Síntesis del trabajo de grado “Guía para el diseño de instalaciones eléctricas hospitalarias”
Julian Garnica Jimenez Universidad Pontificia Bolivariana Facultad de Ingenieria Electrica Correo-e:
[email protected] [email protected] Abstract.
This article was made to see in a fast and complete way the content of the original tesis “Hospital Electrical Installation Guide”, it shows the most important variable to have in mind in a hospital electrical design like lighting, grounding, equipment size, wiring and electrical design in general. Also, this article wants to shows the importance and care that must be taken into electrical design of this kind, where the most important thing is the care of human life.
1 Introducción
2 Instalaciones y Alambrado
Durante la práctica realizada en PC Mejía S.A. y al ser asignado como partícipe del diseño en el proyecto “Centro Empresarial Coomeva Palmira”, fue pertinente encaminarse encaminarse a la realización de un manual, manual, debido a la necesidad por parte de la empresa de un texto sintetizado, práctico pero que sin perder en ningún momento el grado de exigencia por la normatividad colombiana, permitiría a los ingenieros que se remitan a dicho documento, usarlo como un apoyo en el diseño adecuado para instalaciones eléctricas dentro de un hospital. Inicialmente se buscaron textos que relacionados con el tema permitieran obtener una guía con las principales variables a estudiar en el diseño de una instalación eléctrica hospitalaria, obteniéndose como principal referencia la Norma Técnica Colombiana 2050 (NTC), de la cual se realizó la mayor extracción de información para la elaboración de la guía. El principal inconveniente inconveniente y la razón por la que se q uiso hacer dicho documento es la tediosa búsqueda en la NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana), que repetidamente refiere todos sus artículos a otros posteriores o previos; es un constante “viaje” por la norma que en cierto momento puede causar desorientación al estudiar el tema de unidades hospitalarias o cualquier otro tema . Es importante la creación de un manual de este estilo por la practicidad del mismo, que cuando un diseñador sin experiencia en el tema deba adentrarse en el diseño de un hospital, al momento de leer la “Guía para el Diseño de Instalaciones Eléctricas Hospitalarias”, tenga una fundamentación suficiente para comenzar su diseño sin temor a estar haciendo algo mal. Afortunadamente se encontró información relevante y útil en diferentes documentaciones, obteniendo obteniendo esta Guía para el Diseño de Instalaciones Eléctricas Hospitalarias.
2.1 Sistema Eléctrico Esencial Se quieren mostrar los diferentes ramales que componen el sistema eléctrico del hospital, es decir, las configuraciones eléctricas que permitan permitan al sistema una respuesta rápida y eficiente en caso de fallas y que dependiendo de la cantidad de cargas y en general necesidades del proyecto, pueden variar dichas configuraciones como se puede ver en las Figuras 1, 2 y 3. Se apreciarán los requisitos respecto al alambrado, factores de modificacion para alimentación de motores (Ver Tabla 1), entre otros temas importantes como cargas de alumbrado y sistema de emergencia.
Figura 1. Sistema eléctrico esencial
2.2 Lugares de inhalación de gases anestésicos Los lugares donde pueda haber presencia de gases inflamables como pueden ser los gases anestésicos son clasificados como Clase I Division hasta 1.5m sobre el nivel del suelo. Tener en cuenta las clasificaciones de las zonas peligrosas y no peligrosas, el uso de diferentes cables dependiendo el lugar, entre otras consideraciones es la base de esta sección, que permitirá como gran objetivo de la guía para el diseño de instalaciones eléctricas hospitalarias, disminuir al máximo el riesgo de explosión y en general cualquier accidente, teniendo como base las recomendaciones que hace la Norma Tecnica Colombia (NTC 2050).
2.3 Sistemas defuerza puestos a tierra en lugares de anestesia
Figura 2. Sistema eléctrico ampliado típico de hospitales
Similar al anterior busca la protección de las areas peligrosas con puestas a tierra debidamente instaladas, se ve específicamente alambrado de circuitos ramales y circuitos ramales fijos de alumbrado.
2.4 Equipos e instrumentos de baja tensión Es necesario que los equipos que t engan como fin ser conectados, de una u otra forma, al paciente, tengan una tensión nominal menor o igual a 10 voltios, tener un doble aislamiento y resistir a la humedad. Se conocen en esta sección de la tesis, los medios a los cuales deben ser conectados estos equipos de baja tensión, entre otras recomendaciones practicas de la instalación para dichos elementos.
Figura 3. Sistema eléctrico pequeño en un hospital (con un solo conmutador de transferencia)
2.5 Instalaciones de Rayos X Tabla 1.
Los equipos de Rayos X son instrumentos muy utilizados en una unidad de cuidado como lo es un hospital, por esta razón y por el uso constante de estos equipos (que pueden ser fijos y portátiles) hay que tener en cuenta los datos del fabricante y el tiempo de utilización de los mismos a la hora de dimensionar el circuito, de la protección contra sobre corriente y de los cables que alimentaran las salidas para ese fin. Ademas deben tener su propia puesta a tierra y estar guiados por la Tabla 2 para escoger los cables que alimentaran tanto este como demás aparatos de la edificación.
Porcentaje a aplicar en el cálculo de capacidad de corriente nominal de los conductores de los circuitos de motores
2.6 Sistema de comunicaciones En los hospitales, para el uso de pacientes es importante la implementación de comunicaciones para el llamado de enfermeras, el cual debe ir asilado
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de cualquier otro sistema eléctrico, la puesta a tierra de este sistema de comunicaciones debe tenerse en
Maximas . . Suma.de Demandas Factor .de. Diversidad Demanda Maxima sul te . . Re tan
Tabla 2 Capacidad de corriente para conductores para aparatos
cuenta igualmente porque no debe olvidarse que la vida humana siempre está corriendo riesgo cuando hay elementos energizados y objetos metálicos dentro de un recinto.
Figura 5. Puesta a tierra y conexión equiipotencial en las areas de cuidado de pacientes
2.7 Sistemas de potencia aislados Se ven en esta parte de la tesis los transformadores de aislamiento, que básicamente son transformadores con una relación 1:1 con un aislamiento galvánico entre sus devanados; éste junto con un monitor de aislamiento de línea permitirán detectar cambios aparentemente despreciables pero que representan riesgos para la vida humana y generar alarmas para evitar poner en riesgo la salud de los pacientes. En general aparecen requisitos importantes para los sistemas de potencia aislados presentes de un hospital.
Se estudiarán con base en una tesis ya existente las características de un grupo electrógeno, las características y variables a tener en cuenta para su dimensionamiento al igual que con la UPS, información importante y útil que permita diseñar y crear un sistema confiable y que ante fallas tenga un tiempo de respuesta rápido y que suministre energía constantemente a todo el sistema eléctrico esencial.
2.8 Dimensionamiento de equipos
Los sistemas eléctricos deben estar solidamente puestos a tierra, tener protección contra fallas a tierra, equipotencializar equipos (Ver Figura 5), entre otras acciones que están presentes en el numeral 2 de la guía para el diseño de instalaciones eléctrica hospitalarias, como puestas a tierra de los sistemas de potencia aislados mentados anteriormente y puesta a tierra de tomacorrientes de usos especiales
Tanto para hospitales como cualquier otra edificación, en las instalaciones eléctricas es necesario el uso de ciertos equipos como el Transformador, Unidad Ininterrumpida de Potencia (UPS) y Grupos electrógenos, elementos que en conjunto pueden hacer de la unidad hospitalaria un lugar eléctrica y vitalmente confiable. Se ven las características para diferentes clases de transofrmadores teniendo información además de su dimensionamiento con base en el numero de fases d e la instalación, tensión primaria y secundaria y sus tipos de conexiones, altura sobre el nivel del mar de funcionamiento del transformador y características de las cargas en general que se pueden apreciar en las formulas a continuación, entre otras especificaciones importantes a tener en cuenta para la selección de un transformador. Factor .de. Demanda . Factor .de Diversidad
kVAT C arg a . Instalada *
Demanda . Maxima Factor .de. Demanda C arg a. Instalada
3 Puesta a tierra y conexión contra fallas
4 Tomacorrientes La mayoría de los tomacorrientes utilizados en un hospital serán de grado hospital (ver Figura 6) con una señalización de color verde que asi lo demuestre y además resistentes al abuso debido a la constante conexión y desconexión de equipos en area de cuidado de pacientes, sean habitaciones, unidad de cuidados intensivos, urgencias, entre otras.
este caso, del hospital, estudio de apantallamiento y mallas de puesta a tierra de equipos, entre otros.
Adicionalmente,
en cualquier edificación hospitalaria es de vital importancia la protección contra cualquier tipo de sobre y baja tensión, por lo que los siste mas de protección contra variables eléctricas y control de las mismas requiere ser el mejor, con tiempos de respuesta adecuados a la tensión especificada para cada caso además de haber una buena selectividad por parte del sistema de protecciones.
Figura 6. Tomacorriente Grado Hospital En el area de cuidado de los pacientes habrá como minimo 4 tomacorrientes, además en cuidados críticos habrá almenos 6 tomacorrientes donde 1 de ellos deberá estar conectado a un sistema vital que este alimentado por un respaldo independiente al sistema normal del hospital. Se verá información de los tomacorrientes en zonas peligrosas y zonas de anestesia, además de i nformación sobre identificación de los mismos, entre otros.
Agradecimientos Agradecimientos sinceros a la empresa PC Mejía S.A. que permitió la elaboración de la Guia de Instalaciones Eléctricas Hospitalarias y por aportar el material bibliográfico que hizo posible este documento. Gracias a mi familia que ha sido apoyo constante y ha sido la principal impulsadora de mis estudios, agradecimientos para Lina María Estrada que aporto conocimientos importantes al trabajo de grado del cual se extrajo la presente síntesis, y agradecimientos a todas las personas que de una u otra forma me apoyaron y ayudaron a que este producto final sea posible.
5 Iluminacion Acá se ve principalmente lo que se tiene en cuenta a la hora de un diseño de iluminación, hoy en día está en vigencia el Reglamento Tecnico de Iluminacion y Alumbrado Publico (RETILAP) por lo que habrá mucho mas que estudiar sobre el tema, mayores variables para considerar y cantidad de ecuaciones que permitirán al ingeniero diseñador crear un ambiente optimo y apropiado para las personas de cualquier edificación; hay en esta sección información sobre la iluminación de emergencia y exigencias de iluminación por parte del Reglamento Tecnico de Instalaciones Electricas (RETIE) dependiendo del lugar y actividad que se realice allí.
Referencias
NTC 2050, Codigo Electrico Colombiano, Primera Actualizacion, ICONTEC 2002.
Revista Mundo Eléctrico, Octubre Diciembre de 2009 , No 77 Vol 23.
NFPA 70, NEC (national electric code) 2008 Handbook, Mark W. Earley, Jeffrey S. Sargent, Joseph V. Sheehan, E. William Buss.
Manual de Inspeccion Eléctrica NFPA con Listado de Comprobacion, Jeffrey S. Sargent , Noel Williams. NFPA International.
Tesis Criterios para el diseño de las instalaciones eléctricas de una edificación de gran superficie tipo bodega, Juliana Molina Salazar, Jorge E. Guerra Arango. Facultad de ingeniería eléctrica y electrónica, Medellin, 2009
6 Conclusiones Como se pudo observar, el fundamento de todas las instalaciones es el cuidado de la vida humana, evitar al máximo cualquier tipo de riesgo eléctrico procurando tener presente durante el proceso del diseño que siempre habrá personas presentes y que el cuidado de los seres vivos está por encima de cualquier otra variable dentro del montaje de una instalación eléctrica.
Es de suma importancia conocer el nuevo Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado (RETILAP), procurando aumentar el confort y bienestar visual de toda persona presente dentro o fuera del complejo hospitalario.
Se resalta la necesidad, al presentar un diseño de cualquier instalación eléctrica, memorias de cálculo, incluyendo procesos del dimensionamiento de los equipos, diagramas unifilares, estudios de iluminación con niveles aptos para cada una de las diferentes zonas, en
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