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Criterios de diseño: hospital en pandemia (II)

Diseño HVAC hospital pandemiaSegunda parte de este análisis y recomendaciones para diseñar adecuadamente un hospital, teniendo en cuenta las actuales exigencias a raíz de la pandemia.

por Alejandro Suárez J. y Julio Rojas S.*

El diseño y la arquitectura de los hospitales fueron los principales temas manejados en la primera parte de este artículo que usted puede encontrar en la edición 23-6 de 2020. Ahora, en esta segunda parte trataremos el tema de la climatización en instalaciones hospitalarias, la instalación eléctrica y las conclusiones de este estudio.

Climatización
Sabemos que al día de hoy tanto ASHRAE y UNE no recomiendan que la climatización en los recintos críticos cuenten con sistemas con control de presiones positivas y negativas en forma indistinta, la actual situación pandémica que vive el mundo con el virus COVID19, obliga a replantear tal situación dado que hasta el día de hoy no existen pabellones quirúrgicos con presiones negativas, de igual modo las UCI-UTI no se diseñan con presiones negativas.

Atendiendo la contingencia actual, para el caso de pandemias o demandas alta de servicios críticos infecciosos, el diseño de climatización para zonas críticas como: pabellones quirúrgicos, UCI-UTI, pacientes aislados, Box de Urgencias y los demás recintos críticos, deberán contar con la posibilidad de manejar a voluntad las presiones ambientales internas de recintos para dotar indistintamente de presión positiva y/o negativa con barreras biológicas otorgadas por filtros terminales HEPA H14, tanto en la inyección como en la extracción de aire en los conductos de aire, las extracciones de aire para estos recintos será entre 20-30 centímetros sobre el piso terminado (NPT), a excepción de quirófanos que contarán con extracción a nivel 30 centímetros de NPT (70% del caudal de extracción) y a nivel de 220 centímetros de altura (30% del caudal de extracción), la reconversión de presiones será de responsabilidad absoluta del personal médico con los debidos protocolos de salubridad, existirá un panel digital en el ingreso a cada recinto que señale la presión programada de acuerdo a la selección.

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Para cumplir con lo señalado en este apartado, todas las UMAS deberán seleccionarse por el caudal mayor que resulte de la condición más crítica, por ejemplo en selección de recintos aislados, la UMA se seleccionará por el caudal resultante de las 20-30 renovaciones demandadas por pacientes inmunodeprimidos, para el caso de UCI/UTI la selección de las UMAS serán las 12 renovaciones demandadas por pacientes infecciosos, en el caso de Pabellones la selección de Inyección y retorno serán iguales al caudal mayor, en este caso igual al caudal de impulsión.

El punto de funcionamiento de las UMAS en caso normal o modo pandemia, será controlado por el control centralizado de climatización, considerando que las UMAS cuentan con ventiladores con motores EC, para este caso es posible además considerar que las UMAS pueden contar con más de un ventilador tanto en la impulsión como en el retorno.

Finalmente, las UMAS contendrán un módulo vacío para alojar filtros Hepa H14, los que serán utilizados en modo pandemia, esta caída de presión de filtro saturado debe ser considerada en la selección de la UMA y controlada por el variador de velocidad EC de la propia UMA. Esta misma situación se aplicará a recinto aislados cuando se requiera en caso de pacientes infectados, con la diferencia que el filtro Hepa H14 será incorporado a la propia rejilla de extracción de la sala de recinto “Paciente Aislado”.

Se trata de un sistema compuesto por una unidad manejadora de caudal de aire variable que se encarga no sólo del tratamiento de aire exterior de ventilación sino también aportar todo el aire requerido para mantener las condiciones higrotérmicas de los locales.

Todas las manejadoras asegurarán el caudal mínimo necesario para las múltiples zonas a las que alimentará como fuente de aire. Cada unidad manejadora de aire deberá disponer de un lazo de control de presión en el ducto, gobernado por un transmisor de presión diferencial, que comandará la velocidad del ventilador a través del variador de frecuencia del equipo, dicho lazo de control permitirá ajustar la velocidad del ventilador en caso de saturación de los diferentes filtros de aire del equipo o en el caso de la apertura/cierre de las diferentes válvulas venturi de cada zona.

Figura 1.

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Cada manejadora de aire deberá controlar la temperatura y humedad relativa del aire en el ducto de inyección de los diferentes sitios, El punto de consigna de temperatura y humedad relativa del ducto deberá auto-ajustarse para poder cumplir con los requerimientos de cada sala.

Figura 2.

Con el fin de controlar la temperatura y humedad relativa de cada recinto de forma independiente, el panel de control ubicado en cada habitación controlará el encendido y apagado del módulo de re-calentamiento del aire de suministro proveniente desde la unidad manejadora de aire.

Figura 3.

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En las zonas indicadas, se dispondrán de UMAS de altas exigencias higiénicas, todo aire exterior con tres ó cuatro grados de filtración para conseguir 95% ó 99,97% HEPA, según lo indicado en normas ASHARE o UNE para cada recinto.

La etapa de filtraje 99,97% HEPA H14 se incluirá dentro de la manejadora en todos los casos salvo en: Áreas de Farmacia atención cerrada, área limpia de esterilización, laboratorio anatomía patológica, secciones de laboratorios clínicos, pabellones, SEDILE y salas de pacientes aislados; en que los filtros H14 se instalarán en los difusores finales de inyección de aire, en recintos aislados y recintos de infecciosos, además se instalará filtro H14 en la extracción como barrera bacteriológica, se ubicará dentro del recinto adosado lo más cerca posible a la(s) rejilla de extracción.

Como norma general, los espacios que requieran de unas condiciones especiales de presión relativa positiva/negativa con respecto de los adyacentes, se monitorizan mediante controladores/monitores de presión diferencial en ambiente, cuyas lecturas servirán para control de los ventiladores con motores EC de impulsión y extracción y de las válvulas de regulación motorizadas de caudal de aire en ductos.

Figura 4.

Figura 5.

Gases clínicos
El suministro de gases médicos es vital por lo que en el nuevo diseño hospitalario demandará mayor capacidad y mayor número de tomas de gases médicos.
Consideraciones:

a. Diseñar centrales espejos con capacidad de cubrir las demandas e modo pandemias.
b. Dotar de gases en recintos: Triage, Salas de Espera en Urgencias, Box de Urgencias, Recintos Aislados y Recintos de Hospitalización con numero de tomas de gases similares a UCI/UTI.
c. Dotar de tomas de aire en Pasillos críticos del tipo mural o cielo.
d. Dotar de matrices con capacidad suficiente para dotar de gases medicinales al Hospital Modular y al último nivel del edificio los cuales serán utilizado en Modo Pandemia

Instalación eléctrica
Tal y como se ha expuesto en los apartados anteriores, el cambio de servicio de un hospital pasando de tener el funcionamiento normal, para el que se ha sido proyectado y construido, a convertirse y realizar un servicio de hospital de pandemia conlleva un importante replanteo de sus instalaciones; nuevos requisitos de climatización y presurización, previsión de pasillos y zonas que pasarán a alojar camas, zonas de urgencias adaptadas a áreas con camillas, etc.

Para que todo es imprescindible considerar las necesidades eléctricas que tendrá la nueva situación. Tal y como se ha planteado, se deberán tener presente las nuevas necesidades de alimentación a receptores y recintos, que en el funcionamiento normal y/o estándar del hospital no son requeridos, como pueden ser:
• Triage: separado totalmente y sectorizado desde el punto de vista de controlar la presión negativa del aire, dotado de gases médicos.
• Urgencias: separado totalmente y sectorizado desde el punto de vista de controlar la presión negativa del aire, dotado de gases médicos.
• Triage y Urgencia: Dotado de Cámaras de video y algunos puntos de comunicaciones y enchufes en caso de que pacientes requieran monitores mientras esperan turno de atención.
• Box de Urgencias: diseñados con el concepto de hospitalización, es decir, con instalaciones de gases médicos, eléctricas, corrientes débiles, renovaciones de aire consideradas para pacientes infectados de 12 cambios por hora y control diferencial de presión.
• Pasillos Críticos del Hospital: estarán provistos del número de tomas de corriente de fuerza y corrientes débiles y cámaras de video grabación necesarios para atender a los pacientes ubicados en camillas de pasillo. Se considerará la demanda de energía debida a las condiciones de la climatización de estos pasillos cuando esté en uso de pandemia, teniendo presente las condiciones de control de temperatura y presión diferencial de aire.
• Superficies de hospitalización reconvertidos a UCI/UTI, dotados de cabeceros o CPI iguales a los de UCI/UTI, con las cantidades de puntos de fuerza y control necesarias.
• Potencia Eléctrica considerada para la extensión de superficie en el último nivel.
• Incorporar en el diseño de BMS, el control de acceso por niveles de prioridad en caso de pandemia e impedir accesos indeseados, acompañado con cámaras de CCTV.
El incremento de consumo deberá ser considerado en la etapa de diseño de forma que las fuentes de alimentación eléctrica sean capaces de abastecer las necesidades del hospital cuando su funcionamiento haya sido adaptado a pandemia.

Crecimiento programado
El crecimiento programado del Hospital contempla la construcción de un piso superior, con sistemas de circulación vertical (ascensores y escaleras) e instalaciones (eléctricas, climatización, gases médicos, etc.). Como es lógico se deberá prever este aumento de demanda en términos de suministros e instalaciones. Este aumento de potencia se deberá considerar en fase de diseño ya que el incremento de camas, teniendo en cuenta que todas ellas estarían dedicadas a la atención de infecciosos, supone el equivalente a un piso de atención cerrada, es decir, 204 camas como indica esta propuesta. Para ellos se deberá dimensionar el Centro de transformación, así como la alimentación de reserva en el sentido de poder abastecer el incremento planteado.
Es importante considerar y tener previstos los huecos para el paso de las instalaciones, bandejas de cableado, conductor de ventilación, tuberías, al piso superior a habilitar, ya que dicha previsión agilizaría la puesta en marcha de esta nueva planta.

Hospital Modular
Para la alimentación eléctrica del Hospital Modular se propone la instalación de una doble alimentación eléctrica independiente y de uso exclusivo para el mismo, que entraría en uso al montarse el Hospital Modular dando servicio al Cuadro General de Distribución y Mando destinado exclusivamente a las instalaciones del mismo.

Para la demanda de potencia se deberá considerar que el Hospital Modular contará con zonas de hospitalización, pabellones de urgencias, pabellones de parto, UCI/UTI, imagenología menor, central de alimentación menor, zonas de Residuos, vestuarios, baños y duchas, etc.
Así mismo, es importante tener presente el aumento de consumo eléctrico debido a la refrigeración necesaria para el depósito de cadáveres.

Conclusiones
Las condiciones que hoy se plantean en el mundo como son el cambio climático y la gran movilidad de las personas de poder estar en cualquier parte del mundo en tan solo pocas horas son situaciones propicias a expandir las pandemias a todos los rincones del mundo, casi sin restricciones, por ello es imprescindible tomar las medidas necesarias para afrontar de mejor manera una pandemia o emergencia sanitaria, tal como es el caso en que nos estamos viendo afectados ante la COVID 19, que al día de hoy no se podido controlar.

Se ha demostrado que ningún país se encontraba preparado para una emergencia como ésta, la situación se agrava aún más en aquellos países donde la salud pública no cuenta con recursos o se ha visto disminuida ante las privatizaciones de salud o simplemente la salud pública no existe. Se ha pretendido en nuestra propuesta generar un aporte a las ideas que esperamos la comunidad internacional lo considere, por tanto, sugerimos lo siguiente en base a lo descrito en el presente documento y a la experiencia observada en esta época:

1. Reformular la Atención Primaria de Salud, quienes son la primera línea de detección contención y trazabilidad.

2. Considerar lo expuesto en este documento, dentro de ello, es reconvertir rápidamente el hospital a modo pandemia.

3. Instalar el hospital modular con anticipación y celeridad.

4. Diferenciar y zonificar totalmente la atención en el edificio hospitalario en modo pandemia

5. Eliminar los cuellos de botellas que se generan en las Urgencias y UCI/UTI, reconvirtiendo el hospital a tiempo a modo pandemia.

6. Reconvertir zonas completas de hospitalización, pasillos críticos y box de urgencias en UCI/UTI.

7. La planta de Hospitalización destinada a reconvertirse en UCI-UTI, debe contar con pasillos de mayores dimensiones y tabiques vidriados dispuestos hacia el pasillo.

8. Utilizar la planta superior normalmente deshabitada en un hospital de campaña.

9. Generar modificaciones a las normas UNE y ASHRAE, donde hoy establecen presiones sólo positivas o negativas a los recintos ya descritos, esta situación debe aceptar la reconversión de acuerdo con la naturaleza del padecimiento del paciente.

10. Todos los diseños hospitalarios deben ser sometidos a la simulación computacional de fluidos dinámicos (CFD), flujos de personas, flujos de residuos, flujos de posibles virus, etc. A modo de ver como se podría comportar la diseminación eventual de virus o bacterias.

11. Certificar la calidad del aire en la totalidad del edificio hospitalario, entendiendo por calidad del aire: renovaciones de aire totales, renovaciones de aire nuevo, niveles de presiones, Temperatura, humedad relativa, nivel de etapas de filtrado, clasificación de filtrado de acuerdo a normas ISO, conteo de partículas ambientales, nivel de CO2, % de UFC, sentido del flujo de aire por recintos.

12. Las circulaciones tanto verticales y horizontales deben ser diferenciadas y sectorizadas a modo de poder controlar el flujo

13. Generar zonas diferenciadas para el retiro de residuos, cadáveres y otros medios contaminados debidamente sellados y refrigerados

14. Las instalaciones deben ser consideradas en el proyecto inicial y ejecutadas en la etapa de obra, dejando los arranque debidamente protegidos y dispuestos.

15. Considerar las vulnerabilidades necesarias para impedir el colapso ante un evento simultáneo de un embate de la naturaleza y pandemia.

16. Finalmente, el personal médico, paramédico y auxiliares deben entrenarse en el trabajo que se realiza en las UCI-UTIs ya que se ha demostrado en esta pandemia que no todo el personal tiene los conocimientos necesarios para operar los equipos y ventiladores de estos recintos.

* Alejandro Suárez J., Arquitecto / Julio Rojas S., – Ingeniero Mecánico y Gerente Técnico de R&C Ingeniería. www.ryc-ingenieria.cl

Duván Chaverra Agudelo
Author: Duván Chaverra Agudelo
Jefe Editorial en Latin Press, Inc,.
Comunicador Social y Periodista con experiencia de más de 16 años en medios de comunicación. Apasionado por la tecnología y por esta industria. dchaverra@latinpressinc.com

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