Nota técnica
Instalaciones eléctricas
para uso hospitalario
Por Carlos Soler, Presidente de Ingeniería Hospitalaria
Miembro activo de comisiones investigadoras de AEA, IRAM y CAI
Dada la extensión de este artículo, el mismo se publicará en dos ediciones consecutivas
Resumen
El objeto es describir cómo
aislación y monitores de aislación
con el uso de la energía eléctrica y
(de resistencia y de impedancia).
tenemos conciencia, aunque sea
debe realizarse una instalación
Para garantizar la continuidad
mínimamente, de los peligros que
eléctrica hospitalaria a los efec-
del servicio ante fallas del suminis-
implica el uso de aparatos eléc-
tos de minimizar los riesgos de
tro se requieren, además, alimenta-
tricos, todavía es muy frecuente
electrocución, asegurando simul-
ciones auxiliares, transferencia de
observar instalaciones eléctricas
táneamente la continuidad del
alimentaciones y consideraciones
defectuosas, mal diseñadas, mal
servicio en los distintos locales, de
sobre vulnerabilidad del sistema.
ejecutadas, sin puesta a tierra ni
acuerdo a su uso y requerimiento
específico.
Adicionalmente, se tienen en
cuenta las perturbaciones produ-
equipotencialización y con protecciones inadecuadas o vetustas.
Para esto se observan las nor-
cidas por campos eléctricos y mag-
El usuario en general desco-
mas, reglamentaciones y biblio-
néticos a frecuencia de red y por
noce esta realidad o bien piensa
grafía preexistente y su aplica-
los impulsos electromagnéticos.
que como hasta la fecha no tuvo
problemas, esta situación se man-
ción práctica.
Se analizan los efectos que la
Palabras
claves:
seguridad
tendrá en el tiempo.
corriente eléctrica produce sobre
eléctrica - instalaciones eléctricas
Es menester puntualizar que, es-
el cuerpo humano, su protección
hospitalarias – macroshock – mi-
tadísticamente, más de un 40% de
y las corrientes peligrosas; macro-
croshock – equipotencialidad - sis-
los incendios se producen por fallas
shock y microshock.
temas aislados de tierra (sistemas
en las instalaciones y equipos eléc-
IT) - monitores de aislación - vul-
tricos, con las consiguientes secue-
nerabilidad
las para las personas y los bienes.
Se hace énfasis en la protección
necesaria para evitar microshock.
Si bien lo expresado es co-
Se consideran los siguientes
elementos: puesta a tierra y equi-
Introducción
mún en instalaciones eléctricas
potencialidad, sistemas aislados
Si bien a esta altura de los tiem-
de viviendas, locales comerciales,
de tierra (IT), transformadores de
pos ya estamos muy familiarizados
fábricas, hoteles, supermercados,
120 Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012
cines, restoranes, oficinas, cole-
incendio u otro motivo donde in-
gios, etcétera, es particularmente
tervenga la justicia.
Desarrollo
El objetivo principal del trabajo
peligroso en hospitales, clínicas,
Al ordenarse los peritajes co-
es tratar de concientizar y consen-
policlínicas, centros de diálisis y
rrespondientes suele aparecer,
suar, en un tema donde las distin-
de diagnósticos, y demás lugares
entre otras anomalías, el incumpli-
tas informaciones están en conflic-
de este tipo.
miento de las normas y reglamen-
to debido a los dispares puntos de
El presente trabajo surge de
taciones que deben ser observa-
vista sobre la misma problemática.
la necesidad de concientizar a las
das en las instalaciones como, por
Tal es así que existen divergencias
personas con responsabilidad y
ejemplo, la instalación eléctrica.
muy apreciables entre distintos
competencia sobre el sistema eléctrico en ambientes hospitalarios.
En cumplimiento de la Ley
Nacional de Seguridad y Sanidad
grupos de normas, lo que genera
conflictos indeseados.
Debe haber una linealidad en-
del Trabajo Nº 19.587 y Decreto
La AEA dicta reglamentacio-
tre el diseño, materiales a emplear,
357/74, se deben realizar las ins-
nes en concordancia con IEC. Hay
ejecución, uso y mantenimien-
talaciones eléctricas hospitalarias
que respetar esta línea sin perder
to de las instalaciones eléctricas
según la Reglamentación de la
de vista otras normas y/o institu-
especiales, en nuestro caso, las
Asociación Electrotécnica Argenti-
ciones (IRAM, UL, IEEE, NFPA, VDE,
hospitalarias, dado que la falta
na (AEA) Nº 90.364 parte 7 sección
UNE, NEC, ANSI, REBT, NFC) y dis-
de linealidad debilita la cadena y
710. AEA dicta reglamentaciones
tintos catálogos y libros técnicos.
aumenta la vulnerabilidad, perju-
en concordancia con IEC (Comi-
dicando de esta manera la conti-
sión Electrotécnica Internacional),
Si bien existe gran cantidad
nuidad del servicio.
sin perder de vista la legislación
de documentación y normas, hay
argentina de aplicación y otras
que tener especial cuidado en su
normas y/o instituciones.
interpretación, dado que sucesi-
Existen normas y reglamentaciones (ver bibliografía) que indican la forma en que deben ser
realizadas las instalaciones según
su destino y uso, las cuales, independientemente de su origen y
de su aplicabilidad legal, deben
cumplirse.
En la actualidad, en nuestro
país no existe ninguna institución
u organismo con poder de policía
que verifique el cumplimiento de
estas normas y/o reglamentaciones. Solo surge la problemática en
caso de accidentes, mala praxis,
Figura 1: distribución de la densidad de corriente según los puntos
de contacto en el cuerpo humano
Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012 121
Nota técnica
vas actualizaciones de conceptos
humano es requerimiento que la
donde una corriente de pocos mi-
divergen significativamente y con-
persona forme parte del circuito
croampers puede ocasionar graves
vierten en obsoleta e incorrecta la
eléctrico por medio de dos o más
daños para el paciente (figura 1 b).
versión original.
puntos de contacto y que exista
La impedancia total del cuer-
Es por esto que todos los secto-
una diferencia de potencial entre
po está formada por la del medio
res involucrados deben asegurarse
por lo menos dos de dichos pun-
interno más la de la piel. La del me-
de tener la última versión vigente,
tos (figura 1 a).
dio interno, del orden de los 500 Ω,
En general el macroshock ocu-
mientras que la de la piel (epider-
Es menester comprender los
rre cuando los puntos menciona-
mis) es variable debido a diferentes
efectos que produce la corriente
dos pertenecen a la superficie cor-
circunstancias como humedad,
eléctrica sobre el cuerpo humano
poral, donde solo una fracción de
transpiración, callosidades, etc.
cuando los valores se tornan peli-
la corriente pasa por el corazón.
cosa que no siempre sucede.
Los efectos también varían por
grosos y qué circunstancias deben
Una situación completamente
otros factores como la magnitud
tenerse en cuenta en el ámbito
distinta se verifica cuando el indi-
de la densidad de corriente en
hospitalario.
viduo tiene un catéter, electrodo u
juego, el tiempo de contacto y la
Para que la corriente eléctri-
otro elemento metálico conectado
frecuencia de la corriente. En este
ca produzca efectos en el cuerpo
al corazón o al torrente sanguíneo,
caso se considerará solamente la
frecuencia de red, es decir, 50 Hz,
mencionando solamente que a
frecuencias superiores la impedancia del cuerpo es menor.
Tampoco es pareja la impedancia en todos los individuos. Tomando una muestra de individuos de
entre 70 y 80 kilogramos de peso,
sin diferenciación de sexo, se encontró que para corriente alterna
de 50 Hz y 220 V, el 45% de los evaluados presentó una impedancia de
1.000 Ω; el 50% tuvo una impedancia de 1.350 Ω y el 5%, de 2.125 Ω.
Debe tenerse en cuenta también que hay alguna diferencia
Figura 2: valores porcentuales relativos de la impedancia del cuerpo humano
para diferentes trayectorias. La trayectoria de referencia corresponde
al recorrido mano-mano y se le asigna el valor 100
122 Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012
entre hombres y mujeres, presentando éllas valores más bajos de
impedancia.
La medición se efectuó consi-
1.000 Ω entre mano y mano o en-
de se considera que la corriente de
derando contactos mano ↔ mano
tre pie y mano, pero la impedan-
contacto está limitada por alguna
o pie ↔ mano, con piel seca y
cia entre la cabeza y la mano es el
resistencia ajena a la corporal, con-
tiempos de medida de 0,1 segun-
30% de 1.000 Ω (está marcada con
siderando la persona seca o húme-
dos para 25 VCA, 0,03 segundos
30). O sea, es de 300 Ω.
da con transpiración normal sin
para 150 VCA y 0,02 segundos para
Si la persona está siendo ca-
que se encuentre totalmente su-
1.000 VCA, para una superficie de
teterizada y/o intervenida qui-
dada, calzada y con una resistencia
contacto de 50/100 cm .
rúrgicamente, la impedancia dis-
del suelo importante; el segundo
Observando la figura 2, vemos
minuye drásticamente pudiendo
se denomina “reducido” (BB2), con-
que los valores correspondientes
encontrarse, en ciertas circunstan-
siderando el individuo totalmente
varían si los puntos de contacto
cias, valores menores a 100 Ω en-
mojado con calzado y piso mojado,
son diferentes a los especificados.
tre puntos determinados.
se considera una baja resistencia
2
Los números entre dos puntos
Atento que la impedancia del
no limitada por el suelo o los zapa-
corresponden al porcentaje de la
cuerpo humano está muy condi-
tos; el tercero se denomina “muy
impedancia real con respecto a la
cionada por las condiciones de
reducido” (BB3). En este caso la per-
general del individuo. Por ejem-
humedad, se han normalizado tres
sona se encuentra total o parcial-
plo, para 220 VCA, el 45% de la po-
estados de humedad; el primero
mente sumergida en agua, siendo
blación tiene una impedancia de
se denomina “normal” (BB1), don-
nulas las resistencias de la piel, del
suelo o de las paredes.
Dado un valor de corriente aplicada, la corriente que pasa por el
corazón tiene distintos valores según cuáles sean los puntos de entrada y salida. Por ejemplo, una corriente de 20 mA que recorre desde
la mano izquierda hasta el pecho
tiene un factor de 1,5, lo que equivale a 30 mA entre mano y mano.
En cambio, entre mano derecha y pecho el factor disminuye
a 1,3. Entre una mano y un pie, o
mano izquierda y dos pies, o dos
manos y dos pies, el factor es igual
a 1. Un factor de 0,8 se observa entre mano derecha y un pie o mano
Figura 3: efectos fisiológicos de la electricidad en el cuerpo humano
derecha y dos pies.
Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012 123
Nota técnica
Entre una o ambas manos y las
nalgas o mano izquierda y la es-
por un resistor al ser atravesado
cuelas en los órganos que tuvieron
por una corriente).
falta de oxigenación en ese lapso,
palda, el factor es de 0,7. En cam-
La sobreelevación de tempe-
bio, entre mano y mano es de 0,4 y
ratura puede provocar quema-
Una corriente de menor valor
finalmente, entre mano derecha y
duras en los puntos de contacto
solamente afectará parte de las fi-
espalda, es de 0,3.
o en áreas cercanas debido a la
bras del miocardio interrumpien-
mayor densidad de corriente en
do la sincronización tradicional.
A medida que se incrementa
la corriente eléctrica se producen
dichos puntos.
principalmente en el cerebro.
Esa falta de sincronismo se de-
en el individuo distintos efectos
El paso de la corriente eléctrica
nomina fibrilación. Si se produce
sobre sus nervios y músculos. Ini-
afecta a los órganos interpuestos
fibrilación ventricular, es necesa-
cialmente es una sensación de
en la zona de circulación. El cora-
rio revertirla con equipamiento
hormigueo apenas perceptible.
zón, por ser un músculo, está parti-
médico (cardioversor) en tiempo
Al incrementarse se convierte en
cularmente afectado cuando se ve
y forma. De lo contrario, el indivi-
molesta y luego, en dolorosa.
involucrado en el circuito eléctrico.
duo muere, dado que el corazón
Si seguimos elevando la co-
Si la corriente eléctrica es gran-
no puede entrar en sincronismo
rriente eléctrica comienzan las
de provoca la fibrilación del mús-
contracciones musculares hasta
culo completo, deteniendo la cir-
llegar a la tetanización. Simultá-
culación de la sangre.
por sí mismo.
En la figura 3 se muestran los
efectos fisiológicos de la electrici-
neamente se produce una sobre-
Si el tiempo es corto, el latido
dad en un individuo de 70/80 kilo-
elevación de temperatura debido
del corazón se restablece automá-
gramos de peso al que se le aplica
al efecto Joule (calor generado
ticamente, pero pueden quedar se-
una corriente alterna de 50 Hz durante un tiempo de 1 a 3 segundos.
Una persona que toca una
parte activa y peligrosa (activa
puede ser un conductor, un borne
alimentado, una barra de fase de
un tablero, etc. y peligrosa porque
supera los 50 VCA) y a su vez toca
tierra o una masa metálica unida a
tierra, recibe una descarga eléctrica. Ésta es una descarga por contacto directo (figura 4 a).
Si la persona, en cambio, toca
una masa activa y peligrosa, la cual
Figura 4: tierra defectuosa + una falla = chasis vivo = el chasis se vuelve activo
y peligroso
124 Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012
debería estar equipotencializada
con tierra pero por alguna circuns-
tancia no lo está, y una masa que sí
está a tierra, debido a la diferencia
de potencial recibe una descarga
eléctrica; ésta es una descarga por
contacto indirecto. (figura 4 b).
Para que se produzca un macroshock, la persona debe contactar simultáneamente dos objetos
que estén a distinto potencial. En
nuestro caso podría tener un valor
de 220 o 380 VAC y también tensiones intermedias por pérdidas
Figura 6: corrientes de fuga con la puesta a tierra en buen estado
en los equipos.
Se pueden puntualizar los siguientes contactos a modo de
ejemplo: neutro y conductor activo, dos conductores activos a
distinto potencial (fases distintas),
conductor activo y partes metálicas con referencia a tierra como
marcos, puertas, ventanas, canillas, piletas, radiadores de calefacción, cañerías de gas, agua, etc.
En general, pueden producirse pérdidas entre un conductor
activo y chasis, en un equipo por
fallas en la aislación, humedad,
depósitos conductivos indesea-
Figura 7: corrientes de fuga con la puesta a tierra en mal estado
dos (en motores a carbones sin
el toma, o se ha colocado un adap-
para ofrecer un camino de baja
Cualquier individuo que esté
tador, triple o toma múltiple (zapati-
impedancia entre la falla y tierra,
a tierra y toque un chasis activo,
lla) que no posea conexión de PE, o
evitando que la carcaza del equipo
sufrirá un macroshock dado que el
la tierra fuera defectuosa en alguna
se convierta en masa activa y peli-
chasis no está conectado al conduc-
parte del trayecto hasta la jabalina.
grosa, cosa que ocurre cuando tie-
mantenimiento), etc.
tor de protección o éste a su vez no
El conductor de protección (PE)
tiene polo de tierra en la ficha o en
y la puesta a tierra están pensados
ne un potencial mayor o igual a 50
VCA (24 VCA en Argentina).
Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012 125
Nota técnica
dad de 15 nF produce una corriente superior a los 10 µA.
Dicha corriente es perfectamente segura en condiciones normales,
pero crea un riesgo de microshock
en pacientes canalizados, con catéteres conectados, por ejemplo, a un
medidor de presión invasivo, el cual,
a su vez, está conectado a la red de
alimentación.
Otras situaciones se dan cuando el conductor de puesta a tierra
Figura 8: Corriente de fuga provocada por otra persona
que involuntariamente cierra el circuito
se halla en buen estado (figura 6)
o en mal estado (figura 7).
En cambio, en la figura 8, el paciente tiene riesgo de microshock
mediante la participación de un
asistente.
Cuando las masas no están en
conexión radial, pueden aparecer
distintos potenciales de masa ante
una falla (figura 9 ).
Dos casos de pacientes cateterizados y equipos con defectos
o rotura del conductor de protección (figuras 10 y 11) y sus circuitos equivalentes (figura 12).
Un hospital tiene un gran número de locales con distintos des-
Figura 9: Riesgo de microshock
Equipos conectados a diferentes potenciales de masa
tinos. Se los puede agrupar en dos
conjuntos: locales de uso médico
y locales de uso no médico, como
Mientras que un macroshock
cionamiento sean las correctas.
el hall de entrada, pasillos, baños
se produce habitualmente por
Debido a acoplamientos capa-
para el público, salas de espera,
pérdida de aislación o fallas, el
citivos entre conductores activos y
habitaciones del personal, depó-
microshock se produce aunque las
un gabinete de equipo, por ejem-
sitos, locales de servicios, salas
condiciones de aislación y de fun-
plo, a tensión de red, una capaci-
de máquinas, estacionamientos,
126 Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012
oficinas administrativas, auditorio,
helipuerto, etc,
A su vez, los locales de uso médico se dividen en tres grupos. Al
primer grupo se lo denomina “salas del grupo 0”. Es requisito, para
integrar este grupo, que no se empleen aparatos o dispositivos electromédicos conectados al paciente, aunque estos equipos pueden
Figura 10: Microshock provocado por catéter al corazón (caso 1)
usarse fuera de las salas.
Un ejemplo son los tensiómetros, nebulizadores o equipos
eléctricos alimentados por baterías incorporadas sin que se apliquen electrodos sobre el paciente
como es el caso de los otoscopios,
laringoscopios, fuentes de luz fría,
monitores de latidos fetales, etc.
Pertenecen a este grupo de
salas las de internación, esterilización y consultorios en general.
Dado que por razones de servicio
algunas salas se usarán de una
Figura 11: Microshock provocado por catéter en el corazón (caso 2)
manera diferente a la planificada
no deberían utilizarse como pertenecientes al grupo 0.
Contacto
Ing. Carlos Soler
ingenieriahospitalaria@fibertel.
com.ar
* Tr a b a j o p r e s e n t a d o e n e l
Congreso Técnico de Biel Light +
Building 2011
Figura 12
Ingeniería Eléctrica • Septiembre 2012 127
Nota técnica
Instalaciones eléctricas
para uso hospitalario
Por Carlos Soler, presidente de Ingeniería Hospitalaria
Miembro activo de comisiones investigadoras de AEA, IRAM y CAI
Segunda y última parte
El segundo grupo se lo denomina “salas del grupo 1”. En este
grupo los pacientes entran en
contacto con equipamiento médico a partir de sus partes aplicables
al cuerpo, como consecuencia de
tratamientos efectuados por personal habilitado.
En este caso es aceptable que
ante una falla se interrumpa el
suministro eléctrico sin que ello
signifique riesgo para el paciente,
dado que la aplicación del equipamiento eléctrico puede interrum-
Figura 13: Tomas múltiples (zapatilla) conectados a un toma de quirófano.
Riesgo de tierras a distinto potencial
pirse y diferirse sin consecuencias.
En general esta interrupción se
estar en este grupo solo si en ellas
En el caso de que fueran úni-
debe a sobrecargas, cortocircuito
no se efectúan procedimientos in-
cos, indefectiblemente, en algún
o desconexión por protección di-
vasivos guiados por imágenes. En
momento se los utilizará para pro-
ferencial. Las salas de internación,
el caso que así fuera, debe incluír-
cedimientos invasivos.
masajes, terapias físicas y consul-
selas en el grupo 2.
Si los equipos mencionados
Al tercer grupo se lo denomina
son únicos en el nosocomio, vale
“salas del grupo 2”. En este grupo
Las salas de diagnóstico ra-
decir que el mismo equipamiento
el equipamiento médico entra
diológico, tomografía, resonancia
no está repetido, entonces deben
en contacto con el paciente de la
magnética nuclear, etc., pueden
tomarse como del grupo 2.
misma manera que en el grupo
torios pertenecen a este grupo.
118 Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012
1, pero además se aplican elec-
equipo eléctrico y podría tocar al-
buscapersonas, sistemas de llama-
trodos en condiciones especiales
guna masa extraña provocándose
das de enfermeras, etc.
dado que el paciente puede estar
situaciones de microshock.
sedado o anestesiado.
A los efectos de lograr un abas-
Los interruptores diferencia-
tecimiento seguro y continuo, aun-
Los electrodos pueden ser su-
les solo pueden incluirse en las
que ocurra una primera falla, las
perficiales o invasivos hasta llegar
salas del grupo 2 para ciertos
salas del grupo 2 deben ser alimen-
a ser catéteres aplicados directa-
circuitos de iluminación o equi-
tadas con sistemas aislados de tie-
mente al corazón. Además, estos
pos que no se utilicen con los pa-
rra (IT) para el entorno del paciente
equipos deben seguir operativos
cientes ni estén cerca de ellos, ni
y equipos asociados al tratamiento.
ante la primera falla, dado que los
presenten problemas con la con-
Otros equipos tales como com-
tratamientos no pueden repetirse
tinuidad del servicio.
putadoras, máquinas de limpieza,
ni interrumpirse sin que impli-
Por ejemplo, no deben alimen-
etc., no deben ser conectados a la
quen un daño para los pacientes,
tar heladeras donde se guarden
red IT. Estos equipos deben estar fue-
como, por ejemplo, intervencio-
medicamentos sensibles a la ca-
ra del área del paciente, la cual se de-
nes quirúrgicas.
dena de frío ni equipos de presu-
fine por una altura de 2,5 metros des-
En general, las salas de este gru-
rización de salas, dado que la falta
de el piso y una poligonal horizontal
po son salas de endoscopía, salas
de servicio implicaría problemas
ubicada a 1,5 metros del perímetro
de exámenes con procedimientos
para un inmunodeprimido, o con-
de la cama o mesa de operaciones.
invasivos, shock room, unidad co-
tagio indeseado provocado por
ronaria (UCO), unidad de terapia
un enfermo infeccioso.
En el caso de quirófanos es
usual que se utilicen equipos de
intensiva (UTI), ya sean neonato-
En cambio, se pueden utilizar
música o computadoras portátiles.
lógicas, pediátricas o de adultos,
para ciertos circuitos de ilumina-
Estos equipos no deben co-
salas de cateterismo, de examen
ción general, lavachatas, etc.
intensivo, de hemodinamia, de endoscopía o de hidroterapia.
Hay que comprender que en
nectarse a la red IT, dado que agregan capacidades al sistema.
salas del grupo 2, es necesario que
En el caso de las computadoras,
Finalmente, están las salas de
casi la totalidad del equipamiento
éstas tienen fuente de alimenta-
cirugía, quirófanos de obstetricia,
siga funcionando ante la primera
ción conmutada que incluyen ca-
salas de preparación para cirugías,
falla, por lo cual hay que privile-
pacidades a tierra. Estas capacida-
de yesos quirúrgicos, de recupe-
giar la continuidad del servicio.
des son detectadas por el sistema
ración post-quirúrgica, de diálisis
Esta necesidad rige aún para el
IT e interpretadas como primera
equipamiento común. Por ejem-
falla, lo cual es correcto, pero una
El caso de las salas de diálisis
plo, para la central telefónica, la
segunda falla en la otra rama del
es bastante discutido, pero deben
red de cómputos, alarmas de ga-
sistema puede afectar a las perso-
integrarse a las salas del grupo 2
ses medicinales, alimentación a
nas y equipos de alta sensibilidad.
ya que el paciente tiene una ca-
compresores, bombas de vacío,
El sistema IT está compuesto
nalización central conectada a un
aire acondicionado, sistemas de
básicamente por estos elementos:
agudas, etc.
Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012 119
Nota técnica
el transformador de aislación, el
Hay que tener especial cuidado
radas con núcleos armados en
monitor permanente de impedan-
de colocar los transformadores lo
base a laminaciones cortadas en
cia, las unidades repetidoras de
más cerca posible de los consu-
forma convencional.
monitoreo y el sistema equipoten-
mos para disminuir la capacidad
Esto es porque es inevitable la
cial. Está diseñado para funciona-
parásita de los conductores que
presencia de entrehierros los cua-
miento continuo con servicio no
alimentan los tomas.
les, pese al esmero del construc-
interrumpible por la primera falla
El efecto indeseado de los trans-
o por sobrecargas. En estos casos
formadores en general, y de éstos
una alarma indica la falla pero no
en particular, es el flujo de disper-
La distribución del flujo mag-
se interrumpe el servicio.
sión, el flujo que surge de los de-
nético a lo largo del circuito mag-
vanados primarios y secundarios y
nético es uniforme gracias a la au-
que no es común a ambos.
sencia de entrehierros causados
El transformador de aislación es
un transformador separador que
tor, generarán flujos magnéticos
dispersos importantes.
logra una tensión secundaria aisla-
Este flujo disperso afecta el nor-
da de tierra. La potencia asignada
mal funcionamiento de los equipos
es a requerimiento. Parte desde los
sensibles que existen en las salas
El ruido en el núcleo toroidal
3,1 kVA y llega hasta los 8 kVA.
del grupo 2. Además, genera induc-
es sensiblemente menor dado
ciones sobre los conductores de los
que se minimizan los efectos de la
equipos aplicados al paciente.
magnetostricción.
Potencias menores no generan valores de cortocircuito míni-
por las uniones entre las chapas
que conforman el mismo.
mos para el accionamiento de las
La corriente máxima en vacío
A diferencia del transforma-
protecciones magnéticas y po-
no debe ser mayor al 3% de la co-
dor de columnas, el transforma-
tencias mayores poseen valores
rriente total a plena carga. El nivel
dor toroidal, al tener núcleo circu-
de fuga inaceptables para este
sonoro debe ser inferior a 40 deci-
lar, se confecciona con un núcleo
tipo de equipos.
beles medidos a 30 centímetros del
en forma de fleje continuo, el cual
En general, se utilizan de 5 kVA
núcleo con el equipo a plena carga.
luego de su elaboración, trata-
y la corriente de fuga máxima ad-
Debe poseer sensores de so-
miento térmico y por el agregado
misible es de 0,1 mA (según IEC)
bretemperatura y de sobrecorrien-
de resinas toma una forma com-
para el transformador. Otros países,
te, con sus respectivas alarmas; la
pacta y maciza, ejecutándose el
como Canadá, lo limitan a 0,015. En
aislación del bobinado debe ser
bobinado por encima.
cambio, Estados Unidos, España,
de clase H y poseer pantalla elec-
Italia, Francia y Finlandia adoptan
trostática conectada a tierra.
Los transformadores toroidales representan, como ningún otro
0,050; Bélgica, Holanda y Noruega,
A los efectos de minimizar el
tipo, el diseño ideal de cómo debe
0,035, mientras que Australia per-
flujo disperso, es preferible la elec-
ser un transformador. Faraday di-
mite 0,025.
ción del núcleo de forma toroidal,
señó y bobinó su primer modelo
La totalidad del sistema tiene
en lugar de utilizar transformado-
con este formato.
que tener una capacidad mínima
res construidos con laminaciones
Se construyen con flejes de
para limitar las corrientes de fuga.
magnéticas troqueladas o elabo-
muy bajas pérdidas y alta induc-
120 Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012
ción de saturación. En los transformadores toroidales el flujo
magnético queda concentrado
uniformemente en el núcleo, y debido a la ausencia de entrehierros
se eliminan las vibraciones.
Como el bobinado se reparte
por toda la superficie del núcleo,
desaparece el ruido provocado
por la magnetostricción favoreciéndose la disipación térmica.
Estos detalles hacen que los
transformadores toroidales aventajen significativamente a los convencionales.
Figura 14: Acoples capacitivos en sistema de aislación IT
(aislador de tierra en circuito real)
Finalmente, el agregado de
pantalla electrostática permite filtrar la red IT de parásitos electromagnéticos. Este apantallamiento
también permite anular la dispersión magnética.
Es menester aclarar que en las
salas del grupo 2 no puede haber
transformadores de 110/220 VCA
por lo expresado respecto al flujo
disperso y por otras consideraciones ajenas al tema eléctrico.
El monitor de impedancia es
el apropiado para salas del grupo
2 dado que, si se emplea el monitor de resistencia, el paciente
Figura 15: Acoples capacitivos en sistema de alimentación IT
(aislados de tierra - circuito equivalente)
puede recibir un microshock por
efectos capacitivos y el equipo
medio del secundario está prepa-
Las calibraciones usuales de
ignoraría la falla.
rado para detectar fallas resistivas,
alarma son 2 y 5 mA con alarma
capacitivas, combinadas, simétri-
visual y sonora (silenciable).
Un monitor de impedancia
que vigile las dos ramas y el punto
cas o desbalanceadas.
De acuerdo al proyecto de la
Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012 121
Nota técnica
sala pueden colocarse repetidoras
potencial de la sala, formando el
cia de potencial entre tierras pue-
de alarmas en sala de enfermeras o
nodo de esa sala.
de tomar valores instantáneos de
más de 10.000 V.
bien en oficina de mantenimiento.
El nodo equipotencial de cada
Paralelamente a la detección
sala del grupo 2 deberá ser conec-
También es bastante frecuen-
de fallas eléctricas, el monitor
tado en forma radial a la barra equi-
te observar tomas múltiples (za-
debe controlar la temperatura del
potencial principal del edificio.
patillas) conectadas a un toma
equipo y el nivel de cargas, avisan-
Existen empresas que solici-
de servicio (figura 13) y a su vez
do cuando se detecten valores su-
tan puesta a tierra independien-
otros equipos conectados a otros
periores a los configurados.
te para algún equipo aduciendo
tomas en quirófanos u otras salas
El monitor solo indicará la ano-
distintas consideraciones, pero si
del grupo 2.
malía en forma visual y acústica,
esto se hiciera, seguramente esa
En este caso, si se produce una
pero no puede interrumpir el ser-
puesta a tierra independiente
falla, la diferencia de potencial en-
vicio, y se permite silenciar la alar-
tendrá diferencias de potencial
tre masas, se superará ampliamen-
ma acústica transitoriamente.
respecto de la tierra de la sala, la
te los 20 mV tomados como límite,
La equipotencialización y la
que holgadamente superará los
poniendo así en riesgo al paciente.
puesta a tierra de las salas del gru-
20 mV en condiciones normales y
Para asegurar la equipotencia-
po 2 es fundamental para evitar
se volverá muy peligrosa en caso
lización de la sala también deben
los riesgos de microshock dado
de descargas atmosféricas.
conectarse radiadores de calefac-
que la diferencia de tensión entre
Esto es debido a que la diferen-
ción, mesadas metálicas, canillas y
distintos puntos de masas, con los
equipos en funcionamiento normal, no debe superar en ningún
caso los 20 mV.
En la figura 9 se observa el riesgo de microshock debido a una
inadecuada equipotencialización.
Si este valor es superado existen riesgos de microshock a través
de los acoplamientos capacitivos
de los distintos equipos.
Todas y cada una de las masas
de los tomacorrientes, de las masas extrañas a la instalación eléctrica como ser ventanas, camas,
poliductos, etc. deben conectarse
en forma radial a la barra equi-
122 Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012
Figura 9: Riesgo de microshock
Equipos conectados a diferentes potenciales de masa
toda otra masa metálica presente
dado que de ésta depende el tipo
en forma radial a la barra de la sala.
de proyecto que se definirá.
capacidad adecuada al proyecto.
Dependiendo del tipo de grupo
Las cañerías metálicas de dis-
Como es de suponer, cuando
electrógeno, la carga puede trans-
tintos fluidos (gases medicinales,
ocurra la primera falla, proyectos
ferirse en un paso, o, como es en
agua, calefacción, aire acondi-
con vulnerabilidad alta serán pasi-
general, hay que efectuar distintos
cionado) deben interrumpir su
bles de tener falta de continuidad
retardos en la aplicación de las car-
conexión galvánica al entrar a la
de servicio en forma parcial o total.
gas por incapacidad del grupo para
sala mediante piezas aislantes, a
En consecuencia, es menester
los efectos de no formar lazos de
que el tablero principal (TPBT) esté
Como es obligatorio que el
tierra, colocando entre las dos par-
alimentado desde dos tomas inde-
grupo tenga un neutro indepen-
tes aisladas DPS (dispositivos de
pendientes y, de ser posible, cada
diente, el vínculo entre neutro y
protección contra sobretensiones,
uno conectado a sendos transfor-
tierra se efectuará a la salida de
también llamados vías de chispa,
madores de distribución alojados
esta fuente alternativa. Al efec-
aunque son distintos).
separadamente en dos áreas de fue-
tuarse la transferencia también es
go y a su vez alimentados desde dos
necesario que estén solapados los
celdas diferentes de media tensión.
neutros para evitar que la diferen-
Además, las salas del grupo 2
deben tener pisos disipativos de
soportarlas instantáneamente.
cia de tensión entre neutro y tierra
cargas estáticas, con barras co-
Además el TPBT tiene que te-
lectoras dispuestas en cuadrícula,
ner en áreas de fuego separadas la
conectadas al nodo equipotencial
parte de alimentación normal, la
El solapado de neutros es ne-
de la sala.
transferencia y la alimentación de
cesario para evitar su discontinui-
emergencia.
dad durante las transferencias,
El valor de la resistencia de
tome valores inadmisibles.
estos pisos varía con las normas.
El sistema debe tener capaci-
vale decir, que al iniciarse la trans-
Mientras que IEC denomina pisos
dad de conmutación automáti-
ferencia de fuentes, el neutro de la
altamente disipativos de cargas
ca con retardo de desconexión y
fuente alternativa conecta antes
a los pisos con resistencias com-
anticipo de conexión de neutro,
de que abra el de la fuente normal.
prendidas entre 50 kΩ y 1 MΩ,
dado que la ausencia transitoria
Existen diversos equipos (por
NFPA permite valores a partir de
de neutro puede producir tensio-
ejemplo, equipos riesgo de vida)
27 kΩ para salas del grupo 2.
nes indeseadas en las líneas, con el
cuyas características requieren te-
Las instalaciones hospitalarias
consiguiente peligro para las per-
ner funcionamiento continuo sin
en general, y la eléctrica en parti-
sonas y las instalaciones, afectando
esperar la alimentación del grupo.
cular, deben estar especialmente
particularmente a las UPS on line,
Para este caso se utilizan las
diseñadas para asegurar la conti-
produciéndole, entre otros efectos,
UPS. Éstas son convertidores es-
nuidad del servicio.
pérdida de sincronismo.
táticos alimentados por grupos de
Al realizar el proyecto se debe
Además de la alimentación
establecer claramente la vulne-
principal descripta, se debe po-
rabilidad que va a ser asignada,
seer grupo moto generador de
baterías, las cuales son recargadas
en condiciones normales.
De acuerdo a las necesidades,
Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012 123
Nota técnica
se pueden agrupar los suministros
instalada en el nosocomio (cosa
cio de los controles debidos sobre
de energía eléctrica en tres gran-
no recomendada), puede inferirse
el sistema eléctrico en ambientes
des grupos.
que habrá un cuarto grupo de car-
hospitalarios y sobre la real y co-
gas que no serán alimentadas en
rrecta aplicación que debe hacer-
la emergencia.
se de las normas y reglamentacio-
El primero es sin interrupción,
o sea, tiempo de conmutación
igual a cero. Esto se logra con ali-
Debe preverse una autonomía
nes que indican la forma en que
mentación mediante UPS on line.
mínima de 24 horas para el moto
deben ser realizadas las instalacio-
También es frecuente encontrar
generador en tanto que las UPS
nes según su destino y uso.
tiempo de conmutación menor a
deberán tener mínimo una hora y
0,5 segundos.
preferiblemente tres horas.
Especial énfasis se hace en el
cuidado que debe observarse sobre la vigencia de las normas que
Esto se observaba en las UPS
Adicionalmente, se debe ali-
off line, es decir, la máquina detec-
mentar a los tableros seccionales
taba la falta de suministro, comen-
mediante dos ramales indepen-
Los efectos que produce la co-
zaba a oscilar y transfería la carga.
dientes llevados por dos áreas de
rriente eléctrica sobre el cuerpo
Todo el proceso debía durar me-
fuego diferentes. Estos tableros, a
humano deben ser especialmen-
nos de 0,5 segundos.
su vez, también tendrán transfe-
te tenidos en cuenta cuando los
rencia propia con lógica indepen-
valores se tornan peligrosos. De-
diente del TPBT.
ben considerarse especialmente
Actualmente, las UPS off line
están prácticamente obsoletas y
se utilizan las denominadas UPS
on line.
Finalmente, hay que tener en
cuenta la protección contra descar-
se están utilizando.
estas circunstancias en el ámbito
hospitalario.
Estos equipos generan perma-
gas atmosféricas, tanto en la parte
Resumiendo lo expuesto, hay
nentemente, por lo que el tiempo
exterior del edificio como en el in-
que evitar el riesgo de macroshock
de interrupción es cero.
terior, asignando adecuadamente
y microshock. El microshock mata
El segundo grupo de cargas es
los niveles de protección admisi-
gente y no produce daños fácilmen-
el de las que deben reconectarse
bles. El tema es muy complejo, por
te visibles en el cuerpo, por lo que el
dentro del plazo máximo de 15 se-
lo que independientemente de las
personal ve que el paciente se mue-
gundos, con energía provista por
consideraciones generales se debe
re pero ignora la causa o la atribuye
un grupo electrógeno.
efectuar un análisis exhaustivo del
a la evolución del cuadro clínico.
El tercer grupo de cargas com-
caso en particular para una correc-
En las salas del grupo 2 se deben
prende las que pueden conectar-
ta evaluación del nivel de protec-
adoptar medidas específicas para
se con un plazo mayor a los 15
ción requerido.
resolver diversas situaciones que
comprometen a los pacientes y al
segundos sin afectar su función
específica.
Conclusión
Dado que el motogenerador
A través de lo expuesto se ha
(grupo electrógeno) puede llegar
tratado de crear conciencia sobre
a tener una capacidad inferior a la
la importancia del diseño y ejerci-
124 Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012
personal involucrado. No deben colocarse interruptores diferenciales,
salvo en circuitos auxiliares.
En las salas del grupo 2 deben
colocarse sistemas IT con monito-
la barra equipotencial de la sala.
Además de la alimentación
reo permanente de la impedancia
Es menester que el tablero
principal descripta, se debe po-
del sistema, y no deben utilizarse
principal (TPBT) esté alimentado
seer grupo motogenerador de ca-
monitores por resistencia porque
desde dos tomas independientes,
pacidad adecuado al proyecto.
ignoran las fallas capacitivas.
y, de ser posible, cada uno conec-
Se debe evaluar correctamente
En las salas del grupo 2 deben
tado a sendos transformadores de
la protección del hospital contra
controlarse permanentemente las
distribución alojados separada-
descargas atmosféricas, donde in-
fallas resistivas, capacitivas, com-
mente en dos áreas de fuego y a
dependientemente de otras consi-
binadas, balanceadas y desbalan-
su vez alimentados desde dos cel-
deraciones no menos importantes
ceadas.
das diferentes de media tensión.
se debe asegurar la equipotencia-
Es muy recomendable el uso
El sistema debe tener capaci-
lización en todos los aspectos. Es
de transformadores de aislación
dad de conmutación automáti-
de vital importancia concientizar
toroidales por sus características
ca con retardo de desconexión y
a los directivos de hospitales, clíni-
superiores respecto de los con-
anticipo de conexión de neutro,
cas etc., tanto en el sector privado
vencionales.
dado que la ausencia transitoria
como público con incumbencia en
La totalidad del sistema tiene
de neutro puede producir tensio-
el área hospitalaria, de la necesidad
que tener una capacidad mínima
nes indeseadas en las líneas, con el
de adecuar las instalaciones exis-
para limitar las corrientes de fuga.
consiguiente peligro para las per-
tentes para que cumplan con los
Hay que tener especial cuida-
sonas y las instalaciones, afectando
requisitos de seguridad eléctrica y
do de colocar los transformadores
particularmente a las UPS on line,
de continuidad del servicio, ya que
lo más cerca posible de los consu-
produciéndole entre otros efectos,
diariamente se observan violacio-
mos para disminuir la capacidad
pérdida de sincronismo.
nes a las reglamentaciones y, aun
parásita de los conductores que
alimentan los tomas.
Los transformadores toroidales, representan, como ningún
otro tipo, el diseño ideal de cómo
debe ser un transformador.
Todos los equipos de una misma
sala deben tener conexión de tierra
realizada en forma radial hasta su
nodo equipotencial. (Figura 16)
No son admisibles tierras distintas no equipotencializadas por
su alta peligrosidad. La equipotencialización debe realizarse en
Figura 16: Principios de un sistema equipotencial de masas en una habitación
Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012 125
Nota técnica
en el caso de remodelaciones o de
conectados a los pacientes inter-
técnicos - publicaciones - informaciones técnicas
instalaciones nuevas, se ignora o se
nados en terapia intensiva.
de diversas compañías y profesionales
hace caso omiso a las disposiciones.
No son accidentes, son errores
que se podían haber evitado.
Contacto
Proyectos que no incluyan seguridad eléctrica adecuada segu-
Bibliografía
Ing. Carlos Soler
ramente serán más baratos, pero
1]
ingenieriahospitalaria@fibertel.
la diferencia económica nunca
descargas Eléctricas - Parte1 - Principios Generales
compensará el valor de una vida.
2]
Norma AEA 92305 - Protección contra las
com.ar
Reglamentación para la Ejecución de Ins-
talaciones Eléctricas en Inmuebles AEA 90364,
* Tr a b a j o p r e s e n t a d o e n e l
intereses económicos a la riguro-
parte 7, sección 701 - Cuartos de baño
Congreso Técnico de Biel Light +
sidad técnica, producen una cade-
3]
Building 2011
na de errores que se pagan con la
talaciones Eléctricas en Inmuebles AEA 90364,
vida de las personas involucradas
parte 7, sección 710 - Hospitales y Salas Externas
y con la destrucción de los equi-
a Hospitales. [ Edición 2007 discusión pública]
pos e instalaciones.
4]
Asesoramientos que priorizan
En este trabajo se mostró, por
Reglamentación para la Ejecución de Ins-
Reglamentación para la Ejecución de Ins-
talaciones Eléctricas en Inmuebles AEA 90364,
lo tanto, la importancia que tie-
parte 1, [ Edición 2007 discusión pública]
nen las instalaciones eléctricas
5]
hospitalarias y las distintas con-
talaciones Eléctricas en Inmuebles AEA 90364,
sideraciones que deben tenerse
parte 7, sección 771 - Viviendas, oficinas y locales
en cuenta a la hora de proyectar
(unitarios)
instalaciones nuevas o remodela-
6]
ciones para adecuarlas a un uso
de Baja Tensión
correcto con la seguridad eléctrica
7]
que merecen los pacientes.
General - Líneas Subterráneas
Se debe recordar, entre otros
8]
Reglamentación para la Ejecución de Ins-
Reglamentación de Líneas Aéreas Exteriores
Reglamentación sobre Líneas Exteriores en
Reglamento para la Ejecución de Trabajos
casos conocidos, que no hace mu-
con Tensión en Instalaciones Eléctricas
cho falleció una mujer quemada
9]
en quirófano por maniobras des-
formación y Suministro en Media Tensión AEA
afortunadas que provocaron una
95401
chispa eléctrica, o las personas
10] Norma AEA 91140 - Protección Contra los
que fallecieron a causa de la falta
Choques Eléctricos
de tensión en un tablero que ali-
11] Medical instrumentation application
mentaba los compresores de aire
and design, Webster editor second edition –
que alimentaban los respiradores
Estadística - Policia Federal - Catálogos - libros
126 Ingeniería Eléctrica • Octubre 2012
Reglamentación sobre Centros de Trans-