À semelhança dos outros gases médicos canalizados que são normalmente entregues nos hospitais em cilindros, o ar médico é mais frequentemente fabricado no local. Isto é conseguido puxando o ar externo para um compressor de ar médico que é conectado ao sistema de tubulação que alimenta a instalação. Raramente, devido à má qualidade do ar ambiente, o ar médico pode ser produzido a partir da mistura de nitrogênio e oxigênio do cilindro comprimido. Devido ao grande volume de ar que a maioria dos hospitais consome, a produção no local é geralmente o método mais prático e econômico de fornecimento. Há um lado negativo, no entanto, na medida em que o equipamento necessário para produzir ar médico adequado ao uso do paciente é bastante complexo e, como tal, deve ser cuidadosamente instalado e mantido para garantir que o risco de contaminação ou avaria seja mantido a um mínimo.
A maioria dos anestesistas desconhece a complexidade dos sistemas utilizados para produzir o ar médico que utilizam. Como o ar médico é considerado pela Farmacopéia dos Estados Unidos como um medicamento fabricado, os anestesistas devem estar cientes da qualidade do ar médico produzido em suas instalações e entregue aos seus pacientes. Este artigo destina-se a fornecer uma compreensão básica de um sistema de ar médico típico, incluindo a finalidade e o funcionamento dos componentes-chave. A familiaridade com esses princípios básicos deve ser suficiente para permitir que os anestesistas façam perguntas sobre a qualidade do ar médico fornecido aos seus pacientes.
O ar medicinal é usado para uma variedade de aplicações dos pacientes. Muitos pacientes sensíveis à toxicidade do oxigênio recebem ar para diminuir sua exposição ao oxigênio. Muitos destes pacientes têm sistemas respiratórios extremamente delicados ou processos que dependem de uma concentração pura e precisa do ar medicinal. Alguns exemplos de pacientes dependentes de um suprimento de ar confiável e de qualidade seriam os neonatos e os pacientes que sofrem de síndrome de depressão respiratória do adulto. O ar medicinal também é usado durante a anestesia como um substituto do óxido nitroso para reduzir a alta concentração da exposição ao oxigênio. Embora a fonte de ar médico possa ser um colector com um banco de cilindros de ar comprimido, a maioria dos hospitais utiliza um sistema de compressores. Este artigo irá referir-se a instalações com compressores de ar. Uma ilustração de uma instalação de ar medicinal típica é fornecida para sua referência ao longo da discussão deste artigo. Para melhor compreender o sistema de ar médico, vamos seguir o caminho do ar enquanto ele flui através dos componentes-chave, da fonte ao paciente.
Inicie na Fonte
O lugar lógico para começar a aprender sobre o sistema de ar médico é o tubo de admissão do compressor. A entrada está normalmente localizada no telhado da instalação. O local de admissão pode ter um grande impacto sobre a qualidade do ar médico produzido. A localização, projeto e componentes da entrada de ar são descritos nos códigos da National Fire Protection Association (NFPA). NFPA 99, Standard for Health Care Facilities, as recomendações para o projeto de sistemas de gás médico são seguidas em todos os Estados Unidos e serão referenciadas com freqüência neste artigo. Entretanto, você deve estar ciente de que os códigos locais podem substituir os códigos da NFPA. NFPA 99 Sec. 4-3.1.9.2 afirma que a entrada de ar deve ser localizada ao ar livre acima do nível do telhado, a uma distância mínima de 10 pés (3m) de qualquer porta, janela, outras entradas ou abertura no edifício, e a uma distância mínima de 20 pés acima do solo. As tomadas de ar devem ser rebaixadas e crivadas ou protegidas contra a entrada de vermes ou água com crivos que devem ser fabricados ou compostos de um material não corrosivo, como aço inoxidável ou outros materiais adequados. A NFPA permite flexibilidade quando os telhados estão escalonados em altura e sugere que factores como o tamanho dos telhados, a distância até às portas e janelas mais próximas, e a presença de outros equipamentos de telhado podem influenciar a localização final. A entrada não precisa ser sempre superior ao teto mais alto.
No caso de haver mais de um sistema compressor no hospital, é permitido unir tubos de compressores separados a um tubo de entrada que deve ser dimensionado adequadamente. Entretanto, o projeto deve permitir que cada entrada de compressor seja fechada por uma válvula de retenção, flange cega ou tampa de tubo quando um compressor for removido de serviço. Isto é para evitar que o ar da sala mecânica seja aspirado para o sistema pela tubulação aberta.
A admissão deve ser rotulada como fonte de ar medicinal. Houve um caso em que a entrada de ar medicinal foi localizada nas instalações de aquecimento do sistema de ar condicionado de ventilação (HVAC). As bobinas em um sistema HVAC estavam sendo lavadas com uma solução ácida para limpeza e manutenção. Isto resultou em fumos que foram incógnitos ao sistema de ar médico e aos pacientes.
A qualidade do ar varia de região para região e mesmo com a proximidade da sua instalação. Por exemplo, o ar no telhado de um hospital localizado dentro de uma grande cidade não será tão puro como o ar de um hospital rural. No entanto, o ar de uma instalação rural pode ser poluído pela sua proximidade a uma grande rodovia, ou a entrada de ar colocada muito perto da saída de exaustão do sistema de vácuo médico. Esta última não é uma fonte incomum de poluição bacteriana onde os gases dos sistemas de vácuo, literalmente de qualidade de esgoto, podem ser aspirados para o seu tubo de admissão de ar medicinal. Em instalações mais antigas, a entrada de ar pode ter sido localizada adequadamente e certificada inicialmente, mas, há casos em que a entrada de ar se tornou indevidamente localizada, uma vez que o ambiente em torno da entrada mudou através da expansão da instalação. Tal tem sido o caso com a adição de almofadas de helicópteros, estacionamentos e docas de carregamento de caminhões onde escapamentos ricos em monóxido de carbono e poluentes de motores foram assim introduzidos na fabricação de ar médico.
A famosa “ave de piu-piu” na exposição científica da APSF “Look Beyond the Walls” é um exemplo de contaminação grosseira de partículas de um fornecimento de ar médico. Neste caso, um pássaro foi aspirado para o compressor de ar medicinal de um hospital e tinha ocluído o sistema. O mau cheiro resultante do pássaro em decomposição foi uma queixa de paciente que levou o nosso membro do comitê, Sr. Fred Evans, a prestar serviço ao sistema. O mau cheiro de qualquer tipo em um sistema de ar médico deve ser investigado. Se a ave entrou no sistema através de uma entrada não rastreada no telhado, o hospital violou o código da NFPA. No entanto, a entrada era mais provável através de uma ruptura na tubulação de entrada que corria ao longo de um telhado de armazém em curso desde a entrada do telhado até o compressor. A quebra na continuidade da tubulação foi um erro do empreiteiro.
Interessantemente, a NFPA permite que a entrada esteja dentro do edifício quando a fonte de ar é igual ou melhor que o ar externo, como filtrado para uso em salas de operação de sistemas de ventilação. Deve estar disponível vinte e quatro horas por dia, sete dias por semana e periodicamente verificada a sua pureza. É uma boa prática testar tanto o ar interior como o exterior para determinar ocasionalmente se o ar interior é de qualidade igual ou melhor. A menos que seja removido através do uso de depuradores ou filtração especial, quaisquer gases indesejáveis encontrados na atmosfera onde se encontra o tubo de admissão serão comprimidos e entregues através do sistema de ar médico. Exemplos disto foram abordados no início do artigo.
Compressor de ar e seu sistema
O processo de compressão de ar toma oito pés cúbicos de ar ambiente e o comprime em um pé cúbico de ar comprimido. Como resultado, são concentrados os materiais de contenção tais como partículas, pólen, água, monóxido de carbono e materiais de decomposição de motores de combustão interna ou outros confinamentos. Portanto, é necessário ter métodos no processo de fabricação para eliminar os contaminantes. O filtro/muffler de entrada deve estar localizado no lado de entrada do compressor de ar e pode fazer parte de alguns pacotes de compressores de fábrica. Não é raro que alguns sistemas careçam deste filtro, uma vez que a NFPA não o reconhece como um padrão. Sua função principal é filtrar as partículas brutas do ar ambiente aspirado através da entrada blindada normalmente localizada no telhado. Ele também atua como silenciador do compressor de ar para reduzir a poluição sonora.
Compressor de ar:
O ar, geralmente da atmosfera, é comprimido por compressores de ar médico multiplexado, o “coração” do sistema de ar médico. Dois ou mais compressores (geralmente dois) devem ser utilizados para o suporte do ar medicinal. Os sistemas triplex e quadraplex também estão disponíveis para instalações que requeiram maior demanda. Os componentes do sistema Simplex não são aceitáveis pela NFPA 99. A duplicação de grande parte dos sistemas de ar médico fornece um sistema de reserva se uma unidade se avariar ou precisar de reparo. A multiplexação fornecida por unidades alternadas prolonga a vida útil das unidades e fornece backup durante a sobrecarga de demanda. A NFPA 99 exige que cada unidade separadamente seja capaz de manter o fornecimento de ar no pico de demanda (NFPA 99 Sec. 4-3.9.1.2). Cada compressor deve ser fornecido com uma válvula de isolamento, uma válvula de alívio de pressão e uma válvula de retenção em sua linha de descarga. Cada compressor deve ser isolado do sistema para manutenção através de uma válvula de isolamento (desligamento) em sua linha de descarga. Como declarado na NFPA 99 Sec. 4-3.1.9.1, “Os compressores de ar médico devem ser projetados para evitar a introdução de contaminantes ou líquidos na tubulação: (a) Eliminação de óleo em qualquer parte do compressor, ou (b) Separação da seção contendo óleo por uma área aberta à atmosfera, o que permite a inspeção visual contínua do eixo de interconexão.” Houve casos em que compressores de grau não-médico foram instalados em hospitais que podem criar óleos, água e produtos tóxicos de quebra de óleo para misturar com o ar medicinal.
O sistema de ar medicinal destina-se à produção de gás utilizado exclusivamente para o ar respirável fornecido aos pacientes através de dispositivos como: medidores de fluxo, misturadores, máquinas de anestesia e ventiladores de cuidados críticos. Isto também incluiria instrumentos que se extraem para a faringe, tais como ferramentas odontológicas e ferramentas cirúrgicas acionadas pneumaticamente. O ar médico não deve ser utilizado para aplicações não médicas, como a alimentação de portas pneumáticas, engenharia ou necessidades de manutenção. Como declarado na NFPA 99, “Como uma fonte de fornecimento de ar comprimido, um compressor de ar médico não deve ser usado para fornecer ar para outros fins, porque tal uso poderia aumentar as interrupções de serviço, reduzir a vida útil e introduzir oportunidades adicionais de contaminação”
Pós-resfriadores (se necessário):
Em instalações de ar maiores, os pós-resfriadores podem ser desejáveis. Através do processo de compressão, o ar é aquecido e o ar mais quente retém mais umidade. Os pós-resfriadores são utilizados para reduzir a temperatura do ar após o processo de compressão; isto resulta na precipitação da água. Esta água é então drenada. Os pós-resfriadores devem ser duplexados para que uma unidade possa suportar 100% da carga. Eles devem ter coletores de água com drenos automáticos para remoção de água e válvulas de isolamento para manutenção sem a necessidade de desligar o sistema. Embora os pós-resfriadores removam quantidades brutas de água, eles não substituem os secadores (veja abaixo).
Receptor:
O reservatório é um grande reservatório cilíndrico que armazena um volume de reserva de ar comprimido para uso. O reservatório permite a operação eficiente de ligar/desligar dos compressores. Os receptores são geralmente compostos de ferro e podem ser uma fonte de partículas de ferrugem. Embora os receptores de ferro cumpram as normas da NFPA, este material está sujeito a oxidação e descamação quando introduzido à humidade. Os receptores de aço inoxidável estão disponíveis e devem ser instalados durante a nova construção, reparo ou expansão, apesar do padrão mínimo da NFPA. O receptor deve ser equipado com uma válvula de alívio de pressão, vidro do local, manômetro e um purgador de água com drenagem automática. O receptor também deve ser equipado com um bypass de três válvulas para permitir a manutenção.
Secadores de ar:
Secadores são uma parte essencial do sistema usado para remover a água produzida no processo de fabricação pela compressão do ar ambiente que pode ser rico em umidade. Os secadores de ar são normalmente do tipo refrigerante ou dessecante. Os secadores por refrigeração são um permutador de calor ar-ar refrigerante, um separador mecânico de condensado e um purgador automático. Enquanto os secadores dessecantes utilizam um processo de adsorção para remover água, as partículas dessecantes podem contaminar o ar medicinal se não forem devidamente mantidas ou filtradas. Os secadores devem ser duplexados para que apenas um secador seja utilizado de cada vez. Portanto, cada secador deve ser capaz de manusear 100% da carga. Eles também devem usar válvulas de desvio para isolamento durante a manutenção. Os secadores dessecantes são aproximadamente 50% mais caros que os secadores por refrigeração.
Final Line Filters:
Os componentes importantes do sistema de ar médico são filtros finais de linha utilizados para evitar a introdução de partículas, óleo e odores do fornecimento de ar médico. Alguns contaminantes podem ser introduzidos como hidrocarbonetos por vazamento de vedações de óleo, respingos de filtros sobrecarregados, descamação de ferrugem de um receptor, etc. A NFPA 99 declara: “Cada um dos filtros deve ser dimensionado para 100% do pico de demanda calculada do sistema em condições de projeto e ser classificado para um mínimo de 98% de eficiência a 1 mícron”. Estes filtros devem ser equipados com um indicador visual contínuo mostrando o estado da vida útil do elemento filtrante”. A necessidade de indicação visual foi acrescentada pela NFPA em 1993. Os filtros também devem ser duplexados para isolamento e desligados para manutenção sem desligar completamente o sistema. A NFPA 99 recomenda uma inspeção trimestral dos filtros. Alguns fabricantes forneceram capacidades de filtragem até um nível de 0,1 mícron. Em ambientes com altas concentrações de monóxido de carbono podem ser introduzidos purificadores especiais neste local para remover este ou outros poluentes.
Reguladores de Linha Final:
Reguladores de Linha Final devem fornecer pressão operacional para o ar médico em toda a instalação a 50 a 55 psig. Enquanto que, a planta do compressor de ar gera pressões operacionais de 80 a 100 psig. para facilitar a eficiência dos secadores. Os reguladores devem ser duplexados com válvulas de isolamento para permitir a manutenção sem a necessidade de desligar o sistema. No Monitoramento da Qualidade do Ar a partir da edição de 1993, a NFPA 99 requer uma nova construção para ter monitoramento contínuo com capacidade central de alarme para pontos de orvalho e contaminantes de monóxido de carbono a jusante dos secadores e a montante do sistema de tubulação. Estes requisitos têm sido em grande parte impulsionados pela água e níveis elevados de monóxido de carbono encontrados em alguns sistemas de gás médico.
Válvulas de corte:
A válvula de corte da fonte deve ser localizada para permitir que toda a fonte de fornecimento seja isolada do sistema de tubulação. Esta válvula está localizada no compressor de ar e seus acessórios a jusante dos reguladores da linha final. Todas as válvulas de corte devem ser de um quarto de volta, especialmente limpas, válvulas de esfera adequadas para aplicações com gás medicinal. A válvula de corte da alimentação principal deve estar localizada a jusante da válvula de origem e fora da caixa, da sala da fonte, ou onde a fonte da linha principal entra pela primeira vez no edifício. O objectivo desta válvula é desligar a alimentação em caso de emergência ou se a válvula de origem estiver inacessível. Cada riser que distribui os gases para os andares acima deve ter uma válvula de corte adjacente à conexão do riser. Cada ramificação ou zona lateral deve ter uma válvula de corte que controla o fluxo de gases para os quartos dos pacientes nessa ramificação. A válvula de ramificação/zona deve permitir o controle dos gases para aquela área específica e não afetar o fluxo de gás em nenhum outro lugar do sistema. Os manómetros de pressão devem ser fornecidos a jusante de cada válvula de corte da ramificação lateral. A NFPA 99 também declara: “Os locais de anestesia e outras áreas vitais de suporte de vida e áreas críticas, tais como recuperação pós-anestésica, unidades de cuidados intensivos e unidades de cuidados coronários, devem ser fornecidos diretamente do riser sem válvulas de intervenção…” “Uma válvula de corte deve ser localizada fora de cada local de anestesia em cada linha de gás médico, de modo a ser facilmente acessível a qualquer momento para uso em uma emergência.” É importante que todas as válvulas de corte sejam rotuladas com um cuidado, o nome do gás e o(s) local(is) que a válvula controla. Tem havido numerosos incidentes com o corte de gases médicos devido à má etiquetagem (se houver) da válvula e dos locais que esta fornece.
Alarmes:
Um pressostato automático deve ser localizado a jusante da válvula de corte da linha de alimentação principal. Um alarme visual e sonoro deve indicar uma subida ou descida da pressão da linha principal acima ou abaixo da pressão nominal da linha. O alarme deve estar localizado onde é continuamente monitorizado durante todo o tempo de funcionamento da instalação. A NFPA 99 declara: “Os alarmes de área devem ser fornecidos para locais de anestesia e áreas de cuidados críticos. Devem ser fornecidos sinais de alerta para todos os sistemas de tubulação de gás médico que abastecem essas áreas…”. O alarme de área no local de anestesia destina-se a monitorar todos os locais em um único ramo, não cada sala de operação individual.
Piping:
Piping que é usado para o sistema a jusante da válvula de corte da fonte deve ser composto de cobre. Os estados da NFPA: “A tubagem deve ser um tubo de gás médico de tracção dura, sem costura, tipo K ou L (ASTM B819), e ostentar uma das seguintes marcações: OXY, MED, OXY/MED, ACR/OXY, ou ACR/MED”. Os tubos de ar médico devem ser do mesmo material e qualidade dos tubos de oxigénio.
O tipo de material utilizado com os compressores e com o sistema de tubagem deve ser não corrosivo. Cobre e latão são os mais utilizados. A tubulação que traz ar da entrada externa para o compressor deve ser não-corrosiva, pois está exposta à umidade e contaminantes atmosféricos. Embora a NFPA não explicite a composição específica da tubulação de admissão, como faz para o compressor e a tubulação a jusante, a tubulação de admissão não deve ser de ferro. Não é raro encontrar os empreiteiros de canalização contratados para instalar tubulação médica para tratar a tubulação como água comum ou canalização de esgoto. O aço galvanizado também é inaceitável, uma vez que o revestimento de zinco poderia descascar sob a pressão e fluxo de gases.
Foi constatado recentemente (1995) que uma grande inspeção hospitalar tinha tubulação de ferro entre o compressor de ar médico, os secadores, o receptor e os resfriadores posteriores. O sistema tinha sido certificado como cumprindo os códigos da NFPA sete anos antes. A correção de tais erros de projeto pode ser cara. É muito mais razoável que os anestesistas estejam cientes dos códigos básicos de construção e tenham uma palavra a dizer na instalação adequada desde o início. O ferro e a tubulação galvanizada podem oxidar, resultando na descamação de material particulado da pressão e do fluxo, e resultará no transporte para jusante, onde pode interferir no fluxo de gases ou no funcionamento adequado das tomadas de estação, ventiladores, misturadores, sistemas de anestesia ou outros equipamentos secundários.
Station Patient/Outlets:
Station outlets consistem de válvulas de retenção primárias e secundárias que permitem a fixação de peças secundárias do equipamento à linha de gás médico. As tomadas de estação devem ser utilizadas apenas para o fornecimento de gases destinados a uso médico. A saída também deve ser projetada como sendo específica para gases, utilizando conexões de tamanho ou com chave diferente, específicas para cada gás individual. Cada saída deve ser rotulada com o nome ou símbolo químico e o código de cores específico para o gás fornecido.
Mais sobre Contaminantes e Partículas:
A água é o contaminante mais comum encontrado nas linhas de ar médico e é talvez o mais insidioso dos contaminantes encontrados. Também pode causar alguns dos danos mais caros ao equipamento secundário. A água, ao contrário do particulado, pode passar através de filtros de partículas e fazer o seu caminho para máquinas de anestesia, ventiladores, outros equipamentos secundários comumente usados, e também para o paciente. Jerry Lavene, Gerente do Centro de Reparos de Vaporizadores de Anestesia de Ohmeda, afirma “O contaminante mais comum que encontramos nos vaporizadores durante sua desmontagem para remanufatura é a umidade”. A umidade ou os efeitos combinados da umidade com o agente anestésico podem criar problemas dentro dos mecanismos internos do vaporizador”. Alguns ventiladores de cuidados críticos saturados com água não eram reparáveis e tiveram que ser raspados por uma instalação. Os aparelhos de anestesia necessitaram de uma revisão completa para os restaurar às condições de utilização. A presença de água também pode fornecer o meio para o crescimento bacteriano. A água localizada em linhas de ar médico que estão sujeitas a baixas temperaturas pode congelar e ocluir o fluxo de gás. A água também pode facilitar a oxidação da tubulação de cobre dentro da linha de ar medicinal.
A água pode ser introduzida através de uma variedade de formas. É comum a remoção inadequada de água por meio de um tamanho abaixo do normal, saturada, ou a falta de secadores de ar apropriados. A água pode ser introduzida através de componentes do compressor de ar de anel líquido com defeito de funcionamento. A falha de drenos automáticos em resfriadores, receptores, secadores ou outros componentes da planta de ar médico é uma área de falha frequente permitindo a entrada de água indesejada no sistema.
Os óleos podem ser introduzidos através de um compressor de ar de grau não-médico sendo instalado. Isto pode ocorrer através da especificação inadequada do equipamento ou da compra. Sabe-se que os compressores de grau médico têm falhado e introduzem óleo no sistema. Alguns compressores de ar médicos estão agora disponíveis que utilizam uma tecnologia de compressor totalmente sem óleo para evitar esta possibilidade. Não assuma que o compressor de ar que está sendo usado para a sua instalação é adequado para ar de grau médico. A possibilidade de contaminação por óleo resultou em requisitos de monitoramento de hidrocarbonetos.
Detritos de construção como areia, solda, fluxo, sujeira, vermes, etc., foram encontrados em linhas de ar médico devido a técnicas deficientes no processo de construção. Estas partículas podem ser introduzidas a jusante do sistema de filtração localizado na planta de ar medicinal. Isto pode ser evitado através de um projeto adequado, procedimentos e técnicas de instalação e testes finais (certificação) do novo sistema ou adição. Há processos disponíveis para remover estes contaminantes encontrados nos sistemas existentes. O ar medicinal é um importante gás que sustenta a vida útil comumente usado em nossas instalações. Os anestesistas devem estar cientes dos responsáveis pela supervisão do sistema de ar médico e de suas qualificações. Durante a construção eles devem estar cientes das especificações de projeto e instalação. Programas de manutenção preventiva devem ser implementados e os resultados de até 17 testes realizados em intervalos exigidos devem ser revistos e avaliados.
Vigilância resultará em pacientes recebendo ar médico limpo e seguro. Pergunte-se: “Você gostaria que sua família fosse colocada no seu atual sistema de ar médico?”
O Sr. Moss, Diretor Médico Executivo da New Jersey State Society of Anesthesiologists, é membro da Diretoria da APSF e Presidente do Grupo de Trabalho sobre segurança de gás médico.
O Sr. Nagle é o gerente de marketing de serviços da Ohmeda, Madison, Wl, que fornece serviços de testes de campo para sistemas de fornecimento de gás médico canalizado.