SEGURIDAD ELECTRICA EN HOSPITALES Docente:
Luis Roberto Barriere Ing. Barriere Ing. MSc. Facultad de Ingeniería
Universidad Don Bosco
La salud no lo es todo pero sin ella, todo lo demás es nada
1. Normas y Estándares Estándares Recomendad Recomendados os Utilizar de Referencias La NFPA (Asociación Nacional de Protección contra Incendios Americana), en especial la NFPA 99 proporciona
información
estandarizada
de
los
sistemas eléctricos, sistemas de gas y vacío hospitalario y laboratorios; Los requerimientos del fabricante para los equipos utilizados en la atención de pacientes, y los requisitos para los hospitales, asilos y otros centros de atención médica.
La norma NFPA 99 es conocida como Care Facilities”
“Health
1. Normas y Estándares Estándares Recomendad Recomendados os Utilizar de Referencias En nuestro país el NEC (National Electrical Code) de la Edición 2008, es exigida su aplicación por la SIGET (Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones), para todo tipo de instalación eléctrica que se desarrolle y aplique. El NEC, nace de la norma NFPA 70 El Art. 517 esta relacionado directamente con instalaciones para el cuidado de la salud.
1. Normas y Estándares Estándares Recomendad Recomendados os Utilizar de Referencias La norma NFPA 110, edición 2005 es un estándar que cubre los requerimientos de funcionamiento
de
los
Sistemas
de
Emergencia y en espera, con el objetivo de suministrar energía eléctrica a las cargas conectadas en edificios y lugares de utilización, a través de una fuente alterna de energía, en el evento en el que falla o se suspende NORMAL.
el
suministro
de
la
fuente
2. Conceptos Básicos • Para que ocurra algún fenómeno, el cuerpo debe formar parte de un circuito.
• La cantidad de corriente que pasa entre la entrada y la salida, es igual al
voltaje aplicado, dividido entre la impedancia conjunta del cuerpo y la interface del área de conectado con la fuente. • El efecto que produce la corriente, depende de diversos factores como:
intensidad de la corriente, frecuencia, duración, peso corporal, características de los putos de entrada y salida.
Efectos dependientes de la intensidad de la corriente:
• Umbral de percepción: 2 a 10 mA. • Corriente de “retiro” ( let go) desde los 95 mA. • Parálisis respiratoria, dolor y fatiga, en el rango de los 18 a 22 mA.
Fibrilación Ventricular desde los 75 a 400 mA. Contracción sostenida del músculo cardiaco desde 1 a 6 Amperios (reversible) Quemaduras y daño físico a una intensidad mayor de los 10 Amperios.
Nota: Datos de sujeto promedio, hombre de 70 Kg. de peso, sujeto a 120V/60Hz, aplicado entre 1 a 3 segundos, en contacto con un alambre de cobre con las manos
El corazón puede entrar en fibrilación
con 10
micro Amperios directos. Con 20 micro Amperios aplicados al corazón, puede fibrilar en un punto fisiológico fatal, por lo que los diseños de los circuitos eléctricos y la selección del Sistema Eléctrico a utilizar, dependen de los efectos no solo del corazón, sino de otros músculos, órganos y sistemas del cuerpo humano, sujetos al paso de la corriente eléctrica y a sobretensiones no permisibles.
Concepto de MACROSHOCK
Macroshock se define como el paso de corriente de una parte del cuerpo a otra, especialmente de un brazo a otro y, por tanto, a través del exterior del corazón. La corriente de 100 mA, es el factor más importante en causar daño.
Concepto de MICROSHOCK
Microshock se define como la corriente
eléctrica
directamente
a
circulando través
del
miocardio, y su limite de seguridad es de 10 micro Amperios. Una
corriente de 20 micro Amperios puede ser fatal, causando una fibrilación ventricular.
3. Seguridad Eléctrica Diseñada en Hospitales Consideraciones de diseño eléctrico: • Para efectos de cálculos de mallas en sub-estaciones eléctricas en la IEEE 80
se estandarizan 1,000 Ohmios y 100 mA. • Así mismo se fijó en 500 Ohmios la resistencia del corazón humano y en 10
micro Amperios la corriente para diseño de los circuitos. Cualquier procedimiento medico que reduzca o elimine la resistencia de la piel, convierte al paciente en un sujeto eléctricamente susceptible de electrocución (ESP). A esta situación se le llama: P r o c e d i m i e n t o In v a s i v o , y deben de determinarse en un hospital las áreas en que los pacientes están en riesgos de electrocución.
Consideraciones Importantes en la Seguridad Eléctrica en Hospitales • El paciente es el ser más importante dentro del hospital y dentro de las
áreas de atención, debe estar conectado a tierra eléctrica siempre. • El equipo conectado o no a un paciente, siempre está conectado a tierra. • Nunca se debe de limitar ni mucho menos interrumpir, la trayectoria hasta la
fuente de energía del conductor de puesta a tierra, así como, de la conexión de este conductor a tierra.
Por lo tanto, debe existir equipotencialidad en todas las áreas y lugares de atención al paciente, evitando las multiconexiones de puesta a tierra a electrodos no conectados entre si.
Consideraciones Importantes en la Seguridad Eléctrica en Hospitales
• La trayectoria del conductor para puesta a tierra desde los equipos de
utilización, hasta la fuente de energía, debe garantizar en todo momento: 1. Continuidad. 2. Capacidad de conducción de corrientes de falla. 3. Baja impedancia. Con lo anterior, se reducen las diferencias de tensión peligrosas fuera del diseño, y se incrementa la protección contra electrocución, se limitan y protegen contra las descargas o choques eléctricos al personal médico, de enfermería y operativo.
Es necesario valorar la posibilidad de que durante
la
práctica
médica
el
paciente
susceptible por procedimientos quirúrgicos muera por electrocución. Además, al ser considerada un área mojada la mesa, o cama de procedimientos quirúrgicos, se pone en riesgo de sufrir accidentes al personal médico y de enfermería ocasionados por el uso de equipo elecromédico de los alrededores que se utiliza.
Técnicas de Protección Contra Electrocución Sistemas Eléctricos conectados a tierra o aterrizados utilizando Interruptores de circuito contra falla a tierra para protección de personas (GFCI)
El interruptor de circuito contra fallas a tierra ( GFCI _ según NEC 517-20 (A)), para protección de personas y de los pacientes, deberá ser instalado cuando por la presencia de los desechos del cuerpo humano como sangre, orina, sudor, etc., o por empleo de materiales o líquidos conductivos durante la atención al paciente, este sea necesario para su protección eléctrica. Se
determina como LUGAR MOJADO el área donde se práctica el procedimiento médico al paciente.
Técnicas de Protección Contra Electrocución Sistemas Eléctricos Aislados (IT).
El Sistema Eléctrico Aislado (IT) según NEC 517-19 (E) y 517-20 (A) y (B), así como 517-61 (A) (1) y 517-160, mencionan que se instalará de acuerdo con el procedimiento invasivo o no invasivo, en el que se determine que el paciente puede morir electrocutado por el uso de un sistema conectado a tierra o aterrizado, esto se presenta con mayor probabilidad y ocurrencia, si el procedimiento quirúrgico invasivo requiere
de catéteres directos al corazón o en cualquier otro procedimiento invasivo, que pueda incluir otras partes vitales del cuerpo humano o el corazón, en una trayectoria conductiva de falla o descarga de corriente eléctrica.
4. Consideraciones para definir la utilización de un Sistema Eléctrico Aislado en sustitución de un Sistema Eléctrico Conectado a Tierra o Aterrizado.
Sistema Eléctrico Aislado y Piso Conductivo
¿Por qué Conductivo? Hay criterios que definen su utilidad para minimizar riesgos por gases y líquidos inflamables y las mezclas que se forman durante una práctica de anestesiología. Previo a una instalación de piso conductivo, se debe determinar si el área se considera mojada o húmeda durante la presencia del paciente, sujeto a un procedimiento de diagnóstico o tratamiento. Evaluar el riesgo de electrocución o daño del paciente, con base en el procedimiento médico quirúrgico que se aplica con uso de equipos médicos eléctricos. Revisar consecuencias de movimientos involuntarios del personal clínico y paciente, motivados por las descargas estáticas acumuladas.
El piso conductivo se debe instalar si la humedad relativa es muy baja (menos de 30%) y se utilizan gases anestésicos inflamables como el Éter, Cloroformo, Tricloroetileno, Ciclopropano, Fluoroxeno, y el Metoxiflurano.
También se hace indispensable un piso conductivo, si no existe otro medio o ambiente para prevenir las descargas eléctricas acumuladas y no se permitan los movimientos involuntarios del paciente, personal médico y de enfermería.
Monitor de Aislamiento de Línea (LIM)
517-162 (A)(4): Un transformador de aislamiento no debe servir energía eléctrica a más de una sala de operaciones. Excepto cuando se permite en: a. En una Sala de inducción para anestesia, que requiere circuitos aislados y sirve a varias salas de operaciones. b. Cuando un Sistema Aislado independiente sólo para equipos de Rayos X que requiere más de 150 Voltios, y suministra energía a varios receptáculos instalados en varias salas de operaciones. 517-160 (A)(5): Los conductores de los Circuitos Aislados deben identificarse como sigue: • Conductor aislado No. 1, con color Naranja. • Conductor aislado No. 2, con color Café • Conductor No. 3, color Amarillo
Una consideración importante para el diseño de los Sistemas Eléctricos Aislados, es el de limitar la capacidad nominal de los transformadores de aislamiento a los 10 kVA y utilizar conductores que tengan valores de ALTO DIELECTRICO en su aislamiento. Se recomienda de 10 kVA , por la corriente de fuga que se puede generar y su capacidad de carga, así como por la corriente de cortocircuito (I ckto).
I ckto = 10 kVA / 120 KΩ = 0.083 Amperios Minimizando la longitud de los circuitos y utilizando conductores con una constante dieléctrica menor a 3.5 y una constante de resistencia de aislamiento mas grande de 6100 M Ohm-metro, se reduce la corriente de fuga de línea a tierra, reduciendo la corriente peligrosa.
Puntos de referencia a tierra eléctrica:
Puesta a Tierra Redundante
Receptáculos Grado Hospitalario:
Los receptáculos deben ser del tipo polarizado con conector para puesta a tierra.
A los receptáculos se les debe de efectuar tres pruebas para que sean confiables, en forma anual como sigue: 1. Integridad Física (NFPA-99 4.3.3.2.1) 2. Continuidad del conductor de puesta a tierra de equipos (NFPA-99 4.3.3.2.2) 3. La polaridad de las conexiones desde la fuente de energía hasta sus terminales y las clavijas.
Receptáculos para camas de pacientes: Cada cama de pacientes en áreas críticas debe estar provisto como mínimo de
SEIS receptáculos y un máximo de CATORCE. Deben ser del tipo sencillo o dúplex. Todos los receptáculos deben ser del tipo “Grado Hospitalario” y así identificados.
Para camas de áreas No-Criticas, se recomiendan un máximo de CUATRO receptáculos por cama. Para Salas de Operaciones de Categoría I, se recomiendan un máximo de
TREINTA Y SEIS receptáculos (NEC 517-19 (C)). En áreas de Pediatría, los receptáculos deben de tener una protección para evitar que los niños introduzcan objetos en las aberturas donde se alojan las barras para conexión de la clavija.
En áreas de atención Critica, los circuitos derivados para camas de pacientes deben tener al menos dos circuitos derivados, uno o más del sistema de emergencia (color rojo) y uno o más del sistema normal (color blanco). Todos los circuitos de la fuente de suministro normal, deben partir del mismo panel o tablero de alumbrado y control.
Sistemas de Emergencia: Las funciones para el cuidado de los pacientes que dependen de la iluminación o de los equipos de utilización deben conectarse al Sistema de Emergencia y ser divididos en dos circuitos mandatorios: El circuito derivado de seguridad de vida y el circuito derivado crítico (según Norma NEC 517-32 y 517-33). Los Sistemas de Emergencias deben ser automáticos en su restauración, para operar dentro de los 10 segundos después de la interrupción de la fuente normal (NFPA 99 4.4.2.2.1 y 4.4.3.1).
5. Equipos de Protección ante Fallas de Calidad de Energía.
Fallas más comunes encontradas en la Red Eléctrica:
¿Qué podemos hacer como Biomédicos?
Un experto en Ingeniería Eléctrica
Nueva alimentación eléctrica según evidencias UPS o Reguladores
Reguladores de Voltaje Eléctricos:
Regulador Ferromagnético
Regulador Electrónico
UPS (Sistema de Interrupción Ininterrumpida):
UPS OF LINE
UPS ON LINE
