Seguridad Electrica en Hospitales

Ing. Yuri Alexis Rizo Delgado

Los principales contribuyentes a los accidentes eléctriana en hospitales son: equipo en mal estado, el alambrado defectuoso y los más comunes son por corrientes de fuga en el equipo. Los problemas eléctricos son la segunda causa de incendios en los hospitales, en mayor medida por la violación de las normas del buen uso de equipo y reglamentos de instalaciones [11]. Debido a la alta sensibilidad de los equipos electrónicos/ Biomédicos, estos pueden fallar si su sistema eléctrico de alimentación no está construido de acuerdo con normas de Ingeniería. 1. ACCIDENTES. Accidentes que se deben a error humano, como una falsa maniobra, error en la manipulación de los contactos y

10

protección de los equipos mal puestos o mal protegidos. Es muy común ver en algunas Salas de Cirugía cables de prolongación en el suelo, multitomas en que la conexión a tierra no existe o está mal conectada, conductores en que la pérdida del material aislante se suple con tela adhesiva, etc. [5] Se considera que el 33% de estos accidentes son causados porque las técnicas quirúrgicas no consideran la resistencia del cuerpo del paciente y lo expone a la corriente eléctrica del equipo circundante. El mayor riesgo es para los pacientes a los que se les practica cirugía dentro de la cavidad toráxica. El creciente uso de equipos, tales como monitores cardiacos, inyectores de tinte, catéters cardiacos y otros instrumentos auxiliares de cirugía aumenta la amenaza de electrocución cuando se usan dentro del sistema circulatorio. [6] En electrocirugía, toda pieza del equipo que entre en contacto con el paciente es un riesgo posible para él. Nos referimos a los electrodos de E.C.G. agujas monitores, catéteres monitores, etc. Y no solo la cantidad de equipos son riesgo para el paciente, también lo son para los médicos, enfermeras y personal alrededor incluyendo personal de mantenimiento y limpieza. Todos estos riesgos por circulación de corrientes de falla o de fuga al circular por el cuerpo humano pueden producir tensiones de contacto o electrocución por Fibrilación Ventricular, la cual consiste en el movimiento anárquico del corazón, el cual deja de enviar sangre a los distintos órganos [11], en lugar de producirse una sola pulsación a diferente tiempo en los ventrículos, es posible que varios impulsos se originen al mismo tiempo en diferentes lugares (taquicardia irregular polimorfica), todos ellos estimulando al corazón a latir; Por consecuencia, se producen latidos mucho más rápidos y desordenados que pueden alcanzar los 300 latidos por minuto [2] la tensión arterial experimenta una oscilación e inmediatamente decrece, en cuestión de un segundo hacia valores mortales. La fibrilación ventricular es la principal causa de muerte por choque eléctrico [12], y el valor de la corriente que puede producirla, depende de parámetros fisiológicos como anatomía del cuerpo, estado del corazón, duración

del camino y tipo de corriente ac o dc. [3] a muy altas frecuencias disminuye el riesgo de fibrilación ventricular pero prevalecen los efectos térmicos. La corriente continua, en general, no es tan peligrosa como la alterna [12] Las diferentes partes del cuerpo humano presentan para la corriente eléctrica una impedancia compuesta por elementos resistivos y capacitivos, se incrementa progresivamente desde nervios, vasos sanguíneos, músculos, piel, grasa y finalmente el hueso. Durante el paso de la electricidad la impedancia de nuestro cuerpo se comporta como una suma de tres impedancias en serie: Impedancia de la piel en la zona de entrada. Impedancia interna del cuerpo. Impedancia de la piel en la zona de salida. El nivel de peligro real para un paciente cateterizado y quirúrgico va del orden de 10mA con un nivel máximo de 180 mA. [5],[6] En efecto una corriente de fuga intracardiaca de 0,1 miliamperios presenta la gran posibilidad de iniciar una fibrilación, pero si el catéter se encuentra en un gran vaso se requiere de dos miliamperios para que se produzca igual efecto. Las corrientes de fuga o de derivación se pueden originar por diferentes causas: fallas de aislamiento en cables, acoplamientos electromagnéticos, fallas del sistema eléctrico y las propias de los equipos electrónicos, así éstos trabajen perfectamente. Los equipos Biomédicos son muy sensibles a la calidad de la onda de tensión, por eso es necesaria la alimentación desde un sistema IT. Estas corrientes de fuga tiene dos componentes, una capacitiva y otra óhmica; en las redes eléctricas existen acoplamientos capacitaos en los filtros de red, entre devanados primarios, núcleo y carcasa de transformadores y también entre conductores de red y tierra. [6] En la figura 1 se ve el camino que puede seguir una corriente de falla, a través de cuerpo, donde Rp es la resistencia del cuerpo.

2. SISTEMAS DE PROTECCION Es habitual que en los países existan reglamentaciones alrededor de las buenas prácticas en Ingeniería, en este caso, la ingeniería eléctrica, existen recomendaciones, normas nacionales e internacionales, códigos y reglamentos de obligatorio cumplimiento. Lo que significa que la seguridad física de los pacientes está asegurada desde las constituciones de cada País. En Colombia el RETIE exige la instalación de éstos tableros de aislamiento. Normalmente se han usado redes TN-S en las instalaciones eléctricas, las cuales cuentan con tres conductores activos A, B, y C un conductor de Neutro N y un conductor de protección PE. En los circuitos de redes TN-S debe considerarse instalar protecciones Diferenciales por RCCB, desde circuitos principales hasta equipos, con una apropiada coordinación desde 300 mA hasta 30 mA. Considerando que debe programarse el chequeo periódico. La protección contra sobretensiones transitorias por descargas, debe considerarse instalando Supresores de Tensión DPSs, preferiblemente Clase BCD y con corriente de fuga cero. 2.1 Sistema Aislado IT Quizás las normas más aceptadas a nivel mundial son las expedidas por Comisión Internacional Electrotécnica o IEC, y en este caso a la fecha tiene la norma más reciente que incluye mayor seguridad al considerar los mas recientes adelantos tecnológicos, se trata de la IEC 60364-7710: 2002-11. La cual se ilustrará Esta norma internacional considera la instalación de un sistema de distribución aislado IT (Tablero) para áreas de atención a pacientes donde no puede permitirse interrumpir o aplazar el procedimiento por una primera falla o caída del suministro eléctriFigura 2. Sistema IT Básico Este sistema IT mejora la confiabilidad y Disponibilidad del sistema eléctrico, reduce y detecta la circulación de corrientes de fuga. La norma IEC 60364-7-710 define grupos de áreas funcionales desde la 0, 1 y 2, donde el grupo 1 corresponde a salas de fisioterapia o hidroterapia y salas de Diálisis, requieren sistemas eléctricos tipo TNS con protección por DRCCB, al igual que en las áreas de imágenes diagnósticas. Es importante contar con buenas protecciones que puedan evitar incendios de origen eléctrico, esto es, sería ideal contar con protecciones de arco en áreas como hospitalización, observación entre otras. En las salas del grupo 2 de tratamiento vital donde el paciente depende de equipos biomédicos y el tratamiento o procedimiento no puede ser suspendido, corresponde a Salas de cirugía, área de anestesia, tratamiento postoperatorio, Salas de cuidado Intensivo UCIs, salas de cateterización y salas de examen angiográfico. Es exigido un sistema eléctrico aislado IT con monito-

reo permanente para alimentar equipo biomédico. También se utiliza un circuito TN-S con monitoreo RCD para grandes cargas como equipo de rayos X y mayores de 5 KVA. Los circuitos aislados IT son alimentados desde una fuente segura, ya sea por un generador o UPS. Con un nivel de tensión no superior a 250 v. y se debe disponer de vigilancia de la tensión. Los transformadores de aislamientos tienen la capacidad de “filtrar” ciertas fenómenos de mala calidad de potencia, ruidos etc. una capacidad inferior a 10 KVA es lo ideal y se requiere uno por cada área del grupo 2 (sistema IT independiente), esto es, por cada sala de cirugía si existen cargas trifásicas, debe existir un transformador trifásico separado. Estos transformadores de aislamiento deben cumplir con IEC 61558-2-15 y tienen especificaciones particulares como: tensión de corto circuito ≤ 3%, corriente Io ≤ 3%, corriente inrush ≤ 12 corriente primario. Además deben tener sensor de temperatura en devanados tipo PTC. El monitor de aislamiento debe cumplir con IEC 61557-8 además que deben tener una impedancia interna > 100 kW y una indicación (Alarma) de la resistencia de aislamiento cuando sea ≤ 50 kW. Es importante detectar una primera falla de aislamiento del sistema, la cual está relacionada con las corrientes de fuga a través de impedancias de acoples capacitivos de cables, accesorios y equipos eléctricos/Biomédicos. Se debe contar con monitoreo y alarma de la carga y la temperatura del transformador de aislamiento. Se debe disponer con indicación visual y acústica para el personal médico presente, en casos de bajo nivel de aislamiento y alta temperatura del transformador. Es importante prestar atención a los tiempos de conmutación entre la alimentación de la red y las fuentes alternas, ya sean por planta de generación o UPS. Por ejemplo, no deben permitirse en la iluminación tiempos de conmutación en salas del grupo 2 mayores de 1 seg. Una buena práctica con el objetivo de aumentar la confiabilidad es tener una transferencia automática lo más cercano a la carga, en este caso, a la entrada de cada tablero de aislamiento. Solo se obtiene un alto grado de seguridad para el paciente, médicos y personal asistente cumpliendo con diseños y rutinas de mantenimiento de acuerdo con las regulaciones de buenas prácticas de Ingeniería. 3. CONCLUSIONES 3.1 Con el objetivo de proteger la vida de los pacientes y del personal médico y operativo, es vital contar con instalaciones eléctricas diseñadas y construidas de acuerdo con normas adecuadas. 3.2 Un sistema aislado IT ofrece más confiabilidad y disponibilidad a los equipos biomédicos instalados en áreas clínicas. 3.3 Además de la instalación de estos sistemas especiales es importante un plan de mantenimiento e inspección. 3.4 La seguridad y confiabilidad eléctrica en hospitales, hace parte de un sistema con todas las protecciones eléctricas posibles, desde las Termo-magnéticas, RCD, Diferenciales RCCB, y DPSs con una apropiada coordinación de éstas. 3.6 Con el fin de evitar costosas pólizas de seguros, es conveniente garantizar unas buenas instalaciones eléctricas. REFERENCIAS 1. Breijo Francisco. Infarto agudo de Miocardio. www.aulafacil.com 2. CAMBRE. 1er Curso de Seguridad Eléctrica actualizado.

3. Enrenwerth Jan. Understanding Electrical and Fire Safety in the Operating

Room. ASA 46th, Refresher 1995. 4. Fonseca Millara et al. Riesgos Eléctricos en Pabellón. www.enfermeraspabellonyesterilizacion.cl 5. Hernández Gregorio. Notas Curso Regional sobre Instalaciones Eléctricas en

Hospitales. COMEEG, León, 2003. 6. Hofheinz W. Electrical Safety –Ungrounded Power Supply Systems in

Medical Sites. Business Briefing. 2003. 7. Hofheinz W. Protective Measures with Insulation Monitoring. VDE Verlag Gmbh,

Berlin, 3 edition. 2006. 8. IEC 60364-4-41:2001 Electric Installations of buildings – Part 4: Protection for safety – Chapter 41: Protection against

Shock. 9. IEC 60364-3:1993, Electrical installations of buildings. Part 3: Assessment of general characteristics. 10. IEC 61558-2-15, Safety of powers transformers, power supply units and similar –Part 2- 15: particular requirements for isolating transformers for the supply of medical locations. 1999. 11. Miranda Danilo. Riesgos Eléctricos. www.monografias.com . 12. Recommended Guidelines for Controlling Safety hazards in Hospitals. 13. Rizo Yuri A. Monitoreo Preventivo de Aislamiento en Conductores. Revista Mundo Eléctrico No. 65. Bogotá DC. 2006. 14. Manuales de Equipos y Sistemas de

Monitoreo de aislamiento Starkstrom. 15. IEC 60664-1: 2002, Insulation Coordination for Equipment within low-voltage systems. 16. IEC 60364-7-710: 2002-11 Requirements for special installations or locations –Medical locations

El Autor Yuri Alexis Rizo Delgado Ingeniero Electricista, Universidad del Valle, Postgrados en la PUJ y en la Uniandes. Experiencia Profesional en Proyectos Hospitalarios, Energéticos, Automatización y Control. Si desea mayor información E-mail: comercial@enersapq.com.co