En el presente artículo se explican, y justifican, las diferencias entre las normativas española, francesa y americana en el diseño de sistemas de climatización de un quirófano y, en concreto, las necesidades constructivas que requeriría la unidad de tratamiento de aire asociada a este espacio.
Cada vez más las ingenierías españolas están desarrollando su labor en ámbito internacional. Ante esta coyuntura, surge el manejo de normativa diversa para el diseño de los distintos espacios que configuran un hospital.
Se han seleccionado estas normas al ser las más habituales en las zonas donde las empresas españolas están desarrollando su actividad y presentar criterios, en algunos casos, diferentes y con filosofías de diseño diferenciadas. Las normas, y versiones, comparadas y empleadas en el artículo serán las siguientes:
Comenzaremos exponiendo los criterios de diseño ambiental y los condicionantes para la especificación de la unidad de tratamiento de aire requerida en cada una de las normas mencionadas. Se irán aplicando de forma sucesiva los criterios para un quirófano tipo que permita observar la diferencia de cada norma de forma clara.
Las condiciones ambientales de diseño se recogen en su punto 7 “Clasificación de los sectores del hospital y exigencias en cada zona”. En concreto en la tabla 5 se fijan las exigencias para cada espacio siendo las requeridas para el quirófano las siguientes:
Tipo de local | Clase de local | Caudal mín de aire exterior (m3/(hm2)) | Tª mín (ºC) | Tª máx (ºC) | HR (%) | Presión sonora máx dB (A) |
Quirófano tipo A y B | I | 2400 /1200 20 ren/h | 22 | 26 | 45- 50 | 40 |
En un hospital concurren circunstancias muy concretas que lo diferencias de otro tipo de edificiosPor otro lado, en el punto 6.6.3 se indica “se debe impulsar un caudal mínimo de aire exterior de 1.200 m3/h para mantener la concentración de los gases de anestesia y desinfectantes dentro de un nivel aceptable en el ambiente de los locales de la clase I con una distribución uniforme del aire”.
Para ese caudal, y prestación habitual solicitada, el diseño en el espacio suele llevar a implementar cuatro difusores rotaciones con filtro HEPA 13 (según punto 5.2.2. de la norma) según esquema de diseño adjunto.
Los aspectos constructivos de la unidad de tratamiento de aire se desarrollan en el punto 6.5 de la norma siendo los siguientes los principales, y diferenciadores, respecto a otro tipo de espacios o ámbitos:
ESTAS NORMAS SON LAS MÁS HABITUALES EN ZONAS DONDE LAS EMPRESAS ESPAÑOLAS ESTÁN ACTUANDO
La norma francesa se estructura en base a clases de riesgo basados en la actividad a desarrollar en cada estancia del hospital. Cada clase de riesgo está relacionada con el rendimiento particulado, microbiológico y aireación de una habitación u espacio. Así para el área de operaciones se establece un riesgo 4.
Las condiciones ambientales de diseño se recogen en la tabla 16 “Valores guía para el rendimiento en reposo” y se muestran a continuación:
Clase de riesgo | Clase limpieza partículas | Cinética de eliminación de partículas | Clase limpieza microbiológica | Presión diferencial | Rango de temperaturas | Régimen flujo de aire de la zona a proteger | Otras características técnicas / Valores mínimos |
4 | ISO 5 | CP 5 | M1 | 15 Pa +/- 5 Pa | 19 a 26 ºC | Flujo unidireccional | Área bajo flujo velocidad del aire de 0.25 a 0.35 m/s Mínimo de aire exterior |
Para concretar en el caso base se considera un flujo de aire unidireccional con descarga en vertical. La velocidad del flujo de aire es uno de los factores para controlar estos riesgos que marca la norma. En un quirófano de nivel de riesgo 4, se impone un valor de 0,25 a 0,35 m/s. Los valores se miden a una distancia de 15 cm a 30 cm desde el punto de soplado.
El flujo unidireccional en un quirófano, el soplado se lleva a cabo por un solo sistema (techo de flujo laminar) que permite una difusión uniforme según las condiciones anteriores.
Este sistema permite una rápida eliminación de los contaminantes que son evacuados por una renovación permanente de aire filtrado (efecto pistón). El objetivo es mantener el sistema unidireccional del flujo (es decir, redes de aire aproximadamente paralelas) durante el mayor tiempo posible.
Otro punto importante de la norma es la cuantía de aire exterior requerido en cada espacio. En el caso del quirófano ejemplo se requieren seis renovaciones por hora de aire exterior.
Para nuestro quirófano tipo de 120 m3, se requerirá para una velocidad promedio de descarga de 0,3 m/s y un techo filtrante de 3x4 metros un caudal de renovación de 12.960 m3/h, de los cuales 720 m3/h deben ser de aire exterior. Se muestra a continuación un diseño bajo este criterio y sistema.
Los aspectos constructivos de la unidad de tratamiento de aire se desarrollan en el punto 5.6 y 5.7 de la norma, basados en la NF EN 13053, siendo los siguientes los principales, y diferenciadores, respecto a otro tipo de espacios o ámbitos:
- Mantener el rendimiento de la unidad a lo largo del tiempo en su nivel inicial mediante una protección eficaz contra las incrustaciones.
- Mantener el estado higiénico de la unidad limitando la contribución de los microorganismos, en particular las esporas de moho.
Esta primera etapa de filtración puede ir precedida opcionalmente de una etapa de prefiltración G4.
- Mantener la limpieza de la red de distribución de aire.
- Prolongar la vida útil de los filtros terminales.
La norma americana se estructura en base a parámetros de diseño a desarrollar en cada estancia del hospital.
En el caso de quirófanos establece unos criterios generales de diseño del sistema (flujo unidireccional, concentración de difusión en la parte cenital del paciente y equipo médico, etc.) complementados con criterios de calidad ambiental. Básicamente direccionalidad del flujo, filtración y mínimo número de renovaciones por hora del espacio.
Las condiciones ambientales de diseño se recogen en la tabla 7.1 “Parámetros de diseño” y se muestran a continuación:
Espacio | Presión respecto a zona adyacente | Mín aire exterior | Mín renovaciones de aire | Necesidad de salida de la globalidad del aire de extracción | Cobertura desocupada | Mínima eficacia de filtrado | Humedad relativa | Tª |
Quirófano | Positiva | 4 | 20 | NR | SI | MERV-16 | 20-60 | 20-24 ºC |
Por tanto, para el quirófano objeto del ejemplo de 40 m2 y altura libre mínima de tres metros se requieren justo los 2.400 m3/h comentados con un mínimo de 480 m3/h.
Como se comentaba en el caso de la norma UNE 100713, la práctica habitual, y las facilidades constructivas y de coste, hacen que la unidad de tratamiento de aire se diseñe cien por cien aire exterior también. El diseño tipo corresponde al aportado en el primer caso con cuatro filtros HEPA de alta eficacia.
Las normas comparadas en el artículo son Norma UNE 100713:2005, Norma Francesa
NF S90- 351:2013
y ANSI/ASHRAE/ASHE
170-2021
Los aspectos constructivos de la unidad de tratamiento de aire se desarrollan en el punto 6.2 de la norma siendo los siguientes los principales, y diferenciadores, respecto a otro tipo de espacios o ámbitos:
En función de lo anterior se puede concluir que la aplicación de las distintas normas en quirófanos lleva a lo siguiente:
Los criterios ambientales mínimos de la norma americana y española son análogos, siendo más exigente la francesa, incluso para quirófanos tipo A bajo norma UNE 100713:2005.
Artículo elaborado por Stulz.
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