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Modulo IModulo I

Qco. Francisco J. Pinzón A.Qco. Francisco J. Pinzón A.

Abril 2009Abril 2009

Generalidades GasesGeneralidades Gases



Contenido

1. Características, Comportamiento y Clasificación

2. Aplicaciones de los Gases Medicinales3. Sistemas de Suministro

.



1. Características,1. Características,



Comportamiento y ClasificaciónComportamiento y Clasificación



Estados de la Materia

Comúnmente se habla de tres estados de la materia:

SÓLIDO, LIQUIDO y GASEOSO.

La materia pueden moverse de un estado al otro con

ayuda de energía, como la TEMPERATURA o la

4

.



SÓLIDO

+ Energía

-

Estados de la Materia (Cont.)

5

GAS

LIQUIDO

+ Energía

- Energía



Estados de la Materia (Cont.)

+ Energía+ Energía + Energía+ Energía

6

LIQUIDO

NO FORMA

SI VOLUMEN

GASEOSO

NO FORMA

NO VOLUMEN

SÓLIDO

SI FORMA

SI VOLUMEN

Punto Fusión Punto Ebullición



Qué son los Gases? (Cont.)

Gas:

(Palabra inventada por el científico J. B. VanHelmont en el siglo XVII, sobre el lat. chaos).

Fluido ue or la casi nula fuerza de

7

atracción entre sus moléculas, tiende aocupar por completo el espacio en el que seencuentra.

Los Gases entran en ebullición a presiónatmosférica y a cualquier temperatura entre -273.15°C y 26.7°C.



11 de los 92 elementos químicos, noincluyendo los elementos transuránicos,tienen punto de ebullición entre ese

Qué son los Gases? (Cont.)

8

rango.

Estos elementos son: H2, O2, N2, F2, Cl2,

He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.



Propiedades de los Gases

Los gases tienen 3 propiedades características:

1. Son fáciles de comprimir,

9

2. Se expanden hasta llenar el contenedor, y

3. Ocupan más espacio que los sólidos o líquidos.



Gas Ideal:

Se considera que un gas ideal presenta lassiguientes características:

• El número de moléculas es despreciable comparadocon el volumen total de un gas.

•

10

.

• Las colisiones son perfectamente elásticas.

• Evitando las temperaturas extremadamente bajas ylas presiones muy elevadas, podemos considerar

que los gases reales se comportan como gasesideales.



Gas Real:

Los gases reales son los que encondiciones ordinarias de temperatura ypresión se comportan como gases ideales;

11

presión muy alta, las propiedades de losgases reales se desvían en formaconsiderable de las de los gases ideales.



Variables de un Sistema Gaseoso

Existen cinco variables que se encuentranrelacionadas con el comportamiento de losgases.

12

PresiónMasa

Temperatura

Compresibilidad

Gases Ideales

Gases Reales

PV = nRT

PV = nRT Z



Volumen:

Es el espacio ocupado por un cuerpo o fluido.

Unidades comunes:

13

Litrom3

ft3



Presión:

Se define como la relación entre fuerza y unidad de área.

Presión =Fuerza

14

Unidades Comunes:

psig

kg/cm2

bar



Presión: (Cont.)

Presión Atmósferica

Es la fuerza ejercida por la atmósfera a través de su peso sobre

una determinada área.

Presión Manómetrica

15

Es cualquier presión superior a la presión atmosférica,considerándola como base cero en la medición. Esta es medida a

través de un equipo denominado manómetro.

Presión Absoluta

Es la suma de la presión atmosférica más la presión manométrica.



Presión: (Cont.)

Vacio:

Es cualquier presión menor que la presión atmosférica. Sepuede medir a través de un equipo denominado vacuómetro.

16

Ejemplo: Cuando se infla una bolsa plástica, se presuriza.Pero si se aspira el aire que está dentro, de la bolsa, se esta

haciendo lo contrario, o sea, se forma vacío.



Presión Atmosférica:

Se define como Atmósfera la presión ejercida por el aire al

nivel del mar y como Presión Atmosférica la ejercida por elaire sobre los cuerpos.

17

Unidades comunes:

Atmósfera

mm Hg

1 atm = 760 mm Hg



• Psia — Pounds per square inch absolute

Presión experimentada al nivel del mar @70°F

14,7 psi

Psia Vs. Psig:

18

• Psig — Pounds per square inch gauge

Presón Atmosférica como cero.

Comúnmente usada como medida en la mayoríade los manómetros de presión.



Cualquier presión manométrica leida en psig puede serconvertida a psia añadiendo 14,7 psi a la lectura de psig.

Psia = Psig + 14,7

Psia Vs. Psig: (Cont.)

19

Psig = Psia – 14,7



Masa:

Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Unidad común:

20

Comúnmente se confunde con el peso, que es la fuerza conque un cuerpo es atraído por el campo gravitatorio de laTierra.



Temperatura:

La temperatura es una medida de la energía cinética de loscuerpos y es directamente proporcional a ella.

Es la propiedad de un cuerpo, que determina el flujo de calorhacia otros cuerpos o de otros cuerpos hacia él.

21

En el estudio de gases se utiliza una escala absoluta detemperatura, la escala Kelvin.

0 K = - 273,16°C



Temperatura: (Cont.)

Se expresa mediante las llamadas escalas de temperaturao escalas termométricas (Celsius, Kelvin y Fahrenheit).

Escala Celsius Kelvin Fahrenheit

Unidad (Símbolo) °C K °°°°F

22

Temperatura

Ebullición Agua 100 °C 373,15 K 212 °F

TemperaturaFusión Hielo

0 °C 273,15 K 32 °F

Número dedivisiones de la

Escala entre losdos Puntosanteriores

100 100 180

Cero Absoluto – 273,15 °C 0 K – 459,67 °F



Compresibilidad:

El volumen del gas contenido en un recipiente se reduce sise aumenta la presión. Esta propiedad que presentan los

gases de poder ser comprimidos se conoce comocompresibilidad y fue estudiada por el físico inglés RobertBoyle (1627-1691).

23

Cada gas tiene su propio Factor de Compresibilidad.

Por tal razón en un mismo cilindro, y a la misma presión,

masa y temperatura, se tienen diferentes volúmenes paravarios gases.



Compresibilidad: (Cont.)

Una combustión interna de un motoro el aire atrapado en un jeringaproveen buenos ejemplo de la

24

pueden ser comprimidos.




DIAGRAMA COMPRESIBILIDAD HELIO

1,06000

1,07000

1,08000

1,09000

( Z )

25

0,99000

1,00000

1,01000

1,02000

1,03000

1,04000

1,05000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

Presión (psig)

F a c t o r C o m p r e s i b i l i d a




DIAGRAMA COMPRESIBILIDAD NITROGENO

1,02500

1,03000

1,03500

1,04000

( Z )

26

0,99000

0,99500

1,00000

1,00500

1,01000

1,01500

1,02000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

Presión (psig)

F a c t o r C o m p r e s i b i l i d a




Helio

6 m3

Nitrógeno

6,5 m3

27

6 000 L 6 500 L

Menos Comprimible Más Comprimible



Leyes de los Gases:

Todos los gases tienen un comportamiento casi idéntico,independientemente de su naturaleza.

Las leyes de los gases nos indican como varían laspropiedades de un gas cuando este interacciona con elentorno.

28

Este comportamiento se estudia a través de las variacionesde tres variables o magnitudes:

Presión "P",

Volumen “V” y

Temperatura “T”.



Ley de Avogadro

Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establecela relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienenconstantes la temperatura y la presión. Recuerde que la cantidad degas la medimos en moles.

El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas.

29

1 mol de Gas = 22,4 L



Ley de Gay-Lussac's (Presión-Temperatura):

T T

30

P P

V, n Constantes

Cl ifi ió d l G



Clasificación de los Gases por susCaracterísiticas Físicas

Desde el punto de vista de sus características físicas y de

envasado, los gases se dividen en cuatro tipos principales:

Gases comprimidos

31

Gases comprimidos licuados Gases comprimidos disueltos

Gases licuados criogénicamente

Cl ifi ió d l G



Clasificación de los Gases por susCaracterísiticas Químicas

Desde el punto de vista de sus características químicas se

clasifican en seis grupos:

1. No Inflamables, Inertes.

32

2. Inflamables, Inertes.3. Inflamables, Corrosivos y Tóxicos.

4. Tóxicos y/o Corrosivos, No Inflamables

5. Pirofóricos (Espontáneamente Inflamables)6. Venenosos



2.2. Aplicaciones de los GasesAplicaciones de los Gases



MedicinalesMedicinales



Usos y Aplicaciones Gases Medicinales

Los gases medicinales, en la actualidad hacenparte importante de la medicina, en lo

relacionado con el cuidado que se brinda a lospacientes en las diferentes áreas de losEstablecimientos Asistenciales de Salud,principalmente:

34

Unidades de Cuidados Intensivos, Cirugía,

Anestesiología,

Obstetricia, y Hospitalización.

Q é l G M di i l ?



¿Qué son los Gases Medicinales?(Res. 1672/2004)

Son preparados farmacéuticos que seutilizan en la prevención, diagnóstico,

tratamiento, alivio o curación de lasenfermedades o dolencias y en terapiasde inhalación, anestesia, diagnóstico "in

"

35

órganos, tejidos y células destinados a lapráctica médica.

Se clasifican como medicamentos.



¿Qué Norma Regula los Gases Medicinales?

Los gases medicinales son medicamentos ycomo tal deben cumplir con las Buenas

Prácticas de Manufactura que se adoptanmediante la Resolución 1672 de 2004, lacual fue modificada por la resolución 3183 de

36

.



¿Cuales son Gases Medicinales?

Según el Manual de Normas Farmacológicasadoptadas mediante la Resolución 620/2002,

Norma 16.6.0.0.N20, en Colombia los siguientesson considerados gases medicinales:

37

x geno

Aire

Dióxido de Carbono

Oxido Nitroso

Nitrógeno

Helio y sus mezclas con O2



Oxígeno Medicinal Grado USP

Principales características:

Incoloro, inodoro.

Comburente, oxidante. Los aceites y grasas pueden inflamarse

OO22

38

No tóxico.

Acondicionamiento:

Gas comprimido y líquido.

2



Oxígeno Medicinal Grado USP (Cont.)

El Oxígeno, es elemento de soporte de vida.

Principales Aplicaciones:

Oxigenoterapia,

Resucitación Cardiorespiratoria,

OO22

39

nsu c enc a resp rator a cr n ca grave, resp ra ores,

Terapia intensiva,

Anestesia,

Administración Medicamentos (nebulización o inhalación),

Terapia Hiperbárica,

Homecare (cuidado en casa).

2



Aire Medicinal Grado USP


Mezcla 21% de oxígeno medicinal 79% de

nitrógeno medicinal. No inflamable.

AireAire

40

No corrosivo.

Acondicionamiento:

Gas comprimido.

2



Aire Medicinal Grado USP (Cont.)


Administración Medicamentos (nebulización

o inhalación), Tratamiento de inhalación y ventilación

AireAire

41

Alimenta respiradores artificiales.

2

ó C G S



Dióxido de Carbono Grado USP


Incoloro, inodoro, sabor picante.

No inflamable. Asfixiante.

COCO22

42

Acondicionamiento:

Gas licuado.

2

Dió id d C b G d USP (C )



Dióxido de Carbono Grado USP (Cont.)


Atmósferas inertes (purga, protección).

Agente de propulsión. Láseres quirúrgicos.

COCO22

43

Atmósferas en cultivo de células.2

Ó id Nit G d USP



Óxido Nitroso Grado USP


Incoloro, prácticamente desprovisto de olor.

Sabor ligeramente dulzón. Comburente / Oxidante.

NN22OO

44

Asfixiante. No corrosivo.

Acondicionamiento:Gas licuado.

2

2

Ó id Nit G d USP (C t )



Óxido Nitroso Grado USP (Cont.)


Analgésico.

Sedante / Anestésico. Criocirugía.

NN22OO

45

2

2

Nitrógeno Grado NF



Nitrógeno Grado NF


Incoloro, inodoro e insípido.

No inflamable. No tóxico.

NN22

46

Acondicionamiento:

Gas comprimido y líquido.

2

Nitrógeno Grado NF (Cont )



Nitrógeno Grado NF (Cont.)


Atmósferas inertes (purga, protección).

Agente de propulsión. Criobiología / Preservación.

NN22

47

2





..

Introducción Sistemas Suministro



Introducción Sistemas Suministro

La forma de suministro de los gasesmedicinales a un Establecimiento

Asistenciales de Salud, es definida por elperfil del consumo diario, semanal ymensual de la Institución.

49

Estos parámetros son utilizados, paradefinir y proponer al responsable sanitariodel establecimiento la forma óptima desuministro de gases.

Formas de Suministro / Abastecimiento



Formas de Suministro / Abastecimiento

Cilindros

• Gases Comprimidos No Licuados

• Gases Comprimidos Licuados

50

Termos y Tanques Criogénicos• Gases Licuados Criogénicamente

Unidades On Site (PSA - Compresor)• Gases Comprimidos

Sistema Típico Suministro Oxígeno



Sistema Típico Suministro Oxígeno

51

Central de Gases Medicinales



Central de Gases Medicinales

Oxígeno

Aire

Oxido Nitroso

Dióxido de

Red SecundariaPunto

Consumo

52

Nitrógeno

Vacío

SISTEMAREGULACIÓN

Área Abastecimiento

e r nc pa

SISTEMA

RESERVA

Institución

Sistema

ControlALARMAS





..

Introducción



Introducción

El Manejo Seguro de los Gases dependeen que se base en el conocimiento de los

riesgos físicos y químicos, de las normasde identificación, el tipo de recipientes,forma de almacenamiento y manejo de los

54

,

seguridad del producto.

Cuáles son los riesgos potenciales?



Cuáles son los riesgos potenciales?

Riesgos Químicos

• Inflamabilidad - Fuego• Toxicidad (Envenenamiento)

•

55

Riesgos Físicos

• Alta Presión

• Escapes

Inflamabilidad



Rango de Inflamabilidad

• Rango en el que un gas, en condiciones normales de temperatura y

presión (CNTP), formará una mezcla inflamable con el aire.

56

--------

Propano 2,1 - 9,5

Monóxido de Carbono 12,5 - 74

Hidrógeno 4,0 - 75

Acetileno 2,5 - 100

"BOOM"

UELLEL4 75

% VOL. En aireEjemplo: H2

Inflamabilidad (Cont.)



( )

FUEGO

• Reacción química de oxidación violenta de un material combustible,

con desprendimiento de llamas y calor.

COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE COMBURENTECOMBURENTE

57

GrasasGrasas

AceiteAceitePapelPapel

MaderaMadera

AcetilenoAcetileno

HidrógenoHidrógeno

AireAire

OxígenoOxígeno

Oxido NitrosoOxido Nitroso

ENERGÍAENERGÍA

ChispaChispa CalorCalor

LlamaLlama FricciónFricción

OxídaciónOxídación

Toxicidad



TLV: Valor Limite de Tolerable - (Threshold Limit Value) -

• Concentración en la cual la exposición por 8 horas/día, 5 días porsemana no causa efecto adverso en la mayoría de las personas.

58

GasGasGasGas TLV ppmTLV ppmTLV ppmTLV ppm

CCCC4444HHHH10101010 800800800800

COCOCOCO 25252525

ASHASHASHASH3333 0.050.050.050.05

12

3

Asfixia



Sofocamiento

• Se produce por desplazamiento del oxígeno en recintoscerrados con poca o inadecuada ventilación.

• La concentración de oxígeno para mantener actividades vitales

59

.

Alta Presión



• Carro Fórmula 1 900 HP

• Cilindro Alta Presión 75.000 HP

60

• Recomendación Importante• Manejar los cilindros dentro de las normas de seguridad, con

las tapas para proteger la válvula y debidamente sujetadoscon cadenas o correas.

Escapes: ¿Cuáles son los riesgos?



• Seguridad: Inflamabilidad

AsfixiaCorrosiónToxicidad - TLV

61

• Técnicos: Contaminación del GasLecturas IncorrectasPérdida del Producto

Recomendación Importante

• Tener en cuenta TLV de productos tóxicos

Puntos para probar escapes



Se Utiliza: Detergente Líquido en Agua (1%) Snoop (Líquido Detector de Escapes)

62

Detectores Específicos

Partes de un Cilindro de Alta Presión



Válvula deSe uridad Válvula

TapaProtectora

Volante

63

Cuerpo delCilindro

Hombro delCilindro

Características de un Cilindro



64

Dispositivos de Seguridad



• Dispositivos:

–

Volante

CuerpoVálvula

65

– Disco de Ruptura – Tapón Fusible

• Conexiones Diferenciadas:

Para evitar mezcla de gases

incompatibles

ConexiónSalidaDispositivo

de Seguridad

(Disco deRuptura)

Identificación del Contenido



1. Etiqueta de Identificación en el Hombro del Cilindro o en

el Cuerpo del Cilindro

66

.

3. Color del Cilindro, según NTC 1671 - NTC 1672

Identificación del Contenido NTC 2462



Nombredel gas

información de seguridad

67

Conexión CGA de la válvula

Símbolo de riesgo

Clasificación ONU

del producto

Identificación del Contenido - Norma ONU



GAS

OXIDANTE

GAS

NO INFLAMABLEGAS

INFLAMABLE

68

222

2

GASVENENOSO

GAS

CORROSIVO

8

Conexión de Salida CGA en Cilindros



Conexión

CGAProducto

240 / 705 Amoniaco320 Dióxido de Carbono

69

350 Hidrógeno, Monóxido de Carbono, Metano, Etano510 Acetileno, Propano, Butano

540 Oxígeno

580 Argón, Nitrógeno, Helio, Fly Balloon590 Aire

CGA: Compressed Gas Asociation

Colores de Identificación NTC 1671- NTC 1672



Oxigeno Industrial

Oxigeno Medicinal

70

Nitrógeno

Helio

Argón

Colores de Identificación NTC 1671- NTC 1672



Dioxido de Carbono

Amoniaco

71

Hidrógeno

Identificación del Riesgo Norma NFPA 704



PELIGRODEINFLAMABILIDAD

PELIGROPARA LASALUD

PELIGRO

DEREACTIVIDAD

PELIGROSESPECIALES

72

4 - Riesgo muy grave

3 - Riesgo serio

2 - Riesgo moderado1 - Riesgo leve

0 - Riesgo mínimo

AZUL Riesgos para la salud

ROJO Riesgos de Inflamabilidad

AMARILLO Riesgos de reactividad

BLANCO Peligros especiales

Cuidados Con el Manejo: Datos de la Etiqueta



Lea detenidamente y entienda la información de lasetiquetas asociados con el uso del gas contenido en el

cilindro.

73

Cuidados Con el Manejo: Cilindros



La determinación de la cantidad contenida en los

cilindros se realiza:

* Presión * Peso

74




Los volantes y manillas están diseñadas para

operarlas manualmente.

75




Los cilindros deben transportarse cuidadosamente

76




No trate de adaptar conexiones

77




No use cilindros cuyos datos de identificacióngeneren dudas

78

ALTO RIESGOALTO RIESGO




No realice trasvase de producto

79

PELIGROPELIGRO




No usar llamas para detectar fugas

80




El aceite y la grasa pueden espontáneamente hacerignición con oxígeno a presión y causar explosión e

incendio.

81




Utilice la llave apropiada para conectar losreguladores, serpentines o mangueras de alta

presión.

82




Los cilindros que no estén en uso deben mantenersedebidamente con su tapa

83




Durante el trabajo los cilindros deben estar asegurados.

84




Nunca utilice los cilindros de gases como apoyo, base,rodillos o similar

85

Cuidados Con el Manejo: Almacenamiento



Prohibido fumar en los sitios de almacenamiento de

cilindros

86




No almacene material inflamable cerca de los cilindros

87




Los cilindros deben ser almacenados manteniendo entresi tres puntos de apoyo y debidamente tapados.

88




• Ubicar los cilindros en disposición de colmena

FORMA DE UBICACIÓNDE CILINDROS

89

Tres puntos de contacto




Cuidado con el efecto dominó

90




No almacene juntos cilindros llenos y vacíos Clasificar según su naturaleza Distancia mínima entre oxidantes e inflamables: 8 m.

91




Al manipular cilindros, sólo soltar el

92

c n ro cuan o este se encuentre en

posición vertical y apoyado en subase




No soltar el cilindro si se encuentra inclinado

93




Levantamientos incorrectos y peligrosos de cilindros

94

Cuidados Con el Manejo: Transporte



Manipular el cilindro en posición

95

,

de su base.




96

para el transporte




Al mover un cilindro junto a otrosasegurarse que tenga bien puesta

97




Al mover un cilindro, noagarrarlo por el cuerpo.

98

Su mano puede quedarapretada contra otro cilindro uotro obstáculo.

Cuidados Con el Manejo: Llenado yMantenimiento



El llenado y mantenimiento de los cilindros de gasescomprimidos solo debe ser realizado por empresas

reconocidas y especializadas.

99

Cuidados Con el Manejo:Elementos de Protección Individual



• Al mover cilindros, usar el Equipode Protección Individual (EPI’s)obligatorio:

• Casco

•

100

de acero)

• Guantes de Vaqueta

• Gafas de seguridad con protecciónlateral

Procedimientos Seguros



Recepcion del producto

Transporte

101

Manejo

Almacenamiento

MANEJO SEGURO DE LOS GASESMANEJO SEGURO DE LOS GASES



102





FINFIN





¡¡GRACIAS!!¡¡GRACIAS!!Material Revisado y Preparado por: Material Revisado y Preparado por:

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