Segurança elétrica em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde (EAS)

set, 2009

Edição 43, Agosto de 2009

Por Sergio Castellari

As instalações elétricas e os equipamentos utilizados em locais médicos são sujeitos a demandas altamente críticas. A vida e a saúde dos pacientes estão sujeitas ao risco de uma pequena corrente elétrica fluir pelo corpo humano ou fluir pelos equipamentos eletromédicos, podendo causar um falso comando interno do aparelho, implicando avarias, redução da vida útil e até mesmo modificação dos parâmetros de diagnóstico. Pode ainda haver um desligamento intempestivo, isto é, um equipamento de suporte à vida pode ser desligado.

Quando a segurança e os requisitos técnicos são estudados, deve-se considerar que há pacientes conectados aos equipamentos eletromédicos e que suas condições físicas podem ser críticas. As correntes elétricas diretas no coração podem ser extremamente perigosas, visto que a sensibilidade do músculo do coração é critica perante correntes elétricas.

Durante uma cirurgia ou um exame médico, alguns aspectos técnicos – diante das condições do paciente – devem ser considerados:

A resistência elétrica da pele pode ser reduzida pela inserção de cateteres;

As funções do corpo podem ser substituídas pelos equipamentos eletromédicos, como  uma bomba extracorpórea que atua como um substituto ao coração durante uma cirurgia cardíaca;

As reações naturais podem estar reduzidas devido a analgésicos ou totalmente sem reação quando anestesiados.

Estes riscos têm que ser estudados antes de se efetuar um projeto determinando as aplicações e riscos envolvidos em cada ambiente de um Estabelecimento Assistencial de Saúde (EAS). Assim, é possível determinar o que uma instalação elétrica deve possuir para uma aplicação segura para cada tipo de risco envolvido na unidade.

O objetivo de todas as medidas de segurança elétrica é a segurança dos pacientes, dos funcionários e das instalações. Segurança elétrica, nesse caso, pode ser definida como “liberdade da maioria dos perigos presentes em um determinado conjunto de circunstâncias”.

Por que atenção especial às instalações elétricas em EAS?

Na atualidade, a aplicação de uma multiplicidade de equipamentos eletromédicos no ambiente médico é comum. Temos, muitas vezes, uma série de equipamentos ligada ao paciente, com monitoração, diagnósticos, substituição de funções do corpo humano, entre outros.

A segunda edição (de 2008) da norma brasileira NBR 13534 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão – Requisitos Específicos para Instalação em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde – estabelece requisitos para uma segurança elétrica adicional nos ambientes, bem como classifica os ambientes em grupos (0, 1 e 2). Estes grupos são classificados com base em um conjunto de regras que determinam os riscos envolvidos em cada ambiente de um EAS. A seguir, informações sobre essa classificação.

GRUPO 0

GRUPO 1

GRUPO 2

Nos ambientes do Grupo 2, é exigido um sistema elétrico diferenciado chamado “Sistema

IT-médico”. Este tipo de esquema de aterramento contém quatro argumentos essenciais para respaldar a sua utilização:

Confiabilidade do fornecimento de energia;

Baixa corrente de fuga à terra;

Aumento da segurança elétrica aos pacientes e equipe médica;

Aumento da continuidade operacional.

Os pontos principais que motivam a adoção do sistema IT-médico em ambientes do Grupo 2 são:

Reações naturais do paciente reduzidas, senão eliminadas;

Resistência elétrica natural da pele reduzida, o que diminui a proteção natural contra choques elétricos. Uma corrente elétrica direta no coração pode causar riscos de fibrilamento no coração, no qual a intensidade da corrente é da ordem de microchoques (10 uA);

Equipamentos eletromédicos utilizados parcial ou permanentemente como suporte ou substituição de órgãos vitais do corpo. Uma falha em um equipamento pode gerar desligamentos, podendo chegar a óbitos;

Gases anestésicos inflamáveis, desinfetantes ou materiais de limpeza no ar. Oxigênio e óxido nitroso podem causar explosões.

Logo, o uso de sistemas de alimentação do IT-médico é exigido pelas seguintes razões:

Aumenta a confiabilidade do fornecimento de energia nas áreas em que uma queda de energia pode causar injúrias aos pacientes;

Reduz as correntes de fuga dos equipamentos eletromédicos para um valor baixo, reduzindo, assim, a tensão de toque do condutor de proteção, sobre a qual a corrente de fuga pode fluir;

Reduz as correntes de fuga  através dos pacientes, protegendo-os contra choques elétricos;

Aumenta a continuidade operacional dos locais médicos.

É necessário manter a impedância do sistema para terra em níveis altos. Este ponto é alcançado realizando:

Adoção de um transformador de separação, conforme as normas específicas hospitalares IEC 742 e IEC 61558-2-15, bem como atendimento à norma NBR 13534 e seus requisitos básicos;

Restrição de um sistema dedicado para cada ambiente, regra mencionada na NBR 13534. Esta ação evita que se conectem muitos equipamentos eletromédicos em um único sistema IT, impedindo que a soma das fugas naturais cause um abaixamento da impedância à terra;

Adoção de um Dispositivo Supervisor de Isolamento (DSI) com resistência interna mais alta possível, gerando, assim, maior confiabilidade ao sistema IT e menor corrente de fuga de primeira falta à terra.

Sistema IT-médico

Funcionamento

O sistema IT-médico oferece ao ambiente do Grupo 2 (salas cirúrgicas, UTIs, RPAs, salas de hemodinâmica, salas de emergência) a vantagem de caso ocorra uma falha à terra, não haja desligamento do sistema elétrico. Ou seja, a primeira falta à terra é admitida e alarmada para que logo seja detectada, localizada e eliminada o quanto antes.

Composição do sistema IT-médico

Transformador de separação

Os transformadores devem estar em conformidade com a norma IEC 61558-2-15, com as seguintes especificações complementares:

A corrente de fuga à terra do enrolamento do secundário e a corrente de fuga do invólucro devem ser medidas com o transformador sem carga e alimentadas sob tensão e frequência nominais. O valor não deve exceder = 0.5 mA;

A potência nominal de saída do transformador deve estar entre 0.5 kVA e 10 kVA;

Independentemente da alimentação – para equipamentos fixos ou portáteis –, os transformadores devem ser monofásicos;

Em esquema IT, para alimentação de cargas trifásicas, deve ser previsto um transformador dedicado com tensão secundária não superior a 250 V entre fases.

Dispositivo Supervisor de Isolamento e Dispositivo Supervisor do Transformador (DSI/DST)

O dispositivo supervisor de isolamento, carga e temperatura do transform

ador deve atender aos requisitos da IEC 61557-8 e atender às especificações a seguir:

A impedância interna CA deve ser de 100 kohm, no mínimo;

A tensão de medição não deve exceder 25 Vcc;

A corrente injetada, mesmo em condição de falta, não deve exceder 1 mA, valor de crista;

A indicação de queda da resistência de isolamento deve ocorrer antes ou, no máximo, assim que esta atingir 50 kohm. Deve ser provido um dispositivo de teste que permita verificar a conformidade com este requisito;

Deve haver sinalização no caso de ruptura do condutor de proteção ou de sua desconexão;

Deve possuir a supervisão de carga e temperatura do transformador a fim de proteger o transformador em caso de sobrecarga e sobretemperatura.

Um ponto importante para o DSI/DST é o valor mínimo de resistência: quanto maior o valor de resistência interna, maior a confiabilidade da proteção as pessoas perante os microchoques. A sinalização no caso de ruptura do terra também é muito importante, pois um DSI que não tenha esta função pode não desempenhar a medição.

Anunciadores de alarme

Cada esquema IT-médico deve ser provido de um sistema de sinalização sonora e visual disposto de forma a permitir a supervisão permanente pela equipe médica e dotado de:

Sinalização luminosa verde para indicar operação normal;

Sinalização luminosa amarela que atue quando a resistência de isolamento atingir o valor mínimo ajustado. Não deve ser possível cancelar ou desconectar esta sinalização;

Alarme audível que possa ser silenciado.

Sistema de localização de falhas em UTIs e RPAs

UTIs e RPAs possuem a característica particular de não haver a menor possibilidade de desligamento elétrico, nem de programá-lo. Isto se deve ao fato de um paciente em um leito de UTI, em boa parte dos casos, não ter data e hora para sair, diferentemente de uma sala cirúrgica que, entre uma cirurgia e outra, há a possibilidade de a manutenção do hospital intervir e procurar o defeito elétrico (baixo isolamento elétrico). Isto torna a procura da falha mais demorada e perigosa, pois quanto mais tempo para localizar uma falha, maior risco do surgimento da segunda falha, que gera riscos eminentes de choque elétrico nos pacientes e na equipe médica e risco de desligamento da energia intempestivamente, gerando o consequente desligamento dos equipamentos eletromédicos de sustentação da vida e monitoração do paciente.

Os sistemas de supervisão de resistência de isolamento e localização de falhas para UTIs e RPAs são essenciais para uma localização automática de falhas sem desligamento das tomadas dos leitos, agilizando a localização da falha elétrica de um equipamento eletromédico ou até a própria tomada elétrica do leito, tornando o sistema mais seguro. O sistema de localização de falhas é um sistema de detecção rápida, com a implantação de dispositivos adicionais ao sistema tradicional, de fácil instalação e fácil operação do sistema.

A utilização efetiva dos benefícios destes sistemas pela manutenção e enfermagem para a utilização confere maior confiabilidade às UTIs e RPAs e maior segurança elétrica para todos. Este tipo de sistema está descrito na NBR 5410, que menciona a recomendação de sistemas de localização de falhas para agilizar a procura da falha.

Padronizar ou não a tensão de utilização em uma EAS?

Há uma discussão muito grande em torno da padronização ou não da tensão de utilização das tomadas. A norma NBR 13534 menciona o seguinte:

“6.5.3.102 – Recomenda-se que os circuitos de tomadas de corrente sejam todos de uma tensão, para garantir que todo equipamento, sobretudo nas emergências, possa ser usado o mais rapidamente possível, livre de embaraços.”

Ultimamente, a maioria dos equipamentos está apta a ser ligada nas duas tensões, o que nos leva a pensar: por que então não padronizamos? Mas ainda em muitos EAS há a cultura de se ter as duas tensões disponíveis – 220 V e 127 V. Na prática, essas tomadas adicionais são vistas em tensões diferentes da comumente utilizada na região, tornando-se subutilizadas. Além do custo maior para se ter duas classes de tensão, o outro ponto é o grande problema de queima de equipamentos devido à ligação inadvertida em tomada errada. Muitos EAS já estão conseguindo padronizar a tensão, o que gera maior confiabilidade e segurança aos pacientes.

Por que nos sistemas IT-médico, nas tensões de 220V e 127V, são adotadas disjuntores bipolares?

A norma brasileira ABNT 5410 faz uma menção ao seccionamento de todos os condutores: “5.3.2.2 – Nos esquemas IT, recomenda-se não distribuir o condutor neutro. No entanto, se ele for distribuído, é necessário prever, em todos os circuitos, detecção de sobrecorrente no condutor neutro, que deve seccionar todos os condutores vivos do circuito correspondente, incluindo o próprio condutor neutro.”

No caso especifico dos sistemas IT-médicos para hospitais, eles são compostos por transformadores de separação monofásicos, ou seja, os dois polos dos transformadores são seccionados, logo, utilizam-se disjuntores bipolares tanto 220V quanto 127V.

Por que os disjuntores do primário e secundário do transformador de separação devem ter somente a função de seccionamento sob curto-circuito?

A norma NBR 13534 exige: “6.3.101 –  Não se admite proteção contra correntes de sobrecarga no circuito que alimenta o transformador do esquema IT médico nem no circuito por este alimentado.”

Isto se deve à exigência da supervisão de carga e temperatura do transformador de separação, ou seja, admite-se um alarme para indicar a sobrecarga, mas não se admite um desligamento intempestivo de um sistema IT-médico como um todo, que possa alimentar uma sala ou um grupo de leitores de UTI.

Sistemas de supervisão de corrente de fuga em áreas do Grupo 1

A NBR 13534 recomenda a adoção de sistemas de supervisão de isolamento em ambientes dos Grupos 0 e 1, principalmente do Grupo 1. São sistemas que supervisionam permanentemente os circuitos. Os famosos DR são elementos que protegem contra choques elétricos e incêndios, desligando quando as correntes de fuga excedem os valores limites. Os sistemas de supervisão de corrente de fuga são sistemas que possuem pré-alarme e alarme critico, ou seja, antes do desligamento intempestivo da proteção, a manutenção recebe o alarme prévio para atuar previamente e de forma programada, evitando os transtornos dos desligamentos ocasionais que geram transtornos a todos os envolvidos em um EAS.

Os Dispositivos Supervisores de Corrente Residual (DSCR) são os elementos que supervisionam as correntes de fuga e indicam a tendência a defeito, gerando para manutenção preditiva, ou seja, antes de um baixo isolamento gerar uma fuga que desligue um DR, o pessoal da manutenção recebe uma informação de que a corrente de fuga está tendendo a defeito, indicando um pré-alarme.

É importante frisar que a norma NBR 13534 exige a utilização somente do DR tipos A ou B, ou seja, já esta considerando medições coerentes com a realidade das cargas, em sua maioria, não-lineares.

Conclusão

Um projeto de um EAS deve ser concebido desde o seu início em conformidade com as normas ABNT e IEC. É importante que o projeto siga as normas NBR 5410 e NBR 13534, esta diretamente relacionada à segurança dos pacientes e corpo médico.

Um projeto baseado em normas e coerente com a realidade de casa A

ES consegue assegurar uma segurança elétrica aos pacientes, corpo médico e proteção aos equipamentos eletromédicos, reduzindo assim custos onerosos de parada operacional, queima de equipamentos, proporcionando um aumento da continuidade operacional do EAS. Cada vez mais esses ambientes estão caminhando para excelência em seus processos e a energia elétrica é um dos pilares para que tudo ande coordenado e seguro para todos.

Referências bibliográficas

• Dipl.- ing. Wolfgang Hofheinz – Electrical Safety at Any Cost – A small Amount to play for a human life ungrounded Power systems – An Essencial Safety Platform for Medical Locations. – 18th IFHE/ASHE Congress in Orland, Florida July 2004.

• NBR 5410 – 09/2004 – Instalações Elétricas de baixa tensão.

• NBR 13534 – 2008 – Instalações Elétricas de baixa tensão – Requisitos específicos para instalação em estabelecimentos assistenciais de saúde.

• Resolução – RDC nº 50, de 21 de fevereiro de 2002 – ANVISA

 

 


Sérgio Castellari é engenheiro eletricista, pós-graduado e, Administração de Negócios, diretor da RDI Bender e membro do Comitê Brasileiro de Eletricidade (COBEI)

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