Campos Electromagnéticos y su influencia Jornada en las ...

Campos Electromagnéticos y su influencia en las instalaciones Sanitarias.

Pablo Fernández y Máximo Escriche

JornadaContinuidad de servicioen las instalacionessanitarias

Advanced Shielding TechnologiesPablo Fernandez y Maximo EscricheMADRID, 15 de Junio de 2006 2


Baja Frecuencia:

� Que es? Que lo origina?

� Normativas y recomendaciones internacionales.

� Smart Shield

Alta Frecuencia

� Que es, que lo produce y como nos afecta.

� Normativas y recomendaciones Internacionales.

Rayos X:

� X-Shield.

Casos Prácticos:

� Baja Frecuencia

� Alta Frecuencia

�Rayos X

�Salas de Seguridad

Presentación



Campos Magnéticos y Electromagnéticos: Baja frecuencia

El espectro electromagnético

Zona a ocupar por imágenes densas tipo gráficas de Excell, Panoramas de

producto,….

150 kHz



Normas y recomendaciones

Fuentes y victimas de los campos magnéticos

Las fuentes mas comunes de Campo Magnético son:

• Cables de corriente

• BUSBARS

• Transformadores

• Cuadros eléctricos, etc.

• En resumen, cualquier instalación eléctrica por la que transcurra una gran intensidad.

Las “victimas” de estas fuentes en instalaciones sanitarias son, entre otros:

• Maquinas de Resonancia Magnética

• de Rayos X

• quirófanos, etc.

• En general, cualquier equipo que:

• emita y reciba radiaciones y/o

• incorpore componentes electrónicos.



Efectos en la Electrónica

• El 15% de los problemas en ordenadores y equipos electrónicos está originado por radiación electromagnética, incluso a niveles pequeños.

• 500% de crecimiento de la sensibilidad de ordenadores y redes de comunicación en los últimos 10 años.

• 250% de crecimiento de los niveles medios de radiación de ambiente en los últimos 10 años.

“Los efectos de una fuerte EMI (rayos o transmisores radio) en los cables reduce la efectividad de los routers,

los daña o incluso puede colapsar la red entera”

“Señales de telecomunicaciones, aeropuertos,...estás asociadas con niveles altos de interferencia que puede

afectar el correcto funcionamiento del hardware”

“Los sistemas deben estar protegidos de las fuentes de estas radiaciones apantallándolos para cancelar los

efectos de estas señales no deseadas”

“Es necesaria protección especial contra la radiación electromagnética para asegurar un funcionamiento

óptimo de los equipos. Líneas de potencia, generadores, antenas transmisoras,...”



Efectos en la Electrónica: Corriente Eddy

• Todos los materiales alcanzan un punto de saturación a partir del cual ya no pueden apantallar mas el Campo Magnético:



Efectos en la Electrónica: Electromigración

• El efecto de la electromigración se da cuando la densidad de corriente por un conductor alcanza el siguiente valor:

J=2 · 106 A/cm2.



Efectos en la Electrónica: Electromigración (2)

• Es un proceso degenerativo sin arreglo.

• La electromigración es un efecto constante.

•Se rige por la siguiente ecuación exponencial:

EM=A� In� e-Ea / k�T

Proceso de degeneración Detalle microscópico de una pista rota



Efectos en la Electrónica: Hot Electron

• Los transistores están controlados por el voltaje en la puerta (Gate).

• Interferencias conducidas, pueden provocar que este voltaje llegue a valores muy altos (10-15V)

•Los electrones pueden ser atraídos hacia la puerta y disminuir la intensidad que circula por el transistor, provocando errores lógicos.

• Si la atracción es lo suficientemente fuerte, los electrones pueden perforar la puerta y crear un cortocircuito, destruyendo el transistor.

Flujo normal de electrones (source -> drain)

Electrones atraídos por el voltaje en la puerta (gate)



Efectos en la Electrónica: Efecto Antena

• Las pistas dentro de un IC no son de la misma medida.

• Electrones que circulas por pistas anchas, deben pasar a otras mas estrechas.

• Interferencias pueden hacer crecer el numero de electrones.

• El nivel de corriente, puede ser superior a la capacidad de la pista y algunos de los electrones radiados, convirtiéndose en una antena.

Detalle de una pista dañada en un circuito integrado.



Inmunidad Magnética es la capacidad de un equipamiento o instalación (sanitaria) de trabajar sin degradación de su rendimiento en presencia de perturbaciones magnéticas.

Inmunidad Magnética / Electromagnética



Normativas para equipos electrónicos

Las siguientes normativas son, en algunos casos obligatorios para cumplir las condiciones de operación del fabricante y en otros casos recomendaciones internacionales a falta de una normativa mas especifica en la materia.

EN / IEC 61000-4-8

� Esta normativa fija unos niveles máximo de campo Magnético de 3 A/m o 3,75µTeslas.

� Esta normativa es la mas seguida por fabricantes de equipos electrónicos e informáticos.

EN 55024

� Esta normativa fija unos niveles máximos de campo magnético de 1 A/m o 1,25µTeslas.

Experiencias reales:

� Las pantallas de ordenador vibran a partir de 0,4µTeslas.




Normativas para equipos electrónicos de uso medico

Las siguientes normativas sonde obligado cumplimiento en entornos médicos.

EN 60601-1 y EN 60601-2

� Normativa de Referencia para equipamientos electrónicos de uso medico.

� Fija valores máximos para sobrevoltaje, caídas de tensión, campo magnético, etc.

� Para campo Magnético, los valores máximos son de 3 A/m o 3,75µTeslas.




Normativas para personas

Las siguientes normativas son en algunos casos de obligado cumplimiento a efectos legales y recomendaciones en otros.

ICNIRP

� Esta normativa fija unos niveles máximo de campo Magnético de 100µTeslas.

� Según diferentes estudios, dichos valores suponen un grave riesgo para la salud humana y se han de evitar exposiciones continuadas a dichos campos (Intensidad + tiempo), especialmente de Noche (Melatonina).

NCRP

� Esta normativa fija unos niveles máximos recomendados de campo magnético de 1µTeslas.

Normativas mas adaptadas:

� Países como Suiza, Nueva Zelanda y algunos estados de EEUU tienen valores máximos legales de 1-2µTeslas.




Distancias de Seguridad para cumplir las diferentes normativas


producto,….



National Institute of Occupational Health (Megnetic Fields and Cancer: Cellular study by Bo Holmberg)

� Tumores cáncerigenos originados por campos de 0,5µT

Electric Power Research Institue (Palo Alto) (Magnetic Fields and Animal Cells J. Mc Cann, R. Kavet,

C.Rafferty):

� Creación de tumores debidos a presencia de campos magnéticos de una intensidad de entre 2-5µTeslas.

Çelectrical Power Research Institute (Palo Alto) (Working exposition to Magnetic Fields, J. Mc Cann, R. Kavet,

C. Rafferty):

� 2% de aumento de probabilidad de leucemia en trabajadores del sector eléctrico.

Efectos:



Soluciones: Productos SmartShield

Bandejas Paneles

Standard Standard PerformancePerformance, , HighHigh PerformancePerformance andand Ultra Ultra HighHigh PerformancePerformance




Sin apantallamiento Con 1 capa





2 capas Con 3 capas




Ventajas de Productos SmartShield

• Producto Standard

• Con certificado de Efectividad TÜV

•Tecnología Propia

•Instalación muy sencilla




Campos Magnéticos y Electromagnéticos: Alta frecuencia



producto,….

Alta Frecuencia



Diferencia entre Campos magnéticos y Electromagneticos



Diferencia entre Campos magnéticos y Electromagnéticos

Onda penetranteOnda Incidente

Onda Reflejada




Fuentes y victimas de los campos Electromagnéticos

Las fuentes mas comunes de Campo Electromagnético son:

• Torres repetidoras de Telefonía Móvil

• Torres repetidoras de Televisión y Radio

• Wifi

• Emisores de radiaciones

• etc.

Las “victimas” de estas fuentes en instalaciones sanitarias son, entre otros:

• Maquinas de Resonancia Magnética

• de Rayos X

• quirófanos, etc.

• En general, cualquier equipo que:

• emita y reciba radiaciones y/o

• incorpore componentes electrónicos.



Inmunidad Electromagnética es la capacidad de un equipamiento o instalación (sanitaria) de trabajar sin degradación de su rendimiento en presencia de perturbaciones electromagnéticas.

Inmunidad Magnética / Electromagnética



Normativas para equipos electrónicos

Las siguientes normativas son, en algunos casos obligatorios para cumplir las condiciones de operación del fabricante y en otros casos recomendaciones internacionales a falta de una normativa mas especifica en la materia.

EN / IEC 61000-4-3

� Esta normativa fija unos niveles máximo de campo Magnético de 1 V/m.

� Esta normativa es la mas seguida por fabricantes de equipos electrónicos e informáticos.

EN / IEC 1000-4-3:

� Los equipos eléctricos, deben ser inmunes a Campos Eléctricos desde 0 a 10 V/m

�apertura automática de puertas de garajes

�apertura automática de ventanillas de coches

�Malfuncionamiento de equipamiento medico electrónico

�reinicio de ordenadores, etc.




Normativas para seguridad humana

Las siguientes normativas son, en algunos casos obligatorios para cumplir los limites legales y en otros casos recomendaciones internacionales a falta de una normativa mas especifica en la materia.

Real Decreto 1066/2001:

� Normativa de seguridad para personas 41 V/m.

� Estos valores son extremadamente altos y obsoletos, aunque fijan un precedente y un punto de partida a falta de una normativa mas restrictiva.

Países como Suiza, Nueva Zelanda y algunos estados de EEUU:

� Fijan valores máximos de 2 V/m para personas.




Campos Magnéticos y Electromagnéticos: Rayos X



producto,….

Rayos X



Inmunidad a Rayos X: A diferencia de los dos tipos anteriores de radiaciones, en esta, el principal objetivo es proteger a las personas de los efectos nocivos de dichas radiaciones.

Inmunidad a Rayos X



Protección X-Shield

� X-shield, proporciona protección contra las radiaciones de Rayos X.

� Se puede usar en multitud de aplicaciones

� Mas barato que otras soluciones tradicionales

� Mas sencillo de montar e instalar.

� Disponible en varios grosores (0,35mm y 0,5mm)

� En caso de necesidad de protección adicional, se pueden superponer capas.

� Material certificado, según DIN EN 61331-1

X-Shield



� Caso 1 Baja Frecuencia Sala de Transformación

� Caso 2 Baja Frecuencia Sala de Resonancia Magnética

� Caso 3 Alta Frecuencia Sala de Neurofisiología

� Caso 4 Alta Frecuencia Sala de Resonancia Magnética

� Caso 5 Sala de Rayos X, solución X-Shield

Caso 6 Centro de Seguridad Centro de Procesos de Datos

Casos Prácticos



Caso Practico Baja Frecuencia (1)

Zona a ocupar por la/s imagen/es

Antes

Antes





Después

Después




Niveles de atenuación alcanzados


Valores de Campo Magnético Antes Valores de Campo Magnético Después




Cuadros Eléctricos situados muy cerca de Sala de Rayos X.

Problema: Perturbaciones en el correcto funcionamiento del equipamiento.

Solución: Apantallado de la pared y parte del techo, en la zona de la sala de Rayos X, colindante al cuadro Eléctrico.

Efecto: Los niveles de campo Magnético en el interior de la sala de Rayos X, se situaron en todos los puntos de influencia del Centro de Transformación por debajo de los 3,75µTeslas.




Apantallamiento sobre plomo



Centro de Transformación y cuadro General de

Baja tensión situados debajo de Sala de

Resonancia Magnética, Sala de rayos X y Sala

despertar.

Problema: Perturbaciones en el correcto funcionamiento del equipamiento, apagado automático, mala calidad de imagen, etc.

Solución: Apantallado del suelo y dos metros de pared desde el forjado.

Efecto: Los niveles de campo Magnético en el interior de la sala, se situaron en todos los puntos de influencia del Centro de Transformación por debajo de los 3,75µTeslas.

Sin Influencia de Campo magnético

Con Influencia de Campo magnético




Cables de Potencia cercanos a quirófano.

Problema: Apagado automático de equipos a mitad de operación.

Solución: Apantallado de los cables, mediante la colocación de bandejas apantalladoras en todo el recorrido, en el cual los valores eran excesivos.

Efecto: Los niveles de campo Magnético en dicha sala se mantuvieron por debajo de 1µTeslas.Zona a ocupar por la/s imagen/es

Bandejas apantalladoras




Caso Práctico Alta Frecuencia (3)

Sala de Neurofisiología en Centro Hospitalario

Problema: Evitar cualquier posible perturbaciones (prevención) en el correcto desarrollo de los estudios del cerebro en dicha sala, debida a causas externas.

Solución: Faradización completa de la sala incluyendo pasos de cables de datos, corriente, juntas de puertas, ventilación, etc.

Efecto: Los niveles de campo electromagnético en el interior de la sala, se situaron en niveles inferiores a 0,1V/m con una atenuación de mínima de 20dB.



Caso Practico Alta Frecuencia (3)

Estado antes del Apantallamiento Estado antes del Apantallamiento




Ventanas

Detalles de cierre de puerta

Salidas de aire




Después:

atenuación aprox. 25 dB

Antes de atenuación




Sala de Resonancia Electromagnética

Problema: Evitar cualquier posible perturbaciones en las lecturas de los instrumentos. Condición impuesta por el fabricante, que la sala donde se encuentre dicha maquinaria este apantallada.

Solución: Faradización completa de la sala incluyendo pasos de cables de datos, corriente, juntas de puertas, ventilación, etc.

Efecto: El funcionamiento de la maquinaria de Resonancia es el esperado y operamos en las condiciones requeridas por el fabricante para no perder la garantía.




Estado Inicial: Paredes, Techo y suelo de

hormigón

Durante la instalación




Estado final de la salaDurante el apantallamiento



Caso Práctico X-Shield (sala de Rayos X) (5)

Sala antes de apantallar.



Caso Práctico X-Shield (5)

Durante el apantallado.



Caso Práctico X-Shield (5)

Estado Final de la Sala.



Agua nebulizada emitida por el contenido de agua de los materiales (paredes de ladrillo y gero RF120)> 150 litros de agua / m3 de pared de hormigón

Condensación de agua en el falso suelo => cortocircuitos

Temperatura alcanza > 300°CHumedad Relativa hasta 100%

Nada sobrevive en el Centro de Datos (HW, cintas,...)

Llamas > 1100ºC

-Contaminación del ambiente (riesgo humano): 1 kg PVC quemado (a 300ºC) causa 5.800 m³ de gas nocivos.

-80% de los fuegos de los Centros de Datos, provienen del exterior. Sólo el 20 % tienen su origen en el interior.

Efecto de fuego y otros en Centros de Datos Convencionales

Perturbación EM

Caso Práctico Salas de Seguridad Centro de Procesos de Datos (6)



NO emisión de Agua nebulizada ya que los materiales de la pared están secos (materiales sin contenido en agua).

NO hay condesanción de agua en en el falso suelo: sala totalmente estanca.

Efecto del fuego y otros en el SMART SHELTER

La temperatura alcanza < 50°C (max 70ºC por la EN1047)Humedad Relativa hasta un 70% (max. 85% por la EN1047)HW opera normalmente(cintas y discos están protegidos).

Llamas > 1100ºC

- SIN contaminación ambiental (SIN riesgo humano)

Estructura SMART SHELTER

Perturbación EM


Campos Electromagnéticos y su influencia en las instalaciones Sanitarias.Case 6: HOSPITAL DE LOGROÑO



LOS PRINCIPALES FABRICANTES DE EQUIPAMIENTO MEDICO:

• Requieren que se cumpla las normas EN 60601-1 y EN60601-2.

• Dichas normas fijan niveles máximos de

• Campo magnético en 3,75µTeslas o 3 A/m para Baja Frecuencia.

• Requieren que las salas estén faradizadas.

• Diferentes normativas requieren que Las salas de Rayos X estén

apantalladas.

Fabricantes de Equipamiento Electrónico



BAJA FRECUENCIA

Problema: Perturbaciones en el correcto funcionamiento del equipamiento, apagado automático, problemas para la salud, etc.

Solución: Apantallado con productos SmartShieldTM.

Efecto: Los niveles de campo Magnético descenderán hasta los valores deseados.

Repertorio de Soluciones

ALTA FRECUENCIA

Problema: Perturbaciones en el correcto funcionamiento del equipamiento, apagado automático, problemas para la salud, etc.

Solución: Proyectos de

Faradización para Salas clínicas.

Efecto: Los niveles de radiación se sitúan en niveles seguros para personas y equipamiento electrónico de uso medico.

RAYOS-X

Problema: Peligro para la salud humana por exposiciones a estas radiaciones, etc.

Solución: Apantallado con productos X-ShieldTM.

Efecto: Las radiaciones de Rayos X, no traspasan la sala y mantienen valores seguros para personas.



Resumen de Soluciones (2)

Salas FaradizadasCampo EléctricoQuirófanos

Salas FaradizadasCampo EléctricoSalas de Sueño

Salas FaradizadasCampo EléctricoSalas de Neurofisiología

Salas FaradizadasCampo EléctricoSalas de Resonancia Magnética

X-ShieldRayos XSalas de Rayos X

SmartShieldCampo MagnéticoCuadros Eléctricos

SmartShieldCampo MagnéticoBUSBARS

SmartShieldCampo MagnéticoCables de Potencia

SmartShieldCampo MagnéticoSalas de Trafos

SOLUCIONAMENAZAPROBLEMA



Muchas Gracias

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