Los gases médicos en el departamento quirúrgico limpio son una instalación indispensable para ayudar al tratamiento y rescatar la vida de los pacientes.

8.1.1 Gases médicos en el departamento quirúrgico

Existen muchos tipos, principalmente oxígeno, succión por presión negativa, aire comprimido, nitrógeno, óxido nitroso, gases mezclados, etc., pero en la sala de operaciones limpia deben instalarse al menos tres gases: oxígeno, aire de succión por presión negativa y aire comprimido.

La cantidad de reserva de la fuente de gas médico no debe ser inferior al consumo de tres días.

8.1.2 Oxígeno

(1) Propiedades físicas. El oxígeno es un gas comburente incoloro, inodoro y no irritante. El oxígeno debe cumplir con la norma de oxígeno médico.

Peso molecular: 32

Peso específico: 1,153 a 0 ℃

Densidad: estado gaseoso 1,429 g/L (a 0 ℃, 760 mmHg); estado líquido 1,14 kg/L (a －183 ℃)

Temperatura crítica: －118,4 ℃

Presión crítica: 5,18 MPa

Relación de expansión del líquido: a 1 atmósfera estándar (760 mmHg), 1 L de oxígeno líquido se expande hasta convertirse en 865 L de oxígeno gaseoso (es decir, 1：865).

El oxígeno se utiliza para complementar la deficiencia de oxígeno en el cuerpo humano y, cuando se mezcla con otros tipos de gases, para tratamientos especiales. Dado que la deficiencia de oxígeno en el cuerpo humano provoca diversos trastornos y peligros, es necesario complementar el organismo con la cantidad necesaria de oxígeno; sin embargo, inhalar demasiado oxígeno de alta concentración también puede causar intoxicación. Como el tratamiento requiere ciertos gases especiales y estos tienen un significado especial para determinadas funciones del cuerpo humano, serían perjudiciales si se utilizan solos. Por ello, se añade oxígeno en una proporción segura determinada y se mezcla para suministrarlo a los pacientes, con el fin de lograr el efecto terapéutico sin causar peligro.

(2) Fuentes de gas oxígeno. Existen principalmente las tres formas siguientes.

  1. Oxígeno gaseoso.

① La estación de oxígeno gaseoso consta de varios cilindros de acero de 40 L y 15 MPa agrupados, divididos en dos grupos A y B, y está compuesta por un colector, un dispositivo de conmutación y reducción de presión, un dispositivo de alivio de presión de seguridad, un dispositivo de alarma, etc.;

② El número de cilindros del grupo se determina según el consumo diario del hospital, generalmente 10 por grupo; los dos grupos de cilindros funcionan con uno en uso y otro en reserva, conmutándose entre sí; el gas a alta presión de ambos grupos se suministra a la tubería de alta presión del colector y se envía al dispositivo de conmutación y reducción de presión, y tras la reducción de presión respectiva, se entrega al departamento quirúrgico y otras zonas.

③ Fuente de oxígeno gaseoso. El funcionamiento de los dos grupos de cilindros es principalmente mediante conmutación automática, complementada con conmutación manual. Si el grupo A está funcionando, el grupo B está en reserva. Cuando la presión del grupo A desciende a medida que se prolonga el tiempo de funcionamiento y cae a un nivel en el que ya no puede mantenerse, el sistema conmuta automáticamente al grupo B para que funcione, manteniendo continuamente el volumen de gas necesario en los terminales; al mismo tiempo, el grupo A emite una señal de alarma para notificar al personal de guardia que sustituya los cilindros vacíos utilizados por el grupo A por cilindros llenos como fuente de gas de reserva del grupo B; cuando el grupo B funciona hasta que ya no puede mantener la operación normal, conmuta automáticamente al grupo A para continuar funcionando, y así el ciclo se repite indefinidamente.

④ La estación de oxígeno gaseoso debe contar con ubicaciones de almacenamiento independientes para cilindros vacíos y llenos, cada una con sus propias marcas. La reserva de la fuente de gas no debe ser inferior al consumo de tres días. Los cilindros llenos no deben almacenarse en lugares al aire libre; el tanque de oxígeno líquido y la plataforma de carga y descarga de cilindros deben disponer de marquesinas de protección solar, que estarán fabricadas con materiales incombustibles. Las válvulas de ángulo de los cilindros usados deben cerrarse y colocarse capuchones de acero de protección. La temperatura ambiente de la sala de cilindros de trabajo y de la zona del dispositivo de conmutación y reducción de presión debe garantizarse en el rango de 10～35 ℃; si la temperatura ambiente es demasiado baja, el reductor de presión se congelará y afectará al funcionamiento normal del sistema.

⑤ La estación de oxígeno gaseoso debe contar con medidas a prueba de explosiones y buena ventilación; en un radio de 5 m no debe haber aberturas de aire de zanjas comunicantes. Debe ser conveniente para la entrada y salida de camiones que transportan cilindros, y la carga y descarga de estos también debe serlo; la construcción de la estación de oxígeno debe cumplir con las leyes y reglamentos nacionales pertinentes.

⑥ El material de las tuberías de transmisión de oxígeno se selecciona generalmente como tuberías de acero inoxidable o tuberías de cobre desoxidado. Las tuberías de transmisión de gas deben contar con una buena toma de tierra conductora de estática, con una resistencia de toma de tierra inferior a 10 Ω, y medidas de protección contra rayos. El sistema de transmisión de gas se conecta por separado al departamento quirúrgico limpio y no se comparte con otras zonas.

⑦ Deben instalarse dispositivos de escape de seguridad y de alarma en el sistema de la estación de oxígeno gaseoso: cuando la presión de salida supere en 0,015 MPa la presión máxima de funcionamiento diseñada, la válvula de alivio de presión de seguridad se abre para descargar el exceso de presión y, al mismo tiempo, el dispositivo de alarma emite una señal de alarma de sobrepresión, garantizando la seguridad del sistema, de la tubería y de sus equipos correspondientes; cuando la presión de salida tras el alivio de presión caiga por debajo de la presión mínima de diseño en 0,025 MPa (momento en el que se emite una señal de alarma de subpresión), la válvula de alivio de presión de seguridad debe cerrarse automáticamente (no se permiten válvulas de cierre antes ni después de la válvula de seguridad) para garantizar que el sistema vuelva a la normalidad.

⑧ El riesgo de incendio de la estación de oxígeno gaseoso pertenece a la clase B; el edificio debe tener una resistencia al fuego no inferior al grado II. Dentro de su distancia de protección contra incendios segura no debe haber sótanos, fosas subterráneas, pozos ni zanjas, ni oficinas, salas de enfermos, etc.; estos deben ubicarse a al menos 7 m de distancia. La estación de gas debe mantenerse alejada de lugares inflamables y explosivos como calderas e incineradores; su distancia de seguridad debe cumplir los requisitos de los códigos nacionales de protección contra incendios y también ajustarse a los reglamentos de gestión higiénica del hospital. La zona alrededor de la estación de gas debe mantenerse limpia y sin residuos almacenados, y alejada de estaciones de basura, morgues, salas de disección, incineradores, etc.

⑨ Las válvulas de escape de seguridad deben instalarse en el exterior, y las tuberías que atraviesan paredes deben contar con manguitos.

⑩ Debe dejarse un espacio de mantenimiento suficiente entre los cilindros/equipos y las paredes; la distancia entre los cilindros de gas y las unidades de calefacción no debe ser inferior a 800 mm.

⑪ No se permite que ninguna parte del calentador entre en contacto con el equipo de suministro de oxígeno.

⑫ La resistencia de aislamiento entre el equipo eléctrico y el equipo de oxígeno no debe ser inferior a 1 MΩ.

⑬ Las tuberías del colector y los reductores de presión deben estar conectados a tierra; sus dispositivos de toma de tierra deben instalarse de forma independiente, con una resistencia de toma de tierra no superior a 10 Ω.

⑭ Todas las válvulas, reductores de presión, válvulas de conmutación, manómetros y manguitos adaptadores metálicos de alta presión deben calibrarse periódicamente y sustituirse según lo exigido por los manuales del producto.

⑮ La superficie exterior de todos los conductos de oxígeno debe pintarse con pintura de marcado blanca.

[Referencia] Para un diseño esquemático de la estación de oxígeno gaseoso para el suministro central de gas médico, consulte la Figura 8.1.

[Referencia] Para ejemplos del diseño de distribución y el aspecto exterior de la estación de oxígeno gaseoso, consulte la Figura 8.2.

Figura 8.1　Diagrama esquemático del diseño de la estación de oxígeno gaseoso Figura 8.2　Ejemplos de diseño de distribución y aspecto exterior de la estación de oxígeno gaseoso

  1. Oxígeno líquido. Una estación de oxígeno líquido consta principalmente de un tanque de almacenamiento de oxígeno líquido, un vaporizador, instrumentos de monitoreo y regulación, un distribuidor y tuberías de entrega.

El tanque de almacenamiento de oxígeno líquido es el equipo núcleo de una estación de suministro de oxígeno líquido, por lo que la selección y la calidad del tanque son lo primero. Deben considerarse principalmente los siguientes aspectos:

① La reputación de la marca del fabricante en el mercado. La compra de tanques de almacenamiento de oxígeno líquido es muy importante; hay que precaverse contra productos falsificados y de mala calidad, productos que hacen pasar mercancías inferiores por de calidad, y productos reacondicionados a partir de unidades viejas (recicladas) (con superficies repintadas) y luego revendidos.

② Un tanque de almacenamiento de oxígeno líquido es un recipiente a presión de temperatura ultrabaja, por lo que el rendimiento de aislamiento térmico del tanque debe ser fiable.

③ El volumen se determina según el consumo de gas y la escala del hospital. Generalmente se selecciona un tanque de 3,5–5 m³, o dos tanques de almacenamiento de la misma especificación —uno en uso y otro de reserva— que se conmutan entre sí y brindan protección mutua. Si la fuente de oxígeno líquido está relativamente alejada, o el número de camas es elevado, o el hospital cuenta con una cámara de oxígeno hiperbárico, y hay espacio de instalación permitido dentro del recinto hospitalario, puede seleccionarse adecuadamente un tanque de almacenamiento de volumen algo mayor para reducir la frecuencia de transporte.

④ Un tanque de almacenamiento con una presión de 0,8 MPa suele ser suficiente. Si la presión es demasiado alta, la inversión única es elevada; si la presión es demasiado baja, el suministro a larga distancia es difícil y la presión y el caudal en los terminales también son inestables.

⑤ La selección del vaporizador debe determinarse según las condiciones de consumo de gas en el hospital. Generalmente un vaporizador con una capacidad de 50 m³/h es suficiente; si hay usos especiales de gas (como una cámara de oxígeno hiperbárico) y un gran número de camas de hospitalización, debe aumentarse adecuadamente a 100 m³/h o más.

⑥ Distribuidor. Un recipiente pequeño de acero inoxidable, generalmente de unos 0,3 m³ es apropiado, que cumple la función de amortiguar y estabilizar. Según los diferentes destinos, se realizan conexiones separadas individualmente desde el amortiguador.

【Referencia】　Para la distribución de la estación de oxígeno líquido (con oxígeno gaseoso como reserva), consulte la Figura 8.3.

La ubicación de instalación de la estación de oxígeno líquido debe tener en cuenta la distancia de seguridad respecto a otros objetos.

【Referencia】　Para las distancias de seguridad entre el tanque de oxígeno líquido y otros objetos, consulte la Tabla 8.1. Tabla 8.1　Distancias mínimas de seguridad entre el tanque de oxígeno líquido y otros objetos (m)

N.º Objetos relacionados Distancia/m
1 Zonas de trabajos en caliente y de fumado 5
2 Subestaciones de media y alta tensión 5
3 Zonas donde se almacenan pequeñas cantidades de materiales inflamables 5
4 Zonas donde se almacenan grandes cantidades de materiales inflamables 15
5 Tuberías de ventilación que contienen gases inflamables 5
6 Zona de almacenamiento de cilindros de gas inflamable inferior a 70 Nm³ (15 ℃, 1013 mbar) 5
7 Zona de almacenamiento de cilindros de gas inflamable superior a 70 Nm³ (15 ℃, 1013 mbar) 8
8 Requisitos para un tanque de almacenamiento de gas licuado de petróleo de 20 t:
0–1,1 t (volumen equivalente 0–2,15 m³) 6
1,1–4 t (volumen equivalente 2,15–7,84 m³) 7,5
4–6 t (volumen equivalente 7,84–117 m³) 15
60–150 t (volumen equivalente 117–294 m³) 22,5
9 Tuberías que transportan gases o líquidos inflamables 3
10 Chimeneas con llamas abiertas u hornos de llama abierta 20
11 Oficinas, comedores y zonas donde pueden reunirse personas 5
12 Bridas y uniones en tuberías que transportan gases o líquidos inflamables:
Diámetro interior de la tubería inferior a 25 mm 6
Diámetro interior de la tubería inferior a 50 mm 10
Diámetro interior de la tubería inferior a 70 mm 15
13 Tuberías de toma de aire de compresores/ventiladores 5
14 Alcantarillas o zanjas de cables 5
15 Muros de cerramiento del edificio 5
16 Vías públicas 5
17 Ferrocarriles públicos 10
18 Zonas de estacionamiento de vehículos públicos 5
  1. Generador de oxígeno. El generador de oxígeno es una instalación de sistema compuesta por varios equipos, y el oxígeno que produce debe cumplir las normas de suministro de oxígeno médico. A tal efecto, todo el sistema, como conjunto de equipos para producir oxígeno médico, debe ser un conjunto completo de instalaciones que haya sido evaluado y aprobado por una organización autorizada legalmente antes de poder ponerse en uso. La estación de generación de oxígeno consta de una unidad de compresión de aire, una unidad de almacenamiento y tratamiento de aire, una unidad de separación oxígeno-nitrógeno, una unidad de filtración, esterilización y almacenamiento de oxígeno, equipos de monitoreo, una unidad de llenado de reserva, una unidad de control eléctrico, etc.

Las especificaciones y modelos de los equipos del generador de oxígeno deben seleccionarse según la escala del hospital y el consumo total en todos los puntos, reservando un margen para el desarrollo futuro. Deben instalarse dos conjuntos de equipos de generación de oxígeno (uno en uso y otro en reserva), y los equipos deben funcionar principalmente en modo automático con operación manual como respaldo. La sala de máquinas debe mantenerse limpia y disponer de espacio para el mantenimiento; el entorno de la toma de aire del compresor debe estar libre de fuentes de contaminación y mantenerse limpio.

(3) Ubicación y requisitos de la estación central de suministro de fuente de oxígeno.

  1. La estación central de suministro de fuente de oxígeno no debe construirse en un sótano; debe ubicarse en un lugar con buena ventilación, medidas a prueba de explosiones y transporte conveniente. No debe haber salas de calderas, llamas abiertas ni salas de distribución eléctrica alrededor de la estación de oxígeno; las superficies de las zanjas en un radio de 5 m deben estar selladas, y no se permite el paso de aire entre la parte superior e inferior.

  2. El sitio de construcción de la estación central de suministro de fuente de oxígeno debe cumplir con las leyes y reglamentos nacionales pertinentes para garantizar las distancias de seguridad necesarias.

Figura 8.3　Ejemplo de distribución en planta de una estación de oxígeno líquido (con una estación de oxígeno gaseoso como reserva)

  1. La estación central de suministro de oxígeno tiene una clasificación de riesgo de incendio de clase B y debe ser un edificio con una resistencia al fuego no inferior al grado II　2. El tanque de oxígeno líquido y la plataforma de carga y descarga de cilindros de gas deben disponer de marquesinas de protección solar y contra la lluvia, y la marquesina y sus soportes deben ser de construcción incombustible　3. Las tuberías de oxígeno deben contar con dispositivos de toma de tierra para eliminar la electricidad estática, y la resistencia de toma de tierra no debe ser superior a 10 Ω; el tanque de oxígeno líquido debe disponer de dispositivos de toma de tierra contra rayos　4. La temperatura ambiente de la sala de guardia con consola de control debe ser superior a 10 ℃　5. La sala de bancos de cilindros debe estar equipada con extractores de aire a prueba de explosiones, y el sitio de la estación de oxígeno líquido debe contar con iluminación a prueba de explosiones　6. La sala de guardia debe disponer de un teléfono de guardia　7. Dentro de la distancia de separación de seguridad contra incendios no debe haber sótanos, fosas subterráneas, pozos subterráneos ni zanjas subterráneas; no se permiten materiales combustibles ni inflamables, y oficinas, salas de enfermos, lugares públicos y vías transitadas deben ubicarse a al menos 7 m de distancia

3）La estación central de suministro de fuente de oxígeno debe contar con una red de toma de tierra correctamente ejecutada y medidas de protección contra rayos.

4）El gas suministrado al departamento quirúrgico debe ser un sistema independiente; las tuberías de transmisión de oxígeno generalmente pueden ser de acero inoxidable o cobre, y los terminales deben utilizar enchufes de conexión rápida autosellantes.

El diagrama esquemático del sistema central de generación de oxígeno médico se muestra en la Figura 8.4.

8.1.3　Succión por presión negativa

（1）Aplicaciones de la succión por presión negativa en el departamento quirúrgico limpio.

1）Eliminar la sangre alrededor de la incisión y otras sustancias sobrantes durante la cirugía para garantizar el desarrollo fluido de la operación.

2）Eliminar contaminantes del cuerpo del paciente y otras sustancias sobrantes que amenazan la vida.

（2）Composición de la estación de succión por presión negativa.

Los equipos de la estación de succión por presión negativa incluyen principalmente bombas de vacío, tanques amortiguadores, distribuidores, separadores gas-líquido (equipos de refrigeración), dispositivos de drenaje, dispositivos de filtración y esterilización, instalaciones de silenciamiento y equipos de control eléctrico.

[Referencia]　El diagrama de distribución del proceso de la estación de succión por presión negativa (tomando como ejemplo una bomba de vacío de anillo líquido) se muestra en la Figura 8.5.

（3）La bomba de vacío es el equipo núcleo del sistema de succión por presión negativa; deben seleccionarse productos de alta calidad que se caractericen por alto rendimiento, bajo consumo, funcionamiento sin contaminación y larga vida útil. Generalmente se eligen bombas de vacío de anillo líquido, y su velocidad de bombeo se determina principalmente en función del número total de salas de operaciones, camas de salas de hospitalización y camas de UCI. (a) Sistema

(b) Proceso

Figura 8.4　Diagrama esquemático del sistema central de generación de oxígeno médico

  1. Compresores de aire de tornillo de alta eficiencia n.º 1 y n.º 2
  2. Filtro de precisión primario
  3. Secadores frigoríficos de dos etapas n.º 1 y n.º 2
  4. Filtro de precisión intermedio
  5. Filtro de precisión final
  6. Tanque de almacenamiento de aire
  7. Generadores de oxígeno n.º 1 y n.º 2
  8. Tanque de almacenamiento de oxígeno
  9. Filtros esterilizantes n.º 1 y n.º 2
  10. Colector
  11. Monitor de pureza de oxígeno
  12. Caudalímetro total
  13. Cuadro de distribución y sistema de tuberías
  14. Compresor de oxígeno
  15. Dispositivo de llenado de cilindros

[Referencia]　Para las unidades principales del equipo de presión negativa, consulte la Figura 8.6.

(4) Las bombas de vacío de la estación de succión por presión negativa deben contar con unidades de reserva, generalmente constan de 2–3 bombas. Cada bomba de vacío funciona según un programa preestablecido, y todas las bombas deben participar en el funcionamiento cíclico automático; por ejemplo, si una estación de presión negativa se diseña con dos bombas de vacío A y B, la bomba A funciona mientras la bomba B está en reserva; si durante el pico de consumo de gas la velocidad de bombeo de la bomba A no puede satisfacer la demanda o esta falla, la bomba B también se pone en funcionamiento automáticamente para garantizar el suministro normal de gas. A la vez siguiente, la bomba B funciona mientras la bomba A está en reserva, y la bomba A también puede ponerse en funcionamiento cuando sea necesario. De esta manera, las bombas ciclan continuamente, protegiéndose y sustituyéndose entre sí, garantizando el funcionamiento normal del sistema de vacío por presión negativa. Es anormal que una «bomba de reserva» permanezca en la posición de reserva todo el año. Cuando un sistema de presión negativa es relativamente grande y el número de salas de operaciones considerable, la velocidad de bombeo de las bombas de vacío debe ser alta; de lo contrario, no se puede garantizar el uso normal durante la cirugía; si se seleccionan dos bombas (una en uso y una en reserva), la potencia de la bomba será relativamente grande y la corriente de irrupción en el instante de arranque de la bomba es muy elevada. Dado que las bombas de vacío arrancan y se detienen con mucha frecuencia durante los periodos pico de cirugía, el intervalo entre la parada y el siguiente arranque es demasiado corto para los motores de alta potencia, lo que, por un lado, desperdicia energía y, por otro lado, provoca fácilmente quemaduras. Por ello, es más económico diseñar la estación de bombas de vacío con tres bombas —una en uso, una de asistencia y una de reserva— utilizando tres bombas de vacío más pequeñas A, B y C. Durante las vacaciones, las tardes y las noches, cuando la cirugía no está en su pico, una bomba en funcionamiento es suficiente para mantener el uso general de gas de succión por presión negativa. Cuando la cirugía alcanza su pico, el consumo de gas de succión aumenta en consecuencia, y otra bomba se pone en funcionamiento automáticamente para asistir Figura 8.5 Diagrama de distribución del proceso de la estación de succión por presión negativa

la operación, con el fin de garantizar el uso normal durante la cirugía. Los procedimientos de trabajo de las tres bombas $A$, $B$ y $C$ son los siguientes: primero, cuando la bomba de trabajo principal $A$ no puede mantener el uso normal, la bomba $B$ se incorpora automáticamente para asistir, y la bomba $C$ sirve de reserva. Si, durante el funcionamiento de las bombas $A$ y $B$, una de ellas falla, la bomba defectuosa se desconecta automáticamente y la bomba $C$ se conmuta para asistir en el trabajo; en el siguiente arranque, la bomba $B$ pasa a ser la bomba de trabajo principal, la bomba $C$ asiste y la bomba $A$ pasa a ser la bomba de reserva; en el tercer arranque, la bomba $C$ es la bomba de trabajo principal, la bomba $A$ es la bomba de asistencia y la bomba $B$ es la bomba de reserva. De esta manera el ciclo continúa indefinidamente: cada bomba es una bomba de trabajo principal y, al mismo tiempo, una bomba de asistencia y una bomba de reserva. Este método de diseño es a la vez seguro y fiable y ahorra energía y costes de funcionamiento; por ello, se requiere que el diseño del circuito del armario de control eléctrico adopte un diseño por programa informático, para garantizar que los procedimientos de trabajo de cada bomba funcionen correctamente.

(5) Las bombas de vacío de la estación de succión por presión negativa funcionan principalmente mediante arranque/parada automática, complementada con arranque/parada manual, y cuentan con dispositivos de alarma de fallo y de presión insuficiente.

(6) La estación de succión por presión negativa debe construirse en un lugar alejado del edificio del departamento quirúrgico limpio, con el fin de evitar que la vibración y el ruido durante el funcionamiento de los equipos se transmitan a las salas de operaciones; la estación de succión puede ubicarse en el sótano o instalarse de forma independiente. Las sustancias de desecho y las sustancias sobrantes nocivas se eliminan completamente mediante el sistema de presión negativa, y este proceso de eliminación es el proceso de succión. El material aspirado contiene grandes cantidades de bacterias, y no se permite descargarlo a través de la tubería del sistema a la atmósfera exterior, porque estas sustancias contienen gran número de bacterias patógenas; de lo contrario, la concentración bacteriana en la atmósfera superaría con creces las normas higiénicas, contaminando gravemente el entorno circundante, lo que infringiría la ley nacional de protección ambiental. Para que el aire en la salida de descarga del sistema de succión cumpla los requisitos de seguridad (es decir, menos de 500 ufc/m³ en el aire), deben añadirse dispositivos de filtración de desinfección y esterilización al sistema de succión para retener las grandes cantidades de bacterias dentro del sistema y someterlas a tratamiento de eliminación, de modo que el aire cumpla los requisitos de las normas de higiene ambiental antes de descargarse a la atmósfera exterior.

(7) El conector terminal debe ser del tipo de conexión rápida autosellante, y debe disponerse de una malla filtrante de unas 10 mallas en el conector para evitar que las fibras de la sala de operaciones entren en el sistema con el flujo de aire y obstruyan la tubería. El conector se conecta al punto de succión mediante una manguera flexible y debe estar equipado con un dispositivo de regulación de presión, para poder ajustarse según los requisitos de succión en diferentes zonas del cuerpo y para pacientes de distintas edades, evitando que una presión negativa excesiva dañe los tejidos blandos internos del cuerpo y cause accidentes médicos; al mismo tiempo, debe intercalarse un frasco amortiguador de almacenamiento de líquido, y cuando el líquido esté lleno debe cortarse automáticamente la fuente de aire para evitar que los desechos fluyan hacia la tubería del sistema y causen obstrucción. Los frascos amortiguadores constan generalmente de dos frascos de 5 litros utilizados en serie: el primero se llena mientras el segundo sirve de reserva; al mismo tiempo, el segundo también sirve para separar el gas del líquido, por lo que es menos probable que los desechos sean aspirados hacia la tubería.

El impulsor —la única parte giratoria del 2BV— forma un anillo líquido del fluido de trabajo dentro de la carcasa elíptica de la bomba mediante la rotación. El fluido de trabajo cumple simultáneamente tres funciones: medio de sellado, medio de compresión y medio de refrigeración, sin desgaste ni necesidad de lubricación.

Durante la fase de descarga, el anillo líquido se aproxima gradualmente al cubo, descargando el medio bombeado axialmente por la abertura de descarga.

Debido a que el impulsor es excéntrico respecto al anillo líquido giratorio, el líquido se mueve hacia adelante y hacia atrás en los espacios entre las palas, igual que un pistón que se mueve en un cilindro, produciendo la succión y compresión del medio bombeado.

Durante la fase de succión, el anillo líquido se aleja gradualmente del cubo, aspirando el medio bombeado axialmente a través de la abertura de succión.

Figura 8.6　Referencia para la selección de bomba de succión por presión negativa

8.1.4　Aire comprimido

(1) El aire comprimido se aspira de la atmósfera y se comprime; por ello, al igual que la atmósfera, es una mezcla de diversos gases, mientras que el aire en sí mismo es un gas incoloro, inodoro y no inflamable. Dentro del departamento quirúrgico, el aire comprimido sirve principalmente como fuente de energía para equipos como taladros neumáticos y sierras neumáticas; también se utiliza como fuente de energía para ventiladores, así como mezclado con otros gases con fines terapéuticos, por lo que debe estar exento de aceite, limpio y sin olores.

(2) El suministro de aire comprimido se proporciona de forma centralizada por la estación central. La estación central debe ubicarse alejada del departamento quirúrgico para evitar que la vibración y el ruido del funcionamiento de los equipos perturben el departamento quirúrgico. (3) La estación de aire comprimido consta de los siguientes equipos principales: compresores de aire exentos de aceite, secadores, filtros, dispositivos de desinfección y esterilización, tanques de almacenamiento de gas, unidades de control eléctrico, equipos de refrigeración, etc. El compresor es el equipo núcleo de este sistema y debe ser altamente eficiente, de bajo consumo y alta fiabilidad; la selección de las especificaciones y modelos del compresor debe determinarse según el número de salas de operaciones y la cantidad total de otros consumos de gas necesarios.

[Referencia] Consulte la Figura 8.7 para el diagrama esquemático del flujo de proceso de la estación de aire comprimido.

Figura 8.7 Diagrama esquemático del flujo de proceso de la estación de gas comprimido

T. Termómetro　P. Manómetro　R. Válvula de seguridad

(4) La estación de fuente de aire comprimido debe estar equipada con dos conjuntos de equipos, uno en uso y otro en reserva. El compresor de aire es el equipo núcleo de este sistema y debe tener una configuración estructural simple, fiable y duradera, una tasa de fallos baja, bajo consumo y alta eficiencia; el procedimiento de arranque y parada del compresor de aire debe ser principalmente de arranque y parada automáticos, con arranque y parada manuales como complemento.

(5) El entorno de la estación del compresor de aire debe estar limpio y mantenerse alejado de morgues, estaciones de basura y rutas de transporte de basura, incineradores, salas de calderas y otros lugares similares; la calidad del aire recogido debe ser buena y, cuando sea necesario, debe añadirse un filtro de aire en la entrada del compresor, o una tubería de succión para aspirar aire de alta calidad desde la parte superior.

(6) Los conductos de suministro de aire comprimido deben ser de tuberías de cobre o de acero inoxidable. Los terminales deben utilizar acoplamientos de conexión rápida autosellantes.

[Referencia] Para la distribución en planta del proceso de la estación de aire comprimido, consulte la Figura 8.8.

8.1.5 Óxido nitroso

(1) El gas de la risa (N$_2$O) es un gas incoloro, inodoro y no irritante; también es un gas inerte y no tóxico que se disuelve fácil y seguramente en agua y alcohol, con un olor ligeramente aromático; solo libera oxígeno libre a altas temperaturas y por ello favorece la combustión. Sus propiedades físicas son las siguientes:

  • Peso molecular: 44.027
  • Peso específico: 1.53
  • Temperatura crítica: 26.5 ℃
  • Presión crítica: 7.41 MPa

(2) El gas de la risa, también conocido como monóxido de dinitrógeno, se utiliza principalmente para la anestesia quirúrgica. Durante la cirugía, si el paciente necesita ser anestesiado, puede utilizarse la máquina de anestesia para ajustar la proporción de oxígeno y gas de la risa, es decir, (N$_2$O)+(O$_2$), según la cantidad específica necesaria, y suministrarla al paciente para que la inhale en el organismo, a través de la Figura 8.8　Ejemplo de distribución en planta del proceso de una estación de aire comprimido

…se distribuye por todo el cuerpo mediante la acción de los órganos funcionales internos y anestesia los nervios, con el fin de lograr el objetivo de ausencia de dolor. Dado que el óxido nitroso se suministra al cuerpo humano junto con oxígeno, hay oxígeno suficiente para mantener el nivel de oxígeno necesario dentro del organismo del paciente; cuando finaliza la operación del paciente, se interrumpe el óxido nitroso y se administra inhalación de oxígeno, utilizando el oxígeno para desplazar el óxido nitroso restante en el cuerpo, por lo que el paciente recuperará la conciencia muy rápidamente, sin residuos en el organismo ni efectos secundarios, lo que favorece la recuperación postoperatoria. Por ello, el uso de óxido nitroso para la anestesia quirúrgica es muy seguro, y también es un anestésico muy ideal.

(3) Bajo una presión determinada, el óxido nitroso se convierte en líquido y se llena en cilindros de acero. El volumen de los cilindros es generalmente de 40 L. Durante su uso, se convierte en gaseoso tras la reducción de presión y se entrega a través de tuberías de transmisión a las salas de operaciones correspondientes del departamento quirúrgico limpio.

(4) La estación de óxido nitroso se ubica en una zona no limpia adyacente al departamento quirúrgico, en una posición con buena ventilación y transporte conveniente de cilindros. La fuente de gas de la estación de óxido nitroso se organiza generalmente en dos grupos, siendo suficientes dos cilindros por grupo. Dado que la cantidad de óxido nitroso utilizada en las salas de operaciones es extremadamente pequeña, el número de cilindros no debe ser demasiado elevado; de lo contrario, se generarán residuos. Los dos grupos de cilindros de óxido nitroso deben diseñarse con función de conmutación automática, y también contar con función de operación manual como respaldo; la estación central de suministro de óxido nitroso debe estar equipada con un dispositivo de alarma. Las funciones de alarma cubren: presión insuficiente del cilindro, y sobrepresión y/o subpresión de la presión de salida tras la reducción. La alarma debe conectarse a la sala de guardia o al puesto de enfermería, utilizando señales acústicas y visuales simultáneamente.

La presión de salida de la estación de óxido nitroso es 0.4 MPa.

La tubería de transmisión de óxido nitroso es generalmente de acero inoxidable o cobre, que llega directamente a la sala de operaciones y termina en enchufes de conexión rápida autosellantes; la conexión a la máquina de anestesia se realiza mediante un dispositivo enchufable externo y una manguera de transmisión. La distribución de la sala de óxido nitroso se muestra en la Figura 8.9.

8.1.6 Sistema de nitrógeno

(1) Las propiedades físicas del nitrógeno son las siguientes:

  • Peso molecular: 28.016
  • Peso específico: 0.967 3 (respecto al aire a 10 °C, 760 mmHg)
  • Densidad: 1.2505 g/L
  • Densidad crítica: 0.311 g/L
  • Presión crítica: 3.46 MPa

Figura 8.9 Diagrama esquemático de la distribución de equipos en una sala independiente de óxido nitroso

(2) En la sala de operaciones, el nitrógeno se utiliza principalmente como fuente de energía para taladros neumáticos de alta velocidad, sierras neumáticas y equipos similares; dado que el nitrógeno es un gas seguro que no representa peligro para la vida y no introduce factores de infección cruzada, el personal médico suele utilizar nitrógeno como fuente de energía al cortar hueso y realizar aberturas en cirugías profundas de Clase I de alta dificultad, lo que es relativamente seguro; sin embargo, cuando se utilizan grandes cantidades de nitrógeno en una sala de operaciones sellada y se dispersan en el espacio, reducirán el contenido de oxígeno del espacio y supondrán un peligro para el personal presente; por ello, debe prestarse atención a este problema en el diseño de las salas de operaciones limpias.

(3) La estación de nitrógeno debe ubicarse en la zona no limpia adyacente al departamento de cirugía; la estación debe estar bien ventilada y el transporte de cilindros debe ser conveniente.

(4) La fuente de gas de la estación de nitrógeno consta de bancos de cilindros de 40 L y 15 MPa; cada banco está generalmente equipado con 2–4 cilindros, y los dos bancos se conmutan entre sí: uno en funcionamiento y otro en reserva. Cuando el banco de trabajo está casi agotado, se emite una señal de alarma para notificar al personal correspondiente que sustituya los cilindros; cuando la presión cae a 0.8–1 MPa, el sistema conmuta automáticamente al otro banco para continuar funcionando, momento en el que pueden sustituirse los cilindros del banco utilizado anteriormente y mantenerse en reserva, esperando ser conmutados para su uso de nuevo la próxima vez. Este ciclo continuo constituye un proceso de suministro continuo de gas. Si la conmutación automática falla, puede realizarse mediante operación manual. La reserva de gas no debe ser inferior al consumo de tres días. Generalmente se seleccionan tuberías de cobre o de acero inoxidable para los conductos de suministro de nitrógeno. El nitrógeno de los cilindros se entrega a la sala de operaciones a través del dispositivo de conmutación y, tras la reducción de presión, a la sala de operaciones.

(5) La presión terminal para el uso de nitrógeno es 0.8–0.9 MPa; el conector terminal adopta un acoplador de conexión rápida autosellante; en uso, el adaptador externo se acopla al conector rápido y se conecta al equipo neumático a través de una manguera externa.

8.1.7 Gases mezclados

(1) Los gases mezclados son principalmente varios gases de función especial que no pueden utilizarse por sí solos; deben mezclarse con oxígeno antes de poder ser inhalados por el cuerpo humano para cumplir sus funciones.

(2) Los gases mezclados se presentan en las siguientes formas.

  1. El dióxido de carbono se mezcla con oxígeno para formar gas carbónico, en la proporción de $5%\mathrm{CO_2}+95%\mathrm{O_2}$. El dióxido de carbono se utiliza para contraer los vasos sanguíneos y reducir las burbujas dentro de los vasos, para que la sangre fluya sin problemas por ellos.

  2. El helio se mezcla con oxígeno en una proporción de 80 % de helio + 20 % de oxígeno; el helio es un gas muy ligero, y la mezcla resultante pesa solo 1/3 del peso del mismo volumen de aire. La densidad del helio es 1/7 de la del oxígeno, por lo que la mezcla de helio se difunde fácilmente; basándose en estas propiedades, puede utilizarse para afecciones como el asma y la estenosis de las vías aéreas, donde tiene un efecto calmante.

La máquina de anestesia cuenta con una válvula de escape de gas, instalada generalmente en el lado inspiratorio de la máquina; se mantiene normalmente cerrada y solo se abre temporalmente cuando es necesario.

8.1.8 Dispositivo de recuperación y descarga de gases residuales

(1) El sistema del dispositivo de recuperación y descarga de gases residuales es una instalación muy importante en una sala de operaciones limpia; es un sistema que ayuda a garantizar la buena calidad del aire dentro de la sala de operaciones. Sin el proceso de tratamiento de este dispositivo, el gas residual exhalado por los pacientes, que contiene la mezcla de gases anestésicos, perjudicaría al personal médico.

(2) El dispositivo de recuperación y descarga de gases residuales se encuentra dentro de la sala de operaciones; se proporciona una interfaz en el colgante de gas o en el terminal de reserva, y la salida de la tubería de descarga de gases residuales se acopla a su conector rápido para completar el proceso de descarga.

(3) La presión de la fuente de energía de recuperación y descarga de gases residuales se controla generalmente en un rango de vacío de 5–10 mmHg. Si la presión negativa es demasiado alta, la mezcla de gases anestésicos que sale de la máquina de anestesia no puede entrar en la boca del paciente y se descarga directamente al exterior a través del conducto de descarga, y también puede suponer un peligro para el paciente; si la presión negativa es demasiado baja, la energía es insuficiente y el gas residual exhalado por el paciente no puede descargarse. Por ello, se requiere que el equipo de descarga de gases residuales esté equipado con dispositivos de regulación y visualización de presión para satisfacer las necesidades respiratorias de diferentes pacientes. Generalmente existen dos tipos de fuentes de energía de descarga de gases residuales. Una consiste en utilizar una bomba de presión negativa de baja presión y alto caudal como fuente de energía; generalmente es apropiado un sistema que preste servicio a 3–5 salas de operaciones. Sin embargo, el método de bomba de presión negativa no es muy estable, porque se ve afectado por los cambios en el número de salas de operaciones en uso y por las fluctuaciones durante el arranque y parada de la bomba. El otro es el método de chorro, que utiliza el principio de chorro para generar energía de presión negativa para descargar los gases residuales; una vez ajustado según el estado del paciente, no cambia, porque cada sala de operaciones es independiente y no se ve afectada por otras salas ni por el sistema. Este es un método de recuperación y descarga de gases residuales relativamente estable, ideal y conveniente.

(4) Las tuberías del sistema de recuperación y descarga de gases residuales son generalmente tuberías de acero galvanizado o tuberías de plástico o nailon. El diámetro de las tuberías de transporte debe ser lo más grande posible, porque el gas residual se exhala de la boca del paciente, la presión es extremadamente limitada y la presión negativa dentro del tubo guía también lo es. Para garantizar que el gas exhalado se descargue sin problemas, es beneficioso hacer que el diámetro del tubo guía de descarga sea lo más grande posible.

8.1.9 Sistema de argón

(1) En la sala de operaciones, el argón se utiliza principalmente para la protección del bisturí de argón, reduciendo la cantidad de sangrado durante la cirugía.

(2) La fuente de gas argón se suministra en cilindros. El cilindro de acero puede trasladarse a la sala de operaciones y conectarse directamente a la máquina de anestesia mediante un dispositivo reductor de presión, o puede instalarse una estación de suministro con entrega por tubería, donde el gas se conecta a la máquina de anestesia a través de los acoplamientos enchufables rápidos en el colgante de gas o en el terminal de pared mediante un dispositivo de conexión. Con el método de suministro centralizado, la sala de operaciones está relativamente limpia y también es más segura, garantizando que la operación se desarrolle con normalidad. Las tuberías de transporte son generalmente de cobre desoxidado o de acero inoxidable.