Os gases medicinais no departamento cirúrgico limpo são instalações indispensáveis para auxiliar no tratamento e salvar a vida dos pacientes.

8.1.1 Gases Medicinais no Departamento Cirúrgico

Existem diversos tipos, sendo os principais oxigênio, sucção por pressão negativa, ar comprimido, nitrogênio, óxido nitroso, gases mistos, etc., mas pelo menos três gases — oxigênio, ar para sucção por pressão negativa e ar comprimido — devem ser instalados na sala cirúrgica limpa.

A quantidade de reserva da fonte de gases medicinais não deve ser inferior ao consumo de três dias.

8.1.2 Oxigênio

(1) Propriedades físicas. O oxigênio é um gás comburente incolor, inodoro e não irritante. O oxigênio deve estar em conformidade com a norma de oxigênio medicinal.

Peso molecular: 32

Densidade relativa: 1,153 a 0 ℃

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

Temperatura crítica: -118,4 ℃

Pressão crítica: 5,18 MPa

Taxa de expansão do estado líquido: a 1 atmosfera padrão (760 mmHg), 1 L de oxigênio líquido se expande para 865 L de oxigênio gasoso (ou seja, 1:865).

O oxigênio é utilizado para suprir a deficiência de oxigênio no organismo humano e, quando misturado a outros tipos de gases, para a realização de tratamentos especiais. Como a deficiência de oxigênio no organismo pode causar diversos distúrbios e situações de risco, é necessário fornecer ao corpo a quantidade necessária de oxigênio; no entanto, inalar oxigênio em concentração excessivamente alta também pode causar intoxicação. Como o tratamento requer certos gases especiais, que têm importância específica para determinadas funções do organismo humano, esses gases seriam prejudiciais se utilizados isoladamente. Portanto, o oxigênio é adicionado em uma proporção segura determinada e misturado para ser fornecido aos pacientes, de modo a alcançar o efeito terapêutico sem causar riscos.

(2) Fontes de oxigênio gasoso. Existem principalmente as três formas a seguir.

  1. Oxigênio gasoso.

① A estação de oxigênio gasoso é composta por diversos cilindros de aço de 40 L e 15 MPa agrupados, divididos em dois grupos, A e B, além de um coletor, um dispositivo de comutação e redução de pressão, um dispositivo de alívio de pressão de segurança, um dispositivo de alarme, etc.;

② O número de cilindros por grupo é definido com base no consumo diário do hospital, sendo geralmente 10 unidades por grupo; os dois grupos operam em regime de um em uso e um em reserva, com alternância entre si. O gás de alta pressão de ambos os grupos é encaminhado para a tubulação de alta pressão do coletor e enviado ao dispositivo de comutação e redução de pressão; após a redução de pressão individual, ele é distribuído ao departamento cirúrgico e a outras áreas.

③ Fonte de oxigênio gasoso. A operação dos dois grupos de cilindros ocorre principalmente por comutação automática, com comutação manual como modo complementar. Se o grupo A estiver em funcionamento, o grupo B permanecerá em reserva. Quando a pressão do grupo A cai com o prolongamento do tempo de operação e atinge um nível em que não é mais possível mantê-la, o sistema alterna automaticamente para o funcionamento do grupo B, continuando a fornecer o volume de gás necessário nos terminais. Ao mesmo tempo, o grupo A emite um sinal de alarme para notificar o funcionário de plantão a substituir os cilindros vazios do grupo A por cilindros cheios, que passarão a ser a fonte de reserva do grupo B. Quando o grupo B não conseguir mais manter a operação normal, o sistema alterna automaticamente para o grupo A retomar o funcionamento, e esse ciclo se repete continuamente.

④ A estação de oxigênio gasoso deve contar com locais de armazenamento separados para cilindros vazios e cheios, cada um com suas próprias identificações. A reserva da fonte de gás não deve ser inferior ao consumo de três dias. Os cilindros cheios não devem ser armazenados em locais descobertos; o tanque de oxigênio líquido e a plataforma de carga e descarga de cilindros devem contar com coberturas de proteção solar, fabricadas com materiais incombustíveis. As válvulas angulares dos cilindros utilizados devem ser fechadas e receber capas de proteção de aço. A temperatura ambiente da sala de cilindros em operação e da área do dispositivo de comutação e redução de pressão deve ser mantida na faixa de 10～35 ℃; se a temperatura ambiente for muito baixa, o redutor de pressão poderá congelar e prejudicar o funcionamento normal do sistema.

⑤ A estação de oxigênio gasoso deve contar com medidas à prova de explosão e boa ventilação; em um raio de 5 m não deve haver aberturas de ventilação de valas de comunicação. O local deve facilitar a entrada e saída de caminhões de transporte de cilindros, bem como as operações de carga e descarga; a construção da estação de oxigênio deve estar em conformidade com as leis e regulamentos nacionais aplicáveis.

⑥ O material das tubulações de transporte de oxigênio geralmente é escolhido entre tubos de aço inoxidável ou tubos de cobre desoxidado. As tubulações de transporte de gás devem contar com sistema de aterramento para condução de eletricidade estática eficiente, com resistência de aterramento inferior a 10 Ω, além de medidas de proteção contra raios. O sistema de transporte de gás é conectado de forma independente ao departamento cirúrgico limpo, não sendo compartilhado com outras áreas.

⑦ Dispositivos de alívio de segurança e de alarme devem ser instalados no sistema da estação de oxigênio gasoso: quando a pressão de saída for 0,015 MPa superior à pressão máxima de trabalho projetada, a válvula de alívio de pressão de segurança abre para descarregar o excesso de pressão e, ao mesmo tempo, o dispositivo de alarme emite um sinal de alarme de sobrepressão, garantindo a segurança do sistema, da tubulação e dos equipamentos correspondentes; quando a pressão de saída após o alívio de pressão ficar 0,025 MPa abaixo da pressão mínima de projeto (momento em que um sinal de alarme de subpressão é emitido), a válvula de alívio de pressão de segurança deve fechar automaticamente (não é permitida a instalação de válvulas de bloqueio antes ou depois da válvula de segurança) para garantir que o sistema retorne à normalidade. ⑧ O risco de incêndio da estação de oxigênio gasoso pertence à Classe B; a edificação deve ter classificação de resistência ao fogo não inferior ao Grau II. Dentro da sua distância de segurança contra incêndio, não pode haver porões, fossas subterrâneas, poços ou valas, nem escritórios, enfermarias e outros ambientes semelhantes; estes devem estar localizados a pelo menos 7 m de distância. A estação de gás deve ser mantida afastada de locais com risco de inflamabilidade e explosão, como caldeiras e incineradores; a sua distância de segurança deve cumprir os requisitos dos códigos nacionais de proteção contra incêndio e também obedecer aos regulamentos de gestão de higiene do hospital. A área ao redor da estação de gás deve ser mantida limpa, sem armazenamento de resíduos, e afastada de estações de coleta de lixo, necrotérios, salas de dissecação, incineradores e locais semelhantes.

⑨ As válvulas de ventilação de segurança devem ser instaladas ao ar livre, e os tubos que atravessam paredes devem ser equipados com luvas de passagem.

⑩ Deve ser reservado um espaço livre suficiente para manutenção entre os cilindros de gás/equipamentos e as paredes; a distância entre os cilindros de gás e as unidades de aquecimento não deve ser inferior a 800 mm.

⑪ Nenhuma parte do aquecedor pode entrar em contato com os equipamentos de fornecimento de oxigênio.

⑫ A resistência de isolamento entre os equipamentos elétricos e os equipamentos de oxigênio não deve ser inferior a 1 MΩ.

⑬ Os tubos do coletor e os redutores de pressão devem ser aterrados; os seus dispositivos de aterramento devem ser instalados de forma independente, com resistência de aterramento não superior a 10 Ω.

⑭ Todas as válvulas, redutores de pressão, válvulas de comutação, manômetros e mangueiras de conexão metálicas de alta pressão devem ser calibrados periodicamente e substituídos conforme exigido pelos manuais do produto.

⑮ A superfície externa de todos os condutos de oxigênio deve ser pintada com tinta de marcação branca.

[Referência] Para o projeto esquemático da estação de oxigênio gasoso para fornecimento central de gás medicinal, consulte a Figura 8.1.

[Referência] Para exemplos de projeto de layout e aparência externa da estação de oxigênio gasoso, consulte a Figura 8.2.

Figura 8.1　Diagrama Esquemático do Projeto da Estação de Oxigênio Gasoso Figura 8.2　Exemplos de projeto de layout e aparência externa da estação de oxigênio gasoso

  1. Oxigênio líquido. Uma estação de oxigênio líquido é composta principalmente por um tanque de armazenamento de oxigênio líquido, um vaporizador, instrumentos de monitoramento e regulação, um distribuidor e tubulações de transporte.

O tanque de armazenamento de oxigênio líquido é o equipamento central de uma estação de fornecimento de oxigênio líquido, portanto a seleção e a qualidade desse tanque são pontos prioritários. Os seguintes aspectos devem ser considerados principalmente:

① A reputação da marca do fabricante no mercado. A compra de tanques de armazenamento de oxigênio líquido é uma etapa muito importante; resguarde-se de produtos falsificados e de má qualidade, de produtos que apresentam mercadorias inferiores como de alta qualidade, e de produtos recondicionados a partir de unidades antigas (recicladas) (com superfícies repintadas) e posteriormente revendidos.

② O tanque de armazenamento de oxigênio líquido é um vaso de pressão de temperatura ultrabaixa, portanto o desempenho de isolamento térmico do tanque de oxigênio líquido deve ser confiável.

③ O volume é determinado de acordo com o consumo de gás e o porte do hospital. Geralmente, são selecionados um tanque de 3,5–5 m³, ou dois tanques de armazenamento da mesma especificação — um em operação e um como reserva — com alternância entre si e proteção mútua. Se a fonte de oxigênio líquido for relativamente distante, ou o número de leitos for elevado, ou o hospital contar com câmara de oxigênio hiperbárica, e houver espaço permitido para instalação nas dependências da instituição, pode-se selecionar adequadamente um tanque de volume maior para reduzir a frequência de abastecimento por transporte.

④ Um tanque de armazenamento com pressão de 0,8 MPa geralmente é suficiente. Se a pressão for muito alta, o investimento inicial é elevado; se a pressão for muito baixa, o transporte a longa distância torna-se difícil, e a pressão terminal e a vazão também ficam instáveis.

⑤ A seleção do vaporizador deve ser definida de acordo com as condições de consumo de gás do hospital. Geralmente, um vaporizador com capacidade de 50 m³/h é suficiente; caso haja uso especial de gás (como em câmara de oxigênio hiperbárica) e um grande número de leitos de internação, a capacidade deve ser aumentada adequadamente para 100 m³/h ou mais.

⑥ Distribuidor. É um pequeno recipiente fabricado em aço inoxidável, geralmente com cerca de 0,3 m³ de volume, que desempenha função de amortecimento e estabilização. De acordo com os diferentes pontos de destino, são feitas conexões separadas individualmente a partir do amortecedor.

【Referência】　Para o layout da estação de oxigênio líquido (com oxigênio gasoso como reserva), consulte a Figura 8.3.

A localização de instalação da estação de oxigênio líquido deve levar em conta a distância de segurança em relação a outros objetos.

【Referência】　Para as distâncias de segurança entre o tanque de oxigênio líquido e outros objetos, consulte a Tabela 8.1. Tabela 8.1　Distâncias Mínimas de Segurança entre o Tanque de Oxigênio Líquido e Outros Objetos (m)

N.º Objetos relacionados Distância/m
1 Áreas de trabalho a quente e áreas de fumagem 5
2 Subestações de média e alta tensão 5
3 Áreas de armazenamento de pequenas quantidades de materiais inflamáveis 5
4 Áreas de armazenamento de grandes quantidades de materiais inflamáveis 15
5 Tubos de ventilação que contêm gases inflamáveis 5
6 Área de armazenamento de cilindros de gás inflamável com capacidade inferior a 70Nm³ (15℃, 1013mbar) 5
7 Área de armazenamento de cilindros de gás inflamável com capacidade superior a 70Nm³ (15℃, 1013mbar) 8
8 Requisitos para tanque de armazenamento de gás liquefeito de petróleo de 20t:
0–1.1t (volume equivalente 0–2.15m³) 6
1.1–4t (volume equivalente 2.15–7.84m³) 7.5
4–6t (volume equivalente 7.84–117m³) 15
60–150t (volume equivalente 117–294m³) 22.5
9 Tubulações que transportam gases ou líquidos inflamáveis 3
10 Chaminés com chama aberta ou fornos de chama aberta 20
11 Escritórios, refeitórios e áreas com possível aglomeração de pessoas 5
12 Flanges e juntas em tubulações que transportam gases ou líquidos inflamáveis:
Diâmetro interno do tubo inferior a 25mm 6
Diâmetro interno do tubo inferior a 50mm 10
Diâmetro interno do tubo inferior a 70mm 15
13 Tubulações de admissão de ar de compressores/ventiladores 5
14 Esgotos ou valas de cabos 5
15 Paredes de vedação de edifícios 5
16 Vias públicas 5
17 Ferrovias públicas 10
18 Áreas públicas de estacionamento de veículos 5
  1. Gerador de oxigénio. O gerador de oxigénio é uma instalação sistémica composta por múltiplos equipamentos, e o oxigénio que produz deve cumprir as normas de abastecimento de oxigénio medicinal. Para o efeito, todo o sistema, enquanto conjunto completo de equipamentos para produção de oxigénio medicinal, deve ser um conjunto completo de instalações avaliado e aprovado por uma entidade legalmente competente antes de poder entrar em funcionamento. A estação de geração de oxigénio é composta por uma unidade de compressão de ar, uma unidade de armazenamento e tratamento de ar, uma unidade de separação oxigénio-nitrogénio, uma unidade de filtragem, esterilização e armazenamento de oxigénio, equipamentos de monitorização, uma unidade de enchimento de reserva, uma unidade de controlo elétrico, entre outros.

As especificações e os modelos dos equipamentos do gerador de oxigénio devem ser selecionados de acordo com a dimensão do hospital e o consumo total em todos os pontos de utilização, devendo ser reservada uma margem para desenvolvimento futuro. Devem ser instalados dois conjuntos de equipamentos de geração de oxigénio (um em funcionamento e um de reserva), e o equipamento deve operar principalmente em modo automático, com operação manual em modo de reserva. A sala de máquinas deve ser mantida limpa e dispor de espaço para manutenção; o ambiente na admissão de ar do compressor não deve ter fontes de poluição e deve ser mantido limpo.

(3) Localização e requisitos da estação central de abastecimento de fonte de oxigénio.

  1. A estação central de abastecimento de fonte de oxigénio não pode ser construída numa cave; deve estar localizada num local com boa ventilação, medidas de proteção antiexplosão e transporte conveniente. Não deve existir salas de caldeiras, chamas vivas ou salas de distribuição elétrica nas imediações da estação de oxigénio; as superfícies das valas num raio de 5m devem ser vedadas, não sendo permitida qualquer passagem de ar entre a superfície e o subsolo.

  2. O local de construção da estação central de abastecimento de fonte de oxigénio deve cumprir a legislação e regulamentação nacionais aplicáveis, de forma a garantir as distâncias de segurança necessárias. Figura 8.3　Exemplo de disposição em planta de uma estação de oxigénio líquido (com estação de oxigénio gasoso como reserva)

  1. A estação central de abastecimento de oxigénio tem classificação de perigosidade de incêndio de Classe B e deve ser um edifício com grau de resistência ao fogo não inferior a II　2. O reservatório de oxigénio líquido e a plataforma de carga e descarga de garrafas de gás devem dispor de toldos de proteção solar e coberturas contra chuva, e a cobertura e os seus suportes devem ser de construção incombustível　3. As tubulações de oxigénio devem dispor de dispositivos de ligação à terra para eliminação de eletricidade estática, e a resistência de ligação à terra não deve ser superior a 10Ω; o reservatório de oxigénio líquido deve dispor de dispositivos de ligação à terra para proteção contra raios　4. A temperatura ambiente da sala de plantão com consola de controlo deve ser superior a 10℃　5. A sala do banco de garrafas de gás deve estar equipada com ventiladores de exaustão antiexplosão, e o recinto da estação de oxigénio líquido deve dispor de iluminação antiexplosão　6. A sala de plantão deve dispor de um telefone de plantão　7. Dentro da distância de segurança contra incêndios não podem existir caves, covas subterrâneas, poços subterrâneos ou valas subterrâneas; não são permitidos materiais combustíveis e inflamáveis, e escritórios, enfermarias, locais públicos e vias movimentadas devem estar localizados a pelo menos 7m de distância

3）A estação central de abastecimento de fonte de oxigénio deve dispor de uma rede de ligação à terra devidamente executada e de medidas de proteção contra raios.

4）O gás fornecido ao bloco operatório deve provir de um sistema independente; as tubulações de transporte de oxigénio geralmente podem ser de aço inoxidável ou cobre, e os terminais devem utilizar tomadas de ligação rápida autovedantes.

O diagrama esquemático do sistema central de geração de oxigénio medicinal é apresentado na Figura 8.4.

8.1.3　Aspiração por Pressão Negativa

（1）Aplicações da aspiração por pressão negativa no bloco operatório limpo.

1）Remoção de sangue em redor da incisão e de outras substâncias em excesso durante a cirurgia, para garantir o decorrer normal da operação.

2）Remoção de contaminantes do organismo do paciente e de outras substâncias em excesso que ameacem a vida.

（2）Composição da estação de aspiração por pressão negativa.

Os equipamentos da estação de aspiração por pressão negativa incluem principalmente bombas de vácuo, reservatórios tampão, distribuidores, separadores gás-líquido (equipamentos de arrefecimento), dispositivos de drenagem, dispositivos de filtragem e esterilização, instalações de silenciamento e equipamentos de controlo elétrico.

[Referência]　O diagrama de disposição do processo da estação de aspiração por pressão negativa (tendo como exemplo uma bomba de vácuo de anel de água) é apresentado na Figura 8.5.

（3）A bomba de vácuo é o equipamento central do sistema de aspiração por pressão negativa; devem ser selecionados produtos de alta qualidade com elevado desempenho, baixo consumo energético, funcionamento sem poluição e longa vida útil. Geralmente são escolhidas bombas de vácuo de anel de água, e a sua velocidade de bombagem é determinada principalmente com base no número total de salas de operação, camas de enfermaria hospitalar e camas de UCI.

(a) Sistema

(b) Processo

Figura 8.4　Diagrama esquemático do sistema central de geração de oxigénio medicinal

  1. Compressores de ar de parafuso de alta eficiência n.º 1 e n.º 2
  2. Filtro de precisão primário
  3. Secadores frigoríficos de dois estágios n.º 1 e n.º 2
  4. Filtro de precisão intermédio
  5. Filtro de precisão final
  6. Reservatório de armazenamento de ar
  7. Geradores de oxigénio n.º 1 e n.º 2
  8. Reservatório de armazenamento de oxigénio
  9. Filtros esterilizantes n.º 1 e n.º 2
  10. Coletor
  11. Monitor de pureza do oxigénio
  12. Caudalímetro total
  13. Quadro de distribuição elétrica e sistema de tubulações
  14. Compressor de oxigénio
  15. Dispositivo de enchimento de garrafas

[Referência]　Para as unidades principais dos equipamentos de pressão negativa, consulte a Figura 8.6. (4) As bombas de vácuo da estação de sucção por pressão negativa devem dispor de unidades reserva, e o conjunto é geralmente composto por 2 a 3 bombas. Cada bomba de vácuo opera conforme um programa predefinido, e todas devem participar de operação cíclica automática; por exemplo, se uma estação de pressão negativa for projetada com duas bombas de vácuo A e B, a bomba A opera enquanto a bomba B fica em reserva; caso, durante o pico de consumo de gás, a velocidade de bombeamento da bomba A não atenda à demanda ou a bomba apresente falha, a bomba B também será automaticamente colocada em operação para garantir o abastecimento normal de gás. No ciclo seguinte, a bomba B opera enquanto a bomba A fica em reserva, e a bomba A também pode ser acionada quando necessário. Dessa forma, as bombas alternam continuamente, protegendo-se e substituindo-se mutuamente, garantindo o funcionamento normal do sistema de vácuo de pressão negativa. É anormal que uma “bomba reserva” permaneça em posição de reserva durante todo o ano. Quando um sistema de pressão negativa é de grande porte e o número de salas de cirurgia é elevado, a velocidade de bombeamento das bombas de vácuo deve ser alta; caso contrário, não é possível garantir o uso normal durante as cirurgias; se forem selecionadas apenas duas bombas (uma em uso e uma em reserva), a potência de cada bomba será relativamente grande, e a corrente de pico no instante da partida da bomba é muito elevada. Como as bombas de vácuo ligam e desligam com muita frequência durante os períodos de pico cirúrgico, o intervalo entre o desligamento e a próxima partida é muito curto para motores de alta potência, o que, por um lado, desperdiça energia e, por outro, facilmente causa queima do componente. Por esse motivo, é mais econômico projetar a estação de bombas de vácuo com três unidades — uma em operação, uma auxiliando e uma em reserva —, utilizando três bombas de vácuo de menor porte A, B e C. Durante feriados, períodos de tarde e de noite, quando não há pico de cirurgias, a operação de uma bomba é suficiente para manter o uso geral do gás de sucção por pressão negativa. Quando as cirurgias atingem o pico, o consumo de gás de sucção aumenta correspondentemente, e outra bomba é automaticamente colocada em operação para auxiliar

Figura 8.5 Diagrama de layout do processo da estação de sucção por pressão negativa

na operação, de modo a garantir o uso normal durante os procedimentos cirúrgicos. Os procedimentos de trabalho das três bombas $A$, $B$ e $C$ são os seguintes: primeiramente, quando a bomba de trabalho principal $A$ não consegue manter o uso normal, a bomba $B$ é automaticamente acionada para auxiliar, e a bomba $C$ permanece em reserva. Caso, durante a operação das bombas $A$ e $B$, uma delas apresente falha, a bomba avariada sai de operação automaticamente e a bomba $C$ é inserida para auxiliar na realização do trabalho; na próxima partida do sistema, a bomba $B$ passa a ser a bomba de trabalho principal, a bomba $C$ atua como auxiliar e a bomba $A$ passa a ser a bomba reserva; na terceira partida, a bomba $C$ é a bomba de trabalho principal, a bomba $A$ é a bomba auxiliar e a bomba $B$ é a bomba reserva. Dessa forma o ciclo se repete indefinidamente: cada bomba é uma bomba de trabalho principal e, ao mesmo tempo, uma bomba auxiliar e uma bomba reserva. Esse método de projeto é seguro e confiável, além de economizar energia e custos operacionais; portanto, o projeto do circuito do armário de controle elétrico deve adotar programação computacional, de forma a garantir que os procedimentos de trabalho de cada bomba operem normalmente.

(5) As bombas de vácuo da estação de sucção por pressão negativa operam principalmente por partida/parada automática, com complemento de partida/parada manual, e contam com dispositivos de alarme de falha e de pressão insuficiente.

(6) A estação de sucção por pressão negativa deve ser construída em local afastado do edifício do departamento cirúrgico limpo, de forma a evitar que vibração e ruído gerados durante o funcionamento do equipamento sejam transmitidos às salas de cirurgia; a estação de sucção pode ser localizada no subsolo ou instalada em edificação independente. Resíduos e substâncias nocivas em excesso são removidos completamente por meio do sistema de pressão negativa, e esse processo de remoção corresponde ao próprio processo de sucção. O material aspirado contém grande quantidade de bactérias, e não é permitido descarregá-lo na atmosfera externa através da tubulação do sistema, pois essas substâncias contêm grande número de bactérias patogênicas; caso contrário, a concentração bacteriana na atmosfera excederia em muito os padrões higiênicos, poluindo gravemente o meio ambiente ao redor, o que violaria a legislação nacional de proteção ambiental. Para que o ar na saída de exaustão do sistema de sucção atenda aos requisitos de segurança (ou seja, concentração inferior a 500 cfu/m³ no ar), devem ser adicionados dispositivos filtrantes de desinfecção e esterilização ao sistema de sucção, para reter as grandes quantidades de bactérias no interior do sistema e submetê-las a tratamento de eliminação, de modo que o ar atenda aos requisitos dos padrões de higiene ambiental antes de ser lançado na atmosfera externa.

(7) O conector terminal deve ser do tipo de engate rápido autovedante, e uma tela filtrante de aproximadamente 10 malhas deve ser instalada no conector para evitar que fibras presentes na sala de cirurgia entrem no sistema junto com o fluxo de ar e entupam a tubulação. O conector é conectado ao ponto de sucção por meio de uma mangueira flexível e deve estar equipado com um dispositivo regulador de pressão, para que ajustes possam ser feitos de acordo com os requisitos de sucção em diferentes regiões do corpo e para pacientes de diferentes faixas etárias, evitando que a pressão negativa excessiva lesione os tecidos moles internos do corpo e cause acidentes médicos; ao mesmo tempo, um frasco amortecedor coletor de líquido deve ser intercalado no circuito, e quando o líquido atingir a capacidade máxima, a fonte de ar deve ser cortada automaticamente para evitar que resíduos escoem para a tubulação do sistema e causem entupimento. Os frascos amortecedores geralmente consistem em dois frascos de 5 litros usados em série: o primeiro enche enquanto o segundo serve de reserva; ao mesmo tempo, o segundo frasco também realiza a separação entre gás e líquido, reduzindo a probabilidade de que os resíduos sejam aspirados para a tubulação. O impulsor — a única peça rotativa da 2BV — forma um anel líquido do fluido de trabalho no interior da carcaça elíptica da bomba por meio da rotação. O fluido de trabalho desempenha simultaneamente três funções: meio de vedação, meio de compressão e meio de resfriamento, não havendo desgaste nem necessidade de lubrificação.

Durante a fase de descarga, o anel líquido se aproxima gradualmente do cubo, descarregando o meio bombeado axialmente pela porta de descarga.

Como o impulsor está em posição excêntrica em relação ao anel líquido rotativo, o líquido se desloca alternadamente nos espaços entre as pás, assim como um pistão se move no interior de um cilindro, promovendo a sucção e a compressão do meio bombeado.

Durante a fase de sucção, o anel líquido se afasta gradualmente do cubo, aspirando o meio bombeado axialmente pela porta de sucção.

Figura 8.6　Referência para Seleção de Bomba de Sucção a Pressão Negativa

8.1.4　Ar Comprimido

(1) O ar comprimido é aspirado da atmosfera e comprimido; portanto, assim como a atmosfera, é uma mistura de vários gases, enquanto o ar em si é um gás incolor, inodoro e não inflamável. No departamento cirúrgico, o ar comprimido atua principalmente como fonte de energia para equipamentos como brocas pneumáticas e serras pneumáticas; também é utilizado como fonte de energia para ventiladores pulmonares, além de ser misturado a outros gases para fins terapêuticos, por isso deve ser isento de óleo, limpo e inodoro.

(2) O abastecimento de ar comprimido é fornecido de forma centralizada pela estação central. A estação central deve estar localizada afastada do departamento cirúrgico para evitar que vibrações e ruídos do funcionamento dos equipamentos perturbem o departamento cirúrgico. (3) A estação de ar comprimido é composta pelos seguintes equipamentos principais: compressores de ar isentos de óleo, secadores, filtros, dispositivos de desinfecção e esterilização, tanques de armazenamento de gás, unidades de controle elétrico, equipamentos de resfriamento, etc. O compressor é o equipamento central deste sistema e deve ser altamente eficiente, ter baixo consumo de energia e alta confiabilidade; a seleção das especificações e modelos do compressor deve ser definida de acordo com o número de salas operatórias e o volume total de consumo dos demais gases necessários.

[Referência] Consulte a Figura 8.7 para o diagrama esquemático do fluxo de processo da estação de ar comprimido.

Figura 8.7 Diagrama esquemático do fluxo de processo da estação de gás comprimido

T. Termômetro　P. Manômetro　R. Válvula de segurança

(4) A estação de fonte de ar comprimido deve ser equipada com dois conjuntos de equipamentos, um em uso e um em reserva. O compressor de ar é o equipamento central deste sistema e deve ter uma configuração estrutural simples, confiável e durável, baixa taxa de falhas, baixo consumo de energia e alta eficiência; o procedimento de partida e parada do compressor de ar deve ser majoritariamente automático, com partida e parada manuais como complemento.

(5) O ambiente da estação de compressores de ar deve ser limpo e mantido afastado de necrotérios, estações de lixo e rotas de transporte de lixo, incineradores, salas de caldeiras e outros locais semelhantes; a qualidade do ar captado deve ser boa e, quando necessário, deve ser adicionado um filtro de ar na entrada do compressor de ar, ou um duto de sucção para aspirar ar de alta qualidade em pontos elevados.

(6) Os dutos de transporte de ar comprimido devem ser feitos de tubos de cobre ou tubos de aço inoxidável. Os terminais devem utilizar acoplamentos de conexão rápida autovedantes.

[Referência] Para o layout do plano de processo da estação de ar comprimido, consulte a Figura 8.8.

8.1.5 Óxido Nitroso

(1) O gás do riso (N$_2$O) é um gás incolor, inodoro e não irritante; é também um gás inerte e não tóxico, que se dissolve de forma fácil e segura em água e álcool, com um odor ligeiramente aromático; ele apenas libera oxigênio livre em altas temperaturas e, por isso, favorece a combustão. Suas propriedades físicas são as seguintes:

  • Peso molecular: 44,027
  • Densidade específica: 1,53
  • Temperatura crítica: 26,5 ℃
  • Pressão crítica: 7,41 MPa

(2) O gás do riso, também conhecido como monóxido de dinitrogênio, é utilizado principalmente para anestesia cirúrgica. Durante a cirurgia, se o paciente precisar ser anestesiado, a máquina de anestesia pode ser utilizada para ajustar a proporção de oxigênio e gás do riso, ou seja, (N$_2$O)+(O$_2$), de acordo com a quantidade específica necessária, e fornecê-la ao paciente para inalação no organismo, por meio da Figura 8.8　Exemplo de layout do plano de processo de uma estação de ar comprimido

…é distribuído por todo o organismo por meio da ação dos órgãos funcionais internos e anestesia os nervos, de forma a alcançar o objetivo de ausência de dor. Como o óxido nitroso é administrado ao corpo humano juntamente com oxigênio, há oxigênio suficiente para manter o nível de oxigênio necessário no organismo do paciente; quando a operação do paciente é concluída, o óxido nitroso é interrompido e é administrada inalação de oxigênio, utilizando o oxigênio para deslocar o óxido nitroso remanescente no organismo, para que o paciente recupere a consciência muito rapidamente, sem resíduos no organismo nem efeitos colaterais, o que favorece a recuperação pós-operatória. Portanto, a utilização de óxido nitroso para anestesia cirúrgica é muito segura, sendo também um anestésico muito ideal.

(3) Sob uma determinada pressão, o óxido nitroso se torna líquido e é envasado em cilindros de aço. O volume dos cilindros é geralmente de 40 L. Durante o uso, ele se torna gasoso após a redução de pressão e é transportado por dutos de transmissão até as salas operatórias correspondentes do departamento cirúrgico limpo. (4) A estação de óxido nitroso está localizada em uma área não limpa adjacente ao centro cirúrgico, em um local com boa ventilação e facilidade para o transporte de cilindros. A fonte de gás da estação de óxido nitroso é geralmente organizada em dois grupos, sendo suficientes dois cilindros por grupo. Como o volume de óxido nitroso utilizado nas salas cirúrgicas é extremamente reduzido, o número de cilindros não deve ser muito elevado; caso contrário, haverá desperdício. Os dois grupos de cilindros de óxido nitroso devem ser projetados com função de alternância automática, além de contar com função de operação manual como reserva; a estação central de fornecimento de óxido nitroso deve obrigatoriamente ser equipada com um dispositivo de alarme. As funções de alarme abrangem: pressão insuficiente dos cilindros, além de sobrepressão e/ou subpressão da pressão de saída após a redução de pressão. O alarme deve ser conectado à sala de plantão ou ao posto de enfermagem, utilizando simultaneamente sinais sonoros e visuais.

A pressão de saída da estação de óxido nitroso é de 0,4 MPa.

A tubulação de transporte de óxido nitroso é geralmente feita de aço inoxidável ou cobre, seguindo diretamente para a sala cirúrgica e terminando em soquetes de conexão rápida autovedantes; a conexão com a máquina de anestesia é realizada por meio de um dispositivo de encaixe externo e de uma mangueira de transmissão. A disposição da sala de óxido nitroso é apresentada na Figura 8.9.

8.1.6 Sistema de Gás Nitrogênio

(1) As propriedades físicas do nitrogênio são as seguintes:

  • Peso molecular: 28,016
  • Densidade específica: 0,9673 (em relação ao ar a 10 °C, 760 mmHg)
  • Densidade: 1,2505 g/L
  • Densidade crítica: 0,311 g/L
  • Pressão crítica: 3,46 MPa

Figura 8.9 Diagrama esquemático da disposição de equipamentos em uma sala separada de óxido nitroso

(2) Na sala cirúrgica, o nitrogênio é utilizado principalmente como fonte de energia para brocas pneumáticas de alta velocidade, serras pneumáticas e equipamentos semelhantes; como o nitrogênio é um gás seguro, que não representa risco de morte e não introduz fatores de infecção cruzada, a equipe médica costuma utilizá-lo como fonte de energia durante o corte de ossos e a realização de aberturas em cirurgias de Classe I profundas e de alta dificuldade, o que é relativamente seguro. No entanto, quando grandes volumes de nitrogênio são utilizados em uma sala cirúrgica selada e se dispersam no ambiente, eles reduzem o teor de oxigênio do espaço e representam um risco para o pessoal presente na sala; portanto, essa questão deve ser levada em consideração no projeto de salas cirúrgicas limpas.

(3) A estação de nitrogênio deve estar localizada na área não limpa adjacente ao departamento cirúrgico; a estação de nitrogênio deve contar com boa ventilação e facilidade para o transporte de cilindros.

(4) A fonte de gás da estação de nitrogênio é composta por bancos de cilindros de 40 L e 15 MPa; cada banco é geralmente equipado com 2 a 4 cilindros, e os dois bancos alternam entre si — um em operação e outro em reserva. Quando o banco de trabalho estiver quase esgotado, é emitido um sinal de alarme para notificar a equipe responsável para substituir os cilindros; quando a pressão cair para a faixa de 0,8 a 1 MPa, o sistema alterna automaticamente para o outro banco para continuar a operação, momento em que os cilindros do banco utilizado anteriormente podem ser substituídos e mantidos em reserva, aguardando a próxima alternância para serem utilizados novamente. Esse ciclo contínuo constitui um processo de fornecimento ininterrupto de gás. Caso a alternância automática falhe, o procedimento pode ser realizado por meio de operação manual. A reserva de gás não deve ser inferior ao consumo de três dias. Geralmente são selecionados tubos de cobre ou de aço inoxidável para os condutos de transporte de nitrogênio. O nitrogênio armazenado nos cilindros é transportado para a sala cirúrgica por meio do dispositivo de alternância e, em seguida, após a redução de pressão, encaminhado à sala cirúrgica.

(5) A pressão terminal para utilização do nitrogênio é de 0,8 a 0,9 MPa; o conector terminal adota um acoplador de conexão rápida autovedante; durante o uso, o adaptador externo se encaixa no conector rápido e é conectado ao equipamento pneumático por meio de uma mangueira externa.

8.1.7 Gases Misturados

(1) Os gases misturados correspondem principalmente a um conjunto de gases de função especial que não podem ser utilizados isoladamente; eles precisam ser misturados ao oxigênio para que possam ser inalados pelo organismo humano e exercerem suas funções.

(2) Os gases misturados apresentam as seguintes formas.

  1. O gás dióxido de carbono é misturado ao oxigênio para formar gás de ácido carbônico, na proporção de $5%\mathrm{CO_2}+95%\mathrm{O_2}$. O dióxido de carbono é utilizado para contrair vasos sanguíneos e reduzir bolhas no interior dos vasos, de modo que o sangue flua suavemente pelos vasos.

  2. O hélio é misturado ao oxigênio na proporção de 80% de hélio + 20% de oxigênio; o hélio é um gás muito leve, e a mistura resultante pesa apenas 1/3 do peso de um mesmo volume de ar. A densidade do hélio corresponde a 1/7 da densidade do oxigênio, portanto a mistura de hélio se difunde facilmente; com base nessas propriedades, ela pode ser utilizada para condições como asma e estenose de vias aéreas, nas quais apresenta efeito calmante.

A máquina de anestesia conta com uma válvula de escape de gás, geralmente instalada no lado inspiratório da máquina de anestesia; ela permanece fechada em condições normais e só é aberta temporariamente quando necessário.

8.1.8 Dispositivo de Recuperação e Descarga de Gases Residuais

(1) O sistema do dispositivo de recuperação e descarga de gases residuais é uma instalação muito importante em uma sala cirúrgica limpa; é um sistema que ajuda a garantir a boa qualidade do ar no interior da sala cirúrgica. Sem o processo de tratamento desse dispositivo, os gases residuais exalados pelos pacientes, que contêm a mistura de gás anestésico, causariam danos à equipe médica.

(2) O dispositivo de recuperação e descarga de gases residuais está localizado dentro da sala cirúrgica; é fornecida uma interface no pendente de gás ou no terminal de reserva, e a saída do tubo de descarga de gases residuais é conectada ao seu conector rápido para concluir o processo de descarga dos gases residuais. (3) A pressão da fonte de energia para recuperação e descarga de gases residuais é geralmente controlada em uma faixa de vácuo de 5 a 10 mmHg. Se a pressão negativa for muito alta, a mistura de gases anestésicos que sai da máquina de anestesia não consegue entrar na boca do paciente e é descarregada diretamente para o exterior através do duto de descarga, além de também poder representar perigo ao paciente; se a pressão negativa for muito baixa, a energia é insuficiente e os gases residuais exalados pelo paciente não conseguem ser descarregados. Por isso, exige-se que o equipamento de descarga de gases residuais seja equipado com dispositivos de regulação e exibição de pressão para atender às necessidades respiratórias de diferentes pacientes. Geralmente existem dois tipos de fontes de energia para descarga de gases residuais. Um deles utiliza uma bomba de vácuo de baixa pressão e alta vazão como fonte de energia; em geral, é adequado um sistema que atende de 3 a 5 salas de cirurgia. No entanto, o método da bomba de vácuo não é muito estável, pois é afetado por variações no número de salas de cirurgia em uso e por flutuações durante a partida e o desligamento da bomba. O outro é o método a jato, que utiliza o princípio de jato para gerar energia de pressão negativa para descarregar os gases residuais; uma vez ajustado de acordo com o quadro do paciente, ele não se altera, pois cada sala de cirurgia é independente e não é afetada por outras salas de cirurgia nem pelo sistema. Trata-se de um método de recuperação e descarga de gases residuais relativamente estável, relativamente ideal e relativamente conveniente.

(4) Os tubos do sistema de recuperação e descarga de gases residuais são geralmente tubos de aço galvanizado, de plástico ou de náilon. O diâmetro dos tubos de transporte deve ser o maior possível, pois os gases residuais são exalados da boca do paciente, a pressão é extremamente limitada, e a pressão negativa no interior do tubo condutor também é limitada. Para garantir que o gás exalado seja descarregado sem problemas, é vantajoso que o diâmetro do tubo condutor de descarga seja o maior possível.

8.1.9 Sistema de Gás Argônio

(1) Na sala de cirurgia, o argônio é utilizado principalmente para a proteção da faca de argônio, reduzindo a quantidade de sangramento durante a cirurgia.

(2) A fonte de gás argônio é fornecida em cilindros. O cilindro de aço pode ser movido para a sala de cirurgia e conectado diretamente à máquina de anestesia através de um dispositivo redutor de pressão, ou pode ser montada uma estação de fornecimento com transporte por tubulação, na qual o gás é conectado à máquina de anestesia através dos acoplamentos de encaixe rápido nos terminais do pendente de gases ou de parede, por meio de um dispositivo de conexão. Com o método de fornecimento centralizado, a sala de cirurgia fica relativamente limpa e também relativamente segura, garantindo que a operação transcorra normalmente. Os tubos de transporte são geralmente tubos de cobre desoxidado ou de aço inoxidável.