normalmente se acompaña de fiebre y malestar general (malestar, dolor de cabeza, dolores musculares y de las articulaciones) y cualquier combinación de los siguientes síntomas: tos, flemas, dolor torácico y dificultad respiratoria. Puede haber escalofríos. La tos en general se acompaña de flemas purulentas o amarillentas.

Aparece un dolor en el costado que aumenta con la tos o con la respiración profunda y respiración superficial agitada.

Silicosis

La silicosis aparece principalmente por aspiración de polvo de cuarzo, arena y granito, (canteras) así como en la minería en general, en los trabajadores que emplean el "chorro de arena" en las fundiciones o en la limpieza de edificios.

Es debido al depósito de partículas de Sílice en el pulmón dando lugar a destrucción y fibrosis (cicatrización) de los tejidos pulmonares incluidos los vasos sanguíneos y linfáticos.

Los síntomas aparecen tras más de 10-20 años de exposición. Y el más frecuente es la dificultad respiratoria.

Asbestosis

Es debido a la exposición al asbesto.

Tuberculosis

La tuberculosis es una enfermedad frecuente, en especial en los países más desfavorecidos y en las áreas urbanas más pobres de los países desarrollados. Es una enfermedad que afecta a las personas más desprotegidas. El pulmón se ve afectado en la zona de los vértices o zonas altas y puede afectar también a otros órganos.

Los síntomas no son específicos y son muy variables apareciendo algunas décimas de fiebre especialmente por la tarde, mal estado general, sudoración nocturna, dolores de cabeza y pérdida de peso, tos seca o con flemas muco purulentas o con sangre. Se presenta dolor a nivel torácico. Con menor frecuencia fiebre alta.

En ocasiones pasa inadvertida por no dar casi síntomas. A veces se puede localizar el bacilo en los esputos (flemas) pero con frecuencia no aparece el bacilo por ningún lado. El diagnostico se establece mediante la prueba de la tuberculina en la piel del antebrazo.

También se relaciona este proceso con condiciones de vida desfavorable, falta de unas condiciones de higiene adecuadas, fatiga, cansancio, hacinamiento en los barrios periféricos de las ciudades.

Asma

El asma es una enfermedad pulmonar presenta obstrucción de la vía aérea total o parcialmente reversible, bien espontáneamente o con tratamiento. También presenta inflamación bronquial o remodelado (fibrosis) de la arquitectura del bronquio, con infiltración de la mucosa por eosinófilos y otras células, y un mayor o menor grado de fibrosis subepitelial permanente bresencia de estrías blanquecinas), aún en presencia de síntomas. Además se da una hiperreactividad bronquial o respuesta aumentada de la vía aérea frente a distintos estímulos.

Al producirse la inflamación se tiene presencia de tos, silbidos en el pecho, secreciones (flemas) y disnea o fatiga. El origen del asma bronquial es la inflamación producida en origen por la alergia a productos conocidos o desconocidos.

En la mayoría de las enfermedades respiratorias anteriormente mencionadas el tratamiento implica la asistencia respiratoria por medio de aire grado médico.

Símbolo químico:

El Aire es una mezcla de Nitrógeno y Oxígeno.

Aplicaciones:

El aire comprimido es fundamental en las unidades de cuidados intensivos como fluido neumático para activar equipo médico y mezclado con oxígeno para terapias respiratorias. El aire comprimido es utilizado por medio de bombas de vacío para efectuar un sistema de succión.

Recomendaciones:

Cuidado con la alta presión. Favorece la combustión. Utilizar regulador de presión. Evitar contacto con materiales combustibles.

Nitrógeno grado NF

Descripción:

El nitrógeno constituye aproximadamente el 78% del aire. No tiene olor, color, ni sabor. No es tóxico y a menudo es considerado un gas inerte. Sin embargo bajo la influencia de químicos, electricidad o elevadas temperaturas (condiciones especiales), es reactivo, ya que forma compuestos.

El Nitrógeno comercial es el producto de la separación del aire por medio de la licuefacción y destilación de éste.

El nitrógeno es utilizado generalmente para la inertización de sistemas eléctricos, en la industria química, petroquímica o en la industria de empacado de alimentos. Se utiliza también para la inertización de atmósferas en procesos varios y en usos múltiples como refrigerante.

Identificación:

El cilindro del Nitrógeno se identifica en la ojiva del mismo por el color Negro, y una etiqueta adherida en la misma parte con las indicaciones de seguridad y el nombre del gas. Esto se ve en la siguiente ilustración:

GLOSARIO

Glosario de términos

ACFM: Acrónimo de Actual Cubic Feet per Minute (Pies Cúbicos por Minuto Actuales), y es utilizado para definir la razón de flujo a la presión y temperatura presentes en el lugar donde se encuentra el compresor.

CFM: Acrónimo de Cubic Feet per Minute (Pies Cúbicos por Minuto), y define la razón de flujo volumétrico de un fluido desplazado por una bomba.

Demanda pico calculada: Capacidad requerida o flujo a una presión dada. Para compresores de aire médico, es el flujo de aire que el compresor debe ser capaz de entregar a 345 kPa (50 psi).

Hiperbárica: Presión mayor que la presión atmosférica ambiental. Como uso médico involucra la administración de oxígeno sistémico a presiones dos o tres veces superiores a la atmosférica.

Hipobárica: Presión mayor que la presión atmosférica ambiental. Se utiliza para simular condiciones a ciertas altitudes para entrenar aviadores sometiendolos a entrenamiento fisiológico.

ICFM: Acrónimo de Inlet Cubic Feet per Minute (Pies Cúbicos por Minuto en la Entrada), y es utilizado para establecer las condiciones en la entrada del compresor.

Punto de rocío: El punto de rocío o temperatura de rocío es la temperatura a la que empieza a condensar el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.

Sala aséptica: Sala de cirugía con ausencia de todo agente infeccioso.

Sala de choque: También conocida como sala de emergencias o sala de shock, tiene como función estabilizar al paciente grave para luego ser derivado a áreas de cuidados intensivos.

Sala séptica: Sala de cirugía donde se permite cierto grado de contaminación.

SCFM: Acrónimo de Standard Cubic Feet per Minute (Pies Cúbicos por Minuto Estándar), está definido para un grupo de condiciones fijas o un punto de referencia común para comparar diferentes sistemas de compresores. Es usualmente utilizado como una condición de referencia estándar para el comportamiento de razón de flujo para presión atmosférica a nivel del mar.

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