A diferencia de los demás gases medicinales canalizados que suelen suministrarse a los hospitales en cilindros, el aire medicinal suele fabricarse in situ. Para ello, se introduce aire exterior en un compresor de aire medicinal que se conecta al sistema de tuberías que alimenta el centro. En raras ocasiones, debido a la mala calidad del aire ambiente, el aire medicinal puede producirse a partir de la mezcla de nitrógeno y oxígeno comprimido en botella. Debido al gran volumen de aire que consumen la mayoría de los hospitales, la producción in situ suele ser el método de suministro más práctico y económico. Sin embargo, existe el inconveniente de que el equipo necesario para producir aire médico apto para el uso de los pacientes es bastante complejo y, como tal, debe instalarse y mantenerse cuidadosamente para garantizar que el riesgo de contaminación o avería sea mínimo.
La mayoría de los anestesistas desconocen la complejidad de los sistemas utilizados para producir el aire médico que utilizan. Dado que el aire medicinal es considerado por la Farmacopea de los Estados Unidos como un medicamento fabricado, los anestesistas deben ser conscientes de la calidad del aire medicinal producido en sus instalaciones y entregado a sus pacientes. Este artículo pretende proporcionar una comprensión básica de un sistema de aire medicinal típico, incluyendo la finalidad y el funcionamiento de los componentes clave. La familiaridad con estos aspectos básicos debería ser suficiente para que los anestesistas puedan realizar consultas sobre la calidad del aire medicinal suministrado a sus pacientes.
El aire medicinal se utiliza para una gran variedad de aplicaciones en pacientes. A muchos pacientes sensibles a la toxicidad del oxígeno se les suministra aire para reducir su exposición al oxígeno. Muchos de estos pacientes tienen sistemas o procesos respiratorios extremadamente delicados que dependen de una concentración pura y precisa de aire medicinal. Algunos ejemplos de pacientes que dependen de un suministro de aire fiable y de calidad serían los neonatos y los pacientes que sufren el síndrome de depresión respiratoria del adulto. El aire medicinal también se utiliza durante la anestesia como sustituto del óxido nitroso para reducir la alta concentración de exposición al oxígeno. Aunque la fuente de aire medicinal puede ser un colector con un banco de cilindros de aire comprimido, la mayoría de los hospitales utilizan un sistema de compresores. Este artículo se referirá a las instalaciones con compresores de aire. Se proporciona una ilustración de una instalación típica de aire medicinal para su referencia a lo largo de la discusión de este artículo. Para comprender mejor el sistema de aire medicinal, seguiremos la trayectoria del aire a medida que fluye a través de los componentes clave, desde la fuente hasta el paciente.
Comienza en la fuente
El lugar lógico para comenzar a aprender sobre el sistema de aire medicinal es la tubería de admisión del compresor. La admisión suele estar situada en el techo del centro. La ubicación de la toma puede tener un gran impacto en la calidad del aire medicinal producido. La ubicación, el diseño y los componentes de la toma de aire se describen en los códigos de la National Fire Protection Association (NFPA). Las recomendaciones de la NFPA 99, Standard for Health Care Facilities, para el diseño de los sistemas de gases medicinales se siguen en todo Estados Unidos y se mencionarán con frecuencia en este artículo. Sin embargo, debe tener en cuenta que los códigos locales pueden sustituir a los códigos de la NFPA. La sección 4-3.1.9.2 de la NFPA 99 establece que la toma de aire debe estar situada en el exterior, por encima del nivel del tejado, a una distancia mínima de 10 pies (3 m) de cualquier puerta, ventana, otras tomas o aberturas del edificio, y a una distancia mínima de 20 pies del suelo. Las tomas de aire deberán estar abatidas y protegidas contra la entrada de bichos o agua con una pantalla que deberá estar fabricada o compuesta por un material no corrosivo, como el acero inoxidable u otros materiales adecuados. La NFPA permite flexibilidad cuando los techos están escalonados en altura y sugiere que factores como el tamaño de los techos, la distancia a las puertas y ventanas más cercanas y la presencia de otros equipos en el techo pueden influir en la ubicación final. La toma de aire no tiene por qué estar siempre más alta que el tejado más alto.
En el caso de que haya más de un sistema de compresores en el hospital, se permite unir las tuberías de los distintos compresores a una sola tubería de toma de aire, que debe estar correctamente dimensionada. Sin embargo, el diseño debe permitir que la entrada de cada compresor se cierre mediante una válvula de retención, una brida ciega o un tapón de tubo cuando se retire un compresor del servicio. Esto tiene por objeto evitar que el aire de la sala de máquinas se introduzca en el sistema desde la tubería abierta.
La admisión deberá estar etiquetada como fuente de aire medicinal. Ha habido un caso en el que la toma de aire médico estaba situada en el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) de las instalaciones. Las bobinas de un sistema HVAC se estaban lavando con una solución ácida para su limpieza y mantenimiento. Esto provocó que, sin saberlo, los humos llegaran al sistema de aire medicinal y a los pacientes.
La calidad del aire varía de una región a otra e incluso con la proximidad de su centro. Por ejemplo, el aire del techo de un hospital situado en una gran ciudad no será tan puro como el de un hospital rural. Sin embargo, el aire de una instalación rural puede estar contaminado por su proximidad a una autopista importante, o por la entrada de aire situada demasiado cerca de la salida del sistema de aspiración médica. Esto último no es una fuente infrecuente de contaminación bacteriana, ya que los gases de los sistemas de vacío, literalmente de alcantarilla, pueden ser aspirados por su tubo de entrada de aire médico. En las instalaciones más antiguas, la toma de aire puede estar correctamente ubicada y certificada inicialmente, pero hay casos en los que una toma se ha convertido en una ubicación incorrecta a medida que el entorno alrededor de la toma ha cambiado debido a la expansión de las instalaciones. Tal ha sido el caso de la adición de helipuertos, aparcamientos y muelles de carga de camiones en los que se introdujeron gases de escape ricos en monóxido de carbono y contaminantes de motores en la fabricación de aire medicinal.
El infame «pájaro piolín» de la exposición científica de la APSF «Look Beyond the Walls» es un ejemplo de contaminación grave por partículas de un suministro de aire medicinal. En este caso, un pájaro fue aspirado en el compresor de aire médico de un hospital y había ocluido el sistema. El mal olor resultante del pájaro en descomposición fue una queja de los pacientes que llevó a nuestro miembro del comité, el Sr. Fred Evans, a revisar el sistema. Cualquier tipo de olor desagradable en un sistema de aire medicinal debe ser investigado. Si el pájaro entró en el sistema a través de una toma de aire del techo no protegida, el hospital estaba violando el código NFPA. Sin embargo, lo más probable es que la entrada se produjera a través de una rotura en la tubería de entrada que discurría por el tejado de un almacén en curso desde la entrada del tejado hasta el compresor. La rotura de la continuidad de la tubería fue un error del contratista.
Interesantemente, la NFPA permite que la toma esté dentro del edificio cuando la fuente de aire es igual o mejor que el aire exterior, como el filtrado para su uso en los sistemas de ventilación de los quirófanos. Debe estar disponible las veinticuatro horas del día, los siete días de la semana y comprobar periódicamente su pureza. Es una buena práctica probar tanto el aire interior como el exterior para determinar ocasionalmente si el aire interior es de igual o mejor calidad. A menos que se elimine mediante el uso de depuradores o una filtración especial, cualquier gas indeseable que se encuentre en la atmósfera donde se encuentra la tubería de entrada será comprimido y enviado a través del sistema de aire medicinal. Ejemplos de esto fueron cubiertos al principio del artículo.
El compresor de aire y su sistema
El proceso del compresor de aire toma ocho pies cúbicos de aire ambiental y lo comprime en un pie cúbico de aire comprimido. Como resultado, se concentran contenciones tales como partículas, polen, agua, monóxido de carbono y materiales de descomposición de los motores de combustión interna u otras contenciones. Por lo tanto, es necesario disponer de métodos en el proceso de fabricación para eliminar los contaminantes. El filtro/silenciador de entrada debe estar situado en el lado de entrada del compresor de aire y puede formar parte de algunos paquetes de compresores de fábrica. No es raro que algunos sistemas carezcan de este filtro ya que la NFPA no lo reconoce como norma. Su función principal es la de filtrar las partículas gruesas del aire ambiente aspirado a través de la entrada tamizada situada normalmente en el techo. También actúa como silenciador del compresor de aire para reducir la contaminación acústica.
Compresor de aire:
El aire, normalmente procedente de la atmósfera, es comprimido por compresores de aire medicinal multiplexados, el «corazón» del sistema de aire medicinal. Se deben utilizar dos o más compresores (normalmente dos) para el soporte del aire medicinal. También existen sistemas triplex y cuádruplex para instalaciones que requieren una mayor demanda. Los componentes del sistema simplex no son aceptables por la NFPA 99. La duplicación de gran parte de los sistemas de aire medicinal proporciona un sistema de respaldo si una unidad se avería o necesita reparación. La multiplexación proporcionada por las unidades alternas prolonga la vida útil de las unidades y proporciona respaldo durante la sobrecarga de la demanda. La NFPA 99 exige que cada unidad por separado sea capaz de mantener el suministro de aire en los picos de demanda (NFPA 99 Sec. 4-3.9.1.2). Cada compresor debe estar provisto de una válvula de aislamiento, una válvula de alivio de presión y una válvula de retención en su línea de descarga. Cada compresor debe estar aislado del sistema para su mantenimiento mediante una válvula de aislamiento (cierre) en su línea de descarga. Como se indica en la NFPA 99 Sec. 4-3.1.9.1, «Los compresores de aire medicinal deben estar diseñados para evitar la introducción de contaminantes o líquidos en la tubería mediante (a) La eliminación del aceite en cualquier parte del compresor, o (b) La separación de la sección que contiene aceite mediante un área abierta a la atmósfera, que permita la inspección visual continua del eje de interconexión» Ha habido casos en los que se han instalado compresores de grado no médico en hospitales que pueden crear aceites, agua y productos tóxicos de descomposición del aceite para mezclarse con el aire médico.
El sistema de aire médico está destinado a producir gas utilizado exclusivamente para el aire respirable suministrado a los pacientes a través de dispositivos tales como: caudalímetros, mezcladores, máquinas de anestesia y ventiladores de cuidados críticos. Esto también incluiría los instrumentos que se agotan en la faringe, como las herramientas dentales y las herramientas quirúrgicas de accionamiento neumático. El aire medicinal no debe utilizarse para aplicaciones no médicas, como la alimentación de puertas de accionamiento neumático, ingeniería o necesidades de mantenimiento. Como se indica en la NFPA 99, «Como fuente de suministro de aire comprimido, un compresor de aire medicinal no debe utilizarse para suministrar aire para otros fines, ya que dicho uso podría aumentar las interrupciones del servicio, reducir la vida útil e introducir oportunidades adicionales de contaminación».
Enfriadores posteriores (si son necesarios):
En las plantas de aire más grandes, los enfriadores posteriores pueden ser deseables. A través del proceso de compresión el aire se calienta y el aire más caliente retiene más humedad. Los posenfriadores se utilizan para reducir la temperatura del aire después del proceso de compresión; esto da lugar a la precipitación de agua. Esta agua se drena a continuación. Los posenfriadores deben ser dúplex para que una unidad pueda manejar el 100% de la carga. Deben tener trampas de agua con drenajes automáticos para la eliminación del agua y válvulas de aislamiento para el mantenimiento sin necesidad de apagar el sistema. Aunque los posenfriadores eliminan grandes cantidades de agua, no sustituyen a los secadores (véase más adelante).
Receptor:
El receptor es un gran depósito de forma cilíndrica que almacena un volumen de reserva de aire comprimido para su uso. El depósito permite el funcionamiento eficaz de los compresores. Los receptores suelen estar compuestos de hierro y pueden ser una fuente de partículas de óxido. Aunque los receptores de hierro cumplen las normas de la NFPA, este material está sujeto a la oxidación y a la descamación cuando se introduce en la humedad. Hay receptores de acero inoxidable disponibles y deberían instalarse durante una nueva construcción, reparación o ampliación a pesar de la norma mínima de la NFPA. El receptor debe estar equipado con una válvula de alivio de presión, cristal de obra, manómetro y un colector de agua con drenaje automático. El receptor también debe estar provisto de una derivación de tres válvulas para permitir el mantenimiento.
Secadores de aire:
Los secadores son una parte esencial del sistema utilizado para eliminar el agua producida en el proceso de fabricación por la compresión del aire ambiente que puede ser rico en humedad. Los secadores de aire suelen ser de tecnología de tipo refrigerante o desecante. Los secadores frigoríficos constan de un intercambiador de calor de refrigerante aire-aire, un separador mecánico de condensados y un purgador automático. Aunque los secadores desecantes utilizan un proceso de adsorción para eliminar el agua, las partículas desecantes pueden contaminar el aire médico si no se mantienen o filtran adecuadamente. Los secadores deben ser dúplex para que sólo se utilice un secador en un momento dado. Por lo tanto, cada secador debe ser capaz de manejar el 100% de la carga. También deben utilizar válvulas de derivación para el aislamiento durante el mantenimiento. Los secadores desecantes son aproximadamente un 50% más caros que los secadores frigoríficos.
Filtros de la línea final:
Los componentes importantes del sistema de aire medicinal son los filtros de la línea final que se utilizan para evitar la introducción de partículas, aceite y olores desde el suministro de aire medicinal. Algunos contaminantes pueden introducirse en forma de hidrocarburos procedentes de fugas en los sellos de aceite, derrames de filtros sobrecargados, desprendimiento de óxido de un receptor, etc. La NFPA 99 establece que «cada uno de los filtros deberá estar dimensionado para el 100% de la demanda máxima calculada del sistema en las condiciones de diseño y tener una eficiencia mínima del 98% a 1 micra. Estos filtros estarán equipados con un indicador visual continuo que muestre el estado de la vida del elemento filtrante». La necesidad de una indicación visual fue añadida por la NFPA en 1993. Los filtros también deberán ser dúplex para aislarlos y desconectarlos para su mantenimiento sin apagar completamente el sistema. La NFPA 99 recomienda la inspección trimestral de los filtros. Algunos fabricantes proporcionan capacidades de filtración hasta un nivel de 0,1 micras. En entornos con altas concentraciones de monóxido de carbono pueden introducirse depuradores especiales en este lugar para eliminar este u otros contaminantes.
Reguladores de línea final:
Los reguladores de línea final deben proporcionar una presión de funcionamiento para el aire medicinal en toda la instalación de 50 a 55 psig. Mientras que la planta de compresores de aire genera presiones de funcionamiento de 80 a 100 psig. para facilitar la eficiencia de los secadores. Los reguladores deben ser dúplex con válvulas de aislamiento para permitir el mantenimiento sin necesidad de apagar el sistema. En la monitorización de la calidad del aire, a partir de la edición de 1993, la NFPA 99 exige que las nuevas construcciones dispongan de una monitorización continua con capacidad de alarma central para los contaminantes de punto de rocío y monóxido de carbono aguas abajo de los secadores y aguas arriba del sistema de tuberías. Estos requisitos han sido impulsados en gran medida por el agua y los elevados niveles de monóxido de carbono encontrados en algunos sistemas de gases medicinales.
Válvulas de cierre:
La válvula de cierre de la fuente debe estar situada de forma que permita aislar toda la fuente de suministro del sistema de tuberías. Esta válvula se encuentra en el compresor de aire y sus accesorios aguas abajo de los reguladores de la línea final. Todas las válvulas de cierre deben ser válvulas de bola de un cuarto de vuelta, especialmente limpiadas, adecuadas para aplicaciones de gases médicos. La válvula de cierre del suministro principal debe estar situada aguas abajo de la válvula de la fuente y fuera del recinto, la sala de la fuente o donde la fuente de la línea principal entre por primera vez en el edificio. El propósito de esta válvula es cortar el suministro en caso de emergencia o si la válvula de la fuente es inaccesible. Cada tubo ascendente que distribuya gases a los pisos superiores debe tener una válvula de cierre adyacente a la conexión del tubo ascendente. Cada rama o zona lateral deberá estar provista de una válvula de cierre que controle el flujo de gases a las habitaciones de los pacientes en esa rama. La válvula de ramal/zona debe permitir el control de los gases a esa zona específica y no afectar al flujo de gases en ninguna otra parte del sistema. Deben proporcionarse manómetros aguas abajo de cada válvula de cierre de ramal lateral. La NFPA 99 también establece: «Los lugares de anestesia y otras áreas vitales y críticas, como la recuperación postanestésica, las unidades de cuidados intensivos y las unidades de cuidados coronarios, se abastecerán directamente desde el elevador sin válvulas intermedias…» «Se situará una válvula de cierre fuera de cada lugar de anestesia en cada línea de gases medicinales, de forma que sea fácilmente accesible en todo momento para su uso en caso de emergencia». Es importante que todas las válvulas de cierre estén etiquetadas con una advertencia, el nombre del gas y el lugar o lugares que controla la válvula. Se han producido numerosos incidentes de cierre de gases medicinales debido a un mal etiquetado (si lo hay) de la válvula y de los lugares a los que abastece.
Alarmas:
Un presostato automático deberá estar situado aguas abajo de la válvula de cierre de la línea de suministro principal. Una alarma visual y sonora deberá indicar un aumento o disminución de la presión de la línea principal por encima o por debajo de la presión nominal de la línea. La alarma debe estar ubicada en un lugar en el que se supervise continuamente durante todo el tiempo de funcionamiento de la instalación. La NFPA 99 establece que «se proporcionarán alarmas de área para los lugares de anestesia y las áreas de cuidados críticos. Se proporcionarán señales de advertencia para todos los sistemas de tuberías de gases medicinales que suministren a estas áreas…» La alarma de área en el lugar de anestesia está destinada a supervisar todas las ubicaciones en una sola rama, no cada sala de operaciones individual.
Tuberías:
Las tuberías que se utilizan para el sistema aguas abajo de la válvula de cierre de la fuente deben estar compuestas de cobre. La NFPA establece: «Las tuberías deberán ser de tubo de gas medicinal sin costura de tipo K o L (ASTM B819), y llevar una de las siguientes marcas: OXY, MED, OXY/MED, ACR/OXY o ACR/MED». Las tuberías de aire medicinal deben ser del mismo material y calidad que las tuberías de oxígeno.
El tipo de material utilizado con los compresores y con el sistema de tuberías deberá ser no corrosivo. El cobre y el latón son los más utilizados. La tubería que lleva el aire desde la toma exterior hasta el compresor debe ser anticorrosiva, ya que está expuesta a la humedad y a los contaminantes atmosféricos. Aunque la NFPA no especifica la composición de la tubería de entrada, como sí lo hace para el compresor y la tubería posterior, la tubería de entrada no debe ser de hierro. No es infrecuente que los contratistas de fontanería contratados para instalar la tubería médica traten la tubería como una tubería ordinaria de agua o alcantarillado. El acero galvanizado también es inaceptable, ya que el revestimiento de zinc podría desprenderse bajo la presión y el flujo de gases.
En una reciente inspección de un importante hospital (1995) se descubrió que las tuberías entre el compresor de aire medicinal, los secadores, el receptor y los postenfriadores eran de hierro. El sistema había sido certificado como conforme a los códigos de la NFPA siete años antes. La corrección de estos errores de diseño puede ser costosa. Es mucho más razonable que los anestesistas conozcan los códigos básicos de construcción y opinen sobre la instalación adecuada desde el principio. Las tuberías de hierro y galvanizadas pueden oxidarse, lo que hace que las partículas se desprendan de la presión y el flujo, y serán arrastradas aguas abajo, donde pueden interferir con el flujo de gases o el funcionamiento adecuado de las salidas de la estación, los ventiladores, los mezcladores, los sistemas de anestesia u otras piezas de equipo secundario.
Salidas de la estación para pacientes:
Las salidas de la estación consisten en válvulas de retención primarias y secundarias que permiten que las piezas de equipo secundario se conecten a la línea de gases medicinales. Las salidas de estación deben utilizarse únicamente para el suministro de gases destinados a uso médico. La salida también se diseñará como específica para el gas mediante el uso de conexiones disímiles de tamaño o clave específicas para cada gas individual. Cada salida deberá estar etiquetada con el nombre o símbolo químico y la codificación de color específica para el gas suministrado.
Más información sobre contaminantes y partículas:
El agua es el contaminante más común que se encuentra en las líneas de aire médico y es quizás el más insidioso de los contaminantes encontrados. También puede causar algunos de los daños más costosos a los equipos secundarios. El agua, a diferencia de las partículas, puede atravesar los filtros de partículas y abrirse camino hasta las máquinas de anestesia, los ventiladores, otros equipos secundarios de uso común y también el paciente. Jerry Lavene, director del Centro de Reparación de Vaporizadores de Anestesia de Ohmeda, afirma que «el contaminante más común que encontramos en los vaporizadores durante su desmontaje para su refabricación es la humedad. La humedad o los efectos combinados de la humedad con el agente anestésico pueden crear problemas dentro de los mecanismos internos del vaporizador.» Algunos ventiladores de cuidados críticos saturados de agua no se pudieron reparar y tuvieron que ser desguazados por un centro. Los equipos de anestesia requirieron una revisión completa para devolverlos a su estado de uso. La presencia de agua también puede proporcionar el medio para el crecimiento bacteriano. El agua situada en los conductos de aire medicinal sometidos a bajas temperaturas puede congelarse y ocluir el flujo de gas. El agua también puede facilitar la oxidación de las tuberías de cobre en el interior de la línea de aire medicinal.
El agua puede introducirse de diversas maneras. Es común la eliminación inadecuada de agua a través de secadores de aire de tamaño insuficiente, saturados o la falta de secadores de aire apropiados. El agua puede introducirse a través de componentes del compresor de aire de anillo líquido que funcionan mal. El fallo de los drenajes automáticos en los postenfriadores, receptores, secadores u otros componentes de la planta de aire medicinal es un área de fallo frecuente que permite la entrada de agua no deseada en el sistema.
Los aceites pueden introducirse a través de la instalación de un compresor de aire de grado no médico. Esto puede ocurrir por una especificación o compra de equipo inadecuada. Se sabe que los compresores de grado médico fallan e introducen aceite en el sistema. Actualmente existen algunos compresores de aire de uso médico que utilizan una tecnología de compresores totalmente exentos de aceite para evitar esta posibilidad. No dé por sentado que el compresor de aire que se utiliza en su centro es adecuado para el aire de grado médico. La posibilidad de contaminación por aceite ha dado lugar a requisitos de control de hidrocarburos.
Se han encontrado restos de construcción como arena, soldadura, fundente, suciedad, alimañas, etc. en las líneas de aire medicinal debido a técnicas deficientes en el proceso de construcción. Estas partículas pueden introducirse aguas abajo del sistema de filtración situado en la planta de aire medicinal. Esto puede evitarse mediante un diseño adecuado, procedimientos y técnicas de instalación y pruebas finales (certificación) del nuevo sistema o adición. Hay procesos disponibles para eliminar estos contaminantes que se encuentran en los sistemas existentes. El aire medicinal es un importante gas de mantenimiento de la vida que se utiliza habitualmente en nuestras instalaciones. Los anestesistas deben conocer a los responsables de supervisar el sistema de aire medicinal y sus cualificaciones. Durante la construcción, deben conocer las especificaciones de diseño e instalación. Deben existir programas de mantenimiento preventivo y deben revisarse y evaluarse los resultados de hasta 17 pruebas realizadas en los intervalos requeridos.
La vigilancia hará que los pacientes reciban un aire medicinal limpio y seguro. Pregúntese: «¿Querría que su familia estuviera en su actual sistema de aire medicinal?»
El Dr. Moss, Director Médico Ejecutivo de la Sociedad Estatal de Anestesiólogos de Nueva Jersey, es miembro de la Junta Directiva de la APSF y Presidente del Grupo de Trabajo sobre seguridad de los gases medicinales.
El Sr. Nagle es el director de marketing de servicios de Ohmeda, Madison, Wl, que proporciona servicios de pruebas de campo para sistemas de suministro de gases medicinales por tubería.