criterios de diseño sistemas

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CRITERIOS DE DISEO DE SISTEMAS ELCTRICOS YAMBIENTALES EN LAS REAS DE RIESGO DE UNHOSPITAL: TENDENCIAS ACTUALES Y DE FUTURO.

Juan Gallostra Isern, Luis de la Torre Caballero y Javier Goiricelaya Massobrio,Grupo JG Ingenieros Consultores

2004 Prohibida la reproduccin total o parcial sin permiso del autor.

www.hospitecnia.com


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NDICE

1. RESUMEN................................................................................................................................................................2. INTRODUCCIN.....................................................................................................................................................

2.1 Riesgos desde el punto de vista ambiental: infecciones por va area .................................................................2.2 Sistemas de control ambiental (climatizacin) e infecciones...............................................................................2.3 Filtracin del aire.................................................................................................................................................2.4 Riesgos desde el punto de vista elctrico.............................................................................................................

3. REAS DE RIESGO DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL CONTROL AMBIENTAL.........................................4. UNIDAD CLIMATIZADORA: SECCIONES Y CRITERIOS DE CONSTRUCCIN Y DISEO. .......................

4.1 Tomas de aire exterior .........................................................................................................................................4.2 Mezcla de aire......................................................................................................................................................

4.3 Recuperacin de calor..........................................................................................................................................4.3.1 La gestin energtica en el hospital .............................................................................................................4.3.2 Reduccin de caudal de aire (VAV por horario)...........................................................................................4.3.3. Estrategias de recuperacin de calor aire-aire ..........................................................................................4.3.4 Enfriamiento gratuito por aire exterior .........................................................................................................

4.4 Bateras de fro y calor.........................................................................................................................................4.5 Batera de precalentamiento.................................................................................................................................4.6 Batera de refrigeracin .......................................................................................................................................4.7 Ventilador de impulsin.......................................................................................................................................4.8 Humectadores ......................................................................................................................................................4.9 Atenuacin acstica.............................................................................................................................................

5. FILTRACIN............................................................................................................................................................5.1 Primer nivel de filtracin (prefiltracin)..............................................................................................................5.2 Segundo nivel de filtracin..................................................................................................................................5.3 Tercer nivel de filtracin......................................................................................................................................5.4 Filtros de gases: ...................................................................................................................................................5.5 Filtros en la descarga del aire al exterior .............................................................................................................

6. CONDUCTOS...........................................................................................................................................................7. DIFUSION DE AIRE EN SALAS............................................................................................................................

7.1 Flujo turbulento ...................................................................................................................................................7.2 Flujo laminar........................................................................................................................................................

8. SISTEMAS DE REGULACION................................................................................................................................8.1 Alternativas en sistemas de climatizacin: ..........................................................................................................8.2 Control de caudal de aire .....................................................................................................................................8.3 Control de presin diferencial..............................................................................................................................8.4 Controles de Temperatura....................................................................................................................................

9. ESQUEMAS TIPO DE UNIDADES CLIMATIZADORAS.....................................................................................

XXII Seminario de Ingeniera Hospitalaria 2 Congreso Nacional AEIH Barcelona, Octubre 2004


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9.1 Tipo 1: climatizadores higinicos para locales clase 1, con recirculacin de aire ...............................................9.2 Tipo 2: climatizadores higinicos para locales clase 1, sin recirculacin de aire ................................................9.3 Tipo 3: climatizadores convencionales para locales clase 2, sin recirculacin de aire ........................................

9.4 Tipo 4: climatizadores convencionales para locales clase 2, con recirculacin de aire.......................................10. INSTALACIONES ELECTRICAS: INFRAESTRUCTURA .................................................................................

10.1 Centro de Transformacin. ................................................................................................................................10.2 Grupo electrgeno .............................................................................................................................................10.3 Sistema de alimentacin ininterrumpida............................................................................................................10.4 SAI dinmico.....................................................................................................................................................

ESQUEMA ELCTRICO GENERAL INFRAESTRUCTURA DE SUMINISTRO....................................................11. POSIBLE CONFIGURACIN DE LOS SISTEMAS ELECTRICOS...................................................................

11.1 Doble acometida en alta tensin. .......................................................................................................................11.2 Suministro normal y suministro complementario duplicado mediante grupos..................................................11.3 Suministro normal y suministro complementario de reserva mediante grupos ..................................................11.4 Suministro permanente mediante sistemas de alimentacin ininterrumpida .....................................................

12. CONFIGURACIONES ESPECIALES EN REAS DE RIESGO..........................................................................12.1 Sistema de alimentacin ininterrumpida............................................................................................................12.2 Conceptos de seguridad en el control de lneas elctricas .................................................................................

ESQUEMA ELCTRICO QUIRFANO CON SAI CENTRALIZADOESQUEMA ELCTRICOQUIRFANO CON SAI LOCAL .................................................................................................................................ESQUEMA ELCTRICO QUIRFANO CON SAI LOCAL ......................................................................................13. CRITERIOS DE DISEO DE SALAS ESPECFICAS ..........................................................................................

13.1 Quirfanos .........................................................................................................................................................13.2 Unidad de Cuidados Intensivos .........................................................................................................................13.3 Urgencias...........................................................................................................................................................13.4 reas de tratamiento..........................................................................................................................................13.5 reas de diagnstico..........................................................................................................................................13.6 Laboratorios.......................................................................................................................................................13.7 Hospitalizacin ..................................................................................................................................................

13.8 Fichas resumen de criterios de diseo ...............................................................................................................14. CONCLUSIONES...................................................................................................................................................BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................................................................ANEXO 1 : FICHA DEFINICIN INSTALACIONES CLIMATIZACIN EN LOCALESHOSPITALARIOS CRTICOS......................................................................................................................................ANEXO 2 : FICHA DEFINICIN INSTALACIONES ELECTRICIDAD EN LOCALESHOSPITALARIOS CRTICOS......................................................................................................................................



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1. RESUMEN

Se presentan en la ponencia la posible influencia de las instalaciones elctricas y declimatizacin como factores de riesgo sobrevenido en las reas crticas hospitalarias.

Son reas crticas aquellas en las que el paciente est ms expuesto a peligros aadidos. Enestas reas es esencial controlar los riesgos asociados a la instalacin elctrica (fallos desuministro defectos a tierra), y a la instalacin de climatizacin (medio de propagacin ycrecimiento de contaminantes que se transmiten por va area).

Se presentan los criterios de diseo de los diferentes componentes del sistema declimatizacin: unidad climatizadora, sistema de filtracin, red conductos y difusores,elementos de regulacin. Se presentan tambin cuatro esquemas tipo posibles de unidadesclimatizadoras a emplear en estas reas de riesgo.

Respecto a la instalacin elctrica, se presentan los criterios concretos de planteamiento delas infraestructuras de suministro, desarrollando especialmente el apartado referente a lossistemas de alimentacin ininterrumpida. Tambin se comentan los criterios actuales y defuturo respecto a los sistemas de transformadores separadores y de vigilancia de defectosde aislamiento.

La ponencia se completa con un conjunto de criterios de diseo concretos para diferentesreas hospitalarias de riesgo, y unas fichas resumen de datos para las instalaciones deelectricidad y climatizacin aplicables a estas reas de riesgo en hospitales.

2. INTRODUCCIN

Dado que en un hospital se diagnostican y tratan enfermedades, se podra considerar quetodas las reas del hospital son reas de riesgo, pues en todas las reas se tratar conenfermos en mayor o menor grado.

De un modo ms estricto, podemos definir las reas de riesgo en un hospital comoaquellas en las que el paciente est en una situacin ms expuesta a peligros aadidos a sucondicin de enfermo, peligros que pueden ser debidos a condiciones ambientales noadecuadas a su situacin de bajo nivel de defensas (riesgo desde el punto de vista

ambiental), o por defectos de funcionamiento en la instalacin elctrica que alimenta a losequipos de electromedicina con los que se diagnostica y trata al paciente (riesgos desde el punto de vista elctrico).

Se trata pues de identificar estos riesgos y ver la manera en que actualmente se esttrabajando para controlarlos o eliminarlos, y apuntar tendencias de futuro en el diseo delas instalaciones tcnicas que intervienen en estas reas.

2.1 Riesgos desde el punto de vista ambiental: infecciones por va area

Un reciente estudio realizado en Inglaterra estima que cada ao mueren alrededor de 5.000 personas en el Reino Unido debido a infecciones adquiridas en los hospitales.



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Generalmente se asocian las infecciones adquiridas en el hospital al contacto entre los pacientes y el personal, pero existe una evidencia cada vez mayor de que algunas de lasinfecciones pueden transmitirse por va area.

Para conocer el papel que tiene el diseo de un sistema ambiental en el control de lasinfecciones hay que conocer cmo es el proceso de adquirir una infeccin en heridasabiertas o por va respiratoria.

No todas las partculas que se encuentran en el ambiente son partculas viables oinfecciosas, y las partculas infecciosas tampoco tienen porqu causar necesariamenteinfecciones. Para que las partculas patgenas causen una infeccin, deben encontrase enuna elevada concentracin y adems deben vencer al sistema inmunolgico defensivo del paciente.

Este proceso se puede representar por la relacin de la fuerza biolgica de infeccin(Heirholzer, 1993):

Infeccin = Dosis Emplazamiento Virulencia Tiempo Nivel de defensa del paciente

Esta relacin establece que las partculas infecciosas presentes en el aire deben serlo en

una concentracin igual o superior a la dosis de infeccin, durante un periodo de tiemposuficiente en un paciente adecuado para que se produzca una colonizacin hasta el puntode que se inicie la infeccin. Esta infeccin puede entonces derivar en una enfermedad, ono.

2.2 Sistemas de control ambiental (climatizacin) e infecciones

El sistema de climatizacin puede influir en los parmetros biolgicos de infeccin de laanterior relacin. Afecta a la dosis de infeccin, ya que permite controlar la concentracinde partculas infecciosas, y al tiempo de exposicin porque reduce la edad media del

aire presente en un espacio.Asimismo, los sistemas de climatizacin pueden ser en s mismos una fuente de partculasinfecciosas, pues si bien no son el origen de patgenos, s pueden convertirse fcilmenteen espacios para el crecimiento y desarrollo de los mismos. Por ello deben estar diseados para evitar que se conviertan en espacios de crecimiento de microorganismos que luego pueden ser dispersados por va area. En el diseo del sistema de climatizacin se debenevitar espacios en los que se pudiera dar la acumulacin de humedad y nutrientes para las partculas infecciosas. Por ejemplo: especialmente peligrosas son las bateras derefrigeracin situadas en habitaciones de pacientes, en las que se enfre el aire por debajodel punto de roco, pues en ellas se dar una mezcla de la humedad que se condense con el polvo que se recoja.



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2.3 Filtracin del aire

Dentro de un rea de riesgo puede producirse una transmisin de sustancias patgenas queviajaran de una persona a otra persona, o del ambiente a una persona, que pueden llegar adepositarse en heridas abiertas o en las vas respiratorias.

Las partculas que penetran las vas respiratorias se podrn depositar en la parte alta (msexterna) o la parte baja (ms interna) de las vas. Las membranas de la parte baja de lasvas respiratorias son ms sensibles (menos protegidas) que las de la parte alta. Unadeterminada partcula tender a depositarse en las vas altas o bajas en funcin, en gran parte, de su tamao. Las partculas con dimetros entre 0,2 y 5,0 micras tendern adepositarse preferentemente en las vas bajas (Morrow, 1980). En este rango de tamaosestn partculas infecciosas, como los streptococos, antrax, aspergillus, difteria,tuberculosis.

La adecuada filtracin del aire circulado por las reas de riesgo del hospital es clave pararetener las partculas potencialmente causantes de infecciones en los pacientes. Losequipos de filtracin debern estar diseados para capturar, entre otras, partculassuspendidas en el aire de los siguientes tamaos:

Virus 0,003 - 0,07Bacterias 0,3 - 30

Moho 4 - 9Esporas 10 - 30Polen 10 - 100Polvo fino 0,5 - 5Polvo atmosfrico 0,001 - 20Humo de tabaco 0,01 - 1

Filtros Comunes 1 - 100Filtros Alta eficiencia 0,001 - 5

PARTCULAS EN EL AIRE TAMAO m

2.4 Riesgos desde el punto de vista elctrico

Las instalaciones elctricas tienen cada vez ms importancia en los centros sanitarios,debido al constante aumento de equipos mdicos alimentados elctricamente (equipos deelectromedicina), que han permitido mejorar enormemente las tcnicas de diagnstico(sistemas de diagnstico por imagen), tratamiento (hemodilisis, radioterapias) eintervencin (operaciones de ciruga no invasiva).

La importancia de controlar los riesgos elctricos es pues cada vez mayor. Se pueden

distinguir dos posibles tipos de riesgo elctrico: el asociado al mal funcionamiento de



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algn equipo, que pudiera influir en otros equipos, y el derivado de la falta momentnea o prolongada del propio suministro.

Para controlar el primer grupo de riesgo se prevern sistemas de red equipotencial,transformadores de aislamiento, separaciones de circuitos, etc.

Para reducir o incluso eliminar el segundo grupo de riesgo se disearn los suministroselctricos con la adecuada redundancia de equipos en media tensin (acometidas,transformadores), y baja tensin (grupos electrgenos, sistemas de alimentacinininterrumpida).

3. REAS DE RIESGO DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL CONTROLAMBIENTAL

La norma UNE 100713:2003 clasifica en dos grupos los locales del hospital segn lasexigencias higinicas con respecto a la existencia de grmenes en el aire impulsado y en elambiente:

- Clase de local 1 : locales con exigencias muy elevadas- Clase de local 2 : locales con exigencias habituales

Entendemos que las reas de riesgo del hospital sern tanto las de clase 1 como las declase 2. Quedaran en el hospital otras reas que no seran consideradas de riesgo, como pueden ser las zonas administracin, vestuarios, cafetera.

As segn la norma, dentro de lasreas exploracin y tratamiento, los quirfanos y susdependencias adyacentes estn clasificados como locales de clase 1. En la zona de partos,los paritorios son de clase 1 mientras que los pasillos adyacentes son de clase 2. En la zonadestinada a endoscopias la norma distingue entre salas de artroscopia, toroscopia, etc. queclasifica como clase 1, y salas de exploracin asptico y sptico, que junto con los pasillos, tienen un nivel de exigencia higinica de clase 2. Las zonas destinadas afisioterapia y el resto de reas de exploracin y tratamiento de un hospital, son clasificadassegn la norma como locales de clase 2.



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Dentro delrea de cuidados intensivos, en la zona destinada a medicina intensiva, lashabitaciones con camas (incluso eventual antesala) para pacientes infecciosos son localesde clase 1, mientras que las habitaciones para el resto de pacientes, la sala de urgencias ylos pasillos son de clase 2. Las habitaciones con camas y salas de emergencia de la zonade cuidados especiales sern de clase 1, los pasillos de esta zona son de clase 2. Lashabitaciones, locales y pasillos adyacentes de las zonas de cuidados de enfermosinfecciosos, cuidados prematuros y cuidados de recin nacidos, son todas de clase 2, ascomo el reto de reas del rea de cuidados intensivos.

Dentro de laszonas de suministro y eliminacin, en el rea de farmacia, los localesestriles son de clase 1, y los pasillos adyacentes de clase 2. En el rea de esterilizacin lanorma clasifica las zona parte sucia, parte limpia como locales de clase 2, mientras que lazona limpia despus de esterilizacin y al almacn de material estril estn clasificadoscomo locales de clase 1.

Como se ver a continuacin, las caractersticas ambientales y los criterios de diseo de lainstalacin de climatizacin de los diferentes locales de riesgo de un hospital dependernde la clase de local a la que pertenezcan. El objetivo de las instalaciones de climatizacinen estas zonas ser reducir el riesgo de contagio debido a la presencia de patgenos en elaire, para lo que se buscar reducir la concentracin de posibles patgenos en el ambiente

(por renovacin de aire, por control de presiones relativas y por filtracin adecuada) yevitar la proliferacin de los mismos patgenos en distintos puntos de la propia instalacinde climatizacin (intercambiadores de fro, recorridos de conductos, compuertas deregulacin).

Se presentan a continuacin criterios de diseo a tener en cuenta para conseguir losanteriores objetivos, aplicados a las siguientes partes de la instalacin:

- unidad climatizadora y sus secciones- sistemas de filtracin del aire- redes de conductos

- difusores- sistema de regulacin y control



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4. UNIDAD CLIMATIZADORA: SECCIONES Y CRITERIOS DECONSTRUCCIN Y DISEO.

La unidad climatizadora tiene como funcin preparar el aire que va a ser distribuido enel interior del rea de riesgo. Por esta razn la unidad climatizadora es un componentecrtico del sistema de climatizacin de un rea de riesgo dentro de un hospital, ya que debegarantizar unas condiciones trmicas adecuadas, as como un alto nivel de higiene (launidad climatizadora es tambin un foco potencial de contaminacin del rea alimentada).

Anteriormente, en reas de riesgo como por ejemplo los quirfanos, se alimentaban variosquirfanos mediante una misma unidad climatizadora seguida de cajas de mezcla de aire.Hoy en da, se instala una unidad climatizadora independiente para cada rea de riesgo atratar. As, se consigue que las operaciones de mantenimiento sean mucho ms sencillasya que se pueden realizar sobre cada unidad individualmente, sin tener que dejar sinservicio las dems reas, en caso de una avera o de la aparicin de un foco infeccioso.

El lugar de ubicacin de las unidades climatizadoras debe estar prximo a las salas quevan a tratar, para que el recorrido de los conductos de aire desde el climatizador hasta lasala sea lo ms corto posible. De esta forma se minimizan las prdidas de carga y loscostes de la instalacin.

Las unidades climatizadoras deben instalarse en el interior de una sala tcnica o bien a laintemperie, en una zona de fcil acceso para las operaciones de mantenimiento necesarias.En cuanto a su construccin general es importante tener en cuenta que no debe existir ningn aislamiento interior no protegido. Esto es especialmente necesario en zonas donde puede existir humedad, como la zona aguas abajo de las bateras de fro o de loshumectadores. El sistema ms correcto es el de utilizar una envolvente del tiposandwich con doble pared metlica.

Los equipos climatizadores debern estar construidos de acuerdo con la norma UNE-EN1886 (en lo que hace referencia a estanqueidad de equipos, puentes trmicos, etc.), ymantener unas elevadas caractersticas higinicas: acabado interior y elementos internosen acero inoxidable, fcil acceso a cada una de sus secciones para limpieza, acabadointerior de la cmara del ventilador con plancha lisa (no perforada), etc.

La unidad climatizadora se compondr de forma general de las siguientes secciones:

a) Impulsin:

- Toma de aire- Prefiltro- Recuperador de calor - Bateras de fro y calor - Humectador - Ventilador de impulsin- Filtros de alta eficacia- Silenciador



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b) Extraccin:

- Silenciador - Filtros- Ventilador de extraccin- Recuperador de calor

4.1 Tomas de aire exterior

La correcta situacin de las tomas de aire exterior es fundamental para mantener la purezadel aire en el interior de las reas de riesgo de un hospital. No deben situarse cerca de

potenciales fuentes de contaminacin, como chimeneas de calderas o cocinas o tubos deescape de grupos electrgenos, extracciones de campanas de laboratorios, tuberas deventilacin de bajantes de saneamiento, torres de recuperacin, aparcamientos y zonas deespera de ambulancias, muelles de carga. Asimismo, las tomas de aire exterior debensepararse de respecto al nivel del suelo y de las cubiertas o tejados, para no aspirar posiblesuciedad depositada en esto lugares.

La norma UNE 100713:2003 establece las siguientes distancias mnimas entre las tomasde aire exterior y las posibles fuentes de contaminacin:

Fuente de contaminacin Distancia mnima (m)Lugar de circulacin de vehculos 10,0Cubiertas o tejados 2,5Terreno 2,5

Todas las tomas de aire exterior incorporarn lamas con perfil antilluvia y mallasantipjaros. La tendencia actual lleva a colocar compuertas de cierre estanco en las tomasde aire, para evitar cortocircuitos de aire que puedan reducir la calidad higinica del aire

necesaria en un rea de riesgo. Estas compuertas aslan el sistema en horas de nofuncionamiento (si ste es intermitente).



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4.2 Mezcla de aire

En climas especialmente fros, deber cuidarse el diseo de la seccin de mezcla de aire, para garantizar que sta se produzca efectivamente, y no existan dos capas de airediferentes que entren en el climatizador, una de ellas con aire a muy baja temperatura, que podran daar las bateras del equipo.

4.3 Recuperacin de calor

4.3.1 La gestin energtica en el hospital

Segn el Departamento de Energa de EE.UU. (1998), las instalaciones de tipohospitalario consumen en promedio 2,7 veces ms energa que los edificios de tipocomercial (oficinas).

Es pues muy interesante estudiar soluciones de eficiencia energtica, sin afectar ocomprometer, por supuesto, los objetivos y funciones de tipo sanitario de estos edificios.

Entre un 36% y un 46% de los costes anuales de energa de un hospital se deben a lasinstalaciones de climatizacin. Esto incluye la energa necesaria para ventilacin,refrigeracin y deshumidificacin, as como el recalentamiento necesario para mantener las condiciones de confort.

4.3.2 Reduccin de caudal de aire (VAV por horario)

Se acepta en muchas situaciones la reduccin del caudal total de aire en determinadosespacios cuando se est en periodos de no ocupacin, siempre que se mantengan lascondiciones de presin relativas a espacios adyacentes (VAV por horario). Esto es til, por ejemplo, en los quirfanos. ASHRAE admite valores de hasta un 25% del caudal totalrequerido cuando el espacio est ocupado y en operacin.

En los espacios que estn ocupados permanentemente (urgencias, laboratorios y farmaciascon funcionamiento continuado, unidades de cuidados intensivos, nurseras, etc.) o enaquellos espacios en los que la cantidad de aire requerida por refrigeracin no essignificantemente superior a los mnimos de caudal requeridos para la ventilacin dellocal, no es lgico plantear estrategias de reduccin de caudal de aire.

Sin embargo, en espacios en los que:

- no se requiere una mnima renovacin de aire, o- estn desocupados durante bastantes horas al da, o- la cantidad de aire requerida por refrigeracin es significantemente superior a los

mnimos de caudal requeridos para la ventilacin del local,

entonces tiene sentido aplicar sistemas de VAV para obtener reducciones importantes deconsumo. Muchos espacios hospitalarios estn en estas condiciones, como:



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- quirfanos y salas de post operatorio- salas de radiologa, rayos X, mamografas, medicina nuclear, scanners,

ultrasonidos, PET- salas de fisioterapia- oficinas- lavandera- consultas externas- salas de espera- departamentos de mantenimiento

4.3.3. Estrategias de recuperacin de calor aire-aire

Debido a la gran cantidad de aire exterior que se precisa para cumplir normativas en lasinstalaciones sanitarias, las estrategias de recuperacin de calor del tipo aire-aire suelenser un sistema efectivo de reduccin del consumo energtico. Los sistemas derecuperacin de calor son especialmente adecuados cuando se trate de instalaciones quefuncionen en modo todo aire exterior, aunque sea en funcionamiento no continuado, ocuando sean instalaciones en funcionamiento continuado, aunque no sean con todo aireexterior.

Existen cuatro sistemas que se pueden emplear: bateras de recirculacin,intercambiadores de placas, sistemas heat pipe e intercambiadores de rueda entlpica.

Para los locales con exigencias de higiene muy elevadas, clase 1, slo seran adecuadas lossistemas de recuperacin por bateras de recirculacin (con bomba circuladora) o lossistemas heat pipe (por termosifn), por que son los que garantizan la totalindependencia entre los flujos de entrada y salida de aire.

Para los locales clase 2, con exigencias de higiene normales, es preferible usar recuperadores entlpicos (temperatura y humedad) que los de placas, que slo recuperantemperatura y tienen un rendimiento inferior.

Respecto a los recuperadores entlpicos, es muy importante que se minimice la posibilidadde contaminacin cruzada entre las corrientes de aire, y que el aire est correctamente

filtrado. El aire exterior que entra en el recuperador debe ser impulsado por un ventilador en la entrada del recuperador, mientras que el aire viciado que se extrae debe hacerse conun extractor en el lado de salida del recuperador. De este modo, cualquier eventual fuga sedara desde el lado de aire exterior (presin positiva) hacia el lado de aire de descarga(presin negativa). Algunas normativas no permiten colocar estos equipos en sistemas deacondicionamiento de habitaciones de infecciosos.

4.3.4 Enfriamiento gratuito por aire exterior



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En aquellos espacios en los que la cantidad de aire requerida por refrigeracin essignificantemente superior a los mnimos de caudal requeridos para la ventilacin dellocal, es conveniente plantear sistemas de regulacin de aire con enfriamiento gratuito por aire exterior, que permitan utilizar el aire fresco exterior directamente cuando lascondiciones exteriores sean favorables.

Esta situacin sera por ejemplo la de las zonas de radiodiagnstico convencional y por imagen, hospital de da mdico, consultas externas, consultas externas.

4.4 Bateras de fro y calor

En principio son necesarias las dos bateras, colocadas en serie, en primer lugar la de fro yen segundo lugar la de calor, para poder realizar funciones de deshumectacin del aireexterior cuando las condiciones as lo requieran (la batera de fro deshumectara mediantecondensacin de agua y a continuacin la de calor recalentara hasta la temperatura deimpulsin de aire deseada). Otra configuracin consiste en colocar tres bateras en lugar dedos, de forma que se tenga en serie una batera de precalentamiento, una de fro y otra decalor.

Las caras anterior y posterior de las bateras debern ser accesibles para su peinado ylimpieza. Para ello ser necesaria la previsin de paneles de acceso al climatizador.

Las bateras no debern estar muy prximas al ventilador del climatizador, pues esto podra provocar velocidades no homogneas en el paso por bateras, producindose

problemas de prdida de rendimiento, arrastres de gotas peligro de congelacin. Unavelocidad muy elevada de paso de aire obligara a colocar un separador de gotas de aguadentro del climatizador, fuente potencial de contaminacin e infecciones.

El bastidor debe estar fabricado en chapa de acero galvanizada. Los tubos normalmenteson de cobre y aletas de aluminio. Cuando la unidad climatizadora est instalada enambientes en los que el aire pueda contener elementos qumicos corrosivos (por ejemploen ambientes marinos) las aletas sern de cobre.

4.5 Batera de precalentamiento

Puede ser necesario colocar una batera de calentamiento previa a la batera derefrigeracin en climas duros, donde el aire mezclado podra causar problemas decongelacin en perodos invernales.

4.6 Batera de refrigeracin

La batera de refrigeracin debe estar montada sobre una bandeja de recogida decondensados. La bandeja de recogida de condensados debera prolongarse unos 30 cmdespus del final de la batera, y tener una profundidad de unos 5 cm, con el tubo de

recogida de condensados al mismo nivel que la base de la bandeja. Para evitar la entrada atravs del desage de contaminantes slidos, lquidos, o gaseosos que puedan contaminar



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el aire, se debe instalar un sifn con un sello hidrulico de altura adecuada a la presinexistente en la cmara de aire. El sifn no debe estar conectado directamente a la red desaneamiento general del edificio.

Para poder desempear, adems de la de refrigeracin, la funcin de deshumectacin, la batera debera disponer al menos de 4 filas de tubos. Como la batera estar casi permanentemente hmeda, es un foco de fijacin de polvo y de crecimiento demicroorganismos, por lo que es muy importante que se pueda acceder fcilmente a sulimpieza. Por esta razn, si son necesarias ms de 4 filas, se recomienda dividir la bateraen dos secciones, con acceso intermedio para limpieza de ambas secciones, adems de losaccesos al inicio de la primera seccin y detrs de la segunda seccin. El espacio necesarioentre bateras es de 60 cm. Para evitar el arrastre de gotas, la velocidad de paso del aire por la batera no debera exceder los 2,5 m/s.

4.7 Ventilador de impulsin

Las caractersticas reales de presin-caudal de los ventiladores son normalmente diferentesde las expresadas en los catlogos. Debera comprobarse que el motor del ventilador sersuficiente para garantizar la operacin del ventilador dentro de una amplia zona de sucurva de operacin.

Se recomienda el uso de ventiladores de impulsin del tipo de palas a reaccin, ya quetienen un comportamiento ms estable y permiten un funcionamiento a velocidad reducida

(en condiciones de quirfano desocupado, por ejemplo). El ventilador debe colocarse entreel primer y segundo nivel de filtracin.

Debe tenerse en cuenta que el motor del ventilador de impulsin y las poleas de conexinson tambin potenciales fuentes de soporte y desarrollo de contaminantes. Aunque no esmuy frecuente realizarlo, sera conveniente colocar el motor y correas en el exterior de launidad de climatizacin, para evitar el riesgo de contaminacin o infeccin dentro de launidad.

Los ventiladores deben ser seleccionados para una presin considerable, pues debenvencer la resistencia de las diferentes etapas de filtracin. Esto hace que los ventiladoressean fuente de vibraciones y ruido. El ruido y las vibraciones se transmiten de dosmaneras:



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- A travs de las paredes del equipo. En este caso hay que prever los aislamientosnecesarios en las paredes.

- Por la boca de impulsin o retorno a los conductos. Es necesario en este caso lacolocacin de bafles silenciadores. La norma UNE 100713, indica que se debecolocar el silenciador en el propio climatizador, antes de la segunda etapa defiltracin.

4.8 Humectadores

El humectador mantendr las condiciones mnimas de humedad dentro de la sala. Esnecesaria la colocacin de un humectador por criterios de confort pero tambin por motivos de seguridad (evitar la aparicin de electricidad esttica). Es en las pocas deinvierno cuando es necesaria la adicin de humedad al aire exterior que introduciremos enlas salas.

Es necesario instalar humectadores de vapor, que introducen el vapor mediante unalanza inyectora, en lugar de humectadores de placa hmeda, formados por placas decelulosa recubiertas de sales antiincrustaciones (tipo nido de abeja), en los que la placaest empapada de agua que es recogida por evaporacin por el aire que pasa. El uso dehumectadores de vapor evita el problema de las zonas hmedas dentro del climatizador,mientras que los humectadores de placa hmeda favorecen la formacin de hongos,algas y bacterias, por lo que se tienen que desinfectar regularmente y sustituirlos cuando

se agota el recubrimiento. Como inconveniente, el sistema de humectadores de vapor conlleva un consumo energtico muy superior al del humectador por panel celular.

Se recomienda el uso de agua osmotizada para los humectadores de vapor, que puedeobtenerse de otros servicios como la instalacin general de vapor para la unidad deesterilizacin. En el caso de no disponer de una instalacin de agua osmotizada esrecomendable el uso de agua descalcificada.

El humectador debe colocarse antes del segundo nivel de filtracin y sobre la bandeja decondensados de las bateras.

La mayora de criterios establece un valor mnimo del 30% de humedad relativa en losespacios ocupados, con valores superiores en los espacios crticos. Debe evitarse que se produzca condensacin del aire en la instalacin de humectacin, as como alcanzar valores de humedad relativa del aire superiores al 65%. En algunos locales crticos se debeasegurar un control ms preciso de la humedad relativa ambiente, mantenindolo envalores entre 45% y 55%.

Cuando la cantidad de espacios a humectar es importante, es conveniente plantear soluciones de produccin de vapor centralizadas (mediante calderas de vapor), frente aequipos autnomos de produccin de vapor, accionados elctricamente.

Adems de una inversin menor en la opcin centralizada, existen ventajas adicionales:menores costes de explotacin (por menor consumo elctrico) y mantenimiento (por estar



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los equipos centralizados), y una mayor fiabilidad global del sistema si se plantea la produccin de forma redundante.

4.9 Atenuacin acstica

La construccin de unidades climatizadores en doble pared metlica no ayuda a laabsorcin del ruido generado. La cara metlica interior no permite el paso del ruido haciael absorbente, y ayuda a dirigir este ruido hacia los conductos.

Por este motivo, debern preverse silenciadores en los conductos. Estos silenciadoresdebern estar diseados de forma que la superficie del material de absorcin que est encontacto con el flujo de aire sea lo ms resistente posible a la abrasin. As se evitar el posible desprendimiento de partculas del material de absorcin. Estos silenciadoresdebern tener la cara interior con chapa perforada (absorbente) pero protegida por lminasimpermeables, de material plstico, que ofrecen un buen compromiso entre la atenuacinque se consigue y la facilidad de limpieza y para evitar la germinacin de organismosdirectamente en la fibra del silenciador. Estas lminas plsticas no reducen drsticamenteel rendimiento de los silenciadores.

Los silenciadores nunca deben colocarse despus del tercer nivel de filtracin.

5. FILTRACIN

Parte esencial del proceso de preparacin del aire que se realiza en la unidadclimatizadora es la filtracin del aire tratado. El aire exterior a introducir en la sala debe pasar por diferentes etapas de filtracin para evitar el transporte de contaminantes alinterior del local de riesgo. Asimismo, el aire de la sala que se lanza al exterior tambindebe pasar por un filtro para eliminar posibles contaminantes arrastrados desde la sala.Existen dos tipos de filtracin del aire para eliminar contaminantes: los filtros de gases ylos filtros de partculas.

La filtracin de partculas aire se divide en tres niveles:

5.1 Primer nivel de filtracin (prefiltracin)

Se debe colocar un prefiltro dentro de la unidad climatizadora, en la entrada de aire o justodespus de la seccin de mezcla y antes de la seccin de bateras. Se colocar en la tomade aire exterior cuando el conducto de aspiracin tenga una longitud mayor a 10m. Losfiltros que se utilizan son los filtros de partculas, tambin llamados filtros planos, quetienen una eficacia G4 (equivalente a un 30%dust-spot (polvo atmosfrico)) y protegenas a la unidad climatizadora de pequeas partculas slidas. Normalmente son filtrosdesechables, en los que se debe incorporar sondas de presin diferencial que detectancuando los filtros estn sucios y se debe proceder a su sustitucin.



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5.2 Segundo nivel de filtracin

Los filtros del segundo nivel de filtracin deberan colocarse como el ltimo elemento dela unidad climatizadora, incluso despus del humectador y el posible silenciador, alcomienzo del conducto de impulsin.Los filtros que se emplean en este nivel son los filtros de bolsas, tambin llamados filtrosde alta eficacia, se utilizan para la retencin de slidos de menor dimensin. Estnformados por un panel de tipo polipropileno o fibra de vidrio plegado en zig-zag paraaumentar la superficie de filtracin. Su eficacia es F9 (del orden del 90% - 95%dust-spot ).Hay que tener en cuenta que introducen una prdida de carga importante en elclimatizador, mayor an cuando estn sucios, que debe ser vencida por el ventilador. Losfiltros deben incorporar sondas de presin diferencial para indicar cuando es necesaria susustitucin.

La velocidad de paso por estos filtros no ser superior a 2,5 m/s. Es recomendable el usode filtros de tipo rgido: si se utilizan filtro de tipo bolsa, stos se pliegan cuando nocircula el aire a su travs, para proceder a su mantenimiento, y al plegarse liberan partculas de polvo a la corriente de aire. Los filtros rgidos no tendrn este problema.

5.3 Tercer nivel de filtracin

En las salas con exigencias ambientales especialmente elevada se precisa un tercer nivelde filtracin. Los filtros de este ltimo nivel de filtracin se colocan en el propio difusor de impulsin en la sala, para recoger cualquier posible partcula en la red de conductos.

Los filtros que se emplean en este nivel son los llamados filtros absolutos (filtros HEPA).Tienen la capacidad de retencin de partculas de hasta 0,12 mm de dimetro. Suconstruccin es similar a la de los filtros de bolsas, pero cuentan con un mayor nmero de pliegues. Tienen una eficacia H13 o H14 (del orden del 99,9%).

La velocidad de paso por estos filtros no ser superior a 1,5 m/s.

Esta secuencia de filtracin (primer, segundo y tercer nivel de filtracin) tiene como fingarantizar que no se sobrepasar un mximo contenido de partculas en el interior de lasala. Este contenido se puede medir como Clasificacin de pureza del aire, segn lanormativa norteamericana Fed. Std. 209 E. La clase de un local se mide con el nmeromximo de partculas de un dimetro determinado (partculas de referencia) en unvolumen de aire.

Es importante destacar que la normativa de clasificacin de pureza del aire slo esaplicable a quirfanos como un ndice a conseguir cuando el quirfano est en reposo, yque no podr mantenerse constante durante toda la duracin de una intervencinquirrgica debido al funcionamiento normal del mismo, donde se abren las puertas delquirfano para el paso del paciente, o simplemente por la presencia del personal deintervencin. Es por ello que no puede extenderse el concepto de sala blanca al resto decondicionantes que ello implica.



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Teniendo lo anterior en cuenta, para las reas hospitalarias se buscar en general unaclasificacin 10.000 (10.000 partculas de 0,5 micras de dimetro por pie cbico, o353.000 partculas por metro cbico), excepto para los quirfanos de alta tecnologa,donde se debera obtener un ambiente con clase no superior a 1.000 (1.000 partculas de0,5 micras de dimetro por pie cbico, o 3.530 partculas por metro cbico). Esto ltimose conseguir con sistemas de difusin de aire por flujo laminar. Para salas de partos o pequea ciruga ambulatoria sera aceptable una clase 100.000.

SIM 1 350 75.7 30.9 10.0M 1.5 1 1.240 265 106 35.3M 2 3.500 757 309 100M 2.5 10 12.400 2.650 1.060 353M 3 35.000 7.570 3.090 1.000M 3.5 100 26.500 10.600 3.530M 4 75.700 30.900 10.000M 4.5 1.000 35.300 247M 5 100.000 618M 5.5 10.000 353.000 2.470M 6 1.000.000 6.180M 6.5 100.000 3.530.000 24.700M 7 10.000.000 61.800

INGLSCLASE LMITES

5,0 m0,1 m 0,2 m 0,3 m 0,5 m

5.4 Filtros de gases:

Estos filtros son necesarios cuando la instalacin est ubicada en ambientes muycontaminados, en los que sea necesario eliminar cantidades excesivas de xidos disueltosen el aire: SOx, NOx (xidos de azufre o nitrgeno). No es habitual utilizar este tipo defiltros, salvo que un anlisis de aire del entorno nos demuestre que sea necesaria sucolocacin. Los filtros de absorcin del tipo carbn activado cumplen esta funcin.

5.5 Filtros en la descarga del aire al exterior

El aire que se extrae reas de riesgo de un hospital debe ser filtrado previamente a su

descarga. Los filtros deben colocarse antes del ventilador de extraccin. Normalmente seutilizan filtros de clase G4 o incluso algunas veces de clase F9 (laboratorios).

6. CONDUCTOS

Se han realizado estudios que demuestran que el polvo acumulado en conductos contienegran cantidad de materia orgnica (restos de pelo, escamas de la piel, esporas de hongos,restos de insectos y vegetales). Esta materia puede ser un nutriente para crecimiento demicrobios y puede ser por ella misma la causa de reacciones alrgicas en pacientessensibles. Esta acumulacin polvo se produce sobre todo en conductos que no tienensistemas de filtracin, como los de extraccin y retorno de aire, y en particular en



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elementos en los que el aire puede impactar o que causan turbulencias, como cmaras deventiladores, codos, deflectores o compuertas de regulacin, sobrepresin o cortafuegos.

Los recorridos de aire deben ser totalmente conducidos en conductos de paredes lisas.Como conductos de paredes lisas se consideran los de chapa galvanizada o los de unmaterial equivalente. Se deben evitar conductos aislados interiormente con fibras oespumas que pudieran quedar expuestas, y evitando tambin la utilizacin de cmaras o plenums para circulacin de aire, ya que pueden acumular polvo, microbios, olores dezonas hmedas, restos de fibras o materiales de construccin, etc.

Para evitar la aparicin de focos de infeccin se evitarn los ngulos rectos en los tramosy, si es posible, se favorecer el uso de conductos circulares frente a los rectangulares.Cuando sea posible, es preferible realizar curvas de conducto de radio suficientementegeneroso para evitar la colocacin de deflectores intermedios, especialmente en conductosde extraccin y retorno, pues son puntos de fijacin de polvo y suciedad.

Se prevern trampillas de registro para acceso para inspeccin y limpieza de conductos.Las trampillas incorporarn adecuados marcos y juntas, y deber coordinarse conarquitectura para garantizar el acceso a esas trampillas desde falsos techos o panelados de paredes. No deben olvidarse trampillas de registro junto a las compuertas cortafuegos, bateras en conducto, humidificadores, reguladores de caudal de aire, etc.

En las conexiones entre conductos y difusores no deberan utilizarse conductos flexibles, porque incorporan pliegues que pueden ser focos de infeccin. Es muy importanteasegurar la ejecucin de las juntas de unin de los diferentes tramos de conductos, paraevitar fugas de aire que pueden ser puntos de contacto incontrolados con el exterior. Nodeberan utilizarse conductos flexibles de ms de 1,5 m de longitud.

Podra considerarse tambin la conveniencia de incorporar compuertas de cierre de losconductos para accionarlas cuando el climatizador est parado y evitar as la entrada deaire no tratado en la sala quirrgica, especialmente aire que pueda entrar acontracorriente por la red de retorno.

No se deben colocar conductos flexibles, silenciadores acsticos, compuertas, u otrosaccesorios detrs del tercer nivel de filtracin.

7. DIFUSION DE AIRE EN SALAS

Un buen equipo de climatizacin debe estar compensado con una adecuada distribucin(difusin) de aire dentro de la sala tratada, que evite al mximo las zonas muertas oincluso cortocircuitos que mantengan zonas de la sala sin renovacin de aire. Se estrealizando a actualmente diferentes estudios en este sentido, como los que simulan enmodelos CFD (Dinmica Computacional de Fluidos) la difusin de aire y contaminantesdentro de un quirfano, o los que se plantean cul es la mejor posicin relativa de losdiferentes espacios en una habitacin (vestbulo de entrada, habitacin y bao).

Se plantean dos posibles sistemas de difusin del aire tratado en las salas: XXII Seminario de Ingeniera Hospitalaria 19 Congreso Nacional AEIH Barcelona, Octubre 2004


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7.1 Flujo turbulento

En este sistema, convencional en otro tipo de espacios acondicionados, la impulsin deaire se realiza en uno o varios puntos de la sala. Esto provoca un movimiento general del

aire propio de la sala, lo que provoca que el aire impulsado se mezcle rpidamente con elde la sala. De esta manera el aire impulsado aporta su capacidad calorfica o frigorfica(fenmeno de la induccin de aire). La contaminacin de aire en la propia sala se controlamediante la dilucin del contaminante en el aire nuevo que va entrando, hasta que segarantiza una proporcin aceptable desde el punto de vista de la higiene.



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7.2 Flujo laminar

Este sistema se utiliza cuando las condiciones de higiene y esterilizacin sonespecialmente estrictas. Mediante una impulsin de aire en flujo turbulento stas no pueden ser conseguidas, por lo que debe buscarse un flujo laminar. En este sistema, uncerramiento completo de la sala (el techo o una de las paredes) acta como elementodifusor. A travs de l se introduce el aire tratado en la sala. Este aire desplaza al aireinterior de la sala y a los posibles contaminantes asociados hacia las rejillas de retorno, por un efecto pistn. Es un sistema de ejecucin y explotacin ms compleja, y que requieremover cantidades muy elevadas de aire.

8. SISTEMAS DE REGULACION

8.1 Alternativas en sistemas de climatizacin:

Se permite normalmente la utilizacin de sistemas VAV (volumen de aire variable) enestancias que no tengan requisitos especficos de control de presin relativa: consultasexternas y hospitalizacin normal, as como espacios de tipo administrativo.

Para espacios que requieren un control de presin relativa a espacios adyacentes seutilizan sistemas de caudal de aire constante. Estos espacios pueden ser laboratorios,quirfanos, unidades de vigilancia intensiva o unidades de hospitalizacin con requisitosespeciales de aislamiento del paciente.



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La regulacin del aire impulsado se realiza habitualmente por control diferencial del gradode ensuciamiento de los filtros, aunque puede realizarse tambin por el control de lavelocidad del aire.

El sistema de regulacin del equipo de climatizacin de las salas crticas controlar lossiguientes parmetros:

- temperatura y humedad relativa- rendimiento (ensuciamiento) de filtros- caudales de impulsin y retorno de aire- presurizacin relativa de la sala acondicionada

El parmetro ms crtico es el del mantenimiento de la presurizacin de las reas de riesgocon respecto a las salas adyacentes. De esta forma se garantiza que, para las salas queestn en sobrepresin, en caso de romperse la estanqueidad de la sala (porque se abrealguna puerta de acceso, por ejemplo), ser el aire tratado de la sala el que tendrtendencia a salir hacia la sala adyacente y no al revs. En las salas en depresin, ser elaire de fuera el que tienda a entrar dentro de la sala.

Existen dos formas habituales de mantener la presurizacin de las reas de riesgo:controlando el caudal de aire o mediante el control de presin diferencial:

8.2 Control de caudal de aire

La presurizacin de una sala se controla proporcionando diferentes valores de caudal deimpulsin, retorno y extraccin.

Los criterios de control de caudal de aire para una zona son los siguientes:

- Si una sala o sistema tiene caudal constante, los caudales necesarios para la presurizacin de la sala se establecen y fijan en la puesta en marcha y equilibradoinicial de la instalacin. Se precisa un diferencial de caudal mnimo que sea medible.

- Si la sala tiene caudal variable, deber mantenerse la diferencia de caudal entreimpulsin y retorno/extraccin en cualquier condicin de operacin. Normalmenteel caudal de retorno/extraccin se regula siguiendo las variaciones del caudal deimpulsin, restndole el caudal necesario para conseguir el diferencial de presin para la sala y la instalacin (red de conductos).

8.3 Control de presin diferencial

Recientes cdigos de diseo fijan valores mnimos de presin diferencial (positiva onegativa) de 2,5Pa, para salas determinadas: salas de aislamiento (inmunodeprimidos),infecciosos, autopsias, broncoscopia. Cuando existe este requerimiento, deber mantenerse



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la presin positiva o negativa en todo momento. Bajo este criterio, deber considerarse losefectos de algunos factores secundarios, como el efecto chimenea por corrientestrmicas, presin del viento, presin diferencial parcial del agua (humedad), y(especialmente), la permeabilidad de paredes, techos y suelos.

Los criterios de control por presin diferencial para una zona son los siguientes:

- Eliminacin de fugas en paredes, techo y suelo.- Mantener todas las puertas cerradas excepto cuando se usan para acceder a la sala

controlada.

Un sistema de regulacin de la instalacin exclusivamente por caudal de aire no tiene encuenta las variaciones de presin de la sala debida al viento o efecto chimenea. En unhospital de EEUU se observaron variaciones de presin diferencial de hasta 7,5 Pa en unsistema de control de caudal de aire, debidas principalmente al efecto chimenea, peroapuntndose otros factores como las variaciones en presin del viento y variaciones en la presin de vapor de la humedad.

Un sistema de control que solo regula la presin diferencial tendr en cuenta y corregirlas variaciones de presin debidas a infiltraciones y efecto chimenea, pero a costa de nomantener una estabilidad en el caudal impulsado y retornado, pues el sistema vaajustndose dinmicamente segn las momentneas variaciones de presin en la saladebidas a aperturas de puertas y efectos similares.

Una solucin es utilizar un sistema combinado: control de caudal con reset (ajuste) de presin diferencial. Permite ajustar los caudales de impulsin y retorno/extraccin dentrode un rango, para mantener la diferencia de presin requerida.

Esta sobrepresin se consigue regulando los caudales de impulsin y retorno delclimatizador (mediante variadores de frecuencia en los motores), impulsando siempre msaire del que se extrae. La sobrepresin que se debe mantener es de 5 a 10 Pa.

Cuando la sala no est en funcionamiento no es conveniente parar completamente suequipo de climatizacin asociado, pues se rompera en este caso la sobrepresin. Medianteventiladores de caudal variable se puede variar la velocidad de ambos ventiladores para

reducir el caudal nominal a un tercio, manteniendo la sobrepresin en el quirfano.Algn otro detalle puede incorporarse en el diseo, como por ejemplo un enclavamientoque evite que nunca pueda funcionar el ventilador de extraccin si el de impulsin no loest haciendo (debido a una avera o a operaciones de mantenimiento).

8.4 Controles de Temperatura

Los quirfanos convencionales requieren ajuste de temperatura entre 20 y 24 C. Sinembargo, en quirfanos especiales, como los de ciruga cardiaca o de transplante, se puede

requerir el llegar a temperaturas de hasta 16 o 17 C en algunos momentos de la operacin.Esto se puede conseguir instalado en serie dos bateras de refrigeracin en el climatizador.



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La primera batera, de agua fra, permitira que el aire del quirfano llegara hasta los 20C, mientras que la segunda batera, del tipo de expansin directa, sera la encargada de bajar la temperatura de la sala hasta los 17 C cuando fuera necesario.

9. ESQUEMAS TIPO DE UNIDADES CLIMATIZADORAS

A partir de las diferentes necesidades de los diferentes espacios, se pueden establecer cuatro tipologas de ejemplo de unidades climatizadoras para los locales y reas de riesgoen establecimientos sanitarios:

9.1 Tipo 1: climatizadores higinicos para locales clase 1, con recirculacin de aire

Aplicables a quirfanos de alta tecnologa en rgimen de flujo laminar, para elevadoscaudales de aire. El esquema del mismo se presenta a continuacin:



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9.2 Tipo 2: climatizadores higinicos para locales clase 1, sin recirculacin de aire

Aplicables a quirfanos convencionales y salas anexas, salas de partos, unidades decuidados intensivos, hospital de da quirrgico, algunas salas de diagnstico(hemodinmica, endoscopias, broncoscopios, catter cardaco), almacenes estriles yhospitalizacin de inmunodeprimidos.

Incorporarn sistemas de recuperacin de energa dado que trabajan en un rgimen de1005 de aire exterior.



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9.3 Tipo 3: climatizadores convencionales para locales clase 2, sin recirculacin deaire

Son adecuados para el resto de zonas de hospitalizacin (aportacin de aire exterior ahabitaciones), laboratorios de anatoma patolgica y autopsias, y tambin incorporansistemas de recuperacin de energa.

9.4 Tipo 4: climatizadores convencionales para locales clase 2, con recirculacin deaire

Adecuados para la mayora de zonas de diagnstico (convencional, diagnstico por imagen), medicina nuclear, as como el resto de zonas del hospital: salas de espera,consultas, hospital de da mdico.



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10. INSTALACIONES ELECTRICAS: INFRAESTRUCTURA

La configuracin y distribucin del suministro elctrico en hospitales ha sufridoimportantes cambios en los ltimos aos, debido en gran parte a las nuevas tecnologas deaplicacin de equipos de electromedicina unido a la mayor implantacin de sistemas desoporte como la climatizacin, las comunicaciones y la aplicacin de nuevas normativas.

El resultado es que el suministro elctrico en estos centros se ha convertido en una piezafundamental para el desarrollo de la mayora de sus actividades.

Por consiguiente la implantacin de una correcta infraestructura de la instalacin deelectricidad condiciona las actividades que se puedan realizar en estos centros.

Todo centro hospitalario est sujeto, por ser un edificio de pblica concurrencia, a laimplantacin de un suministro elctrico normal y un suministro complementario (segn elReglamento Electrotcnico de Baja Tensin ITC-BT-28).

En la mayora de centros hospitalarios el suministro normal lo aporta una compaasuministradora en ata tensin, y el suministro complementario se obtiene gracias a gruposelectrgenos. Es posible, segn el Reglamento, la opcin de que el suministrocomplementario lo aporte otra compaa, o la misma, desde una lnea independiente, perola poca fiabilidad de este sistema lo ha relegado a una opcin suplementaria de soporte(conmutacin de lneas en alta tensin).

Adems de los suministros normal y complementario, existen necesidades de uso yreglamentacin que hacen necesario un tercer sistema que garantice el suministro en untiempo inferior a 0,5 segundos. Es el caso de los sistemas de alimentacin ininterrumpida(S.A.I.).

As pues, la infraestructura elctrica del Hospital estar directamente ligada a cmo seresuelve este apartado y cul es su configuracin. A continuacin se hace referencia a los principales apartados de esta infraestructura.

10.1 Centro de Transformacin.El centro de transformacin est compuesto por las celdas de proteccin y medida en altatensin y los transformadores de tensin. Esta instalacin es el corazn de la instalacinelctrica por lo que la fiabilidad, las posibilidades de ampliacin y la capacidad nuncadeben ir a mnimos. Al contrario, la reserva de espacios y el diseo holgado permiten prever a medio o largo plazo costosas ampliaciones futuras y justificar el esfuerzo inicial.

A priori, la concentracin de la potencia en pocos transformadores parece ser una opcinacertada desde el punto de vista del coste y del mantenimiento, pero desde el punto devista de la fiabilidad un diseo acertado sera la divisin de potencia en varios

transformadores. Adems, es interesante que la divisin contemple la posibilidad deindependizar los servicios principales de otros usos como la climatizacin. Con esto se



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consigue la total independencia de sistemas sin que estos se interfieran entre s (a nivel decargas, armnicos, etc.) y una mejor y ms flexible infraestructura de baja tensin.

Una posible configuracin ya utilizada en centros hospitalarios es la de 2 x (2+1), en laque existen dos centros de transformacin trabajando de forma independiente. Uno paradar suministro a la climatizacin y otro para el resto de cargas. Cada uno de ellos debera prever espacio para un transformador de reserva.

10.2 Grupo electrgeno

En la mayora de casos el suministro complementario se aporta mediante gruposelectrgenos (alternador asociado a un motor diesel). Anteriormente la tendencia erautilizar este suministro en su mnima expresin de forma que nicamente se considerabanlas cargas que, por normativa, fueran necesarias. Actualmente la tendencia es otra, en laque un suministro complementario pasa a ser considerado como un suministro duplicado.Este nuevo concepto prev que se disee prcticamente para la totalidad de la potencia.

Una configuracin utilizada es la implantacin de dos grupos electrgenos trabajando en paralelo al 50% de la carga, de forma que si uno de ellos fallase el otro podra absorber latotalidad de la potencia.

El sistema de deslastre mediante interruptores motorizados permite la entrada selectiva decargas, con lo que el funcionamiento de los grupos se aprovecha al mximo.

10.3 Sistema de alimentacin ininterrumpida

Existen consumos especficos en el hospital (tales como quirfanos, UCIs y serviciosespeciales de comunicacin o seguridad) que hacen necesaria la utilizacin de sistemas dealimentacin ininterrumpida. Al igual que en el caso anterior, la tendencia inicial de cubrir mnimos se est supliendo con la adopcin de medidas que eviten el corte de suministro.

Es el caso, por ejemplo, de los quirfanos, en los cuales el suministro mediante SAI pretende cubrir la totalidad de la potencia. Esta circunstancia lleva a que la configuracinde SAIs locales, est dando a la configuracin de SAI nico redundante de mayor

potencia.

10.4 SAI dinmico

Una posible solucin al problema planteado en el punto anterior sera la utilizacin deSAIs dinmicos. Estos equipos utilizan inercia acumulada para realizar la funcin de SAIa la que se les aade la potencia de larga duracin de un grupo electrgeno acoplado. Unsistema como ste, aadido al suministro complementario, cumplira con los requisitos delreglamento.



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Esquema elctrico general infraestructura de suministro



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11. POSIBLE CONFIGURACIN DE LOS SISTEMAS ELECTRICOS

Una vez que se han analizado las diferentes posibilidades de suministro se expondrncasos concretos de configuracin.

11.1 Doble acometida en alta tensin.

Esta configuracin se realiza en grandes centros hospitalarios donde la capacidad y su peso especfico en el conjunto de hospitales son importantes. Este sistema no se utilizacomo suministro complementario sino para asegurar una mayor fiabilidad en elsuministro.

11.2 Suministro normal y suministro complementario duplicado mediante grupos

Se pretende mediante este sistema que el suministro complementario pueda suplir en sutotalidad o en gran parte al suministro normal. Esto supone grandes grupos electrgenosconectados en paralelo. Es importante destacar que el funcionamiento en paralelo degrupos electrgenos requiere un cuidado especial pero que, salvando algunasconsideraciones tcnicas, est bien resuelto actualmente.

Este sistema incorpora en el cuadro general varias conmutaciones e interruptoresmotorizados cuyo objetivo es cubrir el mayor nmero de cargas que el suministrocomplementario sea capaz de absorber. Otra consideracin a tener en cuenta es la posibilidad de cambio rpido de interruptores de lneas comprometidas y la sectorizacinde los cuadros generales para evitar pasar por cero en labores de mantenimiento o avera.

11.3 Suministro normal y suministro complementario de reserva mediante grupos

El objeto de este sistema es cubrir las necesidades bsicas del edificio desde un punto devista normativo. La configuracin en baja tensin es diferente, ya que quedan separadaslas lneas de suministro normal y de suministro preferente por lo que cambios de criterioen la categora de la lnea implican cambios en el cuadro general. Una variante econmicade este sistema es mantener una nica lnea normal-preferente, pero con la salvedad deque, previa a la entrada del grupo, parte de la carga soportada por cada cuadro secundariose deslastra.

11.4 Suministro permanente mediante sistemas de alimentacin ininterrumpida

La configuracin del suministro permanente est conceptualmente aguas abajo de lossistemas para el suministro normal y complementario. Sin embargo, en un segundoescaln, es el que desarrolla un papel imprescindible en la calidad del suministro.

Existen dos tipos de configuracin:distribuida o centralizada. La primera consta demltiples equipos de poca potencia, normalmente ubicados junto a los consumos(quirfanos, UCI, rea administrativa, etc.). La segunda, est formada por un nico equipode gran potencia ubicado en un rea de instalaciones, preferentemente junto al cuadro



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general. Una configuracin complementaria a la anterior es la instalacin de sistemasredundantes.

La eleccin depende de muchos factores: la propia instalacin, flexibilidad perseguida, presupuesto econmico, espacio, etc.

En cuanto al coste de los equipos, aumenta considerablemente con la descentralizacin.Un equipo de 400 kVA puede costar la mitad que 10 equipos de 40 kVA. A estos costeshabr que aadir los de instalacin elctrica y mantenimiento.

En un planteamiento con SAIs redundantes centralizados se tendrn dos lneas dedistribucin (una por SAI), hacia el conjunto de los consumos a alimentar. En cada uno delos consumos (en cada quirfano, por ejemplo) se tendrn las dos acometidas de los SAIsque acaban en un conmutador esttico (static switch), que permite la conmutacin deuno a otro SAI sin interrupcin del suministro.

Un planteamiento centralizado de SAIs ayuda adems a reducir la generacin dearmnicos, que siempre se producen en este tipo de equipos.

12. CONFIGURACIONES ESPECIALES EN REAS DE RIESGO

En este captulo se pretende abordar algunos aspectos relevantes de temas que ataenespecialmente a reas crticas.

Segn el nuevo Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin, el campo de reas crticas o

de riesgo ha sido ampliado con la inclusin de salas de intervencin. No se especificancules son, pero se hace mencin de las caractersticas de la instalacin. Los conceptosespecficos que distinguen estas salas son la continuidad del suministro y la seguridad del paciente ante el choque elctrico, por lo que los sistemas de alimentacin ininterrumpida yla configuracin IT, con lo que ello supone, cobran relevancia.

12.1 Sistema de alimentacin ininterrumpida.

Un problema que aparece en las salas de intervencin es la ubicacin del cuadro elctricoy del sistema de alimentacin ininterrumpida. Principalmente se instalan en el pasillo desucio del bloque quirrgico junto a cada quirfano o en segundo lugar en una salaespecfica.

Sea como fuere, la nueva reglamentacin exige que para estas salas la autonoma delsistema de alimentacin ininterrumpida sea de 2 horas, por lo que se pone de manifiesto lalimitacin para este sistema. Y es que la capacidad del SAI est limitada a la de las bateras y en el caso de quirfanos y salas de intervencin se exige que se cubra la lmparay los equipos de asistencia vital con esa autonoma. Dicho as parece que no haydemasiado problema pero tcnicamente la solucin plantea varias incgnitas.


La primera de ellas esqu equipos se consideran como de asistencia vital? Segn se hamanifestado desde las Entidades de Control de la Administracin, se deberan considerar aquellos equipos que el mdico cree imprescindibles para desarrollar la operacin con


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total seguridad. No existe actualmente un listado de equipos que d respuesta a la pregunta por lo que el texto est sujeto a interpretaciones.

La segunda seracmo se garantiza una autonoma para dos horas sin conocer las potencias de consumo? Suponiendo que el planteamiento fuese para la totalidad de la

potencia capaz de darse a travs del transformador de aislamiento (7,5 kVA en Espaa), eltamao de las bateras para una autonoma de dos horas aumentara entre un 150 y un200% por transformador.

Est claro que este planteamiento tiene grandes pretensiones con el objetivo de mejorar elservicio final, pero no acaba de estar bien resuelto.

De todas formas los SAI son necesarios en cualquiera de sus configuraciones pero sucapacidad y autonoma son susceptibles de conseguir mejoras. Una de ellas es laintroduccin de lossistemas de transferencia de cargasque permite la utilizacin de unSAI de menor tamao para usos que aparentemente necesitan de gran potencia. Es el casode las salas de hemodinmica. En condiciones normales de red, el sistema de transferenciade cargas alimenta la mquina de hemodinmica y el resto de la sala se alimenta a travsdel SAI. Ante fallo de red, el sistema desconecta la parte de alto consumo de la mquinade hemodinmica pero mantiene los sistemas crticos tanto de la sala como de la mquina.Esto supone que la potencia necesaria del SAI es un 20% de la que se cubrira para toda la potencia de la mquina.

12.2 Conceptos de seguridad en el control de lneas elctricas

La norma UNE 204607-710 establece los criterios para determinar los sistemas de proteccin en salas hospitalarias:

Salas clase 0 son aquellas en las que no se utilizan equipos de electromedicina aplicados al paciente, o se utilizan equipos de tipo porttil (que pudieran ser usados, por lo tanto fueradel recinto sanitario).

Salas clase 1 son aquellas en las que se utilizan equipos de electromedicina aplicados al partes exteriores o fluidos corporales del paciente.

Salas clase 2 son aquellas en las que se utilizan equipos electromdicos aplicados al

corazn (se entiende que directa o indirectamente).Existe una tendencia en considerar salas de tipo 2 a aquellas que podran ser estrictamenteconsideradas como clase 1: hemodilisis, hospital de da quirrgico, endoscopias, broncoscopios, salas de partos.

Un planteamiento de este tipo hace la instalacin elctrica ms compleja pero permitetambin una mayor flexibilidad en la utilizacin de los locales de riesgo.

En los quirfanos y salas de intervencin de la clase 2 se requieren condiciones especialesde seguridad del suministro por lo que se utilizan circuitos separadores mediante

transformadores de aislamiento. stos proporcionan proteccin contra los contactosindirectos, sin ininterrumpir el circuito al primer defecto a tierra y, por tanto, son



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(cortesa de Bender Iberia, S.L)

Una tendencia extendida es la de proteger el transformador en el primario coninterruptores con capacidad superior a la del propio transformador. Esto se traduce en unadesproteccin del transformador ante sobrecargas. Principalmente ha sido debido a laconsideracin de robustez de los transformadores para uso mdico o para asegurar queel interruptor no abriese. Ante este problema, una medida que se puede aportar es la



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lectura de la temperatura del transformador que puede dar seal de aviso de sobrecargaantes de que se produzca el fallo o la apertura del interruptor.

Un aspecto que va ligado al sistema IT, en el que interviene el transformador separador, esla lnea de puesta a tierra. A veces, la implantacin de los quirfanos u otras salas en las

que se instalan vigiladores de aislamiento quedan relativamente lejos de la ubicacin delcuadro elctrico. Esta situacin puede implicar que aparezcan problemas en elcumplimiento de las medidas exigidas en el reglamento. Una posible solucin es trazar elrecorrido hasta el cuadro des de la barra de puesta a tierra con un cable de mayor seccin(por ejemplo de 35mm2).

Una limitacin que tienen estas salas es la de la potencia del transformador de aislamiento(7,5 kVA). Nuevas tendencias y la consecuencia de la aparicin de nuevos equipos deelectromedicina de mayor potencia, han provocado que ya se est hablando, por ejemplo,de 2 transformadores de 7,5 kVA por quirfano o que se solicite una lnea externa alsistema IT para lneas de hasta 63 Amperios. Circunstancias que ponen de manifiesto quelas necesidades de estas salas no van acompaadas de una reglamentacin armonizada.

Por ltimo, una de las posibles mejoras en el control del aislamiento (no existencia dederivaciones a tierra) de las lneas elctricas es la implantacin de sistemas de vigilancia para circuitos que estn off-line, esto es, normalmente desconectados. Tal es el caso de



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las lneas de grupos electrgenos de equipos redundantes. Se genera en este caso una pequea corriente de prueba de forma peridica, que es la que permite comprobar elestado de la lnea.



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Esquema elctrico quirfano con SAI centralizado



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Esquema elctrico quirfano con SAI local



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13. CRITERIOS DE DISEO DE SALAS ESPECFICAS

13.1 Quirfanos

El diseo de los quirfanos ha evolucionado significativamente en los ltimos tiempos.Anteriormente, los quirfanos eran salas en contacto con el exterior, en las que lasventanas se utilizaban para la entrada de luz natural y para la ventilacin natural, de alturalibre elevada, y en las que se realizaban un nmero de intervenciones reducido. En laactualidad, el diseo del quirfano se encuentra bajo unas necesidades diferentes:

- Acondicionamiento trmico ms exigente- Control ms estricto sobre las condiciones higinicas de las salas- Necesidad de optimizar y amortizar el funcionamiento de las salas de operaciones

(mediante un nmero elevado de intervenciones quirrgicas por da)

Todo esto hace que las salas tengan menos altura libre til que antes para su funcin y quesean hermticas y estancas en lo posible. Adems, el riesgo de infeccin en un quirfanoes muy elevado. Las infecciones tienen un cudruple origen:

- El personal mdico- El material e instrumental quirrgico- El propio paciente- El propio aire de renovacin de la sala.

Por lo tanto, el sistema de climatizacin de un quirfano debe eliminar estos posibles

contaminantes, garantizando a la vez que los propios sistemas de climatizacin no seanuna fuente de contaminacin e infecciones.

No todos los quirfanos tienen las mismas exigencias ambientales. Estas dependern deltipo de intervencin que se realice dentro de los mismos. As se puede distinguir entre:

- Tipo A : Quirfano de alta tecnologa: transplantes de rganos, ciruga cardiaca, yciruga ortopdica con prtesis.

- Tipo B : Quirfano Convencional: quirfanos convencionales y de urgenciasdestinados al resto de intervenciones.

- Tipo C : Quirfano Ambulatorio: ciruga ambulatoria y salas de partos.



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En general el sistema de climatizacin de los quirfanos debe tener las siguientescaractersticas:

- Flujo de aire: El diseo del sistema de climatizacin de los quirfanos serdiferente si el sistema de difusin es por flujo laminar o turbulento. Losquirfanos tipo A son de flujo laminar, mientras que los de tipo B y C son de flujoturbulento.

- Control de la presin de aire: los quirfanos deben mantenerse en sobrepresinrespecto a pasillos y reas adyacentes. Esta sobrepresin se traduce en un excesode caudal de impulsin del 10% - 20% respecto al de extraccin/retorno. Losquirfanos del tipo A, B y C deben estar a +15 Pa de presin respecto a los localesadyacentes.

- Aire exterior: en el caso de que el sistema de difusin del aire sea del tipo flujoturbulento (quirfanos tipo B y C), el aire tratado por el climatizador e introducidoen el quirfano debe ser 100 % exterior, mientras que en el caso de rgimenlaminar (tipo A) se admite la cierta recirculacin de aire en el quirfano.

- Renovaciones de aire: dentro de la sala, se producen unas 15-20renovaciones/hora para el caso del rgimen turbulento, y se llega hasta las 100-150renovaciones/hora para el rgimen laminar (de los cuales un mnimo de 10-15renovaciones son de aire exterior).

- Velocidad del aire: en el quirfano, en la zona ocupada por personal mdico y pacientes, no se deben superar velocidades de 0,2-0,3 m/s para una sala en rgimenturbulento, mientras que estas velocidades sern de 0,3-0,6 m/s si el diseo dedifusin de aire de la sala es por flujo laminar.

- Filtros: En los quirfanos tipo A, B, y C, el sistema de climatizacin contar contres etapas de filtracin, con filtros de clase G4, F9 y H14 en la primera, segunda ytercera etapa de filtracin respectivamente.

Algunos casos particulares:

Ciruga cardiaca:En operaciones cardiovasculares existir ms equipamiento mdico y ms personaldurante la operacin. En algunas operaciones de este tipo, los cirujanos pueden pedir quela temperatura de la sala baje rpidamente desde los 20 C habituales hasta 16-17 C, y, enla misma operacin, que la temperatura suba rpidamente de los 20 C a los 25 C.

Neuro-ciruga:

Los quirfanos de neurociruga son normalmente de las mismas dimensiones que los detraumatologa cardiovasculares (ciruga cardiaca). De hecho, en muchos hospitales, se

utiliza un tipo de quirfano de gran dimensin para los tres tipos de ciruga. Las



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especificaciones de los sistemas de climatizacin son las mismas para los tres tipos dequirfanos.

Transplante de rganos:

Las operaciones de transplante de rganos deben realizarse en condiciones ptimas desdeel punto de vista de la ventilacin, pues en ellas se mantienen heridas abiertas durantelargos periodos de tiempo, y en pacientes con muy pocas defensas. Pueden ser quirfanosdobles: uno para el donante y otro para el receptor. Las ganancias internas de calor sonmuy elevadas, debido a la gran cantidad de equipos electromdicos que se usan y alelevado nmero de personas que pueden estar presentes en el quirfano (hasta 10 12). Latemperatura del quirfano puede tener que bajar en algn momento de la operacin hastalos 16-17 C.

Post y pre operatorio:

Tendrn requerimientos de filtracin similares a los del quirfano. Debern estar ensobrepresin respecto a los pasillos adyacentes. Estas salas de pre y post- operacin tienengran cantidad de equipos y por lo tanto cargas trmicas a considerar.

13.2 Unidad de Cuidados Intensivos

Los boxes de la UCI tienen prcticamente las mismas caractersticas que las salas dereanimacin post operatoria. La nica diferencia radica en el sistema de regulacin delcaudal de aire, que es del tipo variable multizona, es decir, en cada box de la UCI habr unregulador de caudal. Dependiendo del tipo de paciente que se encuentre en cada box, se puede variar la presin del local respecto a los locales anexos: estarn en sobrepresin si el paciente es un inmunodeprimido (lo que ser lo normal), o en depresin si se trata de uninfeccioso.

13.3 Urgencias

Los boxes y salas de espera del rea de urgencias tienen nicamente dos niveles defiltracin. Deben mantenerse en depresin con respecto a los locales anexos, y las salas deespera en depresin con respecto a los boxes.



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13.4 reas de tratamiento

Hemodilisis: la cantidad de aire necesaria es superior a la de habitaciones

convencionales, debido a la mayor concentracin de personas y equipos. Es importante lacorrecta colocacin y seleccin de difusores de impulsin respecto a la posicin de los pacientes, que estn un periodo de tiempo considerable sentados en sus butacas. Lavelocidad de aire en la zona donde estn los pacientes debe ser claramente inferior a los0,25 m/s. No se requiere una diferencia de presin con respecto a los locales anexos.

Los pacientes de hemodilisis tienen tendencia a sentir fro en la sala, porque estn en posicin sedentaria durante el tratamiento y por que normalmente tambin son anmicos.

Medicina nuclear (radioterapia y quimioterapia):estos locales tendrn dos niveles defiltracin, y un sistema de regulacin de caudal de aire del tipo variable multizona. Loslocales del rea de medicina nuclear deben estar en depresin con respecto a los localesanexos para evitar contaminacin por radiacin.

13.5 reas de diagnstico

Tanto los locales destinados a hemodinmica como a catter cardaco deben tener tresniveles de filtracin, y estar en sobrepresin con respecto a los locales anexos. Los localesdestinados a radiodiagnstico nicamente necesitan dos niveles de filtracin, y norequieren diferencia de presin con respecto a los locales anexos. Para las salas deendoscopia y broncoscopia es necesario tres niveles de filtracin y una depresin conrespecto a los locales anexos.

13.6 Laboratorios

Para los laboratorios de anlisis y de anatoma patolgica, son necesarios dos niveles defiltracin. En la extraccin de aire, adems del filtro de partculas de clase G4 se colocatambin uno de alta eficacia de clase F9. Los laboratorios de anatoma patolgica debenestar en depresin, mientras que los de anlisis no requieren una diferencia de presin conrespecto a los locales anexos.



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13.7 Hospitalizacin

Infecciosos: En las habitaciones para infecciosos se aslan al resto de pacientes deaquellos que son portadores de enfermedades respiratorias, como por ejemplo la

tuberculosis. Estas habitaciones deben constituir volmenes en los que las partculas delaire sean contenidas, diluidas y eliminadas al exterior.

El diseo del sistema de climatizacin para salas de pacientes infecciosos debe cumplir con dos requisitos bsicos: control de la presin del aire de la sala con respecto a losespacios adyacentes, y sistema de distribucin de aire dentro de la sala que sea favorable para el control de la infeccin.

- Control de la presin de aire: las salas de pacientes infecciosos deben mantenerseen depresin con respecto a las salas adyacentes. Para lograr mantener la sala endepresin, el diseo de los cerramientos debe ser estanco de tal forma que segarantice un confinamiento de la infeccin generada dentro de la sala. Algunoscriteri

criterios de diseño sistemas

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