NDICE Introduccin...................................................................... ...................................... 8 Antecedentes.................................................................... ...................................... 9 Importancia y Justificacin del Proyecto.......................................... ...................... 10 Objetivos....................................................................... ............................... Objetivo General Objetivos Especficos 12 Alcances........................................................................ ......................................... 14 Limitaciones.................................................................... ........................................ 14 Metodologa....................................................................... ..................................... 15 Captulo I: Riesgos Elctricos en reas Crticas Hospitalarias y sus Efectos. Mtodos de Proteccin para El Paciente.I. Introduccin................................................................... ...................................... 16 I.1 Condiciones de las Corrientes Peligrosas.................................... ............... I.1.1 Corriente de Fugas........................................................ ..................... 17 17 I.2 Daos Causados por la Electricidad............................................ ..................... 18 I.2.1 Daos a las personas. Efectos Fisiolgico de la Corriente Elctrica....... 18 I.2.1.1 Parmetros Susceptibles que Afectan los Efectos Fisiolgicos...................................................................... ..................... 22 I.2.2 Daos de otros tipos........................................................ ........................ 26 I.3 Clasificacin de los riesgos de los sistemas elctricos y sus aplicaciones segn caractersticas especficas...................................................... ......................... 27 I.3.1 Sistemas Elctricos de Alta tensin........................................... ..................... 28 I.3.2 Sistemas Elctricos de Baja Tensin........................................... .................. 29 I.3.3 Muy Baja Tensin de Seguridad o Pequea Tensin de Seguridad........ 29 I.4 Monitoreo, Riesgos y Seguridad Elctrica...................................... ......................... 31 I.4.1 Distribucin de Potencia Elctrica............................................ ...................... 31 I.4.2 Cuidado y Monitorizacin de Pacientes en reas Crticas Hospitalarias. Entorno elctrico del paciente.................................................... ............................. 33 I.4.2.1 Monitoreo de Cabecera................ 33 I.4.2.2 Estacin Central de Monitoreo................. 34 I.4.2.3 Elementos de Monitorizacin en Cuidados Crticos................ 34 I.4.3 Entorno Elctrico del Paciente........... 35 I.4.4 Sistemas de Alimentacin Aislados........... 37 I.4.5 Sistemas de Alimentacin de Emergencia. ............ 38 I.4.6 Riesgo de Descargas (Shock) debidas al Equipo Elctrico.......... 38 I.4.6.1 Riesgo de Macroshock. ....................... 39

3 I.4.6.2 Riesgo de Microshock. ..................... 40 I.4.6.3 Equipos con Conexiones Elctricas al Corazn que Hacen Susceptible al Paciente al Riesgo de Microshock................................. ..... 45 I.4.6.4 Circuitos Elctricos Equivalentes. ............... 46 I.4.7 Dispositivos de Seguridad de los Sistemas de Energa Elctrica............ 50 I.4.7.1 Interruptores de Fallo de Puesta a Tierra (GFCI)...................... 5 0 I.4.7.2 Transformadores de Aislamiento.......................................... ..... 51 I.4.7.3 Puesta A Tierra y Equipotencialidad..................................... ..... 51 I.5 Clasificacin de los Equipos Biomdicos en relacin con la Seguridad Elctrica. ....................................................................... ......................................... 54 I.6 Tipos de Precauciones y Lmites en el Diseo de Equipos......................... ...... 56 I.6.1 Cubiertas y Protecciones. ................................................ ....................... 56 I.6.2 Aislamiento e Impedancias de Proteccin. ................................... ......... 56 I.6.3 Corrientes de Fuga........................................................ ........................... 58 Captulo II: Normas de Seguridad Elctrica en reas Crticas Hospitalarias.2. Introduccin................................................................... ..................................... 62 2.1Historia de la Seguridad Elctrica............................................. ........................ 63 2.2 Sistemas de Distribucin Elctrica.............................................. ..................... 66 2.2.1 Equipo para la Generacin de Energa Elctrica en Hospitales.............. 67 2.3 Normas Elctricas Hospitalarias............................................... ........................ 70 517-1 General................................................................... .......................... 70 517-1 Alcance................................................................... .......................... 70 2.4 Alambrado y Proteccin........................................................ ......................... 70 517-13 Aislamiento de Tomas y Equipos Elctricos Fijos en reas de Cuidado de Pacientes............................................................ ..................... 70 517-14 Uniones entre Tableros. ................................................. .............. 71 517-16 Receptculos (Tomas) con Terminales de Tierra Aislados......... 71 517-17 Proteccin contra Fallas a Tierra.......................................... ....... 72 517-18 reas de Cuidado o Atencin General........................................ 7 3 517-19 reas Crticas............................................................... ............... 74 517-20 reas Hmedas................................................................ ........... 80 517-21 Circuito Interruptor Falla a Tierra y Proteccin del Personal....... 80 2.5 Sistema Elctrico Esencial. ............ 81 517-25 Alcances.......... 81 517-30 Sistema Esencial para Hospitales....... 81 517-31 Sistema de Emergencia........ 87

4 517-32 Ramal de Seguridad de la Vida....... 88 517-33 Ramal Crtico.............................................................. .................... 89 517-34 Sistema de Equipos, Conexin a la Fuente de Potencia Alterna... 92 517-35 Fuentes de Energa....... 94 2.6 Localidades de Inhalacin de Anestsicos. ................. 95 517-60 Clasificacin de los Locales de Anestesiologa.............................. 95 517-61 Equipo y Alambrado....................................................... ................ 96 517-62 Tierra................................................................... ........................... 101 517-63 Sistemas de Potencia Aterrizados en reas de Anestesiologa..... 102 517-64 Equipos e Instrumentos de Bajo Voltaje........ 104 2.7 Instalacin de Rayos X............ 106 517-71 Conexiones para Circuitos de Suministro.......... 106 2.8 Comunicaciones, Sistemas de Sealizacin, Sistemas de Datos, Sistemas de Alarmas contra Incendios y Sistemas de Voltaje Nominal menor de 120 Voltios........................................................ 107 517-80 reas de Cuidado de Pacientes.......... 107 517-81 Otras reas para el Cuidado de Pacientes................................. 1 08 2.9 Sistema de Potencia Aislado...................... 108 517-160 Sistema de Potencia Aislado......... 108 Captulo III: Tecnologa Empleada para la Proteccin Elctrica en reas Crticas Hospitalarias.3. Introduccin.......... 113 3.1 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ................................................... ........ 114 3.1.1 Introduccin .................. 114 3.1.2 Generalidades............................................................. ....................... 115 3.1.3 Tierra, Corriente de Fuga y Corriente de Falla............................ ...... 115 3.1.3.1 Circuitos de Tierra..................................................... ............ 119 3.1.4 Puesta a Tierra........................................................... ....................... 120 3.1.5 Consecuencias de no Tener Puesta a Tierra................................. ... 123 3.1.6 Ruido Elctrico............................................................. ..................... 123 3.1.7 Corrientes Espreas......................................................... .............. 124 3.1.8 Camino Efectivo de Puesta a Tierra........................................ ....... 124 3.1.9 Eficiencia Puesta a Tierra en rea de Cuidado Crtico.................... 125 3.1.10 Propsito y Tipos de Sistemas de Puesta a Tierra......................... 1 26 3.1.10.1 Puesta a Tierra de los Sistemas Elctricos....................... 126 3.1.10.2 Puesta a Tierra de los Equipos Elctricos........................ 126 3.1.10.3 Puesta a Tierra en Seales Electrnicas.......................... 126 3.1.10.4 Puesta a Tierra de Proteccin Electrnica........................ 126 5 3.1.10.5 Puesta a Tierra de Proteccin Atmosfrica....................... 128 3.1.11 Conexin Equipotencial..................................................... .............. 128 3.2 TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO DE LNEA........................................ 129

3.2.1 Introduccin................................................................ ....................... 129 3.2.2 Generalidades............................................................. ...................... 130 3.2.3 Especificaciones para Instalaciones de Aislamiento........................ . 130 3.2.4 Instalacin del Sistema..................................................... ................. 136 3.2.5 Monitor de Aislamiento de Lnea............................................. .......... 137 3.3 PISOS CONDUCTIVOS........................................................... ........................ 139 3.3.1 Introduccin................................................................ ....................... 139 3.3.2 Generalidades............................................................. ...................... 139 3.3.3 Caractersticas............................................................. ...................... 140 3.3.4 Linleo Conductivo.......................................................... .................. 140 3.3.4.1 Definicin................................................................ ............ 140 3.3.4.2 Caractersticas........................................................... ......... 141 3.3.4.3 Materiales.............................................................. .............. 141 3.3.4.4 Instalacin............................................................... ............ 141 3.3.4.5 Cuidado de los Pisos.................................................... ...... 144 3.3.4.6 Pruebas de Resistencia Elctrica para Verificar la Conductividad................................................................... ............. 144 3.3.5 Terrazo Conductivo........................................................ ................... 145 3.3.5.1 Definicin................................................................ ............ 145 3.3.5.2 Caractersticas........................................................... ........ 145 3.3.5.3 Materiales a Utilizar................................................... .......... 145 3.3.5.4 Instalacin............................................................... ............ 146 3.3.5.5 Pruebas de Resistencia.................................................. .... 147 3.4 INTERRUPTOR CON DETECCIN DE FALLA A TIERRA............................. 148 3.4.1 Introduccin................................................................ ....................... 148 3.4.2 Proteccin Diferencial...................................................... .................. 148 3.4.3 Instalacin................................................................. ........................ 151 3.4.4 Cuidados.................................................................. ......................... 151 Captulo IV: Anlisis de Tecnologa y Estudio Costo Beneficio.4.1 Introduccin.................................................................. ................................... 152 4.2 Anlisis de Tecnologas......................................................... .......................... 152

4.2.1 Anlisis de Transformadores de Aislamiento de Lnea........................... ... 154 4.2.1.1 Mercado Nacional........................................................ ...................... 154 4.2.1.2 Mercado Internacional................................................... .................... 157 6 4.2.1.3 Cuadro Anlisis de Tecnologas: Transformador Aislamiento de Lnea de Lnea....................................................... .............. 161 4.2.2 Anlisis de Monitores de Aislamiento de Lnea................................. ......... 163 4.2.2.1 Mercado Nacional........................................................ ...................... 163 4.2.2.2 Mercado Internacional................................................... .................... 164 4.2.2.3 Cuadro de Anlisis: Monitor de Aislamiento de Lnea....................... 1 68 4.2.3 Anlisis de Interruptores con Deteccin de Falla a Tierra..................... ..... 170 4.2.3.1 Mercado Nacional........................................................ ...................... 170 4.2.3.2 Mercado Internacional................................................... .................... 171 4.2.3.3 Cuadro Anlisis: Interruptor con Deteccin de Falla a Tierra............ 174 4.2.4 Anlisis de Sistemas de Puesta a Tierra..................................... ............... 176 4.2.4.1 Conductores de Tierra................................................... .................... 176 4.2.4.2 Valor mnimo de la seccin de los electrodos de tierra..................... 178 4.2.4.3 Mtodos de Instalacin...................................................... ............... 179 4.2.4.4 Conexiones.............................................................. ......................... 180 4.2.4.5 Desventajas del Sistemas Puesta a Tierra................................ ....... 182 4.2.5 Anlisis de Pisos Conductivos............................................... ................... 184 4.2.5.1 Mercado Nacional........................................................ ...................... 185 4.2.5.2 Mercado Internacional................................................... .................... 187 4.3 Estudio Costo Beneficio..................................................... ........................ 189 4.3.1 El Anlisis Costo Beneficio................................................. ............. 189 4.3.2 La Aplicacin del Anlisis Costo Efectividad.................................. . 190 4.3.3 Proceso de Evaluacin....................................................... ................ 192 4.3.4 Formulacin................................................................. ....................... 194 4.3.4.1 Anlisis Costo Efectividad de las Tecnologas......................... 198 4.3.4.2 Clculo de Costos Totales................................................. ........... 200 4.3.4.3 Evaluacin de Costos de Pacientes atendidos con Tecnologa: Transformador de Aislamiento................................... 204 4.3.4.4 Evaluacin de Costos de Pacientes atendidos con Tecnologa: Pisos Conductivos................................................... 2

05 4.3.4.5 Evaluacin de Costos de Pacientes atendidos con Tecnologa: Sistema de Puesta a Tierra..................................... 205 43.4.6 Evaluacin de Costos de Estancia Hospitalaria de Pacientes sin Tecnologa............................................................. 206 4.3.4.7 Costos Globales de los Sistemas de Seguridad Elctrica y Costos Totales de Estancia Hospitalaria de Pacientes con Tecnologa.. 206 4.3.4.8 Evaluacin de los Costos Globales con respecto a los Costos de Estancia Hospitalaria de Pacientes sin Tecnologa............................. 207 7 Captulo V: Anlisis de la Seguridad de las Redes Elctricas en reas Crticas Hospitalarias.5.1 Introduccin.................................................................. ..................................... 209 5.2 Inspeccin, Mantenimiento y Prueba de Seguridad de Sistemas Elctricos........................................................................ ......................................... 210 5.2.1 Equipo de prueba.......................................................... ...................... 210 5.2.2 Inspeccin de Receptculos.................................................... .......... 214 5.2.3 Condiciones Mecnicas....................................................... .............. 214 5.3 Pruebas de Seguridad en Equipos Biomdicos.................................... ............ 215 5.4 Anlisis de la Seguridad Elctrica en reas Crticas Hospitalarias.................. . 220 5.4.1 Anlisis de la Seguridad Elctrica en el Hospital Nacional Dr. Juan Jos Fernndez....................................................................... ..................... 220 5.4.1.1 Sala de Operacin......................................................... ............... 220 5.4.1.2 Sala de Partos.......................................................... .................... 224 5.4.1.3 Unidad de Cuidados Intensivos........................................... ......... 226 5.4.1.4 Recuperacin.............................................................. .................. 227 5.4.2 Anlisis de la Seguridad Elctrica en el Hospital General del Instituto Salvadoreo del Seguro Social..................................................... ......................... 232 5.4.2.1 Transformador de Aislamiento............................................ .......... 232 5.4.2.2 Monitor de Aislamiento de Lnea........................................... ........ 233 5.4.2.3 Piso Conductivo......................................................... ................... 233 Captulo VI: Conclusiones y Recomendaciones............................ 235 Glosario........................................................................ ............................... 240 Bibliografa...................................................................... ............................. 249 ANEXOS.......................................................................... ............................ 257 8 INTRODUCCIN. Los accidentes provocados por los riesgos elctricos tienen como origen fallos en las instalaciones o actuaciones incorrectas de los usuarios. La forma de evitarl os

ser actuando sobre el origen de los mismos, es decir logrando que las instalacion es estn en las adecuadas condiciones de seguridad y que las personas acten de forma segura con relacin a los riesgos que existan. Es por ello, que existen instituciones internacionales, que han establecido norm as de seguridad elctrica hospitalaria con el fin de proteger, bsicamente al paciente y equipos, de los peligros que involucra el uso de la electricidad. Uno de los propsitos ms importantes en la Seguridad Elctrica Hospitalaria, especialmente en reas Crticas1, es el garantizar el cumplimiento de los requerimientos elctricos bsicos que permitan el funcionamiento idneo de las tecnologas mdicas sin representar riesgo alguno para el personal que hace uso de las instalaciones hospitalarias. El estudio de graduacin, titulado Anlisis de la Seguridad Elctrica en reas Crticas2 del Hospital Nacional Zacamil "Dr. Juan Jos Fernndez y Hospital General del Instituto Salvadoreo del Seguro Social, basado en normativas elctricas internacionales establecer los requerimientos bsicos que definan un ambiente seguro en perfecto equilibrio con la tecnologa y la realidad nacional del mbito hospitalario. Finalmente, se presentarn los resultados que se desean obtener con la elaboracin del trabajo de graduacin. 1 reas Crticas: Son aquellas reas hospitalarias en las que pacientes son sometidos a procesos invasivos y conectados a equipos mdicos los cuales son alimentados por la red elct rica. 2 Las reas Crticas que se tomarn para el desarrollo de la investigacin son Sala de O peraciones, Unidad de Cuidados Intensivos e Intermedios, Recuperacin y Sala de Partos. 9 ANTECEDENTES. En El Salvador no existe una entidad reguladora de la seguridad elctrica hospitalaria, sin embargo, ha habido esfuerzos a nivel local por cambiar esta situacin, y la Universidad Don Bosco, como ente precursor de la Ingeniera Biomdica, ha participado en actividades que fomentan la iniciativa hacia la Normalizacin y Regulacin de Ingeniera Hospitalaria de la red de Salud. Es as como se inaugur el foro denominado "Adopcin de Normas y Guas Estndares de Ingeniera Hospitalaria para la Red de Salud en El Salvador", el cual fue organizado y coordinado a travs del Ministerio de Salud, la Asociacin Salvadorea de Ingeniera Hospitalaria, Universidad Don Bosco, con el apoyo tcnico y financiero de la Organizacin Panamericana de la Salud; dicho evento se llev a cabo en Junio de 2002. El objetivo principal de esta actividad fue el de incentivar a todos los sectore s a iniciar y participar en la elaboracin de documentos de consenso, que contengan la s Guas Normativas de Ingeniera Hospitalaria, que regulen y estandaricen de manera integral la planificacin, construccin, adquisicin y mantenimiento de la infraestructura, instalaciones y equipamiento de los servicios de salud, garanti zando la reduccin de la vulnerabilidad y disminucin de los riesgos, para consolidar una infraestructura de salud ms confiable y segura. Los esfuerzos en relacin a esta temtica son poco conocidos y al mismo tiempo, an se encuentran inconclusos, por lo que es necesario el desarrollo de estas iniciativas y que reciban el apoyo debido para impulsar la seguridad hospitalaria en el pas. 10 IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIN DEL PROYECTO. Los avances tecnolgicos han permitido el desarrollo de equipos mdicos cada vez ms sofisticados y sensibles, lo que implica mejorar la seguridad de los

pacientes y equipos que estn en contacto directo con stos. Entre los aspectos a considerar se encuentran las normas de seguridad elctrica, y a que en numerosas ocasiones, el incumplimiento a estas normativas es la causa de severos daos al paciente que le pueden ocasionar hasta la muerte. En las instalaciones hospitalarias, es difcil prevenir la aparicin de trayectorias conductivas o capacitivas entre el cuerpo de un paciente y algn objeto puesto a tierra, porque esta trayectoria podra establecerse accidentalmente o a travs de lo s instrumentos conectados directamente al paciente, adems cualquier superficie conductora de electricidad que eventualmente entre en contacto con el paciente o los aparatos a l conectados, son posibles fuentes de corrientes elctricas que circularn por su cuerpo. El peligro es mayor a medida que aumenta el nmero de equipos mdicos que son usados en el paciente, y por tanto es indispensable intensificar l as precauciones. En las reas Crticas, adems de la problemtica planteada anteriormente, se tienen pacientes que, debido al estado de vulnerabilidad en el que se encuentran estn ms expuestos a sufrir accidentes elctricos con niveles de corriente tan bajos que se requiere de protecciones adicionales en el diseo de los aparatos e instalaciones elctricas. Es por ello, que el diseo y mantenimiento de los tomas elctricos para los equipos mdicos deben basarse en la clasificacin de los tipos de reas de cuidados de paciente, el rea de estudio correspondiente a este trabajo de investigacin concierne a reas Crticas Hospitalarias. 11 La importancia del desarrollo de esta investigacin radica en determinar la Seguridad Elctrica presente en el medio hospitalario salvadoreo, especficamente en reas Crticas; para ello se escogern dos hospitales como muestra: uno de la red de salud pblica (Hospital Dr. Juan Jos Fernndez) y uno de la red de la seguridad social (Hospital General); se estipul de esta manera debido a que el Ministerio de Salud Pblica y Asistencia Social y el Instituto Salvadoreo del Segur o Social son considerados como las instituciones ms representativas del sector salu d en nuestro pas, cubriendo un gran porcentaje de la poblacin salvadorea. El anlisis a realizar estar basado en el estudio y aplicacin de las normativas de seguridad elctrica para reas Crticas Hospitalarias, a la situacin hospitalaria nacional; generndose a partir de los resultados, una gua de seguridad elctrica para estas reas con la finalidad de sentar las bases que den pauta a la adopcin de estas regulaciones en otros hospitales de similar complejidad, de forma que pued an ponerse en prctica las reglas de observancia mnima para el uso de las tecnologas presentes. En El Salvador, el suministro de Energa Elctrica en muchas ocasiones es irregular ya que presenta variaciones de voltaje de red, suspensin de energa; estos efectos pueden repercutir en los equipos mdicos ocasionando fallas en el funcionamiento de los mismos, y por consiguiente ocasionando dao a pacientes y personal hospitalario. En el presente trabajo de graduacin se parte de una hiptesis, que consiste en demostrar la alta vulnerabilidad existente en el medio hospitalario en la garanta de la seguridad elctrica que se brinda a los pacientes en reas Crticas. En la Universidad Don Bosco se tiene la existencia de trabajos de graduacin que abordan temas de diseo y anlisis de instalaciones elctricas para baja tensin realizados en algunas instituciones hospitalarias del pas, as como tambin se tienen estudios sobre accidentes con equipo mdico, sin embargo, stos no han sido enfocados a reas Crticas Hospitalarias, como el que se plantea en esta investigacin, por lo tanto, es importante la realizacin de un estudio que consolid e

conceptos y normativas de seguridad elctrica que rigen estas reas en un centro hospitalario. 12 OBJETIVOS. Objetivo General. Determinar la seguridad elctrica en reas Crticas del Hospital Nacional Zacamil, Dr. Juan Jos Fernndez y del Hospital General del Instituto Salvadoreo del Seguro Social, y desarrollar una gua que incluya normas fundamentales de seguridad elctrica, que pueda ser aplicada al medio hospitalario salvadoreo. Objetivos Especficos. Investigar los riesgos elctricos en reas Crticas Hospitalarias, los efectos de la corriente a nivel fisiolgico y los mtodos de proteccin al paciente. Establecer las caractersticas que definen a un paciente elctricamente vulnerable. Investigar la influencia de las biotecnologas en la seguridad elctrica del paciente. Investigar las Normativas Internacionales que rigen la Seguridad Elctrica Hospitalaria en reas Crticas y aplicarlas al anlisis de la situacin hospitalaria nacional. Determinar el efecto de los armnicos en las tecnologas de seguridad elctrica en reas Crticas. 13 Efectuar un anlisis de tecnologas existentes a nivel local e internacional para la proteccin elctrica en reas Crticas Hospitalarias, incluyendo un estudio costo beneficio de su aplicacin. Investigar y definir las caractersticas de las tecnologas bsicas empleadas para garantizar la seguridad elctrica hospitalaria. Realizar un estudio de campo en reas Crticas del Hospital Nacional Zacamil, Dr. Juan Jos Fernndez y del Hospital General del Instituto Salvadoreo del Seguro Social, enfocndose principalmente en la determinacin del nivel de seguridad elctrica existente y secundariamente, determinar la seguridad de los equipos presentes en estas reas. Desarrollar y aplicar al medio hospitalario salvadoreo, una gua de normas fundamentales de seguridad elctrica para reas Crticas. 14 ALCANCES. Hacer una adaptacin de las normas internacionales que regulan la seguridad elctrica en reas Crticas Hospitalarias al Hospital Nacional Zacamil, Dr. Juan Jos Fernndez y al Hospital General del Instituto Salvadoreo del Seguro Social. Analizar la Seguridad Elctrica de las siguientes reas Crticas: Sala de Operaciones, Unidad de Cuidados Intensivos e Intermedios, Recuperacin y Sala de Partos del Hospital Nacional Zacamil, Dr. Juan Jos Fernndez y del Hospital General del Instituto Salvadoreo del Seguro Social. Entregar a las autoridades del Hospital Nacional Zacamil, Dr. Juan Jos Fernndez y al Hospital General del Instituto Salvadoreo del Seguro Social, una serie de consideraciones y normativas que, a modo de recomendacin, permitan disponer de sistemas ms seguros y confiables en reas Crticas Hospitalarias. Analizar la Seguridad Elctrica en reas Crticas, tomando de referencia un hospital de la Red Nacional y un hospital del Instituto Salvadoreo del Seguro Social y de forma secundaria, analizar la seguridad elctrica de los equipos presentes en ellas. LIMITACIONES. Falta de registros e informacin que determinen el estado funcional de las tecnologas de proteccin elctrica existentes en los hospitales a estudiar. Debido a la importancia que las reas Crticas representan dentro de un hospital, no siempre se tendr acceso a ellas, depender de la disponibilidad que se tengan de las mismas, por lo que en ocasiones esta situacin generar retrasos en la investigacin.

15 METODOLOGA . La metodologa del estudio a realizar est constituida de la siguiente forma: Revisin Bibliogrfica Investigacin de Campo Realizar un anlisis de ambos. Realizar entrevistas a personas expertas en la materia. Revisin Bibliogrfica: Se realizar una revisin de cdigos y normativas de seguridad elctrica para reas crticas creadas por entidades internacionales, alguna de las fuentes bibliogrficas a emplear es el desarrollado por la National Fire Protection Association (Asociacin Nacional de Proteccin contra el Fuego - NFPA) quien lo bautiz con el nombre de National Electrical Code NEC, dicho cdigo es revisado y actualizado cada tres aos; as tambin se revisarn las bibliografas que surjan como producto de la investigacin y que sean pertinentes al desarrollo del estudio. Por medio de esta tcnica se permitir identificar los problemas relacionados a la seguridad elctrica de las reas crticas hospitalarias con mayor facilidad e investigarlos en ms detalle. Investigacin de Campo: La investigacin de campo se realizar en las instalaciones de mantenimiento de los hospitales sujetos a estudio; se disear ficha en la que se recopilar informacin tcnica que representa la base para llevar a cabo los anlisis de la seguridad elctrica en el que se encuentran dichas instituciones para posteriormente ser comparado con las normativas que resulten de la investigacin bibliogrfica. Como parte de la investigacin de campo, se llevar a cabo las siguientes visitas tcnicas: Anlisis y Evaluacin de Resultados: Se har correlacin de los hechos verificados, denotando las conclusiones y recomendaciones del caso. Para la determinacin de recomendaciones tambin se aplicar un anlisis costo beneficio de las tecnologas investigadas. 16 C A P T U L O I : RIESGOS ELCTRICOS EN REAS CRTICAS HOSPITALARIAS Y SUS EFECTOS. MTODOS DE PROTECCIN PARA EL PACIENTE. I. Introduccin. Un hospital representa una institucin compleja, constituida por diferentes reas cuyas funciones se encauzan en un slo objetivo: brindar la atencin necesaria con el fin de procurar y velar por la salud de la poblacin de su rea de influencia; pa ra llevar a cabo este objetivo, es necesario en muchas ocasiones hacer uso de la tecnologa mdica, implicando a su vez el uso de la Energa Elctrica y junto con ella todos los riesgos que sta conlleva. La tecnologa mdica ha aumentado considerablemente la seguridad de los equipos y ha reducido los riesgos debidos al manejo y utilizacin. En la actualida d, en las aplicaciones mdicas los niveles de seguridad que deben reunir los sistemas de instrumentacin estn normalizados3. Resulta obvio que no puede asegurarse un riesgo nulo en el uso del equipo, sin embargo, una adecuada utilizacin de los mismos por usuarios debidamente capacitados minimiza los riesgos elctricos y aumenta la seguridad del paciente y personal. De todas formas, el simple hecho de hacer uso de la Energa Elctrica representa un riesgo latente, ya que si el sistema de seguridad elctrica no es el adecuado o bien el sistema falla, se pueden ocasionar severos daos tanto a pacientes como personal; otros factores causantes de accidentes elctricos a nivel hospitalario s on el aumento en la complejidad de los dispositivos o equipos mdicos y su manejo. La mayora de los accidentes con equipos mdicos se pueden atribuir a un uso inadecuado del equipo o falta de experiencia en su manejo y en algunos casos, po r fallas de los equipos, es por esta razn, que es sumamente importante el desarroll o

de sistemas de seguridad lo ms fiables posibles. 3 Existen instituciones que se dedican a establecer cdigos y normativas de seguri dad con el propsito de proteger a las personas que estn en contacto ya sea de forma directa o indirecta con los equipos, comprobando que stos se cumplen antes de ponerse en el mercado. Entre es tas instituciones pueden citarse: Asociacin Espaola de Normalizacin y Certificacin (AENO R), Comisin Electrotcnica Internacional (CEI), The Electrical And Electronics Engineer s, Inc. (IEEE). 17 En este captulo se dar una visin del problema de la seguridad elctrica, estudiando de qu forma condiciona el diseo del equipo. De hecho, los pacientes de un hospital bajo ciertas condiciones, las cuales se definirn en el desarrollo del captulo, pueden ser ms susceptibles al peligro de la corriente elctrica que una persona en su casa o trabajo, por lo que se debe tomar precauciones especiales en los sistemas de seguridad elctrica y equipos mdicos. Las condiciones bajo las que se presentan dichos problemas son difciles de percib ir por lo que hay que extremar las precauciones, es por ello que se necesita conoce r y comprender las medidas ms importantes de seguridad que se incorporan al diseo para minimizar el riesgo de peligro. Dentro de las fuentes de peligro incluyen e l fuego, aire, agua, productos qumicos, drogas, diversos tipos de radiacin, el propi o personal mdico; este captulo se centrar en el tema de seguridad elctrica. Para describir los riesgos elctricos, se estudian los efectos fisiolgicos de la corriente elctrica, riesgos de shock producidos por el equipo y posibles sistemas de seguridad. 1.1 Condiciones de las Corrientes Peligrosas. 1.1.1 Corriente de Fugas. Generalmente se llama corriente de fuga a la pequea corriente, normalmente del orden de los mA, que inevitablemente fluye entre cualquier par de conductores aislados y adyacentes que estn a potenciales diferentes, en otras palabras, es la corriente que fluye desde las partes activas, o sometidas a tensin elctrica del equipo a travs de las partes metlicas accesibles hacia tierra. Este tipo de corriente presenta una pequea componente resistiva que fluye a travs del aislamiento, el polvo y la humedad, as como una fuerte componente reactiva debido a los acoplamientos capacitivos e inductivos entre los cables de alimentacin, los transformadores, etc., y el chasis del equipo. Si el aparato dis pone de un tercer conductor (conductor de tierra), la corriente fluir por l, de forma q ue el chasis se situar a un potencial igual a la corriente de fuga multiplicada por la resistencia del hilo de tierra. 18 En casos normales esta tensin nunca deber exceder unos pocos mV, provocando una situacin no peligrosa para el paciente como se muestra en la figura 1.1. Figura 1.1 Disminucin de las corrientes de fugas a travs de paciente mediante terc er conductor a tierra. Fuente: Ingeniera Clnica, E. Rodrguez,1997. El resultado final del paso de la corriente elctrica por el cuerpo humano no pued e predecirse en un caso determinado. 1.2 Daos Causados por la Electricidad. 1.2.1 Daos a las Personas. Efectos Fisiolgicos de la Corriente Elctrica.

Para que la electricidad produzca efectos en el organismo, el cuerpo humano debe convertirse en parte de un circuito elctrico. Para que circule corriente por el cuerpo humano deben existir al menos dos conexiones entre el cuerpo y una fuente de alimentacin o tensin externa. La magnitud de la corriente depende de la diferencia de potencial entre las conexiones y de la resistencia elctrica del cue rpo. 19 La mayor parte de los tejidos del cuerpo contienen un elevado porcentaje de agua por lo que la resistencia elctrica que presentan es baja y pueden considerarse co mo un buen conductor, no obstante, la impedancia de la piel (epidermis) es bastante elevada (200-500 K ) por lo que el cuerpo humano puede considerarse como un conductor volumtrico no homogneo en la que la distribucin del flujo de la corriente elctrica viene determinada por la conductividad local del tejido. Los efectos que la corriente elctrica produce sobre el cuerpo humano dependen fundamentalmente de los siguientes parmetros: magnitud de la corriente que circul a por el tejido, frecuencia, tiempo de exposicin a la corriente elctrica, zona por l a que circula (superficie o tejido interno). La gravedad del dao producido depender tambin del rgano afectado. La corriente elctrica puede afectar al tejido principalmente de tres formas: en primer lugar se produce una excitacin elctrica de los tejidos excitables (nervios y msculos), comenzando con una sensacin de hormigueo o irritacin que si alcanza intensidad suficientemente elevada puede ser dolorosa y molesta. La estimulacin de estos nervios o msculos motores puede provocar contracciones y si sta aumenta puede producirse la tetanizacin del msculo. En segundo lugar, puede aparecer un incremento de la temperatura del tejido debido a la resistencia que presenta y la energa disipada por el mismo. Por ltimo, si el aumento de temperatura es muy elevado, puede provocar lesiones (quemaduras) en el tejido. Con la corriente elctrica domstica las quemaduras se limitan por lo general a lesiones localizadas en los puntos de contacto o en sus inmediaciones, lugares donde se produce mayor densidad de corriente. En los accidentes industriales causados por alta tensin, as como en accidentes por rayos, la energa elctrica disipada puede provocar quemaduras que abarcan grandes reas del cuerpo. La definicin de los trminos que posean este smbolo se encuentra en el glosario al f inal del documento. 20 En electrociruga se utiliza la corriente concentrada procedente de un generador de radiofrecuencia con la frecuencia de 2.5 - 4 MHz para cortar tejido o coagula r pequeos vasos sanguneos. El rgano ms susceptible a la corriente elctrica es el corazn. Un estmulo que tetanice el corazn provoca la contraccin completa del miocardio que detiene la accin de bombeo del corazn e interrumpe la circulacin sangunea. Si la circulacin no se restablece en pocos minutos, en primer lugar se lesiona el cereb ro y luego se produce la muerte debido a la falta de aporte de oxgeno a los tejidos cerebrales. No obstante, si la corriente tetanizante se elimina al cabo de poco tiempo y las lesiones producidas no son irreversibles, el latido del corazn se reanuda d e forma espontnea. Una corriente de intensidad ms baja que excite slo parte de las fibras musculares del corazn puede ser ms peligrosa que una corriente suficiente para tetanizar el corazn entero. Esta excitacin parcial puede cambiar las vas elctricas

de propagacin en el miocardio desincronizando la actividad del corazn. Este fenmeno en el que el corazn pierde su sincronismo se denomina fibrilacin. La fibrilacin ventricular es la causa que produce la mayora de las muertes en los accidentes elctricos. Tambin se puede producir parlisis respiratoria si los msculos del trax se tetanizan por efecto de una corriente que circule a travs del pecho o a travs del centro de control de la respiracin en el cerebro. Son muchos los factores que influyen en la magnitud de la corriente elctrica necesaria para producir un efecto fisiolgico concreto en una persona. A continuacin, se detallan los efectos fisiolgicos que se producen en el cuerpo humano en funcin de la magnitud de la corriente elctrica que circula a travs del cuerpo humano suponiendo que se aplica una diferencia de potencial entre las extremidades superiores (las dos manos). En la figura 1.2 se esquematiza los val ores aproximados de la corriente y los efectos que producen para un tiempo de exposic in de 1-3 seg. y varios niveles de magnitud alterna de 60 Hz aplicada al exterior d el cuerpo de una persona de 70 Kg. aproximadamente. 21 Figura 1.2 Efectos fisiolgicos de la electricidad. Fuente: Medical Instrumentatio n, J. Webster,1992, Electrical Safety of Medical Equipment, IEEE. EFECTO UMBRAL4. Umbral o nivel de percepcin. (Nivel mnimo a detectar) 10 A - 0.5 mA valores eficaces CA, 60 Hz ; 2 - 10 mA CC. Corriente de prdida del control motor. (Nervios y msculos pueden excitarse y provocar contracciones) 6 mA - 16 mA. Parlisis respiratoria, dolor y fatiga. (Asfixia) 18 mA - 22 mA Fibrilacin ventricular. (Prdidas de sincronismo de las diferentes fibras del msculo cardiaco) 75 mA - 400 mA. Contraccin del miocardio sostenida. (Msculo completo del corazn se contrae) 1 A - 6 A. Daos fsicos y quemaduras. (Necrosis Elctrica.) 10 A en adelante Muerte (Posibles causas: insuficiencia circulatoria, lesin en centros bulbares. An no se sabe si esta lesin neurolgica es secundaria al vasoespasmo o si se produce por aumento de la temperatura del cerebro, o bien si resulta de la lesin directa de las neuronas) Tabla 1.1 Efectos de la corriente elctrica. Fuente:Medical Instrumentation, J. We bster,1992 4 Fuente: Seguridad Elctrica del Equipo Mdico, Electrical Safety of Medical Equipm ent, IEEE. 22 1.2.1.1 Parmetros Susceptibles que Inciden los Efectos Fisiolgicos. Los efectos fisiolgicos definidos en vistos en los apartados anteriores, producid os por la corriente elctrica, dependen de una serie de parmetros que se comentan a

continuacin: Variabilidad del umbral de percepcin y corriente de prdida del control motor. En la figura 1.3 se muestra la variabilidad del umbral de percepcin y de la corri ente de prdida del control motor para hombres y mujeres. En dicha figura se indica el porcentaje de personas que perciben diferentes valores eficaces (Rms) de la corriente en miliamperios. Puede observarse que los datos obtenidos pueden interpolarse por una recta. Para los hombres, el valor medio del umbral de percepcin es de 1.1 mA, para las mujeres, este valor medio se estima en 0.7 mA. Se observa que el valor mnimo de este umbral de percepcin se sita entorno a 0.5 mA. La corriente de prdida de control, posee un valor medio de corriente de 16 mA para hombre y 10.5 mA para mujeres. El valor umbral mnimo de la corriente de prdida de control es de 9.5 mA para hombres y 6 mA para mujeres. Puede observarse que el rango de posibles valores de corriente de prdida de control es mucho mayor que el de la corriente de umbral de percepcin. La variabilidad de estas medidas puede adjudicarse a la variabilidad de la impedanc ia de la piel en diferentes personas. 23 Figura 1. 3 Rango de los umbrales de las corrientes de percepcin y de prdida de co ntrol. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster,1992. Es lgico pensar que estos valores dependen de la impedancia elctrica que presenta el cuerpo humano, pudiendo llegarse a la conclusin que la conductividad del cuerpo humano es mayor en las mujeres debido entre otras causas a que el porcentaje de agua de las mismas es mayor. El uso de gel que disminuye la impedancia piel-electrodo, reduce la impedancia del lazo de corriente de forma que el nivel de percepcin disminuye. Utilizando ge l en electrodos de ECG, el valor medio del umbral de percepcin se reduce a slo 83 A en un rango de 30 - 200 A. La impedancia de la piel (Zp) puede considerarse un conjunto de resistencias y capacidades y depende de la tensin, la superficie de contacto, la presin del contacto, la humedad de la piel y de la temperatura. La impedancia interna del cuerpo humano (Zi) es principalmente resistiva y depende fundamentalmente del trayecto y de la superficie de contacto. La impedancia total del cuerpo humano depende por tanto de los factores enumerados anteriormente. En la tabla 1.2 aparecen valores vlidos para un trayecto mano a mano y mano a pie con dos superficies de contacto importante (50 a 100 cm2) y en condiciones secas. 24 La resistencia inicial para el mismo trayecto y superficie de contacto puede tom arse igual a 500. Las medidas se han efectuado sobre seres vivos y sobre cadveres5. Tabla 1.2 Trayecto de la corriente elctrica para diferentes valores de impedancia . Fuente: SIMI Bioingeniera. Instalaciones Hospitalarias Frecuencia de la corriente. En la figura 1.4 puede observarse la relacin existente entre la corriente de prdid a de control y la frecuencia de la corriente. Desafortunadamente, el valor mnimo de la frecuencia de la corriente de prdida de control es la de las lneas de potencia comerciales (60 Hz). Para frecuencias por debajo de 10 Hz, el valor mnimo de la corriente de prdida de control aumenta probablemente debido a que los msculos pueden relajarse en ciertos intervalos del ciclo de la corriente. Este valor de umbral de la corriente de percepcin se mantiene ms o menos constante entre 10 Hz y 100 Hz, incrementndose de nuevo para valores superiores a 100 Hz.

5 Fuente: Los Riesgos Elctricos y su Ingeniera de Seguridad, M. Toledo, Espaa. 25 Figura 1.4 Curva Corriente de prdida de control frecuencia. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster,1992. Duracin de la exposicin a la corriente elctrica. Un nico estmulo o pulso elctrico puede producir una fibrilacin ventricular si se aplica durante el periodo vulnerable de repolarizacin del corazn que corresponde a la onda T del ECG. Peso del cuerpo humano. Diversos estudios que utilizan animales de diversos tamaos muestran que el umbral de fibrilacin aumenta conforme aumenta el peso del cuerpo. Puntos de entrada de la corriente elctrica. Cuando la corriente se aplica entre dos puntos cualesquiera del cuerpo humano, sl o un pequeo porcentaje de la energa o corriente total pasa a travs del corazn como se observa en la figura 1.5. 26 De esta forma, pueden darse bsicamente dos tipos de situaciones: el macroshock y el microshock. El macroshock est relacionado con la circulacin de corriente en la superficie corporal (figura 1.6.a). El microshock se refiere a a quellos casos en los que al tener un catter conectado al corazn, una pequea corriente puede ocasionar grandes daos al paciente e incluso la muerte (figura 1.6.b), ambo s trminos se retoman y se analizan con mayor profundidad ms adelante. Figura 1.5 Efectos de los puntos de entrada en la distribucin de la corriente por el cuerpo. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster,1992. 1.2.2 Daos de Otros Tipos. Los incendios, provocados por cortocircuitos (motivados generalmente por un funcionamiento incorrecto de las instalaciones) son uno de los daos mas frecuente s. En numerosas ocasiones se atribuye el origen de un incendio a un cortocircuito, pero habitualmente el cortocircuito no es sino un paso ms (el ms llamativo) en el proceso que desencadena el incendio. Es normal que el cortocircuito se produzca por un calentamiento excesivo previo de elementos aislantes hasta alcanzar su punto de fusin, producindose a continuacin el cortocircuito. Tambin se producen incendios o explosiones motivadas por la presencia de atmsferas inflamables o explosivas ante elementos con temperatura elevada (producida por la electricidad) o arcos elctricos. 27 1.3 Clasificacin de los riesgos de los sistemas elctricos y sus aplicaciones segn caractersticas especficas. Pueden establecerse varias clasificaciones de los sistemas y aplicaciones elctric as. A continuacin se establece una clasificacin basada en los siguientes criterios: Por el riesgo de electrocucin: Alta Tensin. Baja Tensin. Muy Baja Tensin de Seguridad. Para que se produzca el paso de corriente a travs del cuerpo humano es necesario que se cierre un circuito como el de la figura siguiente: Figura 1.6 Circuito en el que se representa el paso de corriente a travs del cuer po humano. Fuente: Los Riesgos Elctricos y su Ingeniera de Seguridad. M. Toledo, U. Politcnica , Espaa. En el circuito, ZT representa la impedancia del cuerpo humano. La intensidad IC se calcula como Donde: Ic = Corriente que circula por el cuerpo humano Ud = Voltaje o Tensin de alimentacin

Zd = Impedancia de los conductores aislados ZT = Impedancia del cuerpo humano Una caracterstica de los materiales aislantes es su resistividad y otra su rigide z dielctrica o mxima tensin (kV/cm) que pueden soportar manteniendo sus caractersticas (entre ellas su alta resistividad). Por lo tanto, el empleo de ten siones altas presenta mayor riesgo por varios motivos: 28 En primer lugar, cuando se tiene un circuito como el de la figura anterior, cuan to mayor sea la tensin mayor ser la intensidad. En segundo lugar, cuanto mayor es la tensin mayor ser la probabilidad de que se produzca un circuito como el de la figura, por superar la rigidez dielctrica d e los aislantes. Al aproximarse a una instalacin con conductores no aislados se producen efectos capacitivos (separacin de dos conductores por un dielctrico), estos efecto s, aunque presentan impedancias altas, pueden provocar intensidades peligrosas si l a tensin aumenta. Por este motivo es necesario mantener unas distancias mnimas (en funcin de la tensin) a los elementos no aislados. El Cdigo Elctrico Nacional (NEC), establece una clasificacin de los sistemas elctricos por el nivel de tensin6. Como resultado de esta clasificacin tenemos tres grandes grupos: sistemas de Alta tensin, de Baja Tensin, y de Muy Baja Tensin de Seguridad. 1.3.1 Sistemas Elctricos de Alta Tensin. Son sistemas de alta tensin aquellos en los que se utilizan tensiones alternas de valor eficaz superior a 1000 V o tensiones continuas superiores a 1500 V. Normalmente las instalaciones de alta tensin son de corriente alterna trifsicas y la tensin de las mismas se refiere al valor de su tensin de lnea (tensin eficaz entre cada dos de los tres conductores de fase). Los sistemas elctricos de alta tensin se utilizan fundamentalmente cuando se manejan potencias elevadas, con el objeto de que se reduzcan las corrientes. Por esta razn se encontrarn sistemas de alta tensin en la generacin de energa elctrica (salvo excepciones como pequeos generadores), en los sistemas de alimentacin (habitualmente cuando la potencia supera los 500 kW). 6 Fuente: Cdigo Elctrico Nacional (National Electrical Code). 29 Hay por lo tanto instalaciones de alta tensin en: Las centrales elctricas Las lneas de distribucin en alta tensin. Las subestaciones elctricas (instalaciones destinadas a maniobras de conexin y desconexin as como a transformacin de la tensin). 1.3.2 Sistemas Elctricos de Baja Tensin. Son sistemas a baja tensin aquellos en los que se utilizan tensiones alternas de valor eficaz entre 50 V y 1000 V o tensiones continuas entre 75 V y 1500 V. Los sistemas elctricos de baja tensin se utilizan fundamentalmente para la conversin de la energa elctrica en otra forma de energa, porque la gran mayora de receptores elctricos estn diseados para el funcionamiento a baja tensin. Existen algunas instalaciones, que utilizan corriente continua o corrientes con formas de onda especiales, para fines especficos, como el control de motores u otros receptores. Por esta razn, son de baja tensin las instalaciones receptoras de los consumidores de energa elctrica. 1.3.3 Muy Baja Tensin de Seguridad o Pequea Tensin de Seguridad. Se considera Muy Baja Tensin de Seguridad a las menores de 24 V en lugares hmedos y de 50 V en lugares secos no conductores. Se utilizan estas instalaciones en los casos de uso de aparatos con aislamiento

funcional solamente, que deban ser utilizados en lugares muy conductores (como depsitos metlicos, calderas, hornos, etc). La potencia de estos sistemas suela ser baja (inferior a 10 kW). 30 Por el riesgo de arcos elctricos Un arco elctrico es una corriente elctrica entre dos conductores a travs del aire. El aire en condiciones normales es aislante siempre que no se supere su ri gidez dielctrica. Un arco puede producirse por modificar las condiciones de manera que se supere la rigidez dielctrica del aire, o como consecuencia de la maniobra de apertura o cierre de un elemento de interrupcin de la corriente elctrica. Cuando se establece un arco en el aire suele convertirse en un cortocircuito y trata de propagarse en direccin a la fuente de alimentacin, ya que como consecuencia de la energa del mismo, el aire se ioniza y se vuelve conductor (has ta que se enfre de nuevo). Si un interruptor se abre cuando circula a travs de l una intensidad superior a la asignada como poder de corte, puede deteriorarse y ser incapaz de extinguir el arco y por lo tanto de interrumpir el paso de corriente. Existe riesgo de arcos elctricos tanto en instalaciones de alta tensin como de baja tensin. Los arcos elctricos peligrosos se deben habitualmente a circunstancias fortuitas motivadas por fallas de las instalaciones o fallas en actuaciones humanas. Los efectos de los arcos elctricos dependen de la intensidad de la corriente del arco, y de la tensin. Las intensidades de cortocircuito son especialmente altas e n las proximidades de los centros de transformacin en instalaciones de baja tensin y en todos los puntos de las instalaciones de alta tensin. Las causas que provocan arcos elctricos pueden ser: Fallos en dispositivos de maniobra o proteccin. Cortocircuitos fortuitos provocados por: Desprendimiento de elementos conductores Deterioro de aislantes. Aproximacin excesiva a elementos conductores con herramientas o elementos de medida. Actuaciones de animales, Humedad. 31 1.4 Monitoreo, Riesgos y Seguridad Elctrica. 1.4.1 Distribucin de Potencia Elctrica. La energa elctrica es necesaria en las instalaciones de hospitales no slo para el funcionamiento de los equipos mdicos, sino tambin para uso de iluminacin, aplicaciones de mantenimiento, comodidad de los pacientes (televisin, etc.), relo jes, botones de emergencia o llamada a enfermeras y otros equipos elctricos. Un primer paso para aumentar la seguridad es el control de los tomas elctricos y conexin a tierra en el entorno del paciente. En este apartado se van a comentar algunos mtodos de distribucin de lneas de potencia en las instituciones hospitalarias. Posteriormente, se estudiarn diversa s situaciones peligrosas que pueden ocasionar peligros de macroshock y microshock. En la figura 1.7 se muestra un diagrama simplificado de un sistema de distribucin de energa elctrica. La energa es distribuida por una compaa de servicio elctrico desde una subestacin principal hasta una subestacin del hospital, normalmente mediante cables subterrneos que transportan alta tensin. Por medio de un transformador reductor con toma central se obtiene una alimentacin de baja tensin. El secundario del transformador de la subestacin, generalmente tiene toma intermedia o toma central y se conecta a un anclaje de conexin a tierra. A partir de aqu se desarrolla la instalacin elctrica del edificio. Conviene resaltar que es importante que los equipos tengan conexin a tierra

para desviar posibles derivaciones a stos por parte de la red elctrica. En las instalaciones modernas, todos los tomacorriente disponen de un tercer contacto denominado toma a tierra del equipo y que est unida a tierra en la subestacin del edificio mediante el conducto de acero galvanizado que protege a l os otros conductores o bien mediante un conductor de tierra distinto. 32 El uso del conducto como conector a tierra puede presentar ciertos peligros debido a la corrosin o un aumento de la resistencia del conducto hasta un nivel peligroso. Por este motivo las normas NEC (1990) en E.E.U.U. exigen un sistema de tierra equipotenciales7 en los lugares donde haya pacientes susceptibles a la electrici dad. Figura 1.7 Esquema simplificado de la distribucin elctrica. Fuente: Instrumentacin y Medidas Biomdicas, L. Cromwell, 1980; Medical Instrumenta tion, J. Webster, 1992. 7 Referirse al Apartado I.4.7.3 de este captulo: Puesta A Tierra y Equipotenciali dad. 33 1.4.2 Cuidado y Monitorizacin de Pacientes en reas Crticas Hospitalarias. Entorno Elctrico del Paciente. Uno de los logros ms importantes en la medicina moderna en cuanto a cuidados intensivos, es la disponibilidad de sistemas de monitorizacin de pacientes. Previ o a la invencin de estos dispositivos, era casi imposible obtener informacin en tiempo real de pacientes gravemente enfermos. Los cuidados intensivos consistieron nicamente en colocar una sola enfermera durante las 24 horas del da, lo cual se ha convertido con el tiempo en algo famil iar dentro del hospital. Actualmente, se cuenta con sistemas electrnicos de monitoreo para pacientes crticos, de tal forma, que se cre unidades especiales para este tipo de pacientes en las que se les brinda la atencin y cuidados apropiados por enfermeras altamente expertas en esta especialidad. De este modo, se es capaz de prestar un servicio de mejor calidad a mayor nmero de pacientes y se es capaz de reaccionar ms rpidamente y de forma adecuada ante una situacin de emergencia. El sistema estndar de monitorizacin de paciente en cuidados intensivos posee dos aspectos importantes: Monitoreo de Cabecera y Estacin Central de Monitoreo. En algunos casos, los sistemas de estacin central se encuentran como esclavo del Monitor de Cabecera, ya que, ste simplemente repite los mismos datos obtenidos por el Monitoreo de Cabecera. En otras ocasiones, la estacin central posee un papel ms protagnico en la determinacin de la condicin del paciente. 1.4.2.1 Monitoreo de Cabecera. El monitoreo de cabecera es un instrumento electrnico que colecta datos fisiolgicos del paciente para luego mostrarlos de forma local, es decir, dentro d el cuarto del paciente, o transmite esta seal a la Estacin Central. 34 La mayora de los Monitores de Cabecera en la actualidad realizan ambas funciones. Esta transmisin puede ser anloga o digital. Hace algunos aos, los sistemas monitoreo mviles eran muy populares en las unidades de cuidados intensivos ya que la Estacin Central no estaba tan difundida . Actualmente, las unidades mviles an son muy utilizadas para la transportacin de los pacientes y para realizar un monitoreo a pacientes que lo ameriten y que por una

u otra razn no se encuentran en la Unidad de Cuidados Intensivos. 1.4.2.2 Estacin Central de Monitoreo La Estacin Central de Monitoreo realiza diversas funciones en el ambiente de cuidados crticos. Una de ellas consiste en permitir una visin ms amplia tanto para mdicos como enfermeras, haciendo posible mantener un panorama claro del estado de los pacientes, lo que reduce el nmero de enfermeras y mdicos necesarios en esta unidad. La consola que forma parte de la estacin central, provee un arsenal de osciloscopios de multicanal, medicin del ritmo cardiaco, en ocasiones medicin de la presin sangunea tambin, Terminal de computador, un panel de visualizacin del estado de la alarma y un sistema de comunicacin. Con esta informacin desplegada, es necesaria solamente una persona, quien puede estar al tanto de la situacin y estado de varios pacientes al mismo tiempo, obvia ndo la necesidad de colocar una enfermera a tiempo completo para cada paciente. El equipo de monitorizacin es utilizado en otras reas, como quirfano. 1.4.2.3 Elementos de Monitorizacin en Cuidados Crticos. Los parmetros fisiolgicos a monitorear, deben ser elegidos cuidadosamente, teniendo en cuenta el coste, complejidad y la seguridad del equipo. Hay ciertos parmetros que proporcionan informacin vital y que se pueden medir con exactitud con un coste relativamente reducido. Por ejemplo, la seal electrocardiogrfica, de la cual se deduce fcilmente el ritmo cardiaco, temperatura y presin sangunea. 35 1.4.3 Entorno Elctrico del Paciente. El peligro de shock o descarga elctrica existe entre dos conductores entre los qu e exista una diferencia de potencial (230-240 o 115-120 V). Esto es porque el cable neutro del circuito a 120 V est conectado a tierra, una conexin entre el conductor activo y cualquier objeto puesto a tierra representa e l riesgo de producir shock elctrico. Microshocks pueden ocurrir si existe el potenc ial suficiente entre la superficie expuesta conductiva en el entorno del paciente. Los valores mximos de voltaje diferencial para construcciones existentes permitidos entre dos superficies conductivas cualesquiera en las proximidades de l paciente estn especificados en los cdigos NEC de 1990, artculo 517-15 NEC, ANSI/NFPA8 991984 Captulo 9, ANSI/NFPA 701984 (Para construcciones nuevas y existentes), los cuales son: 1. Para reas de Cuidados Generales: 500mV bajo condiciones normales. 2. Para reas de Cuidados Crticos: 40mV bajo condiciones normales. En las reas de cuidados generales (pasillos, zona de recepcin, etc.) los pacientes rara vez entran en contacto con equipos elctricos, sin embargo, en las reas crticas destinadas a cuidados (sala de operacin, unidad de cuidados intensivos e intermedios, recuperacin y sala de parto) los pacientes entran en contacto de forma intencional con los equipos elctricos, aumentando el riesgo de descarga elctrica; por lo que se requiere aislar los conductores cardiacos extern os de las superficies conductoras. En Unidades de Cuidados Crticos todas las superficies conductivas expuestas que se encuentran en el entorno del paciente tienen que estar aterrizadas en un solo punto del paciente, vase figura 1.8. Tambin, es preciso realizar pruebas peridicas de continuidad entre la tierra del paciente y todas las superficies aterrizadas. 8ANSI: Instituto Americano de Estndar Nacional (American National Standards Insti tute). NFPA: Asociacin Nacional De la Proteccin contra Incendios (National Fire Protectio n Association) 36 En las reas de Cuidados Crticos se debe contar con al menos seis receptculos simples o tres dplex por cama. Se requiere tambin de dos circuitos ramales, y al

menos uno de estos tiene que estar de forma individual en un tablero (panelboard ). Es permitido un punto de aterrizaje paciente equipos9. Figura 1.8 Sistema de alimentacin con aislamiento por transformador con un monito r de aislamiento de lnea para detectar derivas a tierra. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster, 1992. Los riesgos elctricos del monitoreo son considerables, existiendo actualmente medidas para evitarlos, mejor construccin del material y mayor conocimiento de la s normas de utilizacin de ellos. Existen varios puntos importantes que considerar y que pueden contribuir a aumentar los riesgos del monitoreo, y que se deben conocer para evitarlos. 1. Energa elctrica utilizada en el paciente en condiciones normales; existen riesg os para: a) El paciente, por quemaduras a nivel de los electrodos de monitoreo. b) Para el operador, un choque elctrico en el curso de una desfibrilacin. 2. Cuando se utilizan aparatos elctricos defectuosos existen riesgos para: a) El paciente, fibrilacin cardiaca por una corriente de fuga en el transcurso de l monitoreo, particularmente por un catter intracardaco. 9 Fuente: NEC 70 1990, Artculo 517-19. 37 En efecto, una corriente de fuga intracardiaca de 0,1 miliamperes representa una gran posibilidad de provocar fibrilacin, pero si el catter se encuentra en un vaso de mayo tamao, se requiere de dos miliamperes para que se produzca igual efecto. b) El operador, riesgo de electrocucin por desperfecto de tierra con contacto accidental de una parte de la red con el chasis del aparato. 3. No funcionamiento del equipo elctrico, que en ese momento es vital para el paciente, por ejemplo un desfibrilador o falla en el registro de monitoreo. 4. Accidentes que se deben a error humano, como una falsa maniobra, error en la manipulacin de los contactos y equipos mal puestos o mal protegidos. Es muy comn ver en algunas reas, cables de prolongacin en el suelo, tomacorrientes triples en que la conexin a tierra no existe o est mal conectada, conductores en que la prdida del material aislante se suple con tela adhesiva, etc. 1.4.4 Sistemas de Alimentacin Aislados. Aunque los equipos estn bien conectados a tierra, pueden existir otras descargas debido al contacto accidental de algn cable elctrico o fallo de la conexin a tierra . Por ello, se requieren sistemas que aslen elctricamente la red elctrica del pacient e y de esta forma se rompa el bucle de corriente y se minimicen los peligros de descarga. Estos sistemas tratan de suprimir el riesgo mismo haciendo que los contactos no sean peligrosos o de impedir los contactos simultneos entre tierras y elementos conductores cuando pueda haber una tensin peligrosa. Este aislamiento elctrico se realiza principalmente por medio de un transformador. Esta medida de proteccin puede comprenderse fcilmente analizando la figura 1.9. 38 Figura 1.9 Separacin de circuitos mediante transformador de aislamiento. Fuente: Los Riesgos Elctricos y su Ingeniera de Seguridad. M. Toledo, U. Politcnica , Espaa. Debido al aislamiento galvnico que proporciona el transformador, al producirse un contacto indirecto (contacto con la tierra de un elemento puesta accidentalme nte en tensin) no existe circuito para el retorno de la corriente de contacto y por t anto el

valor de la intensidad de la misma es cero. 1.4.5 Sistemas de Alimentacin de Emergencia. En las unidades de cuidados intensivos se requieren sistemas de alimentacin de emergencia. Estos sistemas suelen entrar en funcionamiento un cierto tiempo despus de que se produzca un fallo en el sistema normal de abastecimiento de corriente elctrica . Estn constituidos por Sistemas de Alimentacin Ininterrumpida (S.A.I) y pueden existir diversos tipos: sistemas de seguridad estndar (iluminacin, servicios de alarma, etc.) y sistemas de seguridad crticos (alimentacin de las reas de cuidados intensivos o quirfanos). 1.4.6 Riesgo de Descargas (Shock) debidas al Equipo Elctrico. Como se ha comentado, las descargas elctricas pueden circular diversos rganos en funcin del camino que recorre sta al atravesar el cuerpo humano. El rgano ms susceptible a la corriente elctrica es el corazn puesto que pueden producirse fibrilaciones y conllevar la muerte del paciente. Segn el camin o recorrido por la corriente pueden darse dos situaciones: macroshock y microshock . 39 1.4.6.1 Riesgo de Macroshock. Para exponerse al peligro de un macroshock, una persona debe entrar en contacto simultneamente con ambos conductores elctricos, el activo y el neutro o dos activos a diferentes potenciales. No obstante, como el conductor neutro est conectado a tierra, existe el mismo peligro entre el conductor activo y cualquie r objeto conductor que de alguna manera est conectado a tierra. En el diseo de equipos mdicos, debe prestarse especial atencin en impedir que el personal pueda hacer contacto accidental con el cable activo utilizando p ara ello materiales aislantes adecuados y conservando las distancias de seguridad en tre los conductores y chasis del equipo para minimizar posibles acoples capacitivos. Con todo esto, puede producirse un contacto accidental entre el cable activo y el ch asis de un equipo debido a una prdida de aislamiento, al deterioro y averas mecnicas. Si el chasis no est conectado a tierra, cualquier persona que lo toque y est conectado a tierra a travs de otro conductor estar expuesta a un grave peligro de macroshock como se muestran en la figura 1.10.a. Figura 1.10 Riesgos de macroshock. Fuente: Instrumentacin y Medidas Biomdicas, L. Cromwell, 1980. La finalidad de la polarizacin del equipo en el tomacorriente de la pared es redu cir el peligro de macroshock. De esta forma se dispone de una conexin a tierra para el chasis del equipo (figura 1.10.b). 40 Cuando se produce un contacto accidental entre el conductor activo y el chasis, la corriente puede retornar a tierra a travs de esta conexin equipo-tierra sin crear un peligro elctrico. As pues, la integridad de la conexin equipo-tierra es de gran importancia. Una interrupcin de esta continuidad debido a un cable o con el de tierra roto o a l empleo de un adaptador de tres es de contacto a dos (con un al aire) destruye po r completo su valor protector. Aunque la conexin a tierra no se interrumpa por completo, slo con que presente una resistencia mayor alrededor de un ohmio, puede elevar el potencial del chasis hasta un valor tal que se cree un peligro d

e macroshock. La alta resistencia de la piel seca y la distribucin espacial de la corriente a travs del cuerpo cuando una persona recibe una descarga elctrica son factores que disminuyen el peligro de fibrilacin ventricular debido a macroshock. La resistencia de la piel limita la corriente que fluye a travs del cuerpo. El valor de esta resistencia vara en funcin de la cantidad de agua y de aceite presente al mismo tiempo es inversamente proporcional al rea de contacto. La capa externa de la piel (epidermis) presenta una gran resistencia (rango 15 K -1 M). La piel mojada reduce su resistencia hasta el 1% de la seca. A diferencia, la resistencia de los tejidos internos o de las capas internas de la piel (dermis) presenta valores menores de 500 10. Cualquier proceso que reduzca o elimine la resistencia de la piel aumenta la vulnerabilidad de las personas ante macroshock. Por lo tan to, los pacientes que se encuentran en cuidados intensivos, sujetos a monitorizacin o conectados a cualquier equipo son ms susceptibles a macroshock que la poblacin general. El umbral de peligro para macroshock se tiene a partir de 25 mA. 1.4.6.2 Riesgo de Microshock. Aunque el riesgo de macroshock slo se produce por lo general como consecuencia de una prdida del aislamiento, se pueden crear riesgos de microshock en equipos con aislamiento en perfecto estado. 10 Fuente: Seguridad Elctrica, R. Navarro, Espaa. 41 El mero hecho del acople capacitivo entre el cable activo y el chasis del equipo puede crear corrientes de magnitud suficientemente grande como para presentar un riesgo de microshock, estos valores oscilan entre 80 a 600 A. Por ejemplo, una tensin de 110 V y una capacidad de slo 200 pF produce una corriente de 10 A11. Por lo tanto, muchos electrodomsticos, lmparas y aparatos de diagnsticos o terapia presentan fugas capacitivas de corriente que sobrepasan los 10 A. Aunque estos equipos son perfectamente seguros para trabajar en condiciones normales, pueden crear un riesgo de microshock para pacientes susceptibles a la electricidad. En la figura 1.11 se muestra un ejemplo de riesgo de microshock en el que un paciente tiene un catter insertado por va intravenosa. El catter forma parte de un transductor conectado a un monitor para visualizar ciertos parmetros y a su vez st e a la red elctrica. Esta disposicin establece una conexin a tierra del corazn a travs del catter. Figura 1.11 Riesgo de microshock. Fuente: Instrumentacin y Medidas Biomdicas, L. Cromwell, 1980 11 Fuente: Instrumentacin Mdica (Medical Instrumentation), J. Webster,1992.. 42 Bajo estas condiciones, se crea un riesgo de microshock mediante cualquier contacto conductor entre el paciente y un dispositivo que no est puesto a tierra y que tenga una corriente de fuga mayor de 10 A. En la figura 1.11 el paciente est tocando el aparato directamente, pero este contacto se puede establecer tambin po r otra persona que toque al paciente y al aparato a la vez. Las principales causas que pueden provocar situaciones de riesgo de microshock son las siguientes: 1.- Defecto o rotura del conductor de puesta a tierra: de esta forma, gran parte de la corriente por acople capacitivo entre los cables conductores y el chasis que se deriva entre el chasis y tierra lo hace a travs del paciente, en concreto, a travs del corazn y del catter (figura 1.12). La mejor manera de solucionar este problema es

aislar elctricamente al paciente de forma que no exista un camino de cierre de la corriente a tierra a travs del sujeto. Ello puede conseguirse mediante la utiliza cin de sistemas de aislamiento a la entrada de equipos de medida (transformadores de aislamiento). Figura 1.12 Defecto o rotura del conductor de puesta a tierra. Fuente: Seguridad Elctrica. R. Navarro. U. Alcal, Espaa. 43 2.- Superficies metlicas cercanas al paciente y no conectadas a tierra: Otro caso de riesgo sucede cuando el paciente toca un aparato o dispositivo que tiene corrien te de fugas. Estas corrientes pueden cerrarse a tierra a travs del catter y del equipo d e medida. El mismo caso se produce si es otra persona la que facilita esta conexin (figura 1.13) donde un fallo en la polarizacin o conductor de tierra conecta la superficie metlica de la cama con tierra. Como consecuencia de este fallo, la cam a adquiere un potencial distinto de cero y cuyo nivel depende del acoplamiento capacitivo entre la lnea de red y la cama. Una enfermera que manipula un catter intracardiaco establece una derivacin entre la cama y ste ltimo creando una va de paso a travs de la enfermera y el paciente. Es posible que la corriente de fugas sea muy inferior al nivel de perc epcin del enfermero y sin embargo, puede ser suficientemente grande para provocar un microshock al paciente. La mejor solucin para evitar este riesgo es utilizar equi pos con entrada aislada y al mismo tiempo conectar todas las partes metlicas de los diversos aparatos y accesorios a tierra. Figura 1.13 Superficie no conectada a tierra. Fuente: Seguridad Elctrica. R. Navarro. U. Alcal, Espaa. 44 3.- Equipos conectados a diferentes potenciales de tierras: Puede suceder que si no se dispone de un equipo de tierras equipotenciales existan diferentes valores de tierra para diferentes equipos, de esta forma si uno de los equipos se pone en contacto con un catter y otro equipo se conecta al paciente como puede ser la monitorizacin del ECG y de la presin sangunea a travs de un catter, la diferencia de tensiones entre tierras puede dar origen a peligros de microshock. La normativa NEC regula estos problemas y establece que la diferencia de potencial entre las tierras de dos equipos no debe superar los 500 mV en reas generales y los 40 mV en reas de cuidado crtico en condiciones normales de funcionamiento. Figura 1.14 Equipos conectados a diferentes potenciales de tierra. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster, 1992. 45 4.- Equipos alimentados a bateras: Los equipos alimentados con bateras y por lo tanto aislados elctricamente de tierra, tambin pueden presentar problemas o riesgos en el paciente. Por ejemplo, en la utilizacin del electrobisturs, las corr ientes de alta frecuencia pueden acoplarse capacitivamente con el chasis y si un operad or lo toca, las corrientes podran cerrarse a tierra a travs de l. Por lo tanto, para solucionar este problema, todas las partes metlicas externas (chasis) de los sistemas a bateras deben tambin unirse a tierra. Para que produzca un riesgo o descarga de microshock hace falta una conexin elctrica directa del corazn con el exterior del cuerpo. Los catteres cardiacos para diagnstico o para marcapasos se emplean en pacientes que tengan una afeccin cardiaca. En tales pacientes, la fibrilacin ventricular ocurre a menudo como consecuencia de la enfermedad.

Esto explica que el riesgo de microshock pasase inadvertido durante un largo periodo de tiempo y no pueda realizarse una estimacin muy concreta del nmero de accidentes que puedan ocurrir debidos a esta causa. Aunque en la mayor parte de los hospitales se requieren slo las precauciones de seguridad normales para la prevencin de riesgos de macroshock, tambin deben tomarse medidas especiales en aquellos lugares donde haya pacientes susceptibles a la electricidad. Estos lugares incluyen unidades coronarias, unidades de cuidados intensivos, quirfanos o salas donde se puedan realizar ciruga torcica. Todo lo expuesto anteriormente hace que se deban extremar las precauciones tanto en el diseo del equipo de medida como en su instalacin. 1.4.6.3 Equipos con Conexiones Elctricas al Corazn que Hacen Susceptible al Paciente al Riesgo de Microshock. Cuando un instrumento conductor se coloca en el corazn o cerca de ste, se pierden dos formas de proteccin natural. Primero, la corriente deja de distribuir se a todo el cuerpo para concentrarse en el corazn. Segundo, la resistencia protectora de la piel es evadida. 46 Cuando una densidad de corriente ms elevada atraviesa el corazn y la resistencia de la piel es evadida, se requiere de un voltaje considerablemente m enor para producir fibrilacin cardiaca. Diferentes equipos clnicos necesitan de conexin directa al corazn. La conexin al corazn proporciona una va conductora que aumenta el riesgo para que pueda fluir, en caso de accidente o falla, una corriente de microshock, Existen slo tres procedimientos clnicos empleados actualmente en los que un paciente es elctricamente susceptible (Weibell, 1974): La insercin de un electrodo de catter de marcapaso proveniente de un marcapasos externos. Los electrodos intra cardacos para el registro del electrograma (EGM) . Catteres situados en el corazn ya sea para medir presin sangunea, tomar muestras de sangre o inyectar sustancias tales como colorantes o drogas dentro del corazn. Los pacientes sujetos a estas condiciones son fciles de identificar y representan slo un pequeo porcentaje de la poblacin de pacientes de un hospital. Adems, estos pacientes por lo general son confinados a reas especializadas tales como la s unidades de cuidados intensivos o coronarios, o a laboratorios de cateterizacin. Es de recalcar que un paciente est en peligro de microshock slo cuando tiene alguna conexin elctrica al corazn. La resistencia interna de un catter lleno de fluido est entre 50 kW y 1 MW12 mucho mayor que la resistencia de los electrodos y conductores metlicos que presentan los marcapasos y EGM. La resistencia interna del cuerpo al microshock es de unos 300 W y la resistenci a de la piel puede ser bastante variable, tal y como se plante anteriormente. 1.4.6.4 Circuitos Elctricos Equivalentes. Los ejemplos vistos anteriormente pueden modelarse matemticamente y estudiar los posibles efectos y daos que stos pueden ocasionar. 12 Fuente: Ingeniera Clnica, E. Rodrguez, 1997. 47 1.- Defecto o rotura del conductor de puesta a tierra: En la figura 1.15 puede observarse dos situaciones diferentes de riesgo de microshock donde existe un defecto o rotura de la puesta a tierra as como sus circuitos elctricos equivalente s. Puede observarse que para una tensin de red de 120 V, y una capacidad parsita de 2500 pF pueden originarse corrientes de fuga de 110 A considerando que la resistencia de la piel es de 100 K y la del cuerpo 500 . La corriente elctrica puede calcularse:

Figura 1.15 a) Microshock provocado por catter en el corazn. b) Otra situacin de mi croshock. c) Circuito equivalente para a). d) circuito equivalente para b). Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster, 1992. 48 2.- Equipos conectados a diferentes potenciales de tierra: La figura 1.16 muestr a el riesgo de microshock cuando no existen tierras equipotenciales. La corriente que circula por la tierra general del hospital puede alcanzar los 5 A por lo que sup oniendo que la resistencia del cable de tierra puede ser de 0.1 , pueden aparecer 500 mV entre diferentes tierras de distintos equipos. Suponiendo que la resistencia del catter puede ser 50 K y la del cuerpo de 300 puede observarse que se superan los 10 A del lmite de seguridad. a) b) Figura 1.16 a) Riesgo de microshock debido a la existencia de equipos conectados a diferentes potenciales de tierra. b) Circuito equivalente. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster, 1992. 3.- Acople capacitivo en sistemas de alimentacin aislados: En la figura 1.17 pued e observarse las capacidades parsitas que pueden aparecer entre los cables de alimentacin y el chasis del equipo que pueden provocar riesgos de microshock. 49 Considerando que CA y CB representan las capacidades parsitas del monitor de ECG y equipo de medicin y CS las capacidades parsitas entre los conductores de la fuente de alimentacin. En el circuito 1.17.b) se ha representado el circuito equivalente de la figura 1.17.a) donde se supone que la resistencia del paciente es 500 , CA + CS es 3000 pF y las diferencia entre CB1-CB2 es 1500 pF. En este caso, la corriente que circula por el corazn es aproximadamente 50 A, superando los lmites de riesgo de microshock. Figura 1.17 a) Acople capacitivo del sistema de alimentacin sobre el paciente. b) Circuito equivalente. El monitor de aislamiento de lnea tambin puede aadir una capacidad en paralelo con CA y CB. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster, 1992. 50 1.4.7 Dispositivos de Seguridad de los Sistemas de Energa Elctrica. Varias tcnicas estn disponibles para proteger al personal hospitalario y a pacient es contra choque elctrico. Algunos de ellos son interruptor con deteccin de falla a tierra (GFCI), transformador de aislamiento, puesta a tierra equipotencial, etc. 1.4.7.1 Interruptor con Deteccin de Falla a Tierra (GFCI) Estos circuitos son diseados con la finalidad de detectar derivaciones a tierra o tierra; se tiene que el flujo neto es cero cuando las corrientes son iguales, pe ro cuando stas se desbalancean, superando cierto rango de corriente, ocurre una desconexin en la lnea activa, accionndose el interruptor. En la figura 1.18.b se muestra el tiempo de desconexin (trip time) en funcin de la corriente de fugas a tierra detectada. Figura 1.18 a) Esquema de un interruptor de falla a tierra (GFCI). b) Tiempo de desconexin del equipo en funcin de la corriente derivada. Fuente: Medical Instrumentation, J.

Webster, 1992. 51 1.4.7.2 Transformadores de Aislamiento. Desafortunadamente, an teniendo un buen sistema equipotencial, no se puede eliminar los voltajes producidos entre tierras por grandes fallas que causan gra ndes corrientes de tierra. El transformador de aislamiento (figura 1.19), ofrece segu ridad elctrica convirtiendo energa puesta a tierra en energa no aterrizada. Esto se logra mediante el aislamiento de ambos conductores, es decir, no aterrizando la bobina primaria del transformador, ni la bobina secundaria. Para supervisar el aislamiento del sistema, se emplea un Monitor de Aislamiento de Lnea (LIM). Su funcin es analizar todo el circuito aislado y cuantificar su gra do de aislamiento de tierra. El LIM proporciona seales de la alarma visual y audible cuando la corriente de tierra predicha excede una magnitud especificada. Figura 1.19 Sistema de alimentacin con aislamiento por transformador con un monit or de aislamiento de lnea para detectar derivas a tierra. Fuente: Medical Instrumentation, J. Webster, 1992. 1.4.7.3 Puesta A Tierra y Equipotencialidad. Otra tcnica que reduce el choque elctrico es poner tierra equipotencial. Esto se lleva a cabo agregando un alambre de tierra a cada chasis del equipo en un punto central que est en paralelo con el tercer alambre del cable elctrico. Si el chasis de todo el equipo est al mismo potencial no habr corrientes de fugas hacia al corazn. 52 En aquellos equipos con partes conductoras accesibles o que sean de clase II, II I, alimentacin interna o bien del tipo CF (la clasificacin de los equipos mdicos son definidos en la seccin siguiente), se dispondr de un terminal de equipotencialidad que permite conectar entre s todos los equipos que rodean al paciente. Un princip io importante en el conexionado del equipo a la red es el de no utilizar extensione s del cable de alimentacin ya que se puede aumentar la resistencia del tercer terminal. La figura 1.20 muestra diversos casos de riesgos debidos a la falta de equipotencialidad o defectos de aislamiento de los equipos. Figura 1.20 Riesgos debidos a la falta de equipotencialidad o defectos de aislam iento de los equipos. Fuente: Biomedical Equipment: Use, Maintenance and Management, J. Carr, 1992. 53 Las medidas de seguridad empleadas con mayor frecuencia tienen como finalidad asegurar en primer lugar que no puedan existir diferencias de potencial entre lo s objetos que pueden entrar en contacto con el paciente y que los pacientes no pue dan entrar en contacto con ningn objeto puesto a tierra o conductor. En segundo lugar se toman medidas para reducir las corrientes de fuga por debajo de 10 A para disminuir el riesgo de microshock en el caso de que algn equipo perdiese la integridad de la tierra o puesta a tierra del equipo. En el ejemplo de la figura 1.21 se muestra que todas las tomas de corriente de una habitacin estn agrupadas en un panel. Los contactos de toma de tierra del equipo que hay en las tomas de corrientes estn unidos por una lnea de tierra. Adems todos los equipos u objetos metlicos se conectan a esta lnea (tierra de referencia) mediante cables de conexin independientes. Este sistema garantiza que todos los objetos que puedan entrar en contacto con el paciente estn al mismo potencial con tal que las conexiones individuales de toma de tierra de todos los equipos elctricos se encuentren intactas.

Figura 1.21 Principios del sistema equipotencial de tierras en habitacin del paci ente. Fuente: Instrumentacin y Medidas Biomdicas, L. Cromwell, 1980. 54 1.5 Clasificacin de los Equipos Biomdicos en relacin con la Seguridad Elctrica. Para que un equipo biomdico pueda ser introducido en el mercado, ste debe ser diseado de acuerdo con las especificaciones establecidas acorde a la funcin a realizar, as como tambin deber cumplir con niveles de seguridad, los cuales son establecidos por diversas entidades; son numerosos los organismos, instituciones y normas que se dedican a establecer los niveles de seguridad y comprobar que stos se cumplen. Entre estas instituciones pueden citarse: Asociacin Espaola de Normalizacin y Certificacin (AENOR), Comisin Electrotcnica Internacional (CEI), Organizacin Internacional de Normalizacin, Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE: The Electrical And Electronics Engineers). Basndose en la clasificacin introducida por las normas de la Comisin Electrotcnica Internacional (CEI), se tiene la siguiente clasificacin para equipos mdicos segn su capacidad de generar descargas elctricas: 1. Segn la proteccin utilizada: - Clase I: Equipos cuya proteccin no se obtiene slo del aislamiento bsico, sino que se incluyen precauciones auxiliares, de forma que se dispone de una conexin de las partes conductoras accesibles al conductor de tierra de forma permanente, para que no puedan estar a tensin elevada en caso de fallo de aislamiento. - Clase II: Aquellos en los que la proteccin no recae slo sobre el aislamiento bsico, sino que se dispone de un doble aislamiento o aislamiento reforzado, no existiendo provisin de una puesta a tierra de seguridad. Existen tres tipos gener ales de equipos de esta clase: los que incorporan una cubierta aislante, los de cubie rta metlica y los mixtos. Una precaucin que el fabricante debe tener en esta clase de equipos es la de no conectar condensadores al chasis desde la alimentacin con el propsito de disminuir el nivel de interferencias que el equipo capte o emita. Ello disminuira el doble aislamiento y en consecuencia la proteccin. 55 - Clase III: Aquellos equipos en los que la proteccin se basa en alimentar a tensiones muy bajas de seguridad, no generndose tensiones mayores que sta en el equipo. - Equipos con alimentacin interna: Este tipo de equipos no proveen ninguna conexin elctrica desde el exterior a la fuente interna en funcionamiento normal. Es decir, estarn alimentados a bateras o pilas. 2. Segn el nivel de proteccin: - Tipos B: Son todos aquellos equipos de las clases I, II, III o con alimentacin interna que provean un adecuado grado de proteccin respecto a corrientes de fugas y fiabilidad de la conexin de tierra (si es el caso). Segn la norma CEI, debern ser equipos tipo B todos aquellos equipos de uso mdico que no tengan una parte directamente aplicada al paciente. - Tipo BF: Aquellos de tipo B con la entrada o parte aplicada al paciente median te circuitos flotantes. Segn la norma CEI, debern ser equipos tipo BF todos aquellos equipos que tengan una parte aplicada al paciente. - Tipo CF: Aquellos equipos de las clases I, II o alimentados internamente que permitan un alto grado de proteccin en relacin con corrientes de fugas y con entrada flotante. Segn la norma CEI, debern ser equipos tipo CF todos aquellos en que se pueda establecer un camino directo al corazn del paciente. - Tipo H: Aquellos de las clases I, II, III o alimentados internamente que prove an proteccin frente a descargas elctricas comparables a las que se obtienen en los electrodomsticos.

56 1.6 Tipos de Precauciones y Lmites en el Diseo de Equipos. Existen dos mtodos principales para proteger a los pacientes y aumentar su seguridad. De esta forma pueden establecerse dos principios en cuanto a las precauciones que deben tenerse en cuenta a la hora de disear y posteriormente utilizar un equi po: Principio de aislamiento del paciente y Principio de equipotencialidad. El principio de aislamiento del paciente tiene como objeto evitar que se pueda cerrar cualquier lazo de corriente a travs del paciente, mantenindolo completamente aislado. Por otro lado, el principio de equipotencialidad tiene como objetivo que los equipos que pueden entrar en contacto con el paciente no puedan tener una diferencia de potencial entre tierras superior a 40 mV en las zonas de cuidados intensivos, quirfanos, etc. 500 mV en las reas generales. 1.6.1 Cubiertas y Protecciones. El equipo se deber construir de forma que exista una proteccin adecuada contra el contacto accidental con las partes sometidas a tensin. Esta proteccin deber mantenerse durante el funcionamiento normal del equipo, en caso de cambio de ubicacin o apertura de cubierta o tapas para las que no se requiera ningn tipo de herramienta. 1.6.2 Aislamiento e Impedancias de Proteccin. Las partes del equipo aplicadas al paciente debern aislarse de las partes sometid as a tensin y en particular de la red elctrica. Nunca se permitirn mayores fugas que las co