Sistemas de aire medicinal para instalaciones sanitarias

Los sistemas de aire medicinal son un elemento vital de todos los hospitales y la mayoría de las demás instalaciones de atención médica. El ingeniero debe considerar los gastos, la capacidad, el tamaño físico y el peso, las limitaciones de espacio y la disponibilidad de servicios mecánicos y eléctricos al elegir un sistema para un proyecto en particular. Es importante coordinar las selecciones de equipos con el propietario, así como con otras disciplinas de ingeniería y arquitectura.

La primera prioridad es la seguridad de la vida. El aire medicinal se utiliza para la terapia respiratoria y la calibración de dispositivos médicos para aplicaciones respiratorias. Proporcionar aire limpio y libre de aceite es obligatorio. El sistema de aire medicinal no debe usarse para suministrar aire para ningún otro propósito (p. ej., uso en laboratorios de hospitales) debido a las posibilidades de contaminación del sistema de distribución. Si un paciente inhala aire medicinal contaminado con aceite de un compresor averiado o nitrógeno de una purga de soldadura fuerte, las consecuencias podrían ser irreversibles. Además, se debe coordinar con el personal del hospital el cierre de una tubería o de un servicio público para evitar una terminación accidental del servicio mientras los pacientes están conectados al sistema. Los ingenieros deben conocer los requisitos antes de diseñar cualquier sistema de gases medicinales.

Sistemas de Distribución

Los sistemas médicos de aire comprimido deben diseñarse para evitar la introducción de contaminantes o líquidos en la tubería. Los sistemas de aire medicinal deben:

• ser alimentados por cilindros, contenedores a granel o fuentes de compresores de aire médicos; o reconstituido a partir de oxígeno USP y nitrógeno seco sin aceite

• cumplir con los requisitos del aire medicinal

• no contienen hidrocarburos líquidos detectables

• contienen menos de 25 ppm de hidrocarburos gaseosos

• contener 5 mg/m3 o menos de partículas permanentes de 1 micrón o más grandes a presión atmosférica normal.

En un centro de atención médica típico en pleno funcionamiento, el aire médico se suministra mediante un sistema de colector de cilindro de alta presión o un sistema de compresor de aire médico. Los sistemas de distribución múltiple generalmente se usan en instalaciones que tienen muy poca demanda de aire medicinal. Las plantas de compresores de aire medicinal suelen ser para instalaciones más grandes.

Las instalaciones existentes pueden optar por actualizar sus equipos y tuberías asociadas o agregar plantas de aire medicinal a medida que se expande la instalación. Al seleccionar un equipo para una nueva instalación, se debe considerar la posibilidad de una futura expansión. Para permitir el crecimiento futuro, es una buena práctica ser conservador al dimensionar un sistema.

Sistemas de fuente de compresor de aire médico dúplex

Un ingeniero generalmente tiene más opciones disponibles cuando diseña para una nueva instalación que para un proyecto de renovación o reemplazo. Los servicios eléctricos y mecánicos pueden calcularse más fácilmente, y los servicios de agua helada, ventilación y electricidad pueden dimensionarse y ubicarse adecuadamente. El diseño esquemático ideal contiene una sala mecánica bien ventilada y de fácil acceso dedicada a los equipos de gases medicinales.

Al seleccionar un compresor de aire médico para una actualización, el ingeniero puede tener algunos problemas debido a las ineficiencias de la utilidad mecánica (p. ej., mala calidad del agua enfriada, un espacio mecánico mal ventilado). Es posible que la empresa eléctrica local no admita la disposición de la bomba, o que el acceso deficiente al equipo requiera la avería de las piezas del equipo con un aumento significativo del costo. Es imperativo realizar estudios exhaustivos del espacio mecánico y los servicios públicos circundantes antes de determinar el mejor tipo de compresor para el proyecto.

Es una buena idea seleccionar más de un tipo de compresor en la fase de diseño esquemático. Debe desarrollar un plan maestro que muestre la demanda existente y la capacidad adicional estimada. El propietario puede querer obtener una estimación de costos antes de tomar una decisión final.

Tipos de compresores

Todos los compresores de aire médicos deben poder suministrar aire comprimido que no contenga aceite. Este artículo trata específicamente de los sistemas de aire medicinal para hospitales de Nivel 1.

Hay tres tipos aceptables:

• Compresores sin aceite: estos compresores alternativos no tienen película de aceite en las superficies expuestas al aire que se comprime. Tienen aceite en la máquina y requieren la separación de la sección que contiene aceite de la cámara de compresión por al menos dos sellos. El eje de interconexión y los sellos deben ser visibles sin desarmar el compresor.

• Compresores sin aceite: Estos compresores alternativos o rotativos-scroll no tienen aceite en la máquina. La lubricación se limita a los cojinetes de sello.

• Bomba de anillo líquido: estas bombas de compresor de aire rotativo tienen un sello de agua. Se recomienda utilizar un intercambiador de calor para conservar el agua del sello.

Las plantas de compresores de aire medicinal deben dimensionarse para atender la demanda máxima calculada cuando el compresor más grande está fuera de servicio. En un diseño eficiente de un sistema más grande (es decir, tres bombas o más), cada compresor está dimensionado para manejar un porcentaje igual de la demanda pico y crear redundancia. Nunca debe haber menos de dos compresores.

Equipo accesorio

Varias piezas de equipo mecánico acompañan al sistema de compresor de aire médico:

• Entrada: La entrada de aire del compresor debe estar ubicada al aire libre, por encima del nivel del techo y al menos a 10 pies de cualquier puerta, ventana, otra entrada u otra abertura. Las entradas deben estar cerradas, protegidas y equipadas con silenciadores de filtro de entrada. Estos filtros eliminan grandes cantidades de partículas (partículas microscópicas de materia sólida o líquida suspendidas en el aire) y contaminantes en la entrada del compresor.

• Depósito de aire: La función del depósito de aire es almacenar aire y equilibrar las variaciones de presión. Debe tener una derivación de tamaño completo, así como un drenaje manual y automático para eliminar cualquier condensado acumulado. Debe cumplir con la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos ( https://asme.org ) Sección 8 Normas de construcción de calderas y recipientes a presión. El tamaño del receptor se basa en la demanda del sistema, el tamaño del compresor y los tiempos de funcionamiento del compresor.

• Secador de aire comprimido: El secador se utiliza para eliminar el vapor de agua de la corriente de aire. Como mínimo, debe ser un sistema dúplex con válvula para permitir el mantenimiento de una unidad. Los secadores deben ser del tipo de torre doble desecante, dimensionados para el 100% de la carga calculada en las condiciones de diseño. Deben estar clasificados para 32 °F (0 °C).

• Filtros finales dúplex: estos deben estar clasificados para el 100 % de la capacidad del sistema, con una eficiencia mínima del 98 % a 1 micrón o más. El filtro debe estar equipado con un indicador visual que muestre la vida útil restante del elemento filtrante.

• Reguladores de aire medicinal: Los reguladores controlan la presión del sistema de aire. Deben dimensionarse para el 100% de la demanda máxima calculada del sistema en las condiciones de diseño. Los reguladores de presión deben configurarse para proporcionar la salida más distante con aire medicinal de 50 psig.

• Sensores de alarma: un compresor de aire médico debe tener sensores de alarma ubicados cerca donde el personal del hospital pueda monitorearlos continuamente. Las alarmas típicas son para alta presión, baja presión y otros problemas (p. ej., operación de la bomba principal/secundaria, alta temperatura, alto punto de rocío, monóxido de carbono). Se pueden agregar señales de alarma adicionales según el tipo de compresor y la preferencia del propietario.

• Soportes antivibratorios: Deben ser provistos para los compresores, recibidor y secadores, según lo requiera el fabricante.

Tubería

Las tuberías de aire médico se dimensionan de acuerdo con el índice de flujo calculado en pies cúbicos por minuto (cfm). La tubería de aire comprimido está construida con cobre tipo L soldado preparado para el servicio de oxígeno. La tubería debe estar inclinada hacia la planta central, tener desagües en los puntos bajos y debe estar valvulada e identificada.

La tasa de flujo para las salidas de aire médico generalmente es de 1 cfm. El caudal de la tubería se calcula contando el número de salidas de aire médico conectadas y aplicando un factor de uso. El caudal del número total de salidas se denomina carga total conectada. Debido a que normalmente no todas las salidas se usan al mismo tiempo, se debe aplicar un factor de uso simultáneo para reducir el caudal del sistema. Luego, la tarifa se aplica a los tamaños de la tubería y los compresores. La Sociedad Americana de Ingenieros de Plomería ( https://aspe.org/ ) ha desarrollado una tabla que cuantifica el uso de aire medicinal en diferentes áreas del hospital.

Cuando se ha calculado la carga total conectada y se ha aplicado el factor de uso, la tubería principal y el equipo compresor se pueden dimensionar y seleccionar de manera efectiva.

En resumen, los ingenieros deben tener cuidado al dimensionar y especificar equipos de aire medicinal para satisfacer las necesidades del centro de salud y sus pacientes. Antes de comenzar un proyecto, asegúrese de revisar los requisitos relacionados con los sistemas de gases medicinales de los códigos más recientes. Tanto la información disponible como la tecnología se desarrollan a diario, y es responsabilidad del ingeniero estar informado.

Deja un comentario