Seguridad en Instalaciones Electricas de Hospitales

7/21/2019 Seguridad en Instalaciones Electricas de Hospitales

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SEGURIDAD

ELÉCTRICA

EN

INSTALACIONES

HOSPITALARIAS



OBJETIVO:

IDENTIFICAR LAS TECNOLOGÍAS DELOS SISTEMAS, EQUIPOS EINSTALACIONES ELÉCTRICASCONTENIDAS EN LOS DOCUMENTOSNORMATIVOS APLICABLES EN LOSHOSPITALES, CON LOS PROPÓSITOS DE

PREVENIR LAS MOLESTIAS YACCIDENTES DURANTE LAINTERRUPCIÓN DE LA ENERGÍAELÉCTRICA. ASÍ COMO, EVITAR LOSCHOQUES, SOBRECORRIENTES,SOBRETENSIONES Y QUEMADURAS

ELÉCTRICAS A LAS PERSONAS YPACIENTES, DERIVADAS DE LAUTILIZACIÓN Y OPERACIÓN DE LASINSTALACIONES Y EQUIPOS MEDICOS

ELÉCTRICOS.

3



La ciencia médica y enfermería cadadía son más dependientes de los

equipos y dispositivos médicos deutilización para la preservación de lavida de los pacientes en áreas de

atención crítica



Los sistemas eléctricos en hospitales sonrequeridos desde la planeación y elproyecto medico arquitectónico delhospital, para evitar las interrupciones dela energía y proporcionar continuidad detodos los servicios esenciales que sonvitales en todo el tiempo para la seguridad

de todos los asistentes al hospital yevacuación segura en casos de desastresy contingencias.



LOS DOCUMENTOS NORMATIVOS OFICIALES QUE SE DEBEN APLICARSON:



NFPA-70. NATIONAL ELECTRICAL CODE EDITION1999 NEC-99 EDICIÓN EN ESPAÑOL Y A LOS

DOCUMENTOS A QUE HACE REFERENCIA.

NFPA-99 HEALTH CARE FACILITIES Y A SUS DOCUMENTOSREFERENCIADOS.

Y EL ESTANDAR IEEE 602 WHITE BOOKRECOMMENDED PRACTICE FOR ELECTRIC SYSTEMS

IN HEATH CARE FACILITIES



¿Porqué? Debe mantenerse el suministro deenergía eléctrica.La interrupción de la energía eléctrica en un hospitalpuede ser peligrosa. El sistema eléctrico esencial debecontener los elementos y dispositivoseléctricos necesarios para asegurar lacontinuidad requerida en todas las áreasde atención a los pacientes, en losequipos para la operación básica del hospital

y las rutas para la evacuación en casos de desastres ycontingencias. El propósito es proveer al hospital con unnivel requerido que garantice la continuidad y calidad dela energía eléctrica.



La meta es alcanzar el más alto nivel deconfiabilidad.Por lo tanto, la aplicación de las normas y

documentos apropiados, son para proporcionaral proyectista y diseñador de los sistemas einstalaciones eléctricas hospitalarias, de lasespecificaciones, la información y los

requerimientos técnicos, con el fin de lograr laconfianza durante la operación yfuncionamiento del hospital en todo tiempo.



Sistema Electrico Esencial. Es un sistemacompuesto por fuentes alternas de energíaconectadas a los sistemas de distribución delhospital, a través de dispositivos,

materiales y equipos auxiliaresdiseñados e instalados paraasegurar la continuidad del suministro de energíaeléctrica a las cargas esenciales instaladas enáreas y funciones designadas, durante lainterrupción de las fuentes normales desuministro, propias, comerciales o públicas.



El sistema eléctrico esencial, también debeservir para minimizar los efectos de lainterrupción de la energía eléctrica derivados

de fallas internas en las instalacioneseléctricas esenciales y no esenciales delhospital. Por lo que se deberá de diseñar paracumplir con un 100% de selectividad en la

operación de las protecciones y fallas a tierraen caso de instalar este tipo de protecciones.



517.31 Sistema de emergencia.Las funciones para el cuidadode los pacientes que dependan

de la iluminación o de losequipos de utilización debenconectarse al sistema de emergenciay ser divididos en dos circuitos

mandatorios: el circuito derivado deseguridad de vida y el circuito derivadocrítico, descritos en 517.32 y 517.33.



Lo s circuitos derivados del sistema deemergencia deben ser instalados yconectados a la fuente alterna deenergía (EPS) de modo que lasfunciones especificadas para el sistemade emergencia, deben serautomáticamente restauradas para

operar dentro de los 10 segundosdespués de la interrupción de la fuentenormal [99:4.4.2.2.2.1 y 4.4.3.1].



517.33 Circuito derivado crítico.(A)Iluminación de las áreas de trabajo y receptáculosseleccionados. El circuito derivado crítico del sistema deemergencia, debe suministrar energía para la iluminación de lasáreas de trabajo , equipo fijo, receptáculos seleccionadosy circuitos especiales sirviendo a las áreas y

funciones siguientes relacionadas con cuidadosa los pacientes.

(1) Áreas de cuidados críticos en las que seutilicen gases anestésicos, para la iluminaciónde las áreas de trabajo, receptáculos

seleccionados y equipo fijo.(2) Los sistemas eléctricos aislados en ambientes especiales(áreas clasificadas peligrosas).



517.35 (B) Las fuentes alternas de energíapermitidas en hospitales son:(1) Uno o varios generadores propulsados por

motores de combustible generalmente

Diesel.

(2) Otro o varios generadoresdonde la fuente normal

consista de uno o variosgeneradores localizados en el predio delhospital.



(3) Una acometida externa de laempresa suministradora, cuando lafuente normal consista de uno o varios

generadores localizados en el prediodel hospital.

(4) Un sistema de baterías localizado enel predio.



Cada generador deberá de contar con una placa dedatos en la que deberán estar marcados los siguientes:El nombre del fabricante, la frecuencia nominal, el factorde potencia, número de fases si es de corriente alterna,

las impedancias transitoria y sub transitoria, la capacidadnominal normal en kilo Watts (kW) o en kilo Volts

Amperes (kVA), revoluciones por minuto, los Amperes yVolts a la capacidad nominal normal del generador, case

de aislamiento del sistema, temperatura ambientenominal o incremento nominal de la temperatura y eltiempo nominal de funcionamiento.



NFPA-110 GENERADORES DEBEN SER TIPO 10, CLASE X y

NIVEL 1. (PARA ZONAS SISMICAS SE RECOMINDA UNA X = A 96HORAS).



4. 3 Tipo. Define el tiempo máximo en segundos en elque la fuente alterna de energía (EPSS), deberá deproporcionar la energía electrica aceptable en calidad ycantidad, en las terminales de la carga deldesconectador de transferencia. Ver Tabla 4.1 (b).

Table 4.1(b) Types of EPSSs Designation Power Restoration Type U Basically uninterruptible (UPS systems)Type 10 10 sec

Type 60 60 secType 120 120 secType M Manual stationary or nonautomatic — no

time limit



4.2* Clase. Define el tiempo mínimo en horas en el que la fuente

alterna de energía (EPSS), es diseñado para operar a su carganominal sin ser reabastecido de combustible. Ver tabla 4.1 (a).

Table 4.1(a) Classification of EPSSs Clase Tiempo mínimoClase 0.083 0.083 hr (5 min)Clase 0.25 0.25 hr (15 min)Clase 2 2 hrsClase 6 6 hrsClase 48 48 hrs

Clase X Other time, inhours, as requiredby the application,code, or user



4.4* Nivel. (EPSS)Este estándar reconoce dos niveles de sistemas para suinstalación, funcionamiento y mantenimiento.4.4.1* El sistema nivel 1 debe ser instaladocuando la falla del equipo (EPSS) en su

operación o en su funcionamiento, resulta enperdida de la vida humana o en seriosperjuicios a la salud de las personas.4.4.2* El sistema nivel 2 debe ser instaladocuando la falla del equipo (EPSS) en su operación o

funcionamiento, es menos crítica para la vida y seguridad humana,y donde la autoridad con jurisdicción debe de permitir un más altogrado de flexibilidad que el permitido para el sistema nivel 1.



5.2.3 El generador de energía (EPS) para sistemas nivel

1 debe ser específicamente diseñado, ensamblado yprobado para asegurar la operación confiable delsistema bajo las condiciones siguientes:(1) Corto circuitos.

(2) Incrementos repentinos de cargasdebidas al arranque de los motores.(3) Operación de los elevadores.(4) Controladores con base en rectificadores de silicio

(SCR).(5) Equipos de rayos X.(6) Sobre velocidad, sobre temperaturas y

sobrecargas.(7) Condiciones ambientales adversas.



Desconectador de transferencia. Un

dispositivo automático o no automático paratransferir una o más cargas conectadas desdeuna fuente de energía a otra.Desconectador de aislamiento enderivación (bypass). Undispositivo operado manualmenteutilizado junto con un desconectador de

transferencia que proporciona un medio paraconectar directamente la carga de losconductores a una fuente de energía y aislarel desconectador de transferencia.



UBICACIÓN DEL TABLERO DEL SISTEMA ELÉCTRICOAISLADO.



En las instalaciones de atención de la salud es difícilimpedir la incidencia de una trayectoria conductoraresistiva o capacitiva desde el cuerpo del paciente acualquier objeto puesto a tierra, porque esatrayectoria puede establecerse accidentalmente o a

través de personas, instrumentos directamenteconectados al paciente y otras superficieseléctricamente conductoras con las que pueda tenerel paciente contacto adicional. Los instrumentos

dispositivos, equipos y aparatos que se conectan alpaciente, se convierten entonces en posiblesfuentes de corriente eléctrica que pudiera pasar através de su cuerpo.



El peligro se incrementa al asociar más equipos o dispositivos con elpaciente y, por tanto, se necesitan incrementar las precauciones.Existen métodos para el control a niveles tolerables de lascorrientes de fuga y de las descargas eléctricas capacitivas, unode los métodos requiere limitar el flujo de corriente eléctrica que

pudiera recorrer un circuito eléctrico que involucre el cuerpo delpaciente, con el aumento de la resistencia del circuito conductormediante el aislamiento de las superficies expuestas ( Ejemplo:Forrar con tela algodón seca las mesas quirúrgicas), el otro métodoconsiste en la reducción a niveles también tolerables de ladiferencia de potencial (Ejemplo: Superficies equipotenciales) que

pueda aparecer entre las superficies conductoras expuestas en lavecindad del paciente o por una combinación de los dos métodosmencionados.



Se presenta un problema especial con el pacienteen una trayectoria conductora directa desde elexterior hasta el músculo del corazón. En este caso,el paciente puede resultar electrocutado por niveles

de tensión ( 5 mili Volts) y corriente eléctrica tanbajos (10 micro Amperes) que se requiereprotección adicional (Sistema de Energía Aislado) enel diseño de la instalación eléctrica y de los equiposy dispositivos médicos (Ejemplo: Doble aislamientoen la fabricación de equipos y dispositivos médicos),el aislamiento de los catéteres y en el control de lapráctica médica.



Conceptos Básicos• Para que ocurra algún fenómeno, el cuerpo debeformar parte de un circuito.

• La cantidad de corriente que pasa entre la entrada

y la salida es igual al voltaje aplicado, dividido entrela impedancia conjunta del cuerpo y la interface delárea de contacto con la fuente.

• El efecto que produce la corriente, depende de

diversos factores como: intensidad de la corriente,frecuencia, duración, peso corporal, característicasde los puntos de entrada y salida.



Efectos dependientes de la intensidad de la corriente

• Umbral de percepción. 2mA - 10mA• Corriente de “retiro” (let go). Desde

9.5 mA.

• Parálisis respiratoria, dolor, fatiga.

En el rango de 18mA - 22mA.

Nota: Datos de sujeto promedio, hombre, peso 70 Kg, corriente 60 Hzaplicada por 1-3 s en contacto con un alambre de cobre con lasmanos húmedas.



Efectos dependientes de la intensidad dela corriente

• Fibrilación Ventricular . 75mA - 400mA • Contracción sostenida del músculo

cardiaco. 1A - 6A. Esta es una

condición reversible • Quemaduras y daño físico. > 10A

Nota: Datos de sujeto promedio, hombre, peso 70 Kg, corriente 60 Hzaplicada por 1-3 s en contacto con un alambre de cobre con lasmanos húmedas.



26/04/2012 Ing. Saúl E. Treviño Garcí[email protected] 33

Seguridad eléctrica en el Hospital• Para efectos de cálculos de mallas en

subestaciones eléctricas en la IEEE 80 se

estandarizan 1,000 Ohms y 100 m A.

• Así mismo se fijó en 500 Ohms la

resistencia del corazón humano y en 10

micro Amperes la corriente para el diseño

de los circuitos.



Cualquier procedimiento medico que reduzca ó elimine

la resistencia de la piel, convierte al paciente en un

sujeto eléctricamente susceptible de electrocución

(ESP). SE LE CONOCE COMO PROCEDIMIENTO

INVASIVO y deben de determinarse en un hospital las

áreas en que los pacientes están en riesgos de

electrocución [ELECROCUTION SUSEPTIBLEPATIENT (ESP)]



El corazón puede entrar enfibrilación con 10 mico A.20µA puede ser fatal, porlo que los diseños de loscircuitos eléctricos y laselección del sistema

electrico a utilizar,dependen de los efectosno solo en el corazón, sinoen otros músculos,órganos y sistemas delcuerpo humano, sujetos al

paso de la corrienteeléctrica y asobretensiones nopermisibles.

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/img6











• MACROSHOCKSe define como el paso decorriente de una parte del

cuerpo a otra,especialmente de unbrazo a otro y, por tanto, através del exterior del

corazón. La corriente de100 m A, es el factor másimportante.

CONCEPTOS DE MACRO Y MICRO SHOCK



• MICROSHOCKCorriente eléctricacirculandodirectamente a través

del miocardio, el límitede seguridad es de 10u A. Una corriente de20 u A puede ser fatal,causando unafibrilación ventricular.



Diagrama simplificado del sistema de distribución de energía eléctrica en un

Hospital



Macroshock causado por

falta del conductor depuesta a tierra enequipos e instalaciones.

En la figura (a) superior,la falta o apertura ofalsos contactos resultanen la no continuidad delconductor de puesta atierra, desde el equipo,después el cordón yclavija, enseguida por elreceptáculo e inclusiveen la instalación electrica

hasta la fuente. Estasituación generará unMacroshock y laprobable electrocuciónde la persona

FALL A

En (b) la corriente que pasa por elcuerpo de la persona es mucho menoral encontrarse en paralelo con elconductor de puesta a tierra

falla

falla



Microshock causado por falta del

conductor de puesta a tierra deequipos e instalaciones.En la figura (a) el corazón está enparalelo con el conductor de 1 Ohm,alojado en el cordón hasta la clavija,luego pasa al receptáculo y de ahíhasta la fuente de energía. Si el

conductor se rompe, no se instaló ono se aseguró la conexión, lacontinuidad efectiva se pierde y elcorazón del paciente, forma partedel circuito como conductor depuesta a tierra de equipo, por lo quecon solamente las corrientes de fuga

normales de los equiposelectromédicos, el paciente resultaelectrocutado. Resolver y comprobarlos resultados en el circuitoplanteado con 100 µ A de corrientetotal de fuga.



Varios factores deben ser analizadospor separado en la evaluación de unriesgo potencial de descarga eléctrica.Los números siguientes se refieren a

puntos en la figura B.1.2.2.1 (b):



1) La probabilidad de que una parte metálica conductora de los equipos conectados

a los circuitos de energía estará al alcance del paciente. (2) La posibilidad de laexposición directa de un conductor “vivo“ a través de un cable dañado o de un

receptáculo. La probabilidad de que las partes metálicas expuestas del equipo através de algún accidente razonablemente creíble podrían convertirse en "vivo” (3)

La probabilidad de que el equipo se daña accidentalmente o por su malfuncionamiento, alguna de las partes metálicas conductoras se convierten en "vivo",es decir, electrificada.(4) La probabilidad de que las partes metálicas expuestas noestán conectada a tierra o accidentalmente se convierten sin conexión a tierra. (5)La probabilidad de que el paciente (o miembro del personal que atiende al pacienteo el visitante) hará un buen contacto con el paciente y con la superficie metálicaconductora expuesta y potencialmente viva. (6) La probabilidad de que una segundasuperficie conductora expuesta es o puedan, a través de un evento razonablementecreíble, convertirse en conexión a tierra y que también está al alcance del paciente.

(7) La probabilidad de que el paciente (o miembro del personal que atiende alpaciente o visitante) hará un buen contacto con esa superficie conectada a tierra ycon el paciente. (8) La probabilidad de que el flujo de corriente resultante serásuficiente para causar una lesión o daño al paciente.



Las técnicas para la protección contra laelectrocución y daños físicos a los pacientes yal personal operativo, cuando se practicanprocedimientos médicos invasivos y no

invasivos con la utilización de equipoelectromédico en ambientes mojados son:1.- En los sistemas eléctricos conectados atierra o aterrizados, utilizando Interruptores de

circuito contra falla a tierra para protección depersonas. (GFCI) CASE A 6 m A. y los2.- Sistemas eléctricos aislados (IT).



ESTE O ESTE

¿Cuál de estos sistemas eléctricos?



El interruptor de circuito

contra fallas a tierra [GFCINEC 517-20 (A)] paraprotección de personas y delos pacientes, deberá serinstalado cuando por la

presencia de los deshechosdel cuerpo humano comosangre, orina, sudor etc. opor el empleo de materiales olíquidos conductivos durantela atención al paciente, sedetermina como LUGARMOJADO el área donde sepractica el procedimientomédico al paciente.



EL sistema electrico aislado (IT), [NEC 517.19 (E), (517.20 (A) y(B), 517.61 (A) (1) y 517.160] , se instalará de acuerdo con elprocedimiento invasivo o no invasivo, en el que sedetermine que el paciente puede morirelectrocutado por el uso de un sistema conectadoa tierra o aterrizado, esto se presenta con mayorprobabilidad y ocurrencia, si el procedimientoquirúrgico invasivo requiere de catéteres directosal corazón o en cualesquier otro procedimientoinvasivo, que pueda incluir otras partes vitales

del cuerpo humano o el corazón, en una trayectoria conductivade falla o descarga de corriente eléctrica .



El sistema eléctrico aislado (IT), se debe deinstalar cuando la interrupción de la energíaeléctrica debido a la operación del interruptorpara protección de falla a tierra

(GFCI) NO ES TOLERADA[NEC 517.20 (A)] o sea que losequipos electromédicos conectadosno deben dejar de funcionar.

El sistema eléctrico aislado (IT) se debe deinstalar en caso de que se utilicen gasesanestésicos inflamables [NEC 517.61 (A) (1)]



Cuando se requiere instalar unsistema eléctrico aisladopara cumplir con lo

mencionado enNEC 517.33 (A) (1) y517.33(A) (2), cada sistema debe

ser alimentado por un circuitoindividual sin alimentar ninguna otracarga.



CONSIDERACIONES PARADEFINIR LA UTILIZACIÓN DE UN

SISTEMA ELÉCTRICO AISLADOEN SUSTITUCIÓN DE UN SISTEMA

ELÉCTRICO CONECTADO A

TIERRA O ATERRIZADO.



COMO EJEMPLO, DEFINAMOS CUÁNDO Y DÓNDESE REQUIERE INSTALAR UN SISTEMA AISLADO YPISO CONDUCTIVO:

1) Definir los gases y líquidos inflamables

o no que se utilizarán y lasmezclas que se formarán durante lapráctica de la anestesiología.

2) Determinar si el área se considera mojada o húmedadurante la presencia del paciente, sujeto a unprocedimiento de diagnóstico o tratamiento.



Nombre del Límites de

Anestésico Inflamabilidad.Enflurane. Ninguno.Halothane. Ninguno.Isoflurane. Ninguno.Methoxyflurane. 7% en aire.

5.4% en oxígeno.

Nitrous Oxide. Ninguno en aire.

Sevoflurane. 11% en oxígeno.10 % en óxido nitroso.

Desflurane. 20.8% en oxígeno.27.8% en óxido nitroso.29.8% en oxígeno/óxido nitroso.

El fabricante debe de proporcionar la información físico química.Consultar la NOM-170-SSA1-1998, para la práctica de anestesiología.



3) Establecer si se tolera la primer falla ointerrupción de energía eléctricautilizando un GFCI y por cuanto

tiempo.4) Evaluar el riesgo deelectrocución o daño delpaciente, con base en el

procedimiento médico quirúrgico que seaplica con uso de equipos médicoseléctricos.



5)Evaluar el riesgo de choque eléctrico alpaciente, al personal médico y deenfermería por el uso y operación deequipo eléctrico.

6)Revisar las consecuenciasde movimientos involuntarios

del personal médico, de enfermería ydel paciente, motivados por lasdescargas estáticas acumuladas.



A TRAVÉS DEL RESPONSABLE SANITARIO SE

DEBE OBTENER LA INFORMACIÓN QUE PERMITAUNA EVALUACIÓN PARA DEFINIREL SISTEMA ELÉCTRICO QUE SE INSTALARÁ.El sistema aislado debe de instalarse cuando se

presente cualesquiera de las condiciones siguientes:

a) Se utilicen gases anestésicosinflamables (517-61 a, 1 y 2).

b) No se tolere la interrupción de laenergía eléctrica de un GFCI en un lugar o áreaconsiderada mojada o húmeda (517-20 a y b).



c) Se presente riesgo de daño alpaciente por ser clasificadocomo susceptible de

electrocución (10 micro A.IEEE STD 602-1996).

d) No se permite riesgo de choqueeléctrico al paciente, personalmédico y de enfermería.



El piso conductivo debe de instalarse cuando: a) Se utilicen gasesanestésicos inflamables.

b) No exista algún otro medioo ambiente para prevenirlas descargas estáticas acumuladas yno se permitan los movimientos

involuntarios del paciente, personalmédico y de enfermería.



Circuitos de energía aislados 517.160 (A) (1).•Cada circuito debe ser desconectado mediante un interruptorautomático con un polo en cada conductor vivo que permitadesconectar toda la energía simultáneamente•El aislamiento se logra a través de un trasformador que no tenganinguna conexión entre los conductores de alimentación y

devanado del primario con el devanado y conductores de loscircuitos del secundario.•El aislamiento se puede lograr y está permitido por medio de unmotor-generador.•También están permitidas las baterías como medio de energía

para el aislamiento requerido.•Ninguna terminal para conexiones o conductor vivo delsecundario del transformador de aislamiento , debe ser conectadaa tierra. [ NEC 250.22(2) y 517.160 (A) (2).



Circuitos de energía aislados 517.160 (A) (2).

•El circuito primario de alimentación al transformador deaislamiento no debe exceder de 600 Volts entre conductores vivosy debe ser protegido con una protección contra sobrecorriente.

•Cada circuito secundario del trasformador de aislamiento no

debe ser conectado a tierra y debe de contar con una protecciónpor sobrecorriente de capacidad nominal adecuada y aprobada encada conductor no conectado a tierra.

•Si una pantalla electrostática esta instalada entre el primario y

secundario del transformador, esta pantalla deberá de conectarsea la barra de referencia para conexiones a tierra del tableroaislado.



Sistema de energía aislado 517.162 (A) (4).

• Un transformador de aislamiento no debe de servirenergía electrica a más de una sala de operaciones.Excepto cuando se permite en (a) En una sala deinducción para anestesia, que requiere circuitos

aislados y sirve a varias salas de operaciones y (b)Cuando un sistema aislado independiente sólo paraequipos de rayos X que requieran más de 150 Volts,suministra energía a los receptáculos instalados envarias salas de operaciones. En este caso, losreceptáculos y las clavijas no deben serintercambiables con las de los del sistema aisladonormal .



Sistemas de energía aislados 517.160 (A) (5).

Los conductores de los circuitos aislados deben deidentificarse como sigue:•Conductor aislado número 1, con color naranja.• Conductor aislado número dos, con color café.

•Conductor número tres en sistemas aislados de tresfases, color amarillo.Cuando se suministre energía a receptáculos de 15 A y20 A , 125 Volts monofásicos, el conductor colornaranja debe conectarse en el receptáculo, a laterminal identificada color blanco o platino que es parala conexión del conductor puesto a tierra de un sistemaconectado a tierra



•En las áreas utilizadas para la atención a pacientes y

dentro de la vecindad del paciente, las terminales de puestaa tierra de todos los receptáculos y todas las superficies noconductoras de corriente eléctrica de equipo eléctrico fijoque funciona a más de 100 Volts y sujetos a contacto conpersonas, deben conectarse a tierra por medio de unconductor de cobre aislado.

•El conductor de puesta a tierra debe seleccionarse deacuerdo con lo indicado en la Tabla 250-95, e instalarse encanalizaciones metálicas o cables armados con losconductores del circuito derivado que alimenten a estosreceptáculos o al equipo fijo.

•Excepción 1: Las placas metálicas pueden ser puestas atierra por medio de tornillos metálicos los cuales fijan laplaca a la caja de salida puesta a tierra o por un dispositivoaprobado de alambrado para puesta a tierra.



Sistemas de energía aislados 517.160 (A) (6).•No se deben utilizar compuestos que incrementen laconstante dieléctrica de los conductores durante suinstalación en los circuitos secundarios, del sistema

eléctrico aislado.

•Una consideración común para el diseño de lossistemas eléctricos aislados, es el de limitar lacapacidad nominal de los transformadores deaislamiento a 10 k V A y utilizar conductores quetengan valores de alto dieléctrico en su aislamiento .



•Minimizando la longitud de los circuitos y utilizandoconductores con una constante dieléctrica menor a 3.5y una constante de resistencia de aislamiento masgrande de 6100 mega Ohm-metro, se reduce lacorriente de fuga de línea a tierra, reduciendo la

corriente peligrosa.

•Conductores THWN /THHN generalmente no cumplencon este criterio.

•Es recomendable para la instalación del sistemaaislado cumplir con las especificaciones del fabricanteen el idioma original del país de origen.



•NFPA-99 Especifica enla sección A-3-3.2.1.2(a)Que la resistencia debe serpor menos 20 mega Ohms.(20 x 10*6 m Ω).•La es la capacidadespecífica de inducción enel vacío y es igual a:

1

______________4 x π x 9 x 10*9•La es la capacidadespecífica de inducción deldieléctrico aislante delconductor.•La Ke es la constantedieléctrica.•Fórmulas del LibroElectricidad y Magnetismode Francis W. Sears Págs.97, 172 y 197. AGUILAR.



NFPA.99 ESPECIFICA EN SU SECCIÓN (3-3.2.2.2) QUE LA IMPEDANCIA (Z) CAPACITIVA(Xc) Y RESISTIVA (R) DE TODO EL ALAMBRADO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICAEJECUTADA, DEBE ECXEDER A 200,000 OHMS AL MOMENTO DE SU INSTALACIÓN, LAXc EN PARALELO CON LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO R = 20 x 10*6 OHMS (Ω) [A-3-3.2.1.2 (a)] RESULTA EN UNA REACTANCIA CAPACITIVA (Xc) COMO SIGUE:LOS 20 MEGA OHMS DE LA RESISTENCIA CONECTADA EN PARALELO CON LA Xc, SEOBTIENE:

(2 x 10*5) (20 x 10*6)Xc = -------------------------------------- = 202 020 OHMS (Ω).

20 x 10*6 – 2 x 10*5

Por lo anterior, el capacitor (C) equivalente o total será:1

Xc = ------------------- Luego la C equivalente es:2 x π x f x C1

C = --------------------------------------- = 0.01313 µ F.2 x 3.14 x 60 x 202 020



CON LAS FÓRMULAS Y DATOS DE R = 20 x10*6 Y DE C = 0.0131 x 10*-6, SE PROCEDE ACALCULAR LA LONGITUD TOTAL DEL CONDUCTOR SELECIONADO DEL TIPO XHHW-2,

PARA QUE CUMPLA CON LAS ESPECIFICACIONES EN LA NOTA 2 DE TENER UNCONSTANTE DIELÉCTRICA Ke < 3.5 y UNA CONSTANTE DE RESISTENCIA DE

AISLAMIENTO ρ > 6 100 mega OHMS-m. ADEMÁS, SE UTILIZARÁN PARA ESTE EJEMPLOLOS DATOS QUE APARECEN EN LA ESPECIFICACIÓN DE LA NOTA 2 Y DE LOSDIÁMETROS INTERIOR Y EXTERIOR DEL CONDUCTOR CALIBRE 3.31 mm2 (12 AWG).RESULTANDO LO SIGUIENTE:

ρ 6 100 x 10*6 x .47

De: R =--------------- x ln (b/a) L= --------------------------- = 22.8 m.2 x π x L 6.28 x 20 x 10*6

L C x ln (b/a)De: C= 2 x π x Ɛ -------------- y L = -------------------

ln (b/a) 2 x π x Ɛo x Ke

0.01313 x 10*-6 x 0.47 x 4 x 3.14 x 9 x 10*9L = ------------------------------------------------------------ ; L = 31.7 m.

2 x 3.14 x 1 x 3.5



ANALIZANDO LOS DOS RESULTADOS, NINGUNA DE LAS DOS LONGITUDES ESCONVENIENTE, YA QUE SI SUSTITUIMOS 22.8 m POR LA DE 31.7 m Y VOLVEMOS A

CALCULAR LA CONSTANTE DIELÉCTRICA (Ke) ESTA RESULTA EN 4.87 SUPERIOR A 3.5ESPECIFICADOS Y SI SUSTITUIMOS LOS 31.7 m POR LA DE 22.8 m Y VOLVEMOS ACALCULAR LA IMPEDANCIA RESISTIVA (R), ESTA RESULTA EN 14.4 mega OHMS Y NO SECUMPLE CON LA ESPECIFICACIÓN DE UN VALOR MÍNIMO 20 mega OHMS PARA LAIMPEDANCIA RESISTIVA(R), SIN EMBARGO SI INCREMENTAMOS LA CONSTALNTE DE

AISLAMIENTO (ρ) DE 6,100 mega OHMS a 8,472 mega OHMS Y REPETIMOS EL CÁLCULODE LA IMPEDANCIA RESISTIVA(R), ESTA RESULTA EN 20 mega OHMS Y CUMPLE CON LA

ESPECIFICACIÓN DE 20 mega OHOMS. PARA ESTE EJEMPLO Y COMO RESULTADO, SEDEBERÁ UTILIZAR UN CONDUCTOR CON UNA CONSTANTE DIELÉCTRICA DE 3.5 Y UNACONSTANTE DE AISLAMIENTO DE 8,472 mega OHMS-m. PARA APLICAR LOS 31.7 m.

AL CONSIDERAR LOS 31.7 m, SE LES RESTARÁN 7.7 m PARA EL ALAMBRADO DELCIRCUITO AL LUMINARIO QUIRÚRGICO, POR LO QUE EL RESTO DE 24 m, SE DEBE DEUTILIZAR EN LOS CABLES Y CORDONES DE LAS CLAVIJAS, PARA ALIMENTAR A TRAVÉSDE LOS RECEPTÁCULOS LOS EQUIPOS MÉDICOS ELÉCTRICOS DE ASISTENCIA VITAL O

DE UTILIZACIÓN EN LA VECINDAD DEL PACIENTE.

ÉSTE, ES UN EJEMPLO QUE DA RESPUESTA A LA PREGUNTA DE ¿PORQUÉ? LOSSISTEMAS AISLADOS, SE DEBERÁN DE INSTALAR LO MÁS CERCA AL PACIENTE Y PORSUPUESTO A LOS EQUIPOS DE UTILIZACIÓN, APLICANDO LAS ESPECIFICACIONESTÉCNICAS DE LA NOM-001-SEDE-2005 Y DE NFPA.



TOMANDO EN CONSIDERACIÓN LOS DATOS ANTERIORES DEL CONDUCTOR DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO (R), DE LA CONSTANTE DE AISLAMIENTO (ρ), DE LA CONSTANTE DIELÉCTRICA (Ke) Y DE

L VALOR DEL CAPACITOR (C) CALCULADO, SE PUEDEN REDUCIR LAS FORMULAS SIGUIENTES:ρ

DE: R =--------------- x ln (b/a) SE TRASFORMA EN: ρ = 268 x 10*6 x L.2 x π x L

C x ln (b/a) 111Y DE: L = ------------------- SE TRASFORMA EN: Ke= ---------------

2 x π x Ɛo x Ke L

CON LAS FORMULAS ANTERIORES SE PUDE CONSTRUIR LA TABLA SIGUIENTE:

POR LO ANTERIOR, SE DEBEN DE SOLICITAR A LOS FABRICANTES DE LOS CONDUCTORES LACONSTANTE DE AISLAMIENTO (ρ) Y DE LA CONSTANTE DIELÉCTRICA (Ke) PARA CALCULAR LALONGITUD DE LOS CIRCUITOS DE ACUERDO A LOS CALIBRES DE LOS CONDUCTORES A UTILIZAR.

L (m)

31.7

55

111

Ke

3.5

2

1

ρ

8,496 x 10*6

14,740 x 10*6

29,082 x 10*6



ADEMÁS , LA INSTALACIÓN Y UBICACIÓN DEL TABLERO DEL SISTEMA

AISLADO DEBE CUMPLIR CON LA SECCIÓN 380-8 DE LA NOM-001-SEDE-2005 “INSTALACIONES ELÉCTRICAS (UTILIZACIÓN), que se refiere al Accesoy agrupamiento. (a) Ubicación. Todos los desconectadores y los interruptoresautomáticos utilizados como desconectadores deben estar ubicados de modo quese puedan accionar desde un lugar fácilmente accesible. Deben estar instaladosde modo que el centro de la palanca del desconectador o interruptor automático,cuando esté en su posición más alta, no esté a más de 2 m sobre el nivel del

piso o la plataforma de trabajo.

LA INSTALACIÓN Y UBICACIÓN DEL TABLERO DEL SISTEMA AISLADO DEBECUMPLIR CON LAS NORMAS OFICIALES PUBLICADAS POR LASECRETARÍA DEL TRABAJO Y PREVISIÓN SOCIAL, SOBRE TODO LAS DESEGURIDAD Y PROTECCIÓN CONTA INCENDIO Y LA NOM-029 SOBRE ELMANTENIMIENTO Y OPERACIÓN DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS.

OTRAS NORMAS QUE DEBERÁ CUMPLIR LA LOCALIZACIÓN DEL TABLERODEL SISTEMA AISLADO , SON LAS CORRESPONDIENTES A LAS DEPROTECCIÓN CIVIL DEL DISTRITO FEDERAL, MUNICIPALES, ESTATALES YFEDERALES, SEGÚN CORRESPONDA.

Isolated Power Systems



Isolated Power Systems



Monitor de aislamiento de línea 517.160 (B).

•Cada sistema aislado debe de contar con un monitorde aislamiento de línea (LIM) en operación yfuncionamiento continuo, que proporcione la corriente

peligrosa total.

•El LIM debe de contar con una señal luminosa colorverde completamente llamativa visible a todas las

personas dentro del local o área servida por el sistemaeléctrico aislado y que permanezca encendida cuandoel sistema está aislado adecuadamente de tierra.



Monitor de aislamiento de línea 517.160 (B).

• Además , el monitor de aislamiento de línea (LIM), debe de teneruna alarma audible de peligro y una lámpara visible color rojo(remota si se desea), que deben operar al mismo tiempo cuando lacorriente peligrosa total, consistente de corrientes de fuga

resistivas y capacitivas, de cualquier conductor a tierra alcance elumbral de los 5 m A bajo la condición de tensión nominal delsecundario del transformador de aislamiento.

•El monitor de aislamiento (LIM ) no deberá de alarmarse para unacorriente peligrosa de menos de 3.7 m A o para una corrientepeligrosa total de menos de 5 m A.



Ampérmetro 517.160 (B) (3).

•Debe de montarse un Ampérmetro en un lugar plenamentevisible desde el monitor de aislamiento de línea (LIM) con la zonade alarma aproximadamente en el centro de la escala.

•Se permite que el monitor (LIM) de aislamiento de línea, estecompuesto de varias partes con una sección o parte cableada aun tablero separado con pantalla , en el cual las funciones deprueba y de alarma están localizadas.

•Es recomendable localizar el Ampérmetro en un lugarplenamente visible a todas las personas que se encuentren ellugar de anestesia o sala de operaciones.



Definición de PUNTO DE REFERENCIA A TIERRA.

La barra para la conexión de puesta a tierra del tablerode alumbrado y control o del tablero del sistemaeléctrico aislado que da servicio de energía eléctrica alárea de atención del paciente.

El sistema eléctrico es no conectado a tierra, pero lapuesta atierra redundante de los equipos de utilizacióny de las terminales de los receptáculos , son efectuadaspor medio de los conductores y tuberías certificadasconectadas a la barra o punto de referencia a tierra enel tablero del sistema eléctrico aislado.



(c) Conexión para puesta a tierra en la vecindad del

paciente. Se permite un punto de referencia de puestaa tierra del equipo en la vecindad del paciente, cuandoel sistema de energía aislado se instale fuera de lavecindad del paciente, ésta conexión para puesta a

tierra en la vecindad del paciente, podrá contener unoo más conectores para este propósito. El conductorpara la conexión entre el punto de puesta a tierra delequipo en la vecindad del paciente y los receptáculosno debe ser menor que 5,26mm2 (10 AWG) y deberá

utilizarse para conectar la terminal de puesta a tierrade todos los receptáculos con el punto de referencia depuesta a tierra del equipo en la vecindad del paciente.



PRUEBAS A EFECTUAR A LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS DELOS SISTEMAS AISLADOS INSTALADOS EN SALA DEOPERACIONES O QUIRÓFANO Y EN LAS CAMAS DE CUIDADOSINTENSIVOS DE ACUERDO CON NFPA-99 HEALTH CAREFACILITIES EDICIÓN 1999 [2005].



2.- QUE EL MONITORDE AISLAMIENTODEL SISTEMAAISLADO, NO DEBEDE ALARMARSE

PARA CORRIENTESPELIGROSAS DEFALLA DE MENOSDE 3.7 MILIAMPERS,NI PARACORRIENTES

PELIGROSASTOTALES DE MENOSDE 5 MILIAMPERS. 3-3.2.2.3 (b).[4.3.2.6.3.2]

1.- QUE LA IMPEDANCIA CAPACITIVA Y RESISTIVA A TIERRA DE

CUALESQUIER CONDUCTOR DE UN SISTEMA AISLADO DEBE DE EXCEDERDE 200,000 OHMS CUANDO SE INSTALE. 3-3.2.2.2(a) [4.3.2.6.2.1]



3.- QUE LOS INTERRUPTORES DE FALLA A TIERRA (GFCI) Y LOSRECEPTÁCULOS CON ESTE TIPO DE PROTECCIÓN OPEREN A MENOS DE 6

MILIAMPERS. 3-3.2.1.2 (f) 1. [4.3.2.2.8.5.] y [NEC 517.20].



4.- QUE EL VOLTAJE MEDIDO BAJO NO CONDICIONES DE FALLA, ENTRE UNPUNTO DE REFERENCIA ATIERRA Y LA SUPERFICIE CONDUCTIVA EXPUESTA

DE UN EQUIPO FIJO LOCALIZADO EN LA VECINDAD DEL PACIENTE, NOEXCEDA DE 20 MILIVOLTS. 3-3.3.2.3 y 3-3.3.2.6 (a). [4.3.3.1.3] y [4.3.3.1.6.1].



7.- QUE LA CORRIENTE DE FUGA DE LOS EQUIPOS CONECTADOSEN FORMA PERMANENTE, DENTRO DE LA VECINDAD DELPACIENTE, NO EXCEDA DE 5 MILIAMPERS PROBADOS ANTES DEQUE SE INSTALEN Y ESTÉN CONECTADOS A TIERRA. 9-2.1.13.4 (c)2 y 9-2.1.13.4 (a). [8.4.1.3.4.1] y [8.4.1.3.4.2]



8.-QUE LA RESISTENCIADEL CONDUCTOR DE

PUESTA A TIERRA DELOS EQUIPOS, MEDIDADESDE EL CHASIS OENVOLVENTE DELEQUIPO A LA TERMINALDE TIERRA DE LA

CLAVIJA, NO EXCEDADE 0.15 OHMS. 9-2.1.13.2. [8.4.4.1.3.2].

6.- QUE LA CORRIENTE DE FUGA DE LOS EQUIPOS CONECTADOS CONCORDÓN Y CLAVIJA, QUE SE USEN EN LA VECINDAD DEL PACIENTE NO

EXCEDA DE 300 MICROAMPERS. 9-2.1.13.4 ( c ) 1 y 9-2.1.13.4 (a). [8.4.1.3.5]y [8.4.1.3.5.5].



9.- QUE LOS PISOS CONDUCTIVOS TENGAN UNA RESISTENCIA PROMEDIOMENOR A 1, 000,000 DE OHMS Y QUE NO SEA INFERIOR A UN PROMEDIODE 25,000 OHMS. ANEXO NUM. 2 SECCIÓN 2-6.3.8 (b) 3,4 y 2-6.3.8 (b) 7. [E.6.6.8.2.3], [E. 6.6.8.2.4] y [E. 6.6.8.2.7].



10.- QUE SE MANTENGA LA POLARIDAD DE LAS CONEXIONES EN LOSRECEPTÁCULOS Y SEAN FÍSICAMENTE INTEGRADOS. LA FUERZA DERETENCIÓN DEL CONECTOR DEBE SER DE 115 GRAMOS. 3-3.3.3 (a), (b), (c)y (d). [4.3.3.2.1, 2, 3 y 4].

5.- QUE EL LÍMITE DE LAIMPEDANCIA MEDIDAENTRE UN PUNTO DE

REFERENCIA A TIERRA YLA TERMINAL PARACONEXIÓN A TIERRA DELOS RECEPTÁCULOS EN LAVECINDAD DEL PACIENTESEA DE 0.1 OHMS Y DE 0.2OHMS PARA PUESTA A

TIERRA ESPECIAL(INTERFERENCIAELECTROMAGNÉTICA. 3-3.3.2.4 y 3-3.3.2.6 (b).[4.3.3.1.4] y [4.3.3.1.6.2].



Mesa de instrumentos

Equipo de anestesia.

Envolvente del sistemaeléctrico aislado o delsistema puesto a tierra.

Tab. DeRayos X

Muro

Luminario quirúrgico fijo (conexión a tierrano > a 0.005 ohms)

Mesa deOperaciones

Conexión permanente

Tuberías otanques degas

Piso conductivo

11.- QUE SE MANTENGA CONTINUIDAD ELÉCTRICA ENTRE TODAS LAS PARTES METÁLICAS EXPUESTAS Y LA TERMINAL DECONEXIÓN A TIERRA DE LOS RECEPTÁCULOS CON EL PUNTO DE REFERENCIA A TIERRA EN LA VECINDAD DEL PACIENTE. 3-3.3.2.1(a), (b) y 3-3.3.2.2 . [4.3.3.2.2].

Equipo móvil o portátílde Rayos X, Laser, elc

A la barra de puesta a tierra en el

desconectador de transferencia Envolventedel tablerode Rayos X ,Laser, etc.

Ala barra del tablero de distribución del sistema

eléctrico normal

Receptáculo paraRayos X, Laser, etc. Módulo de un

receptáculopara Rayos X,Laser, etc.

Módulo dereceptáculoscon unabarra para elpunto depuesta atierra deequipos yaparatos enla vecindaddel paciente.

Conductor aislado colorverde con conectores tipobanana y caimán, pinza oabrazadera atornillable parapuesta a tierra redundante .

Conexión con conectores tipo banana,tipo pinza, caimán o atornillable

Conexión permanente

Dos luminarios móviles con bateríasrecargables para 1.5 horas.

Receptáculos paralos luminariosquirúrgicos móviles

Tablero dealumbrado y controldel sistema eléctriconormal puesto atierra



12.- QUE EL EQUIPOOPERE YPROPORCIONERESULTADOS DEACUERDO A SUDISEÑO, CON BASE EN

LOS MANUALES Y LASESPECIFICACIONESDEL FABRICANTEPARA: SUINSTALACIÓN,OPERACIÓN,

MANTENIMIENTO,FALLAS, AJUSTES YPRUEBAS. [ NEC-110.3].



13.- El circuito del monitor de

aislamiento de línea debe serprobado después de suinstalación y antes de serpuesto en servicio, para esto,cada línea energizada del

sistema eléctrico aislado dedistribución debe conectarsea tierra sucesivamente através de una resistencia convalor de 200 por V, donde Ves igual a la tensión medidaentre las líneas aisladas delsistema. Las alarmas audibley visible deben de alarmarse.[4.3.3.3.2.1].



Todos los circuitos de la fuente desuministro normal, deben partir delmismo panel o tablero de alumbrado ycontrol.

Los receptáculos del sistema deemergencia deben estar identificados ytambién deben indicar el panel o tablerode alumbrado y control desde donde se

alimentan, así como el número delcircuito derivado correspondiente.



Excepción 1: Los circuitos derivados quealimentan sólo a receptáculos y a equipo deuso especial, pueden estar alimentados desdeotros paneles o tableros de alumbrado y

control de la fuente normal.Excepc ión 2: Áreas de atención crítica queson servidas por dos desconectadores de

transferencia independientes entre sí delsistema de emergencia, no requieren quetengan circuitos de la fuente normal.



Receptáculos para camas de pacientes.Cantidad mínima y su alimentación del sistema.Cada cama de paciente debe estar provista comomínimo de seis receptáculos, cuando menos unodebe ser conectado como sigue: a. El circuito derivado del sistema normal requeridoen 517-19 (a) b. A un circuito derivado del sistema de emergenciaalimentado por un desconectador de transferencia

diferente de los otros desconectadores quesuministran energía a otros receptáculos de lamisma área.



(2) Características de los receptáculos.Estos deben ser sencillos o dobles o unacombinación de ellos. Todos los receptáculos,seis o más, deben ser del tipo “Grado Hospital”

y estar así identificados, cada receptáculodebe contar con una conexión desde suterminal de puesta a tierra, hasta el punto dereferencia a tierra en el panel o tablero para

alumbrado y control, esta conexión debeejecutarse por medio de un conductor aisladode cobre para puesta a tierra del equipo.



Clasificación de áreas 517.60

Dentro de las salas de operaciones o locales para anestesiaen los que se usen gases anestésicos inflamables Clase 1División 1 hasta una altura de 1,52 m. desde el pisoterminado.

Arriba de áreas clasificadas en las salas de operaciones olocales para anestesia Clase 1 División 2 desde 1.53 mHasta el techo estructural.

Otras áreas distintas a las clasificadas en las salas deoperaciones o locales para anestesia donde no se utilizangases anestésicos inflamables.

Seguridad en Instalaciones Electricas de Hospitales

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