Capítulo 3: Marco teórico
3.5 Instalación de gases medicinales
3.5.3 Oxígeno medicinal
El oxígeno es un elemento gaseoso ligeramente magnético, incoloro, inodoro e insípido. Se condensa formando un líquido de color azul pálido fuertemente magné- tico, y se solidifica comprimiendo el líquido, el cual toma un color azul pálido. La masa atómica del oxígeno es de 15.999µ. A presión atmosférica el elemento tiene un punto de ebullición de -182.96ºC, un punto de fusión de -218.4ºC y una densidad de 1.42 g/l a 0ºC.
Está presente en muchos compuestos orgánicos e inorgánicos. Forma com- puestos llamados óxidos con casi todos los elementos, incluyendo algunos gases no- bles. La combustión y la explosión son formas de oxidación. El oxígeno constituye aproximadamente el 21% en volumen o el 23.15% en masa de la atmósfera.
En el cuerpo humano, el oxígeno representa el 60%, encontrándose en todos los tejidos vivos. Casi todas las plantas y animales, incluyendo los seres humanos, requieren de este elemento, ya sea en estado libre o combinado, para mantenerse con vida. En condiciones normales de uso, no es tóxico. Sin embargo, si se respira
14 Imagen obtenida de: https://www.global-medical-solutions.com/Oxygen-Flowmeter-15-lpm- Med-Star-Male-15005-03_p_8679.html. Última visita 25/01/2019.
oxígeno puro a presión atmosférica puede producir tos y dolores en el cuello. Asi- mismo, si se suministra a presiones mayores a 2 atmósferas puede verse afectado el sistema nervioso central.
Se conocen tres formas estructurales del oxígeno:
1. El oxígeno ordinario, que contiene dos átomos por molécula y cuya fórmula es O2.
2. El ozono, que contiene tres átomos por molécula y cuya fórmula es O3.
3. Y una forma no magnética de color azul pálido, el O4, que contiene cuatro
átomos por molécula y se descompone fácilmente en oxígeno ordinario. Preparación industrial:
El oxígeno que se emplea para uso medicinal se obtiene del aire mediante un proceso químico que se realiza en plantas industriales. Estas plantas suministran el oxígeno a los hospitales en estado líquido o en forma de gas comprimido.
La preparación se lleva a cabo en laboratorios, a partir de ciertas sales como el clorato de potasio, el peróxido de bario y el peróxido de sodio.
Existen dos vías de obtención de oxígeno, vía criogénica y no criogénica.
Vía criogénica: Técnica de obtención mediante la separación del aire por medio de la licuefacción y destilación. Para licuar el aire, se lo comprime a presiones elevadas y luego se lo enfría hasta una temperatura de -200ºC, dando como resultado un compuesto en estado líquido. Posteriormente, el aire licuado se somete a un proceso de destilación fraccionada ya que sus componentes, el nitrógeno y el oxígeno, presentan distintas temperaturas de ebullición lo cual permite su separación. Recogiendo separadamente los productos en licuaciones y destilaciones sucesivas se puede obtener oxígeno casi puro. El oxígeno así obtenido se licúa nuevamente y se en- vasa en cilindros a una presión de aproximadamente 100 atmósferas. Para su uso, debe tener una pureza del 99.5% y estar libre de CO y CO2.
Vía no criogénica: Técnica de obtención por separación del aire por adsor- ción. PSA (Pressure Swing Adsorption). Los materiales adsorbentes (zeo- litas, carbón activo, sílica gel) actúan como tamices moleculares adsor- biendo su gas objetivo en un proceso de alta presión, posteriormente el proceso cambia a baja presión para realizar el mecanismo inverso, la desorción. Los procesos PSA se basan en el hecho de que los gases tien- den a ser atraídos hacia superficies o adsorbidos cuando se encuentran bajo alta presión y, cuando la presión se reduce, el gas es liberado. El aire es conducido hacia un lecho adsorbente, allí el nitrógeno es adsorbido y se obtiene una corriente rica en oxígeno.
Formas de provisión:
El oxígeno medicinal puede utilizarse en el establecimiento de salud por medio de equipos móviles compuestos por un cilindro o tubo, que contiene el gas compri-
mido y montado sobre un carro. Se lo suministra mediante una válvula que está mon- tada en el cilindro, a la que se le adosa un regulador de presión. La válvula se en- cuentra protegida por una tapa tulipa. La siguiente tabla muestra, según especifica- ciones DOT, los volúmenes, pesos y presiones de los cilindros para oxígeno:
Tabla 10: Clasificación y dimensiones de cilindros.
Se encuentran también los cilindros llamados K o H. Existe una gran variedad de accesorios para cilindros, como carritos de transporte individuales y múltiples, con- tenedores y jaulas de seguridad donde se colocan los cilindros y quedan fijados de forma segura en una estructura metálica. Existen además cabinas o gabinetes para cilindros en diferentes tamaños.
Ilustración 34: Cilindros móviles de oxígeno medicinal.15
Otra forma de provisión de oxígeno es mediante termos y tanques criogénicos. Una de las ventajas principales de emplear oxígeno criogénico en las instituciones de salud es que [1m3] de oxígeno líquido equivale a 843 [m3] de oxígeno gaseoso (a 15
[°C] y 1 [atm]). La diferencia entre termos y tanques criogénicos radica en el hecho de que los termos son cilindros móviles de gran tamaño especialmente preparados para almacenar oxígeno líquido, mientras que los tanques criogénicos son fijos, y de mayor tamaño y capacidad que los termos.
No ahondaremos en esta sección acera de los tanques criogénicos ya que los mismos no serán utilizados para el desarrollo de nuestro proyecto; nos enfocaremos específicamente en cilindros y termos de oxígeno.
15 Imagen obtenida de: https://www.recargasdeoxigenomedicinaloximed.com.mx/tanques-de-
oxigeno. Última visita 26/10/18.
Clasificación Diámetro [cm] Altura [cm] Volumen equivalente [litros]
E 10.24 74.24 682
JD 10.24 42.24 637
D 11.008 53.76 415
La ventaja del empleo de termos frente a los cilindros se basa fundamental- mente en reducir la frecuencia de cambio de cilindros, además de reducir el espacio físico que se necesita (un termo equivale a 12 cilindros aproximadamente). Otra de las ventajas es que en los termos no queda gas residual, es decir que todo su conte- nido es aprovechado. Comercialmente se los encuentra en capacidades de hasta 140 m3.
Aplicaciones medicinales:
En el hombre, el oxígeno inhalado es transportado hacia los pulmones, lugar donde el mismo es captado por la hemoglobina de la sangre y desde allí distribuido hacia todos los tejidos del cuerpo. En los tejidos, el oxígeno actúa como agente oxi- dante de los hidratos de carbono, fuente principal de energía para que todas las cé- lulas lleven a cabo sus actividades habituales.
Cuando un paciente tiene insuficiente cantidad de oxígeno en sangre arterial, es necesario el suministro externo del mismo. Esta situación puede ser causada por numerosos factores, las enfermedades de tipo respiratorio son, por lo general, la prin- cipal causa, y su prevalencia se da mayoritariamente durante el período invernal.
El oxígeno se utiliza dentro del ámbito hospitalario en casi todos los servicios, algunos ejemplos se mencionan a continuación:
En neonatología, se lo utiliza en el interior de las incubadoras.
En urgencias, se coloca por medio de mascarillas, las cuales constituyen la primera medida de socorro.
En internación se puede utilizar de diferentes maneras, por medio de nari- nas o bigoteras, con mascarillas o con casquetes. Esto dependerá del por- centaje de oxígeno que sea necesario administrar al paciente.
El oxígeno también se aplica cuando el paciente presenta enfermedades generales, en las cuales se entiende que está faltando al cuerpo, indepen- dientemente de que el pulmón esté sano. Ejemplos de estas situaciones son: meningitis bacterianas, traumatismos de cráneo graves, quemaduras, estados de shock y todos aquellos cuadros que comprometan el estado general del paciente.
En pacientes postquirúrgicos, su uso no es muy requerido, excepto en ca- sos de cirugías de alta complejidad.
Muchas veces, el oxígeno es utilizado como vasodilatador durante una cri- sis de hipertensión.
Por último, podemos mencionar la utilización de este gas para diagnóstico, para reconstrucción del aire medicinal, en aplicaciones analíticas de labo- ratorio, durante el proceso de esterilización, entre otros.