grado en ingeniería en mecánica escuela politécnica

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Escuela Politécnica Superior de Linares Grado en Ingeniería en Mecánica UNIVERSIDAD DE JAÉN Escuela Politécnica Superior de Linares ADAPTACIÓN DE CONTENEDOR MARÍTIMO PARA MÓDULO SANITARIO Alumno: Francisco Javier Carrasco Vila Tutor: Prof. D. Luis Felipe Sesé Depto.: Departamento de Ingeniería Mecánica y Minera Noviembre, 2020

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UNIVERSIDAD DE JAÉN Escuela Politécnica Superior de Linares

Trabajo Fin de Grado

______ADAPTACIÓN DE CONTENEDOR

MARÍTIMO PARA MÓDULO SANITARIO

Alumno: Francisco Javier Carrasco Vila

Tutor: Prof. D. Luis Felipe Sesé Depto.: Departamento de Ingeniería Mecánica y Minera

Noviembre, 2020

Page 2: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

2

Page 3: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

3

ÍNDICE

1. Resumen ......................................................................................................... 11

2. Introducción ................................................................................................... 12

2.1. Justificación .................................................................................................. 12

2.2. Organización del TFG ................................................................................... 12

3. Memoria .......................................................................................................... 13

3.1. Objetivos ....................................................................................................... 13

3.2. Antecedentes ................................................................................................ 14

3.2.1. La industria de los contenedores marítimos......................................... 14

3.2.2. El contenedor marítimo: dimensiones, construcción y tipología. ..........16

3.2.3. Adaptación de contenedores ................................................................ 39

3.2.4. El contenedor marítimo en el ámbito sanitario ..................................... 43

3.2.5. El bloque quirúrgico. Especificaciones básicas .................................... 46

3.3. Disposiciones legales y normativa aplicable ................................................. 48

3.4. Análisis de soluciones................................................................................... 49

3.4.1. Elección del contenedor marítimo ........................................................ 49

3.4.2. Transporte y acceso al bloque quirúrgico. ............................................ 51

3.4.3. Diseño y distribución del módulo sanitario ........................................... 53

3.4.4. Modificaciones estructurales del contenedor marítimo ......................... 61

3.4.5. Instalaciones ......................................................................................... 73

4. Anexo de cálculos ......................................................................................... 84

4.1. Cálculos justificativos .................................................................................... 84

Page 4: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

4

4.1.1. Instalación de climatización .................................................................. 84

4.1.2. Gases medicinales ............................................................................... 96

4.1.3. Iluminación ......................................................................................... 102

4.1.4. Peso del módulo sanitario .................................................................. 110

5. Planos ........................................................................................................... 113

5.1. Contenedor marítimo. Cotas generales ...................................................... 114

5.2. Detalles estructurales del contenedor. Panel techo .................................... 115

5.2. Detalles estructurales del contenedor. Paneles laterales ........................... 116

5.4. Detalles estructurales del contenedor. Panel inferior ................................. 117

5.5. Detalles estructurales del contenedor. Panel frontal .................................. 118

5.6. Detalles estructurales del contenedor. Puerta ............................................ 119

5.7. Distribución en planta del módulo de emergencias .................................... 120

5.8. Distribución del equipamiento ..................................................................... 121

5.9. Instalación eléctrica. Prediseño .................................................................. 122

6. Mantenimiento del módulo sanitario ......................................................... 123

7. Conclusiones ............................................................................................... 125

8. Bibliografía ................................................................................................... 126

Page 5: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

5

ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 1 Malcom McLean, el padre de la contenedorización………………….…….......15

Fig. 2 El primer buque portacontenedores: Ideal X .... ..............................................15

Fig. 3 Transporte multimodal de mercancías mediante contenedores .....................16

Fig. 4 Cambios en la apariencia del óxido en acero Corten ..................................... 20

Fig. 5 Modelo 3D de un contenedor ISO .................................................................. 21

Fig. 6 Modelo explosionado de los elementos que constituyen un contenedor ....... 21

Fig. 7 Detalle del suelo de un contenedor estándar..................................................21

Fig. 8 Componentes estructurales del contenedor ISO.............................................22

Fig. 9 Contenedor Dry Van ......................................... ..............................................27

Fig. 10 Contenedor Flack Rack ................................. ..............................................27

Fig. 11 Contenedor Open Top ................................... ..............................................28

Fig. 12 Contenedor Túnel .......................................... ..............................................28

Fig. 13 Contenedor de apertura lateral ..................... ..............................................29

Fig. 14 Contenedor ISO refrigerado .......................... ..............................................29

Fig. 15 Tanque contenedor ....................................... ..............................................30

Fig. 16 Contenedor Offshore ................................................................................... 30

Fig. 17 Contenedor plegable .................................................................................... 31

Fig. 18 Contenedor plegable ................................................................................... 31

Fig. 19 Proyecto “Contenedor 42” ........................................................................... 32

Fig. 20 Altura y anchura máxima en transporte por carretera ................................. 33

Page 6: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

6

Fig. 21 Transporte de contenedores por ferrocarril .................................................. .34

Fig. 22 Apilamiento de contenedores en buque portacontenedores ........................ .34

Fig. 23 Dimensiones y características técnicas de cantoneras en ensayo de

apilamiento de contenedores según ISO 1496-1:2013 ............................................ .36

Fig. 24 Transporte de contenedores por vía aérea: helicóptero................................36

Fig. 25 Transporte de contenedores por vía aérea: avión de carga..........................37

Fig. 26 Twistlock y su mecanismo de anclaje en contenedores................................38

Fig. 27 Conectores de puente entre contenedores...................................................39

Fig. 28 Primera vivienda de portacontenedores del mundo para estudiantes en

Amsterdam ............................................................................................................... 42

Fig. 29 Cafetería Starbucks en Northglenn .............................................................. 42

Fig. 30 Hotel Snoozebox ..........................................................................................43

Fig. 31 Expositor-contenedor móvil Ikea en España 4..............................................43

Fig. 32 Oficinas de CBox Coworking en Medellín, Colombia ................................. .43

Fig. 33 Camión-quierófano de Médicos Sin Fronteras..............................................44

Fig. 34 Puesto de análisis de Test Covid-19 en contenedor de 20 pies .................. 45

Fig. 35 Sistema modular CURA instalado .................. ...............................................45

Fig. 36 Dimensiones del contenedor marítimo High Cube 40´seleccionado .............50

Fig. 37 Chasis portacontenedor con plataforma elevadora ....................................... 51

Fig. 38 Plataforma elevadora con accionamiento hidraúlico ..................................... 52

Fig. 39 Twistlock de base plana. Dimensiones (a) y montaje (b) .............................. 53

Fig. 40 Distribución de espacios y equipamiento en el módulo quirúrgico ................ 56

Page 7: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

7

Fig. 41 Sistemas de pasillo en quirófano ................................................................. 57

Fig. 42 Mesa quirúrgica ............................................................................................ 57

Fig. 43 Tensiómetro eléctrico ................................................................................... 58

Fig. 44 Aspirador eléctrico portátil ............................................................................ 58

Fig. 45 Bisturí eléctrico ............................................................................................. 58

Fig. 46 Lámpara LED de quirófano .......................................................................... 59

Fig. 47 Eco-transductor portátil con conexión a dispositivos móviles ...................... 59

Fig. 48 Esterilizador médico de mesa para cirugía con carga frontal ....................... 59

Fig. 49 Portasueros, cubetas, sillas, taburetes y mesas de instrumental quirúrgico 60

Fig. 50 Correa de amarre con hebilla y cincha de trincaje con carraca ...................60

Fig. 51 Anclaje mediante cinchas de los equipos de quirófano................................ 60

Fig. 52 Detalles de los cortes y aberturas en chapa del contenedor........................ 63

Fig. 53 Sistema de montaje de la estructura metálica en tabiques interiores .......... 64

Fig. 54 Tabiquería interior: montaje y dimensiones.................................................. 65

Fig. 55 Distribución estructural en techo .................................................................. 65

Fig. 56 Montaje de instalaciones en cámara entre perfiles ...................................... 66

Fig. 57 Capa de Grafortherm ................................................................................... 66

Fig. 58 Aislamiento mineral ...................................................................................... 67

Fig. 59 Aislamiento reflectante ................................................................................. 68

Fig. 60 Aislante multicapa ........................................................................................ 68

Fig. 61 Aislante en base burbuja .............................................................................. 68

Fig. 62 Poliestireno expandido ................................................................................. 69

Fig. 63 Poliestireno extruido ..................................................................................... 69

Fig. 64 Poliuretano ................................................................................................... 70

Page 8: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

8

Fig. 65 Componentes del panel Plywood ................................................................. 70

Fig. 66 Elementos del aislamiento interior y panel Plywood instalado ..................... 71

Fig. 67 Puerta de acceso a la zona de almacenamiento de gases del contenedor . 71

Fig. 68 Puerta enrollable para acceso a grupo electrógeno ..................................... 72

Fig. 69 Puerta estanca de acceso al quirófano ........................................................ 72

Fig. 70 Conexión a tierra del suelo vinílico conductor del quirófano ........................ 73

Fig. 71 Equipo de ventilación y filtrado de aire Plasmair .......................................... 76

Fig. 72 Lavamanos portátil autónomo ...................................................................... 77

Fig. 73 Tetraedro de fuego ....................................................................................... 78

Fig. 74 Extintor de polvo HCFC ................................................................................ 81

Fig. 75 Sistema de detección y alarma de incendios de techo ................................ 81

Fig. 76 Esquema eléctrico de alimentación de un quirófano ................................... 82

Fig. 77 Códigos de colores en botellas de gases medicinales ................................. 97

Fig. 78 Central manual descompresora de gases .................................................... 97

Fig. 79 Central de suministro principal y de reserva de botellas y unidades de

regulación .......................................................................................................................... 98

Fig. 80 Toma y conexión de gases medicinales en pared de quirófano .................. 99

Fig. 81 Características del acoplamiento de salida en función del gas .................. 102

Fig. 82 Resultados de distribución de iluminaria y datos fotométricos en sala de

recepción ........................................................................................................................ 105

Fig. 83 Resultados de distribución de iluminaria y datos fotométricos en sala limpia y

almacén .......................................................................................................................... 106

Fig. 84 Lámpara de quirófano Drager .................................................................... 107

Fig. 85 Resultados de distribución de iluminaria y datos fotométricos en quirófano109

Fig. 86 Modelo de lámpara de emergencia ............................................................ 110

Fig. 87 Dimensiones y carga del contenedor de 40 pulgadas................................ 110

Page 9: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

9

ÍNDICE DE TABLAS

Tab. 1 Designación y dimensiones fundamentales de contenedores de carga ....... 17

Tab. 2 Dimensiones de contenedores más estandarizados ..................................... 18

Tab. 3 Composición química y propiedades mecánicas de acero corten ................ 19

Tab. 4 Clasificación de quirófano según UNE 100713 ............................................. 48

Tab. 5 Características de la unidad de descontaminación ....................................... 75

Tab. 6 Selección de extintor de incendios ................................................................ 80

Tab. 7 Exigencias de climatización en quirófanos.................................................... 85

Tab. 8 Niveles de filtración en quirófanos ................................................................ 85

Tab. 9 Tabla de temperaturas .................................................................................. 87

Tab. 10 Tabla de humedades .................................................................................. 87

Tab. 11 Dimensiones de la sala de recepción ......................................................... 87

Tab. 12 Dimensiones conjuntas del cuarto limpio-almacén y sala de cuadro de control

............................................................................................................................... 87

Tab. 13 Dimensiones de la sala quirúrgica .............................................................. 87

Tab. 14 Dimensiones de las puertas ........................................................................ 87

Tab. 15 Cálculo de K en paredes exteriores ............................................................ 88

Tab. 16 Cálculo de K en el suelo ............................................................................. 88

Tab. 17 Cálculo de K en techo ................................................................................. 89

Page 10: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

10

Tab. 18 Cálculo de K en paredes interiores ............................................................. 89

Tab. 19 Cálculo de K en puertas .............................................................................. 89

Tab. 20 Cargas por transmisión y radiación en sala quirúrgica ............................... 90

Tab. 21 Cargas por transmisión y radiación en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén .................................................................................................................... 90

Tab. 22 Cargas por infiltraciones de aire exterior en sala quirúrgica ....................... 91

Tab. 23 Cargas por infiltraciones de aire exterior en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén ............................................................................................................................. 91

Tab. 24 Cargas por iluminación en sala quirúrgica .................................................. 92

Tab. 25 Cargas por iluminación en sala de recepción y cuarto limpio-almacén ...... 92

Tab. 26 Cargas por ocupación de personas en sala quirúrgica ............................... 92

Tab. 27 Cargas por ocupación de personas en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén ............................................................................................................................. 93

Tab. 28 Estimación total de los aparatos eléctricos en sala quirúrgica .................... 93

Tab. 29 Carga generada por aparatos eléctricos en sala quirúrgica........................ 93

Tab. 30 Carga latente generada por infiltración de aire exterior en sala quirúrgica . 94

Tab. 31 Carga latente generada por infiltración en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén ............................................................................................................................. 94

Tab. 32 Cargas latentes generadas por ocupación en la sala quirúrgica ................ 95

Tab. 33 Cargas latentes generadas por ocupación en sala de recepción y cuarto

limpio-almacén ................................................................................................................... 95

Tab. 34 Cargas totales en la sala quirúrgica ............................................................ 95

Tab. 35 Cargas totales en la sala de recepción y cuarto limpio-almacén ................ 96

Tab. 36 Resumen de pesos por equipamiento ...................................................... 112

Page 11: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

11

1. RESUMEN

La mayoría de las emergencias sanitarias que suceden en el mundo, especialmente

en países desfavorecidos, demuestran la necesidad de disponer de unidades de

emergencia sanitarias temporales que puedan ser transportadas y ubicadas rápidamente.

El campo de la construcción modular utilizando contenedores de transporte

marítimo ha abierto, hace ya algunos años, un nuevo mercado que no ha dejado de crecer

hasta la fecha. Se trata de una opción atractiva por el bajo coste de la materia prima y del

proceso constructivo, la rapidez de construcción, la capacidad de transporte de los

contenedores utilizando muy diversos medios, y la alta versatilidad de diseño de módulos

independientes

La unidad de emergencia temporal diseñada con contenedores es fácil de montar

en una ubicación fuera del lugar donde surge la necesidad, reduciendo los costes de

implantación de las unidades fijas. Los contenedores de transporte están fácilmente

disponibles y, dado que están construidos para cumplir con estándares estrictos según

normas ISO, pueden utilizarse con el fin de proporcionar atención sanitaria de emergencia.

Su introducción ha permitido ahorrar tiempo y dinero, sobre todo a partir del contenedor

ISO que estandariza las medidas para todo el sector.

En base a lo anteriormente expuesto, se ha creído interesante realizar un estudio

sobre la adaptación de la estructura de un contenedor marítimo existente en el mercado

para su utilización como módulo sanitario en situaciones de emergencia, especialmente en

países con déficit de infraestructuras sanitarias.

La solución propuesta en el presente TFG utiliza un contenedor marítimo tipo Dry

Van de 40” como una estructura para construir una unidad de emergencia equipada con

quirófano que pueda enviarse rápidamente a las áreas necesitadas. El diseño proyectado

incluye consideraciones como el transporte del mismo, diseño y distribución en planta del

módulo quirúrgico, aislamiento y revestimientos, diseño, selección y cálculo de sistemas

de generación y suministro de energía eléctrica, agua, climatización, ventilación, gases

medicinales y extinción de incendios.

Page 12: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

12

2. INTRODUCCIÓN.

2.1. Justificación

La tendencia exponencial de desastres naturales sucedidos durante los últimos

años hace que muchos países se vean afectados por sus consecuencias. En el período

2000 a 2019, se registraron 7.348 grandes desastres que se cobraron 1,23 millones de

vidas y afectaron a 4.200 millones de personas, lo que generó aproximadamente 2,97

billones de dólares en pérdidas económicas. (1). El caso más reciente que ha afectado a

todo el mundo es la pandemia del Covid-19 el cual, ha puesto en jaque a muchos países

por la dura elección que han tenido que acometer entre la salud y la economía de sus

millones de habitantes (2).

Lo imprevisible de este y otros desastres naturales hace que sea necesario disponer

de medios sanitarios de emergencia funcionales, rápidos y efectivos que ayuden a mitigar

el impacto que dicha situación pueda generar. El diseño de dichos medios, mientras se

supera la situación de emergencia, debe permitir adaptarse a las diversas situaciones y al

contexto en donde se emplazará permitiendo que se convierta en una solución y no en un

problema especialmente en países con déficit de infraestructuras sanitarias.

La elección de diseñar una unidad de emergencia dedicada a quirófano de

urgencias en el interior de contenedores de transporte de carga, partió de la idea de realizar

un proyecto versátil y en cierto modo innovador, utilizando un producto ampliamente

disponible en el mercado y que permitiese dar respuesta a las situaciones de emergencia

de manera rápida, flexible y con relativa poca inversión.

2.2. Organización del TFG

El procedimiento que se va a seguir para llevar a cabo este estudio, y alcanzar unas

conclusiones oportunas, se centrará en el diseño de un módulo sanitario destinado a

bloque quirúrgico a partir de contenedores marítimos. Para la consecución de este objetivo

se ha estructurado el estudio en los siguientes apartados:

• Introducción: en este apartado se justifica el proyecto y se detalla la estructuración del

mismo.

• Memoria:

- Se fijan los objetivos del proyecto.

- Se introducen aspectos previos como el estudio del sector de los contenedores

marítimos, la industria que lo abarca, la evolución en su diseño y definición, los tipos

que existen y sus aplicaciones.

Page 13: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

13

- Se estudian los criterios básicos regulados de los bloques quirúrgicos.

- Se enumera la normativa aplicable en el desarrollo del estudio.

- Se evalúan los criterios que inciden en el diseño del módulo sanitario y se elige la

solución a diseñar.

• Anexos a la memoria: se diseñan y calculan las instalaciones necesarias para el correcto

funcionamiento del módulo sanitario.

• Planos: se determinan todos los planos necesarios que permitan detallar las

infraestructuras para la posterior ejecución de las instalaciones del módulo proyectado.

• Mantenimiento de las instalaciones: se describen las condiciones de mantenimiento de

las instalaciones y del equipamiento del módulo sanitario.

• Conclusiones: se describen las principales conclusiones que se han obtenido tras el

desarrollo del presente estudio.

• Finalmente se detalla la bibliografía consultada en el desarrollo del TFG.

3. MEMORIA

3.1. Objetivos

El objetivo del proyecto es la adaptación de la estructura de un contenedor marítimo

existente en el mercado para su utilización como módulo sanitario en situaciones de

emergencia, especialmente en países con déficit de infraestructuras sanitarias. Se

diseñarán, asimismo, todas las instalaciones que permitan su correcto funcionamiento

teniendo en cuenta la legislación y normativa en vigor.

El módulo sanitario a diseñar estará destinado a bloque quirúrgico de clase B y

formará parte de un complejo hospitalario móvil integrado por otros contenedores

marítimos adaptados a uso sanitario que incluirán sala de recuperación y UCI, vestuarios,

baños y almacén general de material sanitario, hospitalización, etc. El diseño de estos

módulos sanitarios complementarios no es objeto del presente TFG.

Para llevar a cabo el proyecto, se van a considerar los siguientes objetivos parciales:

• Estudiar los distintos tipos de contenedores que existen en el mercado y la posterior

elección del más adecuado para nuestra situación. Se fijarán los criterios que permitan la

mejor elección en base a aspectos como la disponibilidad, dimensiones, funcionalidad,

transporte, adaptabilidad, materiales y coste.

Page 14: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

14

• Analizar la normativa aplicable en el diseño, distribución, instalaciones,

equipamiento y seguridad de bloques quirúrgicos.

• Realizar la mejor distribución del módulo sanitario teniendo en cuenta el estudio de

las áreas principales de los bloques quirúrgicos de los hospitales convencionales.

• Diseñar las distintas instalaciones que componen el módulo destinado a bloque

quirúrgico (prediseño del suministro eléctrico, gases medicinales, climatización, ventilación

y seguridad contraincendios).

• Plantear las condiciones generales de seguridad y mantenimiento de las distintas

instalaciones y equipamiento del módulo sanitario.

• Establecer las conclusiones que se han obtenido en el desarrollo del proyecto.

• Enumerar las distintas fuentes bibliográficas consultadas para el desarrollo del TFG.

3.2. Antecedentes

3.2.1. La industria de los contenedores marítimos

Los contenedores marítimos de transporte han estado alrededor de nuestras vidas

moviendo mercancías por todo el mundo en barcos, camiones y trenes desde hace

décadas. Su uso ha permitido optimizar la cadena de suministro consiguiendo que los

exportadores ya no tengan necesidad de desplazar sus bienes de manera individual hasta

el puerto, permitiendo agrupar las mercancías en contenedores que viajan a través de

diferentes medios transporte. Desde la década de 1950, los contenedores han

revolucionado el comercio marítimo llegando hoy en día a transportar alrededor del 90%

de todos los productos manufacturados que se envían por mar (3).

Antes de la existencia de los contenedores estandarizados, la carga se enviaba en

cajas de madera, barriles o simplemente envuelta en sábanas. El transporte de mercancías

hasta la creación del contenedor ha sido laborioso, costoso y lento. Los comerciantes

británicos utilizaron por primera vez contenedores transportados por caballos y trenes en

el siglo XVIII. El gobierno de los EE. UU. utilizó pequeños contenedores de madera de

tamaño estándar durante la Segunda Guerra Mundial, lo que demostró ser un medio para

descargar y distribuir suministros de manera rápida y eficiente. Pasaría otra década antes

de que el primer contenedor de envío patentado entrara en servicio.

La invención del contenedor de transporte comercial se atribuye a un conductor de

camión de Carolina del Norte, llamado Malcom McLean (figura 1). Se buscaba una solución

al método manual ineficaz y que desperdicia dinero de cargar y descargar físicamente la

Page 15: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

15

carga por los estibadores. Los diseños iniciales requerían que se cargaran remolques de

camiones completos en los barcos. Para ahorrar espacio y peso, el estándar de la industria

evolucionó rápidamente para cargar solo los contenedores en sí, en lugar de los

contenedores unidos al chasis (4).

Fig. 1. Malcom McLean, el padre de la contenedorización.

El primer contenedor fue patentado en 1956 después de numerosas pruebas. Tenía

unas medidas de 35 pies de largo, 8 pies de ancho y 8 de alto, dimensiones que ya no se

utilizan en la actualidad, ya que la norma ISO establece otras medidas. Era apilable y

construido con acero con esquinas reforzadas que permitían apilar los contenedores sin

causar daños. Su tamaño era uniforme, antirrobo y fácil de cargar (5).

El 26 de abril de 1956, una grúa cargó el primer buque portacontenedores del

mundo, el Ideal X (figura 2), con su carga de 58 contenedores en menos de ocho horas (6).

El negocio crecería constantemente durante los siguientes diez años.

Fig. 2. El primer buque portacontenedores: Ideal X.

Fue a finales de la década de 1960 cuando los contenedores realmente

despegaron. Con el estallido de la guerra en Vietnam, el ejército de los EE. UU los utilizó

para transportar equipo militar y otros suministros a las tropas.

La simplificación del proceso logístico con la introducción del intermodalismo en el

que el mismo contenedor, con la misma carga, puede transportarse con la mínima

Page 16: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

16

interrupción a través de diferentes modos de transporte durante su viaje (barco, tren o

camiones) condujo a una revolución en el transporte de carga y en el comercio internacional

durante los siguientes años. Tras los compromisos entre los ferrocarriles europeos y

estadounidenses, las compañías de transporte y las compañías navieras internacionales,

nació el estándar ISO.

En 1968 se introdujo la norma ISO 668 que definía las dimensiones del contenedor

marítimo que es usado actualmente. Los contenedores ISO estandarizados y que son

referenciados en la norma son denominados serie 1 (7). Las longitudes estándar se definen

como 20, 30 y 40 pies (6.058, 9.087 y 12.192 mm) con un ancho de 8 pies (2.438 mm). La

estandarización de los contenedores ha permitido desplazar sin problemas los mismos

entre distintos medios de transporte.

En la actualidad, todos los buques portacontenedores están diseñados para

optimizar el transporte de contenedores de 20 y 40 pies (las dos longitudes más

ampliamente utilizadas en la actualidad).

Fig. 3. Transporte multimodal de mercancías mediante contenedores.

3.2.2. El contenedor marítimo: dimensiones, construcción y tipología.

Las unidades de contenedores forman la parte más integral de toda la industria, el

comercio y el transporte marítimo. Estos contenedores de transporte son las estructuras

que almacenan varios tipos de productos que deben enviarse de una parte del mundo a

otra utilizando diferentes tipos de contenedores.

Las normas internacionales relativas a los contenedores de carga de mercancías

han sido establecidas por la Organización Internacional de Normalización (ISO) en el marco

del Comité Técnico ISO/TC 104 “Freight Containers”. La equivalencia de cada una de ellas,

a nivel nacional, son elaboradas por el organismo de normalización española, UNE.

La norma UNE-ISO 830:2008 (8) define el contenedor de carga como un equipo de

transporte con las siguientes características:

Page 17: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

17

- De carácter permanente y en consecuencia lo suficientemente fuerte como para

poder ser usado para uso repetido.

- Especialmente diseñado para facilitar el transporte de mercancías por uno o más

modos de transporte, sin recarga intermedia.

- Equipado con dispositivos que permiten la facilidad de manejo, particularmente su

transferencia desde un modo de transporte a otro.

- Diseñado para ser fácil su llenado y vaciado.

- Tener un volumen interno mínimo de 1 m3.

Como tal, dependiendo del tipo de productos que sean transportados o de los

servicios especiales que se necesiten de ellos, las unidades de contenedores pueden variar

en dimensión, estructura, materiales, construcción, etc.

3.2.2.1. Designación y dimensiones. Pesos brutos máximos.

Las características y dimensiones exteriores (altura, anchura y longitud) de los

contenedores de carga general de uso generalizado (serie 1) son establecidas en la norma

internacional ISO 668:2020 (7). La norma especifica que los mismos tienen una anchura

uniforme de 2.438 mm (8 pies). La tabla 1 muestra la designación, las longitudes nominales

y el peso bruto máximo para cada tipo de contenedor según se indica en la norma UNE

49750 (equivalente a ISO 668):

Designación del

contenedor

Longitud Anchura

(mm)

Altura (mm)

Masa bruta máx. (kg) mm pies

1 AAA 121920/-10% 40 24380/-5% 28960/-5% 30480

1 AA 12192 40 2438 2591 30480

1 A 12192 40 2438 2438 30480

1 AX 12192 40 2438 <2438 30480

1 BBB 9125 30 2438 2896 25400

1 BB 9125 30 2438 2591 25400

1B 9125 30 2438 2438 25400

1BX 9125 30 2438 <2438 25400

1CC 6058 20 2438 2591 24000

1C 6058 20 2438 2438 24000

1CX 6058 20 2438 <2438 24000

1D 2991 10 2438 2438 10160

1DX 2991 10 2438 <2438 10160

Tabla 1. Designación y dimensiones fundamentales de contenedores de carga.

Las longitudes se clasifican en 10, 20, 30 y 40 pies, ajustándose a un sistema

modular que permite conectarlos entre ellos, de tal manera que 2 contenedores de 20 pies

Page 18: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

18

son equivalentes a uno de 40 pies. El contenedor de 20 pies, denominado unidad

equivalente de veinte pies (TEU), se convirtió en la referencia estándar de la industria, por

lo que actualmente el volumen de carga y la capacidad de la embarcación de transporte se

miden comúnmente en TEU (9). El contenedor de 40 pies de largo (2 TEU), se conoce

como unidad equivalente de cuarenta pies (FEU).

Los contenedores más extendidos por su uso en el comercio marítimo son los

designados en la norma como 1 AA (40 pies), 1 A (40 pies) y 1 C (20 pies) ya que pueden

transportar pesos relativamente importantes y permiten una gran capacidad de carga. Todo

contenedor que transita por aguas internacionales debe por obligación estar registrado en

el Bureau International du Container (BIC) y contar con una serie de códigos identificativos

que regula la normativa (10).

La tabla 2 permite observar con detalle las dimensiones, pesos y volúmenes de los

contenedores más estandarizados. Por masa bruta máxima (medidas en kg o lb) se

entiende la suma máxima permitida de la masa del contenedor y de su carga. Se expresa

en unidades de masa. Por carga útil máxima (kg y lb) autorizada se entiende la diferencia

entre la masa bruta máxima de utilización y la tara. Por tara (kg y lb) se entiende la masa

del contenedor vacío, incluido todo equipo auxiliar fijo de manera permanente.

Contenedor 20

pies (m)

Contenedor 40 pies (m)

Contenedor 40 pies High Cube

(m)

Dimensiones externas

Longitud 6096 12192 12192

Anchura 2438 2438 2438

Altura 2591 2591 2896

Dimensiones internas

Longitud 5710 12032 12000

Anchura 2352 2352 2311

Altura 2385 2385 2650

Apertura de puerta

Anchura 2343 2343 2280

Altura 2280 2280 2560

Volumen interno (m3) 33.1 67.5 75.3

Peso vacío (kg) 2300 3750 3880

Masa bruta máxima (kg) 30480 30480 30480

Tabla 2. Dimensiones de contenedores más estandarizados. Fuente: https://www.prefabcontainerhomes.org

3.2.2.2. Requisitos de construcción

Los contenedores marítimos se construyen de acuerdo con especificaciones ISO,

independientemente de dónde se fabrique el contenedor. La norma UNE-EN ISO 10855-

Page 19: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

19

1:2018 (11) regula el diseño, la fabricación y marcado de los contenedores marítimos y los

dispositivos de elevación asociados.

Materiales

Aunque existen contenedores construidos en aluminio o incluso de madera

contrachapada reforzada con fibra de vidrio, la mayoría de ellos están fabricados con acero

resistente a la intemperie (acero Corten).

La United States Steel Corporation (U.S. Steel) desarrolló el acero Corten en la

década de 1930 para su uso en los vagones de ferrocarril para el transporte de carbón y

como sustituto del acero para la construcción de puentes donde su mantenimiento era

particularmente difícil. Se demostró que este acero soldable de alta resistencia y baja

aleación permitía una excelente resistencia a la intemperie en condiciones atmosféricas

adversas sin la necesidad de recubrimientos protectores como la pintura.

El acero Corten obtiene sus propiedades mediante la modificación de la

composición de los elementos de la aleación (hasta un 2,5%), como el cobre, el níquel y el

cromo, que se agregan al acero durante el proceso de producción.

Hay dos tipos diferentes de acero Corten: Corten A y Corten B. Se diferencian

principalmente en las cantidades de fósforo aleado en la mezcla, y sus usos reflejan las

diferentes propiedades que le confieren al acero:

Corten A se produce normalmente como una hoja o bobina (desde 1,0 mm hasta

12 mm de espesor) y tiene aplicaciones en revestimientos y conductos. La mayoría

de los contenedores de carga están fabricados con este acero.

Corten B se produce más comúnmente como placa (de 15 mm a 50 mm de

espesor).

Designación

Corten A

C Si Mn P S CU Ni Cr

<0.12 0.25-0.75

0.2-0.5

0.07-0.15

≤0.05 0.25-0.55

≤0.65 0.5-1.25

Grosor (mm)

Límite de elasticidad

(N/mm2)

Tensión de rotura

(N/mm2)

Elongación (%)

Conductividad térmica (W/m.K)

≤12.7

>345

>485

18-22

40

Tabla 3. Composición química y propiedades mecánicas del acero Corten A. Fuente: Nippon

Steel.

Page 20: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

20

La composición química de este acero (tabla 3) hace que su oxidación tenga unas

características especiales que protegen la pieza frente a la corrosión atmosférica. En la

fase inicial de la corrosión (figura 4) se forma una capa de óxido, una película muy delgada

de apariencia rojizo-anaranjada, muy bien adherida, impermeable al agua y al vapor de

agua, que impide que la oxidación del acero prosiga hacia el interior de la pieza, por lo que

no es necesario aplicar ningún otro tipo de protección como la galvánica o el pintado. Esta

película de óxido en condiciones normales es particularmente densa, estable y

regeneradora. Su color rojizo puede variar de tono con el paso del tiempo, según la

ubicación donde se instale el elemento y en función de los ciclos sol / lluvia / viento a los

que se vea expuesto. Si la pieza se ubica en un lugar expuesto a estos factores

atmosféricos, la capa de óxido se forma más rápidamente y se oscurece hacia un marrón

oscuro.

Fig.4. Cambios en la apariencia del óxido en acero Corten. Fuente: Jappan Steel.

Estructura

El contenedor puede dividirse en tres partes: la estructura, las paredes y el techo y

la base (ver figuras 5, 6 y 7), siendo la estructura la parte responsable de la resistencia.

Las paredes y el techo del contenedor son fabricados con chapas metálicas plegadas de 2

mm de espesor, soldadas en continuo con total penetración tanto a los perfiles de las

aristas como a la base, siendo esta reforzada con un entramado de perfiles metálicos y

recubierto por tableros atornillados de contrachapado de madera. En cada una de las

esquinas del contenedor existen unos alojamientos para los twist-locks que permiten ser

enganchados por grúas especiales y su trincaje (sujeción mediante inmovilización firme)

tanto en buques como en camiones.

Page 21: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

21

Fig 5. Modelo 3D de un contenedor ISO

Fig.6. Modelo explosionado de los elementos que constituyen un contenedor.

Fig.7. Detalle del suelo de un contenedor estándar.

Page 22: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

22

Aunque su vida útil proyectada está comprendida entre los 7 y los 10 años, los

contenedores están diseñados para ser resistentes a las inclemencias del tiempo, al agua,

a los huracanes, a las inundaciones, a los terremotos (debido a su comportamiento

estructural y bajo peso), al fuego (pintura ignifuga en el exterior) así como a plagas de

roedores o termitas.

Los contenedores han sido optimizados para usar la menor cantidad de material

posible y eliminar elementos redundantes, a partir del estudio de pruebas rigurosas a lo

largo del tiempo. Están diseñados para tener contacto vertical entre sí justo a través de los

largueros superiores permitiendo que, en su apilamiento, toda la fuerza vertical (cargas) se

transfiere a través de estos perfiles, cargando a su vez los postes esquineros (figura 8),

liberando la envolvente de paredes de chapa plegada del contenedor, cuya función

principal es la de arriostramiento. Todos los componentes colaboran de forma conjunta

permitiendo al contenedor tener una importante resistencia a acciones de flexión,

flexotracción y flexocompresión (12).

Fig.8. Componentes estructurales del contenedor ISO.

Los contenedores de carga ISO son probados de acuerdo con los requisitos de la

norma internacional ISO 1496:2013 (13), que establece los factores de carga de diseño

estáticos y dinámicos que deben cumplir.

Por ejemplo, un contenedor de 40 pies vacío tiene un peso o tara de 3.800 kg y

admite una carga de alrededor de 30 toneladas (30.400 kg), aunque esta carga máxima

varía según la empresa naviera y el tipo de contenedor. Los más normalizados

internacionalmente pueden llegar a aceptar un peso bruto máximo de 32,5 toneladas.

Además de todo esto, cabe destacar que los contenedores son adecuados para soportar

las cargas sísmicas requeridas por la normativa sismo resistente de edificación.

El convenio Internacional sobre Seguridad de los Contenedores (13), así como el

R.D. 2319/2004 por el que se establecen las normas de seguridad de contenedores en

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23

España (14) especifican que un contenedor reúne las condiciones de seguridad exigidas

para su uso si está hecho de material adecuado y supera las pruebas que se indican a

continuación con las cargas de prueba y fuerzas aplicadas sin sufrir deformidades ni

anormalidades permanentes que impidan su utilización, entendiendo por R, el peso bruto

máximo de utilización (peso máximo permitido del contenedor y su carga) y por P, la carga

útil máxima autorizada (diferencia entre el peso bruto máximo de utilización y la tara.

1) Izada.

El contenedor, con la carga interior prescrita, se izará de tal manera que no se

aplique ninguna fuerza de aceleración significativa. Una vez izado, el contenedor quedará

suspendido o apoyado durante cinco minutos y luego se bajará hasta el suelo. En esta

prueba se levanta la carga, se mide su peso y se verifica que el mismo cumple con las

exigencias y parámetro requeridos.

2) Apilamiento.

Cuando en condiciones de transporte internacional, las fuerzas máximas de

aceleración vertical se aparten significativamente de 1.8 g (g=9.8 m/sg2) y cuando conste

que el contenedor está limitado a esas condiciones de transporte, se podrá variar la carga

de apilamiento en la correspondiente proporción de las fuerzas de aceleración.

Page 24: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

24

3) Cargas concentradas.

Page 25: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

25

4) Rigidez transversal.

3. Resistencia longitudinal (prueba estática).

4. Paredes extremas.

Las paredes extremas deberán resistir una carga no inferior a 0.4 veces la carga

útil máxima autorizada.

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26

5. Paredes laterales.

Las paredes laterales deberán resistir una carga no inferior a 0.6 veces la carga útil

máxima autorizada.

Se ha de tener en cuenta que en el proceso de conversión de un contenedor como

espacio habitable, como ocurre en el presente TFG, la estructura “monolítica” deja de

comportarse de acuerdo con las normas ISO, pudiendo aparecer deformaciones

importantes en cualquier elemento estructural, como consecuencia de fenómenos de

pandeo o de tensiones puntuales (12), por ejemplo, cuando se recortan partes en la chapa

envolvente, tanto para crear espacios más grandes como para crear aberturas al exterior.

Por eso, la estructura restante deberá reforzarse convenientemente.

3.2.2.3. Tipología

Los contenedores pueden recibir cargas de cualquier naturaleza. Para ello existen

en el mercado una amplia variedad de tipologías. A continuación, se referencian algunos

de los contenedores de transporte más utilizados, su aplicabilidad y características

principales:

Page 27: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

27

1. Contenedor Dry Van

El contenedor Dry Van (contenedor seco) es el más utilizado actualmente en la

industria del transporte de mercancías. Se utilizan para el envío de materiales secos y sus

tamaños más frecuentes son los de 20 y 40 pies. Aunque el tamaño y el diseño de

construcción de los contenedores se han estandarizado mediante normas ISO, puede

haber variaciones dentro de cada categoría de tamaño y tipo según el propietario u

operador del contenedor.

Fig.9. Contenedor Dry Van. Fuente: World Shipping Council.

2. Contenedor Flack Rack

Este tipo de contenedores carecen de techo y de paredes laterales e incluso, según

el modelo, de paredes delanteras y posteriores. Se pueden utilizar para el envío de

materiales de grandes dimensiones como embarcaciones, vehículos, maquinaria o equipos

industriales.

Fig. 10. Contenedor Flack Rack.

3. Contenedor Open Top

Con una capota convertible que se puede quitar por completo permiten una carga

fácil como troncos, maquinaria y productos de tamaños especiales de modo que los

materiales de cualquier altura se puedan enviar fácilmente.

Page 28: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

28

Fig. 11. Contenedor Open Top. Fuente: https://www.genoalogisticservices.com/

4. Tunnel container

El contenedor tipo túnel está diseñado con puertas dobles en cada extremo, lo que

los hace ideales para situaciones en las que se requiere acceso adicional. Fabricados en

longitudes de 20 pies y 40 pies, son adecuados para muchos tipos diferentes de carga.

Esta gama es particularmente adecuada para las empresas que desean almacenar

sus existencias por períodos más largos de tiempo. El acceso de doble extremo facilita la

administración y el mantenimiento de los niveles de existencias, y elimina los problemas

de acceso a los artículos hacia la parte posterior del contenedor.

Fig. 12. Contenedor túnel.

5. Contenedor de apertura lateral

En este tipo de contenedores, la extracción de las puertas estándar ofrece acceso

lateral completo y crea una oportunidad única para el espacio de almacenamiento. A

diferencia de los contenedores estándar, no hay problemas para acceder a los artículos en

la parte posterior del contenedor, lo que brinda a las empresas más flexibilidad con sus

existencias.

Page 29: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

29

Disponibles en longitudes de 20 pies y 40 pies, son adecuados para muchos tipos

diferentes de carga. Debido a su fácil acceso mediante carretilla elevadora y la facilidad

con la que se pueden recoger los palés, los contenedores de apertura lateral son ideales

para el almacenamiento de mercancías por parte de las empresas.

Fig.13. Contenedor de apertura lateral. Fuente: https://reteco.es/

6. Contenedores ISO refrigerados

El contenedor refrigerado garantiza climas constantes a través de un sistema de

regulación de temperatura. Cumplen diferentes requisitos de temperatura que van desde

aproximadamente -65 °C a 30 °C. Los sistemas de deshumidificación pueden garantizar

una humedad óptima dentro de los contenedores refrigerados e incluso permiten controlar

la atmósfera en el contenedor. Los contenedores refrigerados se diseñan en longitudes de

20 pies y 40 pies, con las mismas dimensiones generales que los contenedores de Dry Van

del mismo tamaño. Sin embargo, hay un poco menos de espacio de carga disponible dentro

del contenedor refrigerado debido al espacio ocupado por la unidad de refrigeración y el

equipo de ventilación.

Estos tipos de contenedores se utilizan siempre que exista riesgo de daños por

temperatura en los artículos que se envían. Con mayor frecuencia se utilizan en la industria

de alimentación.

Fig.14. Contenedor ISO refrigerado. Fuente: https://reteco.es

Page 30: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

30

7. Tanques

Los contenedores tanque o isotanques son unidades de almacenamiento utilizadas

principalmente para el transporte de líquidos y gases como carga a granel. El tanque o

cisterna viaja dentro de un marco que permite su trincaje (sujeción). Se pueden fabricar en

acero al carbono y acero inoxidable resistente a la corrosión del tipo V2A con un contenido

del 18% de cromo y un 10% de níquel o del tipo V4A con un contenido del 18% de cromo,

un 12% de níquel y un 2% de molibdeno y con mayor resistencia a la corrosión.

Fig.15. Tanque contenedor. Fuente: Mtcontainer.

8. Contenedor Offshore.

Un contenedor offshore es una unidad portátil, diseñada específicamente para el

transporte de equipos y suministros y ser manipulados en mar abierto hacia o desde las

plataformas fijas y/o móviles.

Fig. 16. Contenedor Offshore.

Los contenedores offshore a menudo se dejan expuestos en las cubiertas de los

buques auxiliares y también cargados en plataformas soportando condiciones climáticas

extremas. La temperatura mínima de diseño normalmente se especifica en -20 ° C.

Page 31: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

31

9. Contenedor plegable

Los contenedores plegables ofrecen una opción atractiva desde el punto de vista

de ahorro de costes de transporte, así como de costes de manipulación y almacenamiento.

Tienen la misma resistencia que cualquier contenedor tipo, con la ventaja de que al

plegarse ocupa la cuarta parte de su volumen, lo que significa que 4 o 5 contenedores

plegados ocupan el mismo espacio que una unidad estándar ISO vacía. Los costes

operativos pueden reducirse entre un 25 y un 75% y en hasta un 30% las emisiones de

CO2 en comparación con los contenedores ISO (16).

Fig.17. Contenedor plegable.

Algunos ejemplos de contenedores plegables son 4 FOLD de la empresa Holland

Container Innovations (HCI) de los Países Bajos, Zbox de la empresa española Navlandis,

el Korea Railroad Research Institute (KRRI) y el Staxxon de Staxxon Folding Containers.

La empresa HCI fabrica un contenedor plegable llamado 4FOLD que recibió la certificación

ISO en 2013. El plegado y desplegado de este contenedor se puede realizar utilizando sólo

un equipo de elevación estándar y dos personas en menos de cuatro minutos (17).

Fig.18. Contenedor plegable. Fuente: https://staxxon.com

Aunque las ventajas económicas de los contenedores plegables parecen evidentes,

su desarrollo e implantación comercial dependen de la mejora de sus características

técnicas debido a la complejidad del proceso de plegado y desplegado, así como los

problemas logísticos y organizativos de su posible uso. Las innovaciones tecnológicas

Page 32: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

32

constituyen la condición básica para potenciar la viabilidad económica de estos

contenedores, además de ganarse la confianza de los potenciales usuarios (16).

Desde 2019 se está desarrollando un proyecto innovador, “We are 42”, iniciativa del

Puerto de Rotterdam (18), IBM, Cisco, Intel, HyET Solar, Esri, Axians y DR Group sobre

contenedores inteligentes equipados con sensores que recopilan datos a lo largo de la

cadena de suministros que pueden permitir mejorar las operaciones en la cadena logística

para que el proceso sea más eficiente y fluido. El contenedor integra digitalización,

inteligencia artificial, blockchain (base de datos distribuida y segura) y robotización. La

prueba piloto tendrá una duración de 2 años visitando varios puertos asociados en todo el

mundo.

Fig.19. Proyecto “Contenedor 42”. Fuente: https://weare42.io

Indicar finalmente que todos los tipos de contenedores descritos anteriormente

poseen según normativa ISO, su propio número de identificación normalizado que suelen

usar los gestores del transporte para identificar quién es el propietario del contenedor,

quién lo está utilizando para enviar mercancías e incluso rastrear el paradero del

contenedor en cualquier parte del mundo (10).

3.2.2.4. Transporte y cargas máximas en contenedores

La elección del medio de transporte para el contenedor sanitario es un elemento

fundamental a tener en cuenta, ya que está destinado al uso de estos contenedores

adaptados para poder ser utilizados en cualquier parte del mundo donde se necesite. Es

necesario valorar las tres vías de transporte que hay disponibles: vía marítima, vía terrestre

y por último la vía aérea.

Page 33: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

33

Asimismo, las limitaciones de carga máxima que la elección de determinado medio

de transporte permite, complementará la elección final del mismo.

3.2.2.4.1. Vía terrestre

Las dimensiones y la carga máxima del contenedor son los factores más

importantes a la hora de transportar el contenedor en un camión. De acuerdo al Real

Decreto 2822/1998 y posteriores modificaciones referente al Reglamento General de

Vehículos, las anchuras y alturas máximas permitidas en los vehículos que transportan

contenedores son las siguientes:

Fig.20. Altura y anchura máxima en trasporte por carretera.

La altura máxima permitida, incluida la carga, es de 4,5 metros para vehículos que

transportan contenedores homologados cerrados para el transporte combinado o

intermodal. En cuanto al ancho máximo permitido es de 2,55 metros como regla general.

La longitud máxima permitida para vehículos articulados es de 16,5 metros. En este caso,

tanto el contenedor de 20 pies (longitud 6.10 m.) como el contenedor de 40 pies (longitud

12.12 m.) cumplen con los límites establecidos en la norma.

Transportar el contenedor marítimo en tren es una opción factible si el punto de

origen y destino del mismo está cerca de las líneas de ferrocarril y el desarrollo de la

infraestructura viaria del país de destino es lo suficientemente amplia para llegar a los

lugares de implantación. Sin embargo, es importante, en referencia al coste final, tener en

consideración la logística adicional en el trayecto desde y hacia la estación de ferrocarril,

además de las posibles certificaciones solicitadas por el operador ferroviario.

Page 34: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

34

Fig.21. Transporte de contenedores por ferrocarril.

3.2.2.4.2. Vía marítima

El transporte marítimo es el principal modo de envío de grandes cantidades de

mercancía por un precio económico. Se establece en un 80% del comercio internacional

de mercancías. Sus principales rutas internacionales se encuentran entre Asia-América,

Asia-Europa y Europa-América.

Fig.22. Apilamiento de contenedores en buque portacontenedores. Fuente:

https://www.archcontainers.com/

El transporte de contenedores por vía marítima consiste en el apilado de

contenedores marítimos de hasta 12 niveles en buques de carga que recorren los puertos

de todo el mundo transportando dicha mercancía. La principal causa de las tensiones

estáticas que sufre la carga durante su transporte es la presión debida al apilamiento que

puede dar lugar a que la carga se desfonde o se doble. Esta presión dependerá de la

dimensión, peso, forma y altura de las unidades apiladas. El número de contenedores que

se pueden apilar se determina por la fuerza de los postes esquineros. Estos son fabricados

en acero de baja aleación de niobio o vanadio, comúnmente utilizado en piezas soldadas

de acero de alta resistencia, tales como puentes. Esta característica principal permite a los

contenedores ser utilizados para levantar edificios de bloques en altura (19).

Page 35: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

35

La norma ISO 1496-1:2013 (13), de acuerdo con el Convenio Internacional de

Seguridad de Contenedores (14) tratado en el punto 3.2.2.2 de este TFG, simula la carga

a compresión a soporta por un contenedor en la parte superior por apilamiento de

contenedores. La carga uniformemente distribuida por el suelo a introducir en el contenedor

que es sometido a ensayo será de 1.8 R, donde R representa el peso máximo permitido

del contenedor y su carga y T es la tara del contenedor. El contenedor se encontrará

apoyado sobre sus apoyos inferiores en una superficie con inclinación de 0 grados con la

horizontal de los apoyos y coincidente con los mismos.

Para los tipos de contenedores que estamos evaluando (20 y 40 pies), hablamos

de 3392 kN repartidos equitativamente en las cuatro esquinas. La fuerza aplicada de 3392

kN por contenedor se deriva de la masa superpuesta de apilamiento de nueve alturas, es

decir, ocho contenedores apilados en parte superior de un contenedor, todos con una

capacidad nominal de 24000 kg y una fuerza de aceleración de 1,8 g. La sobrecarga

simulada es de 192000 kg en condiciones de mar agitado según se especifica en la norma

ISO 1496. En este ensayo se intenta simular un apilamiento de nueve pisos de

contenedores cargados cada uno con 24 toneladas brutas de carga. La figura 23 muestra

los detalles del ensayo a realizar sobre un contenedor.

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36

Fig.23. Dimensiones y características técnicas de cantoneras en ensayo de apilamiento de

contenedores según ISO 1496-1:2013. Fuentes: https://www.seabox.com/ y

https://iopscience.iop.org/

3.2.2.4.3. Vía aérea

Aunque no es la vía más utilizada, existe la posibilidad de hacer uso de helicópteros

o aviones de carga para poder trasladar los contenedores diseñados.

Helicópteros grúa: de gran ayuda para acceder a sitios inaccesibles por carretera,

aunque, por otro lado, se tratan de vehículos demasiado caros para la limitada carga que

pueden transportar. Existen modelos como el Chinook CH-47 D/F, que puede sostener un

peso máximo de 22.679 kg o, el Mil Mi-26, que se eleva hasta los 56.000 kg de carga.

Fig.24. Transporte de contenedores por vía aérea: helicóptero.

Aviones de carga o cargueros: están destinados únicamente para el transporte de

carga aérea de mercancías de cualquier tipo. Podemos encontrar aviones como, Boeing

747-400 ERF o 747 F Freighter.

Page 37: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

37

Fig.25. Transporte de contenedores por vía aérea: avión de carga.

Del análisis de los distintos tipos de transportes y sus limitaciones, se desprende

que el transporte por carretera, mediante camiones y por mar, mediante buques de carga,

para trasladar el contenedor marítimo adaptado a módulo quirúrgico hacia aquellas

ubicaciones que lo requieran es la opción más recomendable desde el punto de vista

técnico, logístico y económico. Esta decisión se fundamenta principalmente en la facilidad

de acceso que proporcionan estos transportes, lo comunes que son hoy en día y por lo

económico que resultan.

Se descarta, por lo tanto, el transporte ferroviario y especialmente el aéreo, que,

aunque es el transporte más idóneo para el acceso a áreas remotas o de difícil acceso, su

alto coste y la posibilidad de disponer de pistas de aterrizaje en buenas condiciones lo

limitan como opción factible.

3.2.2.4.4. Cargas máximas

Es importante destacar, además de las dimensiones, la carga máxima que puede

soportar cada medio de transporte, para así, obtener la seguridad óptima que esperamos

en el recorrido que efectúe nuestro módulo sanitario.

En primer lugar, la carga máxima soportada por los contenedores de 20’ (6,058 m.)

y de 40’ (12,192 m.) dependen de la naviera y del tipo de contenedores, siendo de 28t para

el caso del contenedor de 20’ y de 32 t para el de 40’. Se habrá de tener en cuenta lo que

indica la legislación de cada país en referencia al peso máximo a transportar en camiones.

En España, el Reglamento general de vehículos (12) indica que los pesos máximos

autorizados (PMA o MMA a partir de la modificación legislativa de 1999) para remolques

son de 18t (dos ejes) y 24t (tres ejes). Para los semirremolques de 4 ejes será de 36t y si

es de ruedas gemelas, 38t. Si el tráiler es de 5 ejes, 40t, llegando a ser de 44t si se

transporta contenedores de 40 pies. Habrá que tener en cuenta el peso del material que

Page 38: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

38

contendrá el contenedor elegido para no sobrepasar los pesos limitados por la normativa

vigente (punto 3.2.2.1 del presente TFG).

En lo referente al transporte aéreo, las cargas que permiten un helicóptero grúa o

los aviones de carga dependen del tipo y de las demás cargas que transporte.

La carga máxima permitida en un buque portacontenedores tiene el mismo

tratamiento que los transportes aéreos, dependen del tipo del buque en el que será

transportado.

3.2.2.4.5. Uniones existentes que intervienen en el transporte y montaje del contenedor.

Los contenedores de carga están diseñados para apoyarse en las cuatro esquinas

en las que se sientan. Todos los contenedores están provistos de cantoneras de hierro

forjado en cada una de las ocho esquinas (superiores en inferiores) que posee. Cada una

de estas piezas tiene unas aberturas en forma de muesca en dos extremos y en la cara

superior e inferior. Una pieza giratoria de sujeción (twistlock), es introducida en la abertura

por el spreader perteneciente a un equipo móvil, que la hace girar 90°, con lo que el

twistlock queda fijo al contenedor y bloqueado, haciendo posible la movilidad del

contenedor durante su transporte y asegurando su posición en su medio de transporte, ya

sea en un buque o camión. Construidos en acero fundido de alta calidad, su tensión mínima

de rotura, según la norma UNE 283, será de 540 kN, con una tensión cortante de 420 kN.

La figura 26 muestra el dispositivo y los detalles de anclaje del mismo.

Además, los twistlocks pueden ser utilizados para apilar contenedores y

mantenerlos fijados unos con otros. El mecanismo de bloqueo proporciona estabilidad

cuando se están utilizando varios contenedores. Existe la posibilidad de instalar twistlock

de montaje en suelo que poseen una base plana que permite que los contenedores

marítimos sean asegurados en los buques portacontenedores, así como su instalación

sobre terrenos planos o atornillada a bases hormigonadas.

Fig.26. Twistlock y su mecanismo de anclaje en contenedores

Page 39: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

39

Para conectar contenedores de transporte horizontalmente entre sí de forma segura

se utilizan conectores-puente diseñados para encajar en las muescas de las caras laterales

de las cantoneras. Cada contenedor requiere 4 accesorios de puente para conexiones

horizontales seguras (figura 27). La tensión mínima de rotura de los conectores será de

300 kN.

Fig.27. Conectores de puente entre contenedores. Fuente: ATS Container.

3.2.3. Adaptación de contenedores

Hoy en día existe una gran preocupación por el impacto ambiental que conllevan

las actividades empresariales de cualquier ámbito. Como consecuencia de ello existe una

tendencia creciente en la reutilización de materiales que permitan alcanzar varios ciclos de

vida para un mismo producto.

Los contenedores de transporte ISO estandarizados son estructuras modulares

apilables, fáciles de cortar, relativamente baratos y abundantes. Millones de contenedores

se utilizan en toda la cadena de suministro mundial y se usan y reutilizan innumerables

veces. En el informe “Review of Maritime Transport” elaborado por Naciones Unidas en

2019 (21) se estima en más de 152 millones las unidades de TEU (20 pies) que componen

la flota global mundial. Esta sobreabundancia de contenedores de transporte se debe a

varios factores, pero el fundamental es que el costo de enviar contenedores de carga

vacíos de regreso a su ubicación inicial es más alto que el costo de comprar un nuevo

contenedor de carga, por lo que muchos contenedores quedan vacíos y almacenados sin

usar en los puertos de todo el mundo. La consultora en investigación marítima Drewry

estimó en 2016 que el 21% de los contenedores que existen en el mercado están vacíos

(22). Estos contenedores no utilizados ocupan un espacio valioso en los muelles de envío

mientras esperan ser cargados, reposicionados en diferentes ubicaciones, revendidos o

eliminados.

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40

Una alternativa al almacenaje del contenedor es la fusión de los mismos para

obtener acero, opción considerada poco rentable, ya que requiere una gran cantidad de

energía en el proceso. Los contenedores que no se reciclan para fabricar nuevos productos

de acero a menudo se restauran para su uso como unidades de almacenamiento, en el

diseño de hogares económicos, restaurantes, establecimientos minoristas, etc. o incluso

se donan para su uso como escuelas u oficinas temporales en ubicaciones remotas.

Dada la abundancia de estos contenedores de transporte no utilizados, estos se

han convertido en la pieza central de esfuerzos interesantes que permiten su reciclado y

adaptación, según sus dimensiones, en usos alternativos e innovadores. Es posible reciclar

el 98% de la mayoría de los contenedores según el Consejo Mundial del Transporte

marítimo (21). Su utilización en proyectos de diseño alternativo como el presentado en este

TFG permite establecer mecanismos de construcción sencillos, rápidos y flexibles.

3.2.3.1. Pros y contras de modificar contenedores de carga

Hay una variedad de razones por las cuales los ingenieros, arquitectos, diseñadores

y constructores quieren adaptar contenedores para usos alternativos. Estas son las

principales ventajas de construir con contenedores marítimos:

Resistencia y durabilidad: el propósito de un contenedor es transportar

cargas pesadas a través de cualquier entorno y permanecer intacto con sus

productos sin daños y secos en su interior. Su propósito como edificio es similar,

siendo diseñados para durar y proteger completamente a sus ocupantes mejor que

las construcciones tradicionales.

Los contenedores están fabricados en su gran mayoría en acero,

incorporando un soporte que permite manejar muchas capas apiladas sobre ellos y

la elevación de los mismos. Un contenedor independiente puede soportar

terremotos y huracanes con vientos de hasta 160 km/h.

Velocidad: los edificios realizados con contenedores se pueden construir

mucho más rápido que los tradicionales. El trabajo de preparación del sitio puede

realizarse al mismo tiempo que los contenedores se modifican en una instalación,

lo que puede reducir los costes asociados a los plazos de construcción.

Costes: a menudo se dice que una construcción con contenedor es mucho

menos costosa que una construcción tradicional. Esto es cierto en algunos casos,

pero los contenedores que están muy modificados pueden llegar a costar tanto o

incluso más. El costo depende en gran medida de las necesidades de la

construcción. Se está invirtiendo en una estructura que resistirá cualquier elemento

sin excesivos costes de mantenimiento.

Page 41: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

41

Creatividad: los contenedores se pueden apilar verticalmente y juntar

horizontalmente para crear una variedad de planos de planta. El uso de

contenedores también permite futuras expansiones y complementos de más

contenedores como la creación de hospitales móviles modulares.

Si bien no hay muchos inconvenientes en su uso alternativo, hay algunas cosas que deben

tener en cuenta:

Permisos y normativa: dado que los diseños realizados con contenedores

todavía son relativamente nuevos en muchos países, será necesario realizar las

gestiones previas pertinentes para asegurarse que legalmente se puede construir

un contenedor de viviendas, edificios comerciales o de servicios o

establecimientos sanitarios.

No es 100% ecológico: en la mayoría de los casos, para construir de manera

segura una nueva estructura, no se utilizan contenedores viejos. Muchos de estos

contenedores que están fuera de servicio en los puertos tienen daños y desgaste

por los años de uso. Para garantizar la integridad estructural de su construcción,

se necesitarán los contenedores de la más alta calidad que estén disponibles en

el mercado.

3.2.3.2. Alternativas en el uso de contenedores

La reutilización de contenedores de carga en la construcción de entornos habitables

pone en uso un producto no utilizado. Además, la construcción modular de los

contenedores de carga simplifica el proceso de diseño. Al igual que los ladrillos u otro

material de construcción, los contenedores están diseñados según estándares específicos,

permitiendo simplificar los procesos de construcción modular.

Una de las tendencias más singulares y ampliamente utilizada en la reutilización de

contenedores marítimos es el uso de ellos para diseñar viviendas. Los contenedores son

estructuralmente sólidos, asequibles e ideales para su adaptación en viviendas con un

menor impacto ambiental. Fáciles de transportar, se pueden instalar en casi cualquier lugar

y se pueden usar para crear, desde pequeños espacios hasta grandes complejos de

apartamentos capaces de proporcionar viviendas seguras para cientos de personas.

Page 42: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

42

Fig.28. Primera vivienda de portacontenedores del mundo para estudiantes en Ámsterdam.

Fuente: Tempohousing.

Equipos de diseño e ingeniería de todo el mundo han encontrado innumerables

formas de usar estos módulos. Si bien hay cientos de ejemplos de adaptaciones realizadas

con contenedores de carga (23), su diseño y posterior ejecución debe realizarse por un

equipo experimentado en el trabajo con ellos, de lo contrario el proyecto de modificación

podría encarecerse mucho.

Algunos otros ejemplos de uso alternativo de los contenedores de carga puestos en

marcha son:

1. Escuelas: En las partes más pobres del mundo, donde la construcción de un

edificio tradicional para escuelas puede resultar costosa, el uso de

contenedores para las aulas se ha convertido en una solución notable.

2. Restaurantes y cafeterías: El uso de contenedores intermodales reprocesados

como estructuras base para restaurantes y cafeterías se ha convertido en una

tendencia muy de moda en la actualidad.

Fig.29. Cafetería Starbucks en Northglenn, Colorado. Fuente: Starbucks.

3. Hoteles: Los contenedores de carga también han encontrado un nicho

alternativo como estructuras base para hoteles en muchas partes del mundo.

Page 43: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

43

Fig.30. Hotel Snoozebox Stratford de Londres. Fuente: https://snoozebox.com/

4. Tiendas y expositores móviles comerciales. Establecimientos comerciales

versátiles y funcionales.

Fig.31. Expositor-contenedor móvil de IKEA en España. Fuente: Myboxexperience.

5. Oficinas de empresa fijas o temporales de obra.

Fig.32. Oficinas de CBox Coworking en Medellín, Colombia. Fuente: doinsightwork.com

3.2.4. El contenedor marítimo en el ámbito sanitario

Los desastres naturales que han ocurrido durante la última década han demostrado

la necesidad de unidades de emergencia temporales que puedan transportarse y ubicarse

rápidamente. En diciembre de 2004 se generó un sismo de magnitud 9 en la isla de

Sumatra en Indonesia provocando un tsunami que afectó a doce países, causando más de

150.000 muertes y al menos medio millón de heridos (24), dejando a cinco millones de

personas sin hogar o sin acceso adecuado a agua potable, alimentos o servicios básico de

salud. Cuando ocurre un desastre, es vital tener instalaciones médicas portátiles

Page 44: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

44

disponibles. Los contenedores de transporte reutilizados que contienen una variedad de

suministros médicos de emergencia se están volviendo cada vez más comunes en los

planes de preparación para emergencias en todo el mundo, y por una buena razón, la

ingeniería moderna hace que sea fácil y eficiente convertir estas grandes cajas de acero

en instalaciones médicas sanitarias y seguras que pueden transportarse a la escena de un

desastre en cualquier momento.

Dentro de las construcciones de uso médico más utilizadas en la gestión de

desastres en todo el mundo podemos encontrar hospitales, pequeñas clínicas y centros

médicos. Un ejemplo de los mismos es la unidad quirúrgica móvil, MUST, desarrollada en

2018 por Médicos sin Fronteras (25), que permite operar hasta 10 heridos en un día y cuyo

montaje sólo requiere de dos horas. El contenedor de 12 m. de largo está equipado con

depósito de agua, aire acondicionado, luces de emergencia y suelo antibacteriano. Estos

equipos portátiles proporcionan espacio para el tratamiento médico y pueden

complementarse con módulos más pequeños de 20’ para incluir vestuarios, almacenes de

material hospitalario, camas de reanimación quirúrgica, UVIs, equipos de radiología, etc.

Fig.33. Camión-quirófano de Médicos sin Fronteras. Fuente: Médicos sin fronteras

Varios proyectos desarrollados en 2020, entre ellos el proyecto CURA (26), han

permitido la reutilización del contenedor como puestos de test de control o estancias de

aislamiento de enfermos por Covid-19 lo que permite complementar las instalaciones

hospitalarias en momentos de alta demanda.

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45

Fig.34. Puesto de análisis de Test de Covid 19 en contenedor de 20 pies. Fuente: ArchDaily.

El proyecto CURA (26) es una iniciativa internacional de código abierto cuyo

objetivo es crear unidades móviles de emergencia de cuidados intensivos en contenedores

que permite apoyar a las instalaciones de los hospitales en el tratamiento de pacientes de

coronavirus. Las primeras unidades se instalaron en abril de 2020 en el nuevo Hospital de

campaña de Turín. Cada unidad CURA está integrada en un contenedor de 6 m. de largo

y está equipada con un sistema de biocontención de presión negativa. El monitoreo de los

pacientes se puede efectuar a través de las dos ventanas instaladas a ambos lados del

contenedor lo que permite realizarlo de manera más segura para el personal sanitario.

Fig.35. Sistema modular CURA instalado. Fuente: https://curapods.org/

Destacar que las unidades modulares que utilizan contenedores de carga de distinto

tamaño se pueden instalar de manera rápida y eficiente con una interrupción mínima del

servicio.

3.2.4.1. Ventajas del uso de contenedores en entornos sanitarios.

Podemos destacar, entre otras, las siguientes ventajas del uso de contenedores

marítimos de carga como módulos de emergencia sanitarios:

- Gran versatilidad, ya que pueden funcionar como un simple módulo sanitario o

como un hospital modular, debido a su facilidad para poder ser apilados.

- Medidas estandarizadas lo que facilita la labor inicial de diseño de los mismos.

- Facilidad de transporte lo que permite que se puedan trasladar fácilmente a

cualquier lugar mediante distintos medios de transporte (tierra, mar o aire).

- Son económicos en comparación con las construcciones fijas.

- Resistentes, su estructura preparados para aguantar cualquier condición

meteorológica.

- Gran capacidad de carga.

Page 46: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

46

- Diferentes tipos de contenedores que permiten diferentes tipos de distribuciones

para establecimientos sanitarios.

Poder contar con estructuras tan sólidas y móviles para la creación de espacios

sanitarios en tan poco tiempo permite garantizar la ayuda necesaria a quien lo necesite

en el momento adecuado.

3.2.5. El bloque quirúrgico. Especificaciones básicas.

Se define como área quirúrgica de un establecimiento sanitario a “aquella que utiliza

para efectuar un diagnóstico y/o tratamiento, procedimientos quirúrgicos manuales y/o

instrumentales”.

Los quirófanos son espacios que han de poseer un ambiente limpio, con niveles de

confort que permitan el desarrollo de las actividades del personal sanitario, de ahí la

importancia de un perfecto diseño y control. Los parámetros y valores regulados en la

reglamentación sobre el diseño de quirófanos del Ministerio de Sanidad (27) son:

- Humedad <68 %.

- Temperatura: 21 ºC (-1 ºC y + 3 ºC).

- Ventilación mediante la aportación de aire exterior.

- Iluminación: intensa, uniforme, sin reflejos, regulable en intensidad y que no

produzca calor ni sombras. Iluminancia de la lámpara quirúrgica: min. 10000 lux y

máx. 100000 lux sobre el campo quirúrgico.

- Ruido: nivel máx. de 40 dB.

- El movimiento del aire debe ser de la zona limpia a la menos limpia.

- Número de partículas en suspensión.

Estos parámetros, además de afectar al confort, inciden en la asepsia del ambiente,

y en la transmisión aérea de las infecciones que es favorecida por unas inadecuadas

condiciones de humedad o temperatura. Las bacterias, virus y hongos responsables de las

infecciones no se transmiten normalmente por el aire si no, en la mayoría de las ocasiones,

a través de un vehículo de transporte, las partículas sólidas o líquidas en suspensión. En

un quirófano las partículas provienen, en su gran mayoría, del interior, ya que las existentes

en el aire exterior son retenidas antes de penetrar mediante el sistema de filtración, en un

porcentaje próximo al 100%. Las partículas que se encuentran en el interior son aportadas

por el personal de quirófano, por el paciente y por los elementos que se introducen.

Solamente podrían ser eliminadas permitiendo un cambio total de aire, difícil de conseguir

técnicamente, o mediante un proceso de filtrado continuo, parecido al que se produce con

el aire procedente del exterior.

Page 47: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

47

Existen tres tipos de quirófanos según las características del equipamiento del que

disponen reguladas según las normas UNE-EN ISO 14644-1:2016 (28) y UNE

100713:2005 (29). Cuestiones como la complejidad técnica e instrumental de las

intervenciones, la susceptibilidad de los pacientes atendidos y la duración de la

intervención, entre otros aspectos fundamentales que configuran el riesgo de infección,

definen su clasificación:

Clase A (ISO 5). Quirófanos de alta tecnología. Destinados a:

- Trasplantes de órganos.

- Cirugía cardíaca extracorpórea y de aorta.

- Cirugía vascular con implante.

- Cirugía ortopédica con prótesis.

- Neurocirugía.

Clase B (ISO 7). Quirófanos convencionales, de urgencias y de cirugía mayor

ambulatoria. Destinados al resto de intervenciones quirúrgicas no incluidas en la

clase A.

Clase C (ISO 8). Quirófanos de cirugía menor ambulatoria y salas de partos.

Destinados a intervenciones ambulatorias, partos y endoscopias.

La norma UNE‐EN ISO 14644‐1:2016 (30), Salas limpias y locales anexos, cubre la

clasificación de la pureza del aire en salas limpias y ambientes controlados en función del

tamaño de partícula (de 0.1 a 0.5 µm.), definiendo 9 clases (desde ISO 1 a ISO 9). La

norma define el concepto de sala limpia: “Sala en la que la concentración de partículas en

suspensión en el aire posee una gestión específica, y que ha sido construida y es utilizada

para minimizar la introducción, producción y retención de partículas en su interior, y en la

que son gestionados de forma adecuada otros parámetros pertinentes, como la

temperatura, la humedad y la presión”. Puesto que no existen normativas de obligado

cumplimiento que reflejen las condiciones específicas de asepsia y confort que debe tener

un quirófano y que la definición de sala limpia se corresponde con sus necesidades, se

recomienda que los quirófanos tengan la clasificación de clase que indica la norma UNE

100713:2005 (29), Instalaciones de acondicionamiento de aire en hospitales, es decir,

Clase I, áreas de ambiente controlado (tabla 5).

TIPO DE QUIRÓFANO

UNE 100713:2005

UNE-EN ISO 14644-1:2016

DENOMINACIÓN TIPO DE INTERVENCIÓN

A

Clase I

ISO clase 5

Quirófanos con tecnología alta y cirugías especiales

Cirugía cardíaca, vascular, trasplante de órganos, prótesis, etc.

Page 48: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

48

B

Clase I

ISO clase 7

Quirófanos convencionales

Cirugía convencional, de urgencias y el resto de operaciones quirúrgicas.

C

Clase I

ISO clase 8

Quirófanos de cirugía ambulatoria

Cirugía ambulatoria, salas de partos y endoscopias.

Tabla 4. Clasificación de quirófanos según UNE 100713:2005 y UNE 14644-1:2016.

3.3. Disposiciones legales y normativa aplicable

Para la construcción, instalación, puesta en marcha y funcionamiento de este tipo

de instalaciones, así como para la ubicación y funcionamiento de todos los equipos

disponibles, electromédicos o no, se utilizará la siguiente normativa:

ISO 668-2:2020. Series 1 freight containers -- Classification, dimensions and ratings

UNE-EN ISO 10855-1:2018. Contenedores marítimos y dispositivos de elevación

asociados. Parte 1: Diseño, fabricación y marcado de los contenedores marítimos.

Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, Código Técnico de la edificación.

Bloque quirúrgico, estándares y recomendaciones. Ministerio de Sanidad y Política

Social. 2010.

Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Real Decreto 842/2002 del 2 de agosto

de 2002 e Instrucciones Técnicas Complementarias ITC-BT.

Norma UNE-EN 20460-7-710 - Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 7: Reglas

para las instalaciones y emplazamientos específicos. Sección 710: Locales de uso

médico.

Real Decreto 1027/2007 de 20 de Julio por el que se aprueba el Reglamento de

Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE).

Real Decreto 1826/2009 de 27 de noviembre por el que se modifica el Reglamento

de Instalaciones Térmicas en los Edificios.

Real Decreto 238/2013, de 5 de abril, por el que se modifican determinados

artículos e instrucciones técnicas del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los

Edificios, aprobado por Real Decreto 1027/2007.

DB HE, Ahorro de energía, capítulo 2, que hace referencia al vigente Reglamento

de Instalaciones Térmicas en Edificios, relativo a instalaciones de climatización.

DB HS salubridad. Sección HS4: suministro de agua. CTE.

UNE 100713:2005. Instalaciones de acondicionamiento de aire en hospitales.

Recomendación nº 35 de mayo de 2018 de la Agencia de calidad sanitaria de

Andalucía sobre Bioseguridad ambiental en quirófanos.

UNE 100012-2005: Higienización de sistemas de climatización.

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49

ISO 14644-1:2016: Salas limpias y locales anexos.

Serie UNE-EN 60601-2. Equipos electro médicos.

Instalaciones de protección contra incendios. Real Decreto 513/2017.

Real Decreto 2060/2008, de 12 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento

de equipos a presión y sus instrucciones técnicas complementarias.

Real Decreto 656/2017, de 23 de junio, por el que se aprueba el Reglamento de

Almacenamiento de Productos Químicos y sus Instrucciones Técnicas

Complementarias.

UNE-EN ISO 7396-1:2016 Sistemas de canalización de gases medicinales. Parte

1: Sistemas de canalización para gases medicinales comprimidos y de vacío.

UNE-EN ISO 7396-2:2007 Sistemas de canalización de gases medicinales. Parte

2: Sistemas finales de evacuación de gases anestésicos.

UNE-EN ISO 21969:2010. Conexiones flexibles de alta presión para utilización con

sistemas de gases medicinales.

Real Decreto 486/1997, de 14 de abril, BOE de 23/04/1997, por el que se

establecen las condiciones mínimas de Seguridad y Salud en los lugares de trabajo.

3.4. Análisis de soluciones

3.4.1. Elección del contenedor marítimo

Una vez estudiadas las diferentes opciones que podemos llegar a encontrar en el

mercado, y teniendo en cuenta el objetivo propuesto en este proyecto, se ha decidido optar

por un contenedor nuevo ISO standard Dry Van High Cube de 40 pies (12.192 m.). La

elección en un solo contenedor permite unificar en un solo espacio la unidad proyectada y

al mismo tiempo facilita la practicidad en su transporte.

La solución propuesta ofrece varias ventajas, entre las cuales se encuentran:

mayor altura habitable y de diseño como punto importante a tener en cuenta. El

contenedor High Cube de 40’ (2,70 m. de altura interna) permite una altura habitable

según el CTE de 2.50 m., lo que facilita el diseño y distribución de las infraestructuras

necesarias para el correcto funcionamiento del módulo sanitario.

posibilidad de una futura ampliación del sistema con la incorporación de otros módulos

sanitarios estandarizados destinados a complementar la unidad quirúrgica diseñada

(por ejemplo, una unidad diseñada para sala de recuperación y unidad de cuidados

intensivos y al mismo tiempo que sirva de almacén de material necesario, así como

vestuarios y baños del personal sanitario).

facilidad de transporte al área requerida por vía terrestre o marítima.

Page 50: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

50

capacidad de ser reutilizable en otras áreas con pequeñas modificaciones en su

distribución.

el contenedor Dry Van tiene un cierre hermético y está preparado para el transporte de

maquinaria y mobiliario.

aunque el precio de un contenedor nuevo (3200 €) es superior al precio de uno usado

(1650 €), su vida útil es mayor, sobre todo teniendo en cuenta que sería necesario

reparar los posibles daños del contenedor usado debido a los años de servicio lo que

incrementaría su precio final (golpes, grietas, corrosiones, pintura).

Fig.36. Dimensiones del contenedor marítimo High Cube 40’ seleccionado.

3.4.2. Transporte y acceso al bloque quirúrgico.

Para el transporte terrestre del contenedor sanitario se utilizará un semirremolque

portacontenedor equipado con bandeja inclinada y plataforma elevadora recogida debajo

del chasis para permitir la carga y descarga tanto del contenedor marítimo como de material

sanitario y camillas con enfermos. El semirremolque estará dotado de apoyos de

desacoplamiento según se muestra en la figura 37.

Page 51: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

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Fig.37. Chasis portacontenedor con plataforma elevadora. Fuentes: www.lecitrailer.es

La plataforma elevadora hidráulica incluida en el semirremolque para acceso al

contenedor tendrá una capacidad de carga de 1500 Kg. Esta será plegada y desplegada

de forma hidráulica con unas dimensiones en extensión de 2.40 m. x 2 m. (figura 38)

permitiendo el acceso de las camillas con el paciente hasta el nivel del bloque quirúrgico.

Otra opción de acceso, si la situación de emergencia lo requiere, podría ser el uso de

rampas cuyo transporte y sujeción podría realizarse en los laterales del contenedor.

Page 52: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

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Fig.38. Plataforma elevadora con accionamiento hidráulico. Fuente: www.cargobull.es

En el caso de que el contenedor deba instalarse a nivel del terreno (figura 39), éste

deberá estar convenientemente nivelado colocándose twistlock de montaje en suelo en el

contenedor. El semirremolque con bandeja inclinada es una opción excelente y rentable

para depositar el contenedor en el suelo, donde el acceso y el espacio no están

estrictamente limitados. En este método, la bandeja del camión se eleva desde la cabina,

lo que permite que el contenedor se deslice de manera controlada y segura lentamente

hasta que el borde trasero esté en el suelo. Luego, el camión avanza y el contenedor

permanece estacionario, y continúa deslizándose suavemente hacia abajo por la bandeja

del camión hasta que se descarga por completo.

Los twistlock montados en el contenedor poseen una base plana que permite que los

contenedores marítimos sean asegurados en los buques portacontenedores, así como su

instalación sobre terrenos planos o atornillada a bases hormigonadas. La figura 39

muestra las dimensiones de los mismos y los detalles de su acople en el contenedor.

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Fig.39. Twistlock de base plana. Dimensiones (a) y montaje (b).

3.4.3. Diseño y distribución del módulo quirúrgico

Se deben de realizar una serie de modificaciones del contenedor original para

adecuarlo a las recomendaciones sobre bloques quirúrgicos del Ministerio de Sanidad (27)

con el objetivo de darle un uso sanitario. Las modificaciones que se han realizado son las

siguientes:

Se ha tratado todo el contenedor, tanto la chapa como la estructura metálica con

una pintura de protección y un recubrimiento interno anti condensación con base

agua (Grafotherm) y que permite complementar el sistema de aislamiento principal.

Se han realizado aberturas en el frontal posterior eliminando una cantidad de chapa

metálica para poder instalar una unidad de climatización (bomba de calor/aire

acondicionado), así como otras dos aberturas para colocar dos puertas enrollables

de acceso al grupo electrógeno y a la sala de gases y depósito de agua. Las dos

salas contarán con sendas rejillas de ventilación. Una abertura en el lateral del

contenedor permitirá la colocación de una puerta de acceso al área intermedia del

bloque quirúrgico.

Se ha aislado internamente el contenedor mediante paneles de aislamiento

reflectantes.

Page 54: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

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Se ha diseñado una distribución interior acorde con las recomendaciones sobre

bloques quirúrgicos, dotándole de espacios internos delimitados: zona de entrada

de clasificación y espera, zona limpia, bloque quirúrgico y zona de instalaciones.

Para ello se realizó una visita in situ al bloque quirúrgico del Hospital Universitario

San Agustín de Linares (Jaén) lo que nos permitió darnos una idea lo más

aproximada posible a la realidad del diseño a ejecutar. Se han tenido en cuenta las

recomendaciones realizadas por personal sanitario del área quirúrgica y personal

técnico del área de mantenimiento del mismo, así como recomendaciones técnicas

de empresas de fabricación de carrozados de vehículos especiales como Tecnove

o Rodríguez López SAU.

Se ha diseñado y calculado la instalación eléctrica y de iluminación de la unidad

móvil mediante suministro a través de grupo electrógeno. Se diseñó un equipo de

baterías autónomas para el suministro de emergencia, lo que permite contar con

una autonomía de 2 h. en caso de fallo del suministro principal.

Se ha dotado al contenedor de un sistema de suministro de gases medicinales

(oxígeno, aire medicinal y gas anestésico –protóxido de nitrógeno-) en espacio

independiente, teniendo en cuenta la normativa de aplicación en vigor y las

recomendaciones recogidas a través de la ingeniería de la empresa Carburos

Médica. Para el sistema de extracción de fluidos se utilizará una bomba de succión

eléctrica portátil.

Se ha climatizado mediante equipos Split cada una de las dependencias

especificadas en la propuesta de distribución de espacios realizada.

El sistema de extinción de incendios se ha realizado mediante la colocación de

extintores en polvo en cada una de las dependencias del módulo, así como en los

locales anexos de instalaciones.

El suministro de agua potable para el lavado de manos y de instrumental quirúrgico

se realizará mediante la colocación de dos lavamanos de pie portátiles autónomos

en previsión de falta de suministro de agua, desagües o red eléctrica en el lugar de

actuación. Funciona mediante pulsador hidráulico. Dispondrán de depósito de agua

limpia de 10 l. y depósito de agua sucia, así como dispensador de jabón y tisúes.

Cuatro bidones de almacenamiento de agua de 50 l. situados en local anexo

compondrán la reserva de agua para su llenado.

No existiendo normativa específica referida a quirófanos móviles de emergencias,

se ha utilizado para su diseño, en la medida de lo posible, y en particular para la distribución

y equipamiento de espacios, normativas sobre áreas de cirugía en establecimientos

sanitarios convencionales, así como las recomendaciones efectuadas por personal

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sanitario y de mantenimiento hospitalario y de empresas fabricantes de equipos móviles

sanitarios, priorizando la funcionalidad del módulo y la seguridad del personal y del

paciente. Como se ha indicado anteriormente se realizó una visita al bloque quirúrgico del

Hospital San Agustín de Linares.

En el presente TFG se ha diseñado un quirófano de urgencias, tipo B (según UNE

100713:2005), dedicado a intervenciones de emergencia y preparado para cirugía general

ante cualquier tipo de situación que se presente. Este tipo de intervenciones se

caracterizan por ser impredecibles, tanto en el horario de atención como en la gravedad

del paciente. Por ello, la principal característica es la poca programación disponible. Una

emergencia puede ocurrir en cualquier lugar y en cualquier momento. El trabajo de la

unidad de urgencia es ofrecer, en todo momento, quirófano y personal suficiente y

cualificado para atender a los pacientes. Esta primera característica tiene como resultado

disponer de períodos de tiempo con poca actividad quirúrgica y otros en los que, por el

contrario, la carga de trabajo es elevada. Este condicionante se une a que la gravedad de

las heridas del paciente también es ignorada ya que, en un quirófano de urgencias se

pueden realizar, tanto intervenciones complicadas y difíciles de curar, como intervenciones

habituales y fáciles de tratar. Por esta razón, el quirófano debe estar provisto del equipo

más general posible con la finalidad de poder ser empleado en cualquier situación. En el

caso de que sea una operación avanzada, el quirófano deberá poder estabilizar al paciente

a la espera de ser trasladado a un hospital o módulo más cercano con mejor equipamiento.

Una vez elegido el tipo de quirófano que se desea implementar, se procede a la

distribución del espacio necesario para el desarrollo de las funciones de asistencia de

urgencia y al análisis del equipamiento del mismo. La estructura que compone el

contenedor adaptado a un módulo sanitario constará con las siguientes zonas (figura 40):

Sala de recepción y valoración: lugar donde se recibirá al paciente y donde se

valorará su estado, decidiendo dejarlo en la misma sala para su estabilización o el

traslado directo al quirófano, según el criterio de los médicos responsables.

Cuarto limpio y almacén: zona de almacenamiento de todo el material estéril y

medicamentos necesarios para el área de cirugía. Además, cuenta con todo lo

necesario para el lavado de los sanitarios antes de entrar en el quirófano. En ella

se instalarán los cuadros de control necesarios para el funcionamiento de las

instalaciones que dan servicio al módulo quirúrgico.

Pasillo de transferencia: corredor que sirve de traspaso del paciente desde la sala

de recepción hasta el quirófano. Ambas entradas conectadas con puertas

herméticas batientes.

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Sala quirúrgica: área donde se realiza la actividad quirúrgica a los pacientes. Los

sanitarios y los pacientes siempre deben acceder con la vestimenta que proceda

para mantener la asepsia.

Anexo de instalaciones: espacio en el que se ubican los gases medicinales, grupo

electrógeno y demás instalaciones que hacen posible el funcionamiento del módulo.

Las paredes de los locales contendrán rejillas de ventilación que permitan la

ventilación del local y la eliminación de los posibles gases acumulados, así como

disipar el ruido que pudiese originarse en el interior. Para su acceso se realizarán

sendas aberturas en la parte lateral frontal y posterior del contenedor según se

especifica en el plano 7. La figura 40 muestra la distribución de espacios y de

equipamiento proyectado.

Fig.40. Distribución de espacios y equipamiento en el módulo quirúrgico.

El sistema de pasillos debe facilitar una circulación sencilla y económica. De todas

las posibilidades, un sistema de pasillo único es generalmente la solución más simple y

económica. La disposición de los espacios se realizará de tal manera que los circuitos de

limpio y sucio no se crucen nunca. La figura 41 muestra las distintas posibilidades de diseño

en la distribución de pasillos de un quirófano.

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Fig.41. Sistemas de pasillo en quirófanos.

Es recomendable que el tránsito entre áreas limpias/sucias se realicen a través de

esclusas o compuertas, asegurando que no se puedan abrir simultáneamente las de

entrada y salida. El número de aberturas entre espacios de diferentes zonas se debería

minimizar en la medida de lo posible. En este sentido, es recomendable disponer de un

único acceso al área quirúrgica. La distribución de las dependencias del área quirúrgica

debe estar diseñada de forma que se acceda desde las zonas menos limpias a las más

limpias. Se debe disponer de unas instrucciones permanentes de funcionamiento de

acuerdo con el planteamiento adoptado. La evacuación del material sucio al exterior del

área no deberá influir en las condiciones de máxima asepsia y se realizará sin cruzar las

áreas limpias.

El equipamiento necesario para el área quirúrgica será el siguiente:

- Mesa quirúrgica.

Fig.42. Mesa quirúrgica.

- Carro de anestesia, compuesto por:

Respirador artificial.

Capnógrafo para la medición de la concentración de CO2 durante un ciclo

respiratorio.

Pulsioxímetro que mide la saturación de Oxígeno de la sangre.

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Vaporizador que permite el control de las dosis de anestésicos.

Tensiómetro electrónico.

Fig.43. Carro de anestesia.

- Aspirador eléctrico portátil para recolectar los líquidos aspirados en la intervención

quirúrgica.

Fig.44. Aspirador eléctrico.

- Bisturí eléctrico.

Fig.45. Bisturí eléctrico

- Desfibrilador.

- Bomba de infusión de medicamentos.

- Lámpara quirúrgica.

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Fig.46. Lámpara LED de quirófano

- Eco-Transductor portátil con conexión a dispositivos móviles.

Fig.47. Eco-Transductor portátil

- Esterilizador médico de mesa para cirugía con carga frontal.

Fig.48. Esterilizador médico de mesa

- Negatoscopio para la lectura de radiografías.

- Instrumental quirúrgico.

- Portasueros, cubetas, sillas, taburetes y mobiliario de instrumental quirúrgico.

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Fig.49. Distintas mesas y taburetes de quirófano.

La sujeción del equipamiento durante el transporte del contenedor es de

primordial importancia ya que cualquier movimiento brusco podría dañarlos. El uso de

correas de amarre y cinchas textiles es el método más utilizado para el amarre de cargas

en contenedores permitiendo un agarre de gran resistencia. Sus dimensiones

dependerán del equipamiento móvil a sujetar (carga voluminosa, amarre de barras, patas,

etc.).

Fig.50. Correa de amarre con hebilla y cincha de trincaje con carraca.

El equipamiento fijo puede ser inmovilizado a la pared del contenedor mediante

soportes y tornillos de sujeción según muestra la figura 51. La altura de amarre variará en

función del volumen y altura del equipo a inmovilizar. Las escaleras de acceso del personal

al bloque se fijarán en el lateral exterior del contenedor.

Fig.51. Anclaje mediante cinchas de los equipos de quirófano.

Page 61: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

61

Al igual que en un hospital, las instalaciones proporcionan las condiciones

medioambientales, la energía y los fluidos necesarios para desarrollar la actividad para la

que el edificio fue diseñado. La propia actividad sanitaria hace que los sistemas de

instalaciones deben ser diseñados con requerimientos muy específicos: seguridad del

paciente, control de infecciones, seguridad de suministro, etc. Además, en las zonas de

uso crítico de un hospital, en las cuales se sitúa el bloque quirúrgico, las exigencias en

cuanto al funcionamiento de las instalaciones son máximas. Aquí, el funcionamiento, en la

mayoría de los casos debe de ser continuo, sin interrupciones, y con unas garantías de

funcionamiento del 100% ya que un mal funcionamiento de ellas puede poner en riesgo la

seguridad y la salud tanto del paciente como de los trabajadores. Por lo tanto, se debe

poner especial énfasis en el diseño, en la ejecución, en la puesta en marcha y en el

mantenimiento de las instalaciones necesarias (tratamiento exterior e interior, aislamiento

tanto térmico como sonoro, electricidad e iluminación, gases medicinales, aire

acondicionado, ventilación y sistema de extinción de incendios).

3.4.4. Modificaciones estructurales del contenedor sanitario

3.4.4.1. Cortes y huecos en el contenedor.

Las dimensiones de los huecos a realizar en el contenedor vendrán determinadas

por las dimensiones de las puertas normalizadas, así como por la anchura y altura de los

refuerzos de acero que estas deberán llevar. Se realizarán dos aberturas en el lateral frontal

del contenedor, una para colocar una puerta que permita el acceso mediante escalera

metálica a la zona intermedia del contenedor y otra para colocar una puerta enrollable que

de acceso a la zona de instalaciones donde se localiza el grupo electrógeno. Otra abertura

a realizar en el lateral posterior del contenedor dará acceso a la zona de instalaciones de

gases medicinales y agua potable. Se dotarán de rejillas de ventilación a los dos espacios

destinados a instalaciones, tanto al de localización del grupo electrógeno como al de

suministro de gases. Para realizar las aberturas se deberán tener en cuenta algunas

consideraciones:

Dejar siempre al menos 10 cm. de chapa en la parte superior a modo de dintel.

No es aconsejable abrir huecos de grandes dimensiones.

La mejor zona para realizar aberturas en un contenedor son las paredes con mayor

longitud, en este caso los laterales, tanto el frontal como el posterior. Los puntos más

débiles son los extremos donde se sitúan las puertas.

Se deberá reforzar el perímetro de los huecos con tubos rectangulares de acero de

50x30x2.5 mm soldados con electrodo de acero corten de 2.5 mm de espesor, lo que

permitirá reforzar la estructura, permitiendo más estabilidad y consistencia a la

estructura y facilitando la posterior colocación de las puertas. Se fijarán al contenedor

Page 62: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

62

mediante soldadura por arco con electrodo de acero corten, realizándose cada 25 mm

del perfil según norma UNE 2560:2010. Para sellar los cortes se utilizará un cordón de

espuma de polietileno resistente a la humedad.

Serán necesarios 6 perfiles de 2080 mm (corte de 45 grados en uno de los

extremos) • 4 perfiles de 890 mm (corte de 45 grados en los extremos) • 2 perfiles de

1720 mm (corte de 45 grados en los extremos).

La figura 52.a) muestra las características técnicas del perfil rectangular a utilizar

para reforzar la estructura en los cortes realizados para la inclusión de las puertas de

acceso, así como las dimensiones de los cortes a realizar en la chapa del contenedor.

Corte lateral para puerta de acceso al módulo y a local de gases

Altura

Altura Puerta = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 + 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 𝐴

A𝑙tP = 2050 + 30 = 2080 𝑚𝑚

Anchura

Anchura Puerta = 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 + 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟

𝐴𝑛cP = 830 + 2(30) = 890 𝑚𝑚

Corte lateral para puerta de acceso a local de grupo electrógeno

Altura

Altura Puerta= 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 + 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 𝐴

A𝑙tP = 2030 + 30 = 2080 𝑚𝑚

Anchura

Anchura Puerta = 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎 + 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟

𝐴𝑛tP = 1660 + 2(60) = 1720 𝑚

a)

Page 63: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

63

b)

c)

Fig.52. Detalles de los cortes y aberturas en chapa del contenedor: a) características técnicas del

tubo estructural de refuerzo en cortes de chapa, b) dimensiones y aberturas para puertas de

entrada a antesala de quirófano y local destinado a gases medicinales y c) dimensiones de corte y

abertura de puerta enrollable para acceso a zona de instalaciones del grupo electrógeno.

3.4.4.2. Tabiques interiores.

Los tabiques interiores estarán diseñados mediante sistemas ligeros y no portantes

(no realizan ninguna función portante en la estructura del contenedor) y estarán formados

por una estructura metálica de acero galvanizado de montantes y railes (cuya función es la

Page 64: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

64

de ser soporte de las placas plywood y absorber los esfuerzos a los que se pueda ser

sometido el tabique) y por placas tipo plywood que se atornillan por una o ambas caras. En

la cámara interior se incorporará un aislante de espuma de poliuretano.

Estructura metálica

La estructura metálica está formada por perfiles metálicos en U de 50 mm de

anchura nominal y un espesor de 0.60 mm para montantes (elementos verticales que se

encajan entre los raíles) y 0.55 mm para raíles (elementos horizontales que se fijan al suelo

como al techo). Para la elección del tipo de perfil se ha tenido en cuenta las

recomendaciones del fabricante de perfiles Placo. Esta está en función de la altura del

tabique a construir, en nuestro caso, 2.50 m.

Fig.53. Sistema de montaje de la estructura metálica en tabiques interiores

Este tipo de material es ligero y más resistente a la humedad, a proliferación de

microorganismos perjudiciales en ambientes sanitarios y al fuego, además de que requiere

un menor trabajo de corte y manipulación, obteniendo resultados con un menor coste de

instalación.

Page 65: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

65

Fig. 54. Tabiquería interior. Montaje y dimensiones.

Según el fabricante, la distancia entre ejes de montantes, será como máxima de

600 mm. La distancia entre tornillos de fijación de las placas de plywood a los montantes

no debe ser superior a 250 mm.

La figura 55 muestra la distribución del entramado estructural del techo que permite

dotar de espacio para la distribución de tuberías de gases y cableado de suministro

eléctrico. Las placas se sujetarán mediante perfilaría metálica con sección en T de24x38

mm invertida en cuyas aletas descansan los bordes de las placas plywood. La perfilería se

sujetará al techo del contenedor mediante varilla roscadas. Se preverán cuelgues

adicionales para el sustento de las cargas adicionales (iluminación, ventilación, etc).

Fig.55. Distribución estructural en puertas y techo.

La figura 56 muestra los detalles de huecos para distribución de cableado, tuberías

y mecanismos de conexión en los perfiles en laterales de contenedor y tabiquería interior.

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66

Fig.56. Montaje de puertas e instalaciones en cámara entre perfiles.

3.4.4.3. Aislamiento térmico y acústico.

A la hora de aislar el módulo quirúrgico hay que tener en cuenta algunas

desventajas evidentes en el proceso de convertirlo en un espacio habitable. Por ejemplo,

el hecho de que la chapa plegada de acero Corten tenga elevada conductividad térmica

(50 W/(m K)), densidad de material y calor específico (600 J/kg K), obliga a un cuidadoso

aislamiento térmico/acústico (31), ya que cuando le incide mucha radiación solar, el

contenedor se sobrecalienta muy rápido y al revés, cuando no hay radiación, se enfría muy

rápidamente también. Además, como la chapa plegada es impermeable no posibilita la

“respiración” del habitáculo, lo que puede originar condensaciones en el interior, obligando

a una cuidadosa renovación del aire por ventilación.

Para evitar dicho inconveniente, en primer lugar, se ha tratado el interior del

contenedor con una imprimación de Grafo-therm. Este tipo de tratamiento permite evitar la

condensación interior que produce condiciones ideales para el crecimiento de moho

permitiendo asimismo la reflexión de la luz y disminuyendo el sonido reverberante. El

revestimiento Grafo-therm es una solución simple en aerosol que absorbe la humedad en

la superficie.

Fig.57. Capa de Grafotherm (blanco) aplicada sobre chapa de contenedor (gris).

Page 67: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

67

Para poder seleccionar que aislante térmico usar en el diseño, será necesario un

análisis de las diferentes opciones que se ofertan en el mercado:

3.4.4.3.1. Tipos de aislantes térmicos

Aislamiento mineral

Las lanas minerales son entrelazados de filamentos inorgánicos que son

aglutinados con resinas, lo que lo convierte en un material flexible capaz de aislar térmica

y acústicamente. La norma UNE EN 14303:2017 especifica las prestaciones y los ensayos

de calidad a los que son sometidos. En el mercado se encuentran en forma de mantas,

rollos, paneles, etc.

Es considerado de buena conductividad térmica debido a la porosidad abierta de la

lana mineral y por sus bajas conductividades térmicas de entre 0,042 y 0,032 W/(m K). Su

otra característica resaltable, el aislamiento acústico, se consigue gracias a su estructura

abierta, ordenada, elástica y de naturaleza filamentosa que hace que las ondas sonoras

sean amortiguadas cuando penetran en la lana mineral.

Fig. 58. Aislamiento mineral.

Aislamiento reflectante

Se trata de un material muy ligero con poco espesor que se compone de varias

capas de reflectante y guata. Es el más indicado contra el frío y entre sus características

destacan sus propiedades anti alergénicas, además de ser insensible a la humedad y al

agua. Tiene un muy bajo coeficiente de conductividad (λ=0,025) a pesar de sus pequeños

espesores, de entre 4 y 30 mm, y una gran resistencia térmica.

Es de fácil aplicación ya que se adhiere con facilidad a cualquier superficie con

grapas. Además, son eficaces gracias a su gran durabilidad, ya que no pierden

propiedades con el paso del tiempo y no necesitan de un mantenimiento constante.

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68

Fig. 59. Aislamiento reflectante.

Existen dos tipos en el mercado, los aislantes multicapa (figura 60) y los aislantes

en base de burbuja (figura 61), diferenciados principalmente en la composición y el tamaño

que ocupan.

Fig. 60. Aislante multicapa

Fig. 61. Aislante de envase burbuja.

Aislante sintético

Compuestos por materiales sintéticos, polímeros que proceden del petróleo. Su

gran ventaja reside en lo económicos que son, además de su capacidad de aislante

térmico. Al combinarlo con otros materiales, también dispone de aislamiento acústico.

Dentro de este grupo se encuentran tres tipos:

Page 69: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

69

- Poliestireno expandido (EPS)

Es un material muy denso, con una baja conductividad térmica (0,037 W/(m K)) y

que no requiere de un gran grosor para ofrecer un buen aislamiento. Se encuentra en forma

de panel o placa de distintos grosores.

Fig. 62. Aislante poliestireno expandido

- Poliestireno extruido (XPS)

Se trata de un material de características parecidas al EPS, pero con el añadido de

que es impermeable. Además de ser capaz de resistir la humedad, también aguanta mucho

peso sin deformarse, tiene una baja conductividad térmica (entre 0,033 y 0,036 W/(m K)) y

al tener una densidad alta, sus placas son muy delgadas y ocupan poco espacio. Se puede

adquirir en forma de paneles con cantos escalonados para facilitar su instalación.

Fig.63. Poliestireno extruido

- Poliuretano (PUR)

A diferencia de los anteriores aislantes sintéticos, el poliuretano presenta un mayor

rendimiento térmico (0,022 W/(m K)), y aunque existe en forma de placas, suele ser más

común adquirirlo en forma de espuma expansiva. Por lo tanto, existe la posibilidad de su

uso como planchas rígidas o como relleno en zonas de menores dimensiones.

Page 70: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

70

Fig. 64. Poliuretano.

Una vez valorados los distintos tipos de contenedores se decide que el núcleo

central del aislamiento del contenedor en paredes y techo será un aislante de placas de

espuma de poliuretano (normalizados según UNE 14509) de 50 mm. con refuerzos para

anclaje del equipamiento. La elección de estos está determinada por su gran capacidad

aislante, teniendo un coeficiente de conductividad térmica inferior a 0.025 W/m K. está

protegido por una lámina metálica que impide la degradación de la conductividad térmica

en el tiempo. Además, posee una baja densidad, que oscila entre 9 y 20 kg/m2. Su bajo

peso y su buen comportamiento a flexión lo hace idóneo en caso de movimientos incluso

sísmicos. Son capaces de soportar su propia carga, permitiendo que la estructura sea muy

liviana. Tiene un buen comportamiento ante el fuego, siendo estanco frente a la humedad

y al aire. Al ser un elemento prefabricado y auto portante reduce considerablemente su

instalación, haciendo el proceso más económico y medioambientalmente eficiente.

Los paneles del cerramiento exterior, techo y laterales son tipo plywood de 20 mm

de espesor compuesto por superficie exterior de poliéster reforzado con fibra de vidrio de

2 mm y núcleo rígido de madera pegado con adhesivo bi-componente de base de

poliuretano (figura 65). El panel, antibacteriano, posee una gran resistencia frente a

impactos. Su uso, según fabricantes de carrocerías, está destinado a vehículos de más de

12 toneladas de MMA, como es nuestro caso.

Fig.65. Componentes del panel Plywood.

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71

La composición final de las paredes laterales, frontal y techos del contenedor

sanitario es la mostrada en la siguiente figura:

Fig.66. a) Elementos del aislamiento del interior del contenedor y b) panel plywood instalado.

3.4.4.4. Puertas.

Para las puertas de acceso intermedio al módulo y de acceso a la zona de

almacenamiento de gases medicinales se colocará una puerta de chapa de acero corten

del mismo espesor que el contenedor y con dimensiones 82.5x208 cm. de una hoja (ver

figura 60). Las puertas interiores de separación de estancias internas serán de PVC de

82.5x208 cm de una sola hoja suficientes para permitir el paso de una persona y la camilla.

Fig.67. Puerta de acceso a la zona de almacenamiento de gases del contenedor

La puerta de acceso al local del grupo electrógeno, de dimensiones 170x208 cm.,

será del tipo enrollable de aluminio. Esto permitirá que tanto el acceso como la carga y

descarga de equipamiento sea más fácil y segura (figura 61).

Page 72: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

72

Fig.68. Puerta enrollable para acceso a grupo electrógeno.

En el caso de la puerta del quirófano, esta será estanca, enrasada por ambas caras

y en el suelo para permitir el paso de carros y camillas con aislamiento térmico y acústico

mediante panel sándwich de poliestireno extruido dotada de mirilla de doble vidrio enrasado

por ambas caras y manilla de acero inoxidable (figura 62).

Fig.69. Puerta estanca de acceso al quirófano.

3.4.4.5. Suelos.

El suelo del contenedor es de madera de 28 mm de espesor. Para cumplir los

estándares de higiene que garanticen el control de infecciones y la facilidad de limpieza y

mantenimiento se instalará en todo el contenedor, a excepción del quirófano, un suelo

vinílico de 2 mm de espesor que posea superficies selladas y el menor número de juntas,

además de poseer una excelente resistencia a las manchas, así como a la abrasión por

productos químicos y al desgaste. Será antideslizante y deberá cumplir con las

especificaciones de la norma ISO 10581. Para su colocación mediante adhesivo, el suelo

de madera deberá estar limpio, seco y libre de grietas y un contenido en humedad de un

máximo del 8%.

En el caso del quirófano el suelo será un pavimento vinílico con propiedades

conductoras de la electricidad estática y su resistencia de aislamiento no deberá exceder

Page 73: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

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de 1 MΩ según se especifica en la ICT-BT 38 del vigente Reglamento Electrotécnico de

Baja Tensión, lo que reducirá el riesgo de fallos en los equipos utilizados. El suelo estará

conectado a tierra mediante adhesivo conductivo. La conexión a tierra se obtiene mediante

tiras de cobre subyacentes (figura 63). Se debe asegurar que el revestimiento del suelo

haga un buen contacto con el adhesivo y que todo el aire sea expulsado. La soldadura de

las juntas se hará en caliente.

Fig.70. Conexión a tierra del suelo vinílico conductor del quirófano.

Una vez acabados los trabajos estructurales e integradas las distintas infraestructuras que

dan servicio al contenedor sanitario y que se detallarán en el capítulo siguiente, se debe proceder

previa retirada de todo tipo de material sobrante, a un tratamiento de desinfección tanto

exterior como interior mediante el rociado de las superficies, desde la superior a la inferior,

con solución desinfectante compuesta de 20 ml de hipoclorito sódico en 1 L de agua o

Etanol al 70%.

3.4.5. Instalaciones

3.4.5.1. Ventilación y filtración de aire

La norma UNE 100713:2005 clasifica, como ya ha sido explicado, a los quirófanos

como áreas de clase I, que consisten en locales que tienen altas exigencias en cuanto a la

presencia de gérmenes en su interior. Los quirófanos son salas que deben tener un

ambiente limpio y un nivel de confort que sea adecuado para que se desarrollen

operaciones con éxito, es por ello que se debe tener cuidado a la hora de diseñar este

apartado y controlar los siguientes parámetros:

- Humedad

- Temperaturas

- Ruido

- Presión

- Velocidad del aire

- Partículas en el aire

- Ventilación

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74

Todos estos parámetros mencionados son relevantes, debido a la necesidad de

asepsia en estas salas. El control de la humedad, temperatura y partículas en el aire nos

permite evitar que las bacterias, virus y hongos no se transmitan al no disponer de un medio

sólido o líquido por el que transmitirse.

En aspectos como la temperatura, la norma ya mencionada anteriormente,

establece un valor máximo de 26 º C y un mínimo de 22 º C para esta área que estamos

estudiando. Mientras que la humedad relativa no debe oscilar entre valores distintos de

55% y 45%.

El sistema de difusión de aire que se recomienda es el flujo turbulento. Como

mínimo un caudal de recirculación de 25 movimientos / hora, de los que 1200 m3 / h deben

ser del aire exterior y cumplirá lo siguiente:

- El aire será únicamente del quirófano, por lo que existirá un sistema de tratamiento

del aire único.

- Tiene que haber un control microbiológico

- El aire que recircule debe ser tratado al igual que aire exterior por el mismo

climatizador.

- El aire tendrá una velocidad de entre 0,2 y 0,3 m / s.

Una vez se tienen en cuenta todos estos requisitos, el equipamiento escogido para

una adecuada ventilación en el área quirúrgica es la unidad de techo para

descontaminación de aire PLASMAIR C2010, la cual dispone de las siguientes

características:

- Utiliza tecnología HEPA-MD

- Capacidad de destrucción de microorganismos

- Dispone de filtración de alta eficiencia

- Es silencioso

- Funciona mediante control remoto

- Fácil instalación en el techo y no ocupa espacio

Esta unidad permite hacer una descontaminación constante del aire mediante sus

filtros de alta eficiencia HEPA, que previamente ha sido tratado en los filtros del

climatizador. Con ello, se consigue eliminar cualquier tipo de contaminante que pueda

llegar desde otras habitaciones mediante el movimiento del personal o del paciente de unas

habitaciones a otras o al exterior y, además, evitar que existan agentes nocivos para el

paciente que se encuentre en medio de una operación.

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Estas son las características técnicas de la unidad de descontaminación PLASMAIR

C2010:

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

Energía 80 - 230 V 50 / 60 Hz

Suministro de electricidad máxima 120 VA / 64 W

Protección eléctrica Aislado con cable de corriente Ph + N interruptor bipolar con

fusibles

Flujo volumen por hora 3 configuraciones de ventilación: 400 - 600 - 800 m³ / h

Nivel del sonido a 1 m de altura a 1 m desde el plano del dispositivo

400 m³/ h - 37 dB(A)

600 m³/ h - 43 dB(A)

800 m³/ h - 49 dB(A)

Capacidad de tratamiento de aire (volumen del cuarto)

Potencialmente todos los volúmenes teniendo en cuenta el grado de eficiencia deseada

Eficiencia de filtración de aerosol a 600 m³/h (filtro y reactor nuevos)

> 99 % Partículas ≥ Ø 0.5 μm

Destrucción de microorganismos Si, con Tecnología HEPA-MD ®

Clase de limpieza microbiológica M10 desde 12 ACH

Clase de limpieza de partículas ISO 7 desde 12 ACH

Cinética de descontaminación CP0.515 a 12 ACH CP0.510 a 18 ACH

Protección sólido/líquido IP30

Dimensiones totales Longitud máxima 1,470 x Diámetro 1,250 x Altura 260 mm

Peso 59 kg ( Adicional a la placa de soporte de 3.7 kg )

Condiciones ambientales de operación

Temperatura +5 °C a +35 °C

Humedad relativa < 95 % no condensante

Condiciones ambientales de almacenamiento

Temperatura 0 °C a 45 °C

Humedad relativa 20 % a 90 %

Polvo < 1 mg/m³

Tabla 5. Características de la unidad de descontaminación.

La figura 64 muestra el proceso de descontaminación. Consiste en el paso del aire

de la habitación por el orificio de entrada indicado que lo transporta hacia el filtro de alta

eficiencia, cuya efectividad se encuentra en más de un 99%. Una vez filtrado, se recircula

el aire limpio al local.

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Fig.71. Equipo de ventilación y filtrado de aire Plasmair C2010.

3.4.5.2. Agua sanitaria

Para las instalaciones de saneamiento se optó por utilizar equipamiento portátil,

debido fundamentalmente a que no precisa de una instalación de tomas de agua, bomba

de impulsión y desagüe. El agua a utilizar sólo es necesaria para el lavado de manos de

los trabajadores y del instrumental médico. Asimismo, la instalación de un equipo portátil

autónomo dentro del contenedor presenta la ventaja de tener una instalación más sencilla

y económica en comparación con una instalación fija.

El suministro de agua portátil estará compuesto por lavamanos autónomo que

integra dos depósitos, uno para suministro de agua para el lavado de manos y limpieza de

instrumental quirúrgico y otro para la recogida de aguas sucias. Las situaciones de

emergencias se plantean en muchos lugares con escasos o nulos recursos en

infraestructuras.

El equipo elegido está construido en acero inoxidable AISI 304 con un dosificador

de jabón y dispensador de papel higiénico, su puesta en marcha se realiza mediante un

pulsador hidráulico que acciona el bombeo del agua. Las dimensiones del mismo son: 400

x 400 x 850mm.

En el bloque quirúrgico existen dos lavamanos de este modelo, uno dispuesto en el

cuarto limpio-almacén y el otro irá instalado en el quirófano.

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Fig.72. Lavamanos portátil autónomo.

Este equipo no requiere de tomas de agua ni desagüe, ya que dispone de dos

depósitos (agua limpia y agua sucia) en su interior de 10 litros cada uno. Todo el sistema

está pensado para que los sanitarios toquen lo menos posible el sistema a la hora del

lavado de manos para mantener unas condiciones de higiene óptimas al entrar al quirófano

posteriormente. Tampoco requiere de instalación eléctrica.

Para asegurar la disponibilidad de agua en los lavabos, se dispondrán de más

depósitos preparados para ser instalados en la sala de instalaciones (junto a las botellas

de gases medicinales). La disponibilidad de agua potable en la zona de actuación del

bloque quirúrgico deberá ser gestionada previa a la llegada del bloque quirúrgico. Siendo

el agua un recurso vital, se dispondrá de 2 bidones de 50 litros de agua potable ubicados

en el local anexo de instalaciones para reserva en caso de que ocurra algún imprevisto.

Antes de iniciar cada cirugía, se deberá verificar el nivel de agua de cada uno de

los tanques limpios de los equipos portátiles y recargarlos en caso de ser necesario. Previo

a cada cirugía a realizar, será necesario verificar el nivel de agua sucia en cada tanque

séptico de los equipos portátiles. Estos tanques se deberán vaciar únicamente en lugares

habilitados para descargas de residuos cloacales. Una vez vaciada el agua residual, se

limpiará el tanque séptico con agua y desinfectante para poder ser utilizado nuevamente.

3.4.5.3. Instalación contraincendios.

Para el análisis de las instalaciones contraincendios, se debe distinguir entre

edificios industriales y edificios no industriales. En este caso, al asemejar el contenedor

marítimo a un hospital convencional, se establece como un edificio no industrial. A los

edificios no industriales, le es aplicado el Código Técnico de la Edificación (CTE), en el

documento básico seguridad en caso de incendio (SI).

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Análisis de peligros y clasificación según su riesgo

En primer lugar, es importante realizar un análisis de los peligros que pudiesen

existir en el bloque quirúrgico:

Fuentes de ignición

Bisturí eléctrico, fuentes de luz, cables, compresor, grupo electrógeno y cualquier

aparato electrónico.

Comburentes

Oxígeno medicinal y aire medicinal.

Combustibles

Gas anestésico, líquidos desinfectantes para el instrumental, gasas, paños

quirúrgicos, alcoholes desinfectantes y combustible grupo electrógeno.

La unión de estos tres componentes (tetraedro del fuego), en sus proporciones

adecuadas, generan una reacción química, el fuego. Si se llega a identificar y eliminar uno

de ellos o varios, se puede llegar a evitar la aparición de incendios en el contenedor.

Fig.73. Tetraedro del fuego.

Según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) de España y en

concreto a la ITC-BT-38: “Las salas de anestesia y demás dependencias donde puedan

utilizarse anestésicos u otros productos inflamables, serán considerados como locales con

riesgo de incendio o explosión Clase I, zona 1, y las instalaciones deberán satisfacer las

indicaciones para ellas establecidas en la ITC-BT-29”

Zonas de Clase I: comprenden los emplazamientos en los que hay gases, líquidos,

vapores o nieblas en cantidades suficientes para que se produzcan atmósferas inflamables

o explosivas. Los datos relevantes de las sustancias de la clase I se enumeran en la norma

UNE-EN 60079-10-1:2016.

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79

Clase I, zona 1: Emplazamiento en el que cabe contar, en condiciones normales

de funcionamiento, con la formación ocasional de atmósfera explosiva constituida por una

mezcla con aire de sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla. En la norma

UNE-EN 60079-10 se encuentran las reglas precisas para establecer zonas en

emplazamientos de Clase I.

Como las dimensiones de cada sector en el módulo no son significantemente

grandes como podrían ser las de un hospital convencional, se considerará el bloque

quirúrgico como un único sector de 28,28 m2 de superficie total.

3.4.5.3.1. Sistemas contraincendios

Según el CTE SI, en ámbitos hospitalarios de dimensiones reducidas se requieren de

los siguientes sistemas de prevención de incendios:

- Instalación de extintores portátiles en las zonas de riesgo alto.

- Instalación de sistemas de detección y alarma de incendio.

- Instalación de luces de emergencia ubicadas en sitios estratégicos para indicar la

vía de escape en caso de incendio.

3.4.5.3.2. Elección de extintores

Los extintores son elementos portátiles usados para extinguir cualquier tipo de

fuego que se genere y evitar la transformación en incendios mayores. Compuestos por un

recipiente de alta presión, un agente extintor, válvula de accionamiento, manguera con

tobera, manómetro, tarjeta de carga y placa identificadora.

Tipo de fuegos extintores

A continuación, se exponen los tipos de fuegos extintores:

Clase A: fuegos con combustibles sólidos como el cartón, madera o plástico.

Clase B: fuegos donde el combustible es líquido como puede ser la gasolina, el

aceite o la pintura.

Clase C: en este caso el combustible son gases como el propano, el butano o gas.

Clase D: en este caso el combustible es un metal como el magnesio, aluminio o

sodio.

Tipo de extintores y sus características

Otro parámetro a tener en cuenta para la elección de los extintores son sus características:

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80

Extintores de agua: utilizan el agua para extinguir los fuegos de tipo A, es decir la

combustión de sólidos. Es importante evitar su utilización en zonas con electricidad

o corriente eléctrica.

Extintores de polvo: son los más comunes, se utilizan para fuegos de tipo A, B y C.

Extintores de CO₂: son aptos para los fuegos de tipo A, B y C. Resulta ideal para

maquinaria delicada y equipamientos eléctricos, pero es necesario tener en cuenta

de que, al tratarse de un elemento químico, puede llegar a ser tóxico.

Extintores para fuegos artificiales: son los únicos utilizados para fuegos de tipo D.

Actúan por sofocación y absorbiendo calor del foco mediante el enfriamiento.

Extintores HCFC: agente limpio para riesgos de clase A, B y C, a base

hidroclorofluorocarbono que se descarga como un líquido que no deja residuos a

su paso. Ideal para áreas con dispositivos electrónicos y cuartos asépticos.

Clase de

fuego Agua CO₂

Polvo

Químico

ABC

Polvos

especiales Polvo HCFC

A Muy eficiente No Eficiente No Muy eficiente

B No Eficiente Eficiente No Muy eficiente

C No Muy

eficiente Eficiente No Muy eficiente

D No No No Muy eficiente No

Tabla 6. Selección de extintor de incendios

Para la selección del extintor contra incendios en el bloque quirúrgico, se tiene en

cuenta la tabla que proporciona el CTE, que establece el tipo de extintor en las distintas

clases de fuego.

En el bloque quirúrgico, según los análisis previos, se pueden ocasionar fuegos de

tipo A, B y C, por lo que se optará por la colocación de un extintor de polvo HCFC de 5 kg.

Se localizarán uno en la sala de recepción, otro en el quirófano y otros dos en las

correspondientes salas de instalaciones. Siempre a una altura de 1,20 m como indica la

norma CTE SI.

Page 81: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

81

Fig.74. Extintor de polvo HCFC de 5 kg seleccionado.

3.4.5.3.3. Sistema de detección y alarma

En cada una de los espacios del contenedor se colocará un dispositivo de detección

y alarma de incendios en el techo. El modelo seleccionado es un detector de humos

autónomo EYEHOME+ de COFEM interconectable. Esta función permite la conexión de

hasta 30 de ellos entre sí, para que todos entren en modo alarma a la vez cuando se

detecta un fuego, funciona con dos pilas AA y tiene un sonido de alarma de 85 dB(A).

Este modelo permite a los sanitarios detectar cuál de los dispositivos está siendo

activado desde el wifi de sus teléfonos móviles, gracias al módem MDAHWF WIFI

conectado a una de las tomas de la red eléctrica.

Fig.75. Sistema de detección y alarma de incendios de techo.

3.4.5.4. Prediseño de la Instalación eléctrica

No se ha acometido el diseño de la instalación eléctrica del módulo sanitario al ser

considerada la misma como un proyecto completo que pudiera ser objeto de otro TFG. A

pesar de ello se ha estimado conveniente establecer los criterios básicos de

estandarización de la misma, así como el cálculo de la iluminación general y la

complementaria, redactando las bases del suministro complementario.

De acuerdo con el vigente Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, el diseño

de la instalación eléctrica del módulo sanitario según la ITC-BT-28 sobre instalaciones en

Page 82: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

82

locales de pública concurrencia, el local tiene asignada una clasificación por el tipo de

actividad a desarrollar, como local de reunión de uso sanitario.

Por otra parte, de acuerdo con la ITC-BT-38 del mismo Reglamento que trata sobre

los requisitos particulares para la instalación eléctrica en quirófanos y salas de intervención,

el local tiene la clasificación de quirófano.

Características generales de la instalación

La instalación eléctrica a proyectar deberá dar servicio a las instalaciones que

incluyen todos los receptores eléctricos instalados en el contenedor:

- Alumbrado ordinario y de emergencia.

- Suministro eléctrico en las distintas dependencias del módulo sanitario

El quirófano es una zona de uso sensible. El Reglamento Electrotécnico para Baja

Tensión, establece la conexión con las masas metálicas de los receptores invasivos a un

embarrado de equipotencialidad común. También indica que deben ser alimentados

mediante transformadores separadores. Según el reglamento, un receptor eléctricamente

invasivo es el receptor que de un punto de vista eléctrico entra en el cuerpo a través de un

orificio o a través de la superficie del cuerpo. Su uso puede generar algún riesgo de micro-

descargas para el paciente, como bisturís eléctricos, equipos de radiología cardiovascular,

algunos tipos de monitores. Estos receptores deben estar conectados al sistema de

suministro de energía por medio de un transformador de aislamiento.

Además, la instrucción ITC-BT-38 obliga al uso del neutro aislado con

transformadores de aislamiento en quirófanos y salas de procedimientos como es en

nuestro caso. El transformador de aislamiento tendrá una potencia máxima de 10 kVA con

aislamiento tipo H que puede soportar temperaturas de 150 ºC.

Fig.76. Esquema eléctrico de alimentación de un quirófano. Detalle del panel de un transformador

de aislamiento.

Page 83: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

83

El grupo electrógeno se dimensionará teniendo en cuenta la situación más

desfavorable de carga, debiendo alimentar tanto al bloque quirúrgico como a las baterías

del SAI para su carga. Se deberá elegir el grupo a partir de esta intensidad que nos

proporcione un tiempo de carga mínimo teniendo en cuenta el consumo de este. El grupo

electrógeno seleccionado deberá trabajar en el peor escenario durante 6 horas, debiendo

tener una autonomía suficiente para recargar las baterías un mínimo de 2 veces,

equivalente a aprox. 2 días de funcionamiento del bloque quirúrgico.

3.4.5.4.1. Suministro de energía complementaria.

De acuerdo al Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, REBT (Reglamento

Electrotécnico de Baja Tensión), instrucción ITC-BT-28, los centros sanitarios son centros

considerados como locales de concurrencia pública. Como tales, deben garantizar el su

Puede exigirse:

• Suministro de emergencia: 15% de la potencia normal.

• Reserva de suministro: 25% de la potencia normal.

Características del equipo:

• Debería conectarse automáticamente en 0,5 s.

• Debe soportar las lámparas del quirófano y el equipo de soporte vital.

• Autonomía mínima de 2 horas.

• Este sistema de suministro es independiente del suministro complementario

indicado en la ITC-BT-28 del REBT.

El hecho de que el tiempo de acción sea bastante corto hace que sea necesario

instalar un sistema de suministro de energía ininterrumpida (SAI).

El resto de infraestructuras necesarios para el correcto funcionamiento del módulo

sanitario como la iluminación, climatización, gases medicinales y la determinación del peso

del contenedor equipado se detallarán en el capítulo siguiente junto con sus

correspondientes cálculos.

3.4.5.4.2. Sistema de acumuladores.

Existen diversos tipos de baterías acordes a las características que demanda la

instalación eléctrica en quirófanos con alta profundidad de descarga, larga vida útil y

eficiencia alta. En el mercado existe disponibilidad de baterías de líquido (aireadas), VRLA

(selladas), Gel (gelificadas) y AGM (electrolito absorbido) y Litio-Ion. La mejor elección

serán baterías de Litio-Ion de 24V 180Ah por las siguientes ventajas sobre el resto:

- Altas corrientes de carga (acorta el tiempo de carga)

- Mayor vida útil de la batería. (Hasta 6 veces más que una batería convencional).

- Alta eficiencia entre la carga y la descarga (muy poca pérdida de energía debido

al calentamiento).

Se instalará en la zona de cuadros de control junto a la sala de almacenaje.

Page 84: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

84

4. ANEXOS

4.1. Anexos de cálculos

4.1.1. Instalación de climatización

La instalación de climatización tiene como objetivo proporcionar una calidad óptima

de aire interna mediante su ventilación y filtrado, y así, conseguir unas condiciones óptimas

de confort manteniendo la temperatura y la humedad relativa debida. Además, cumplirán:

DB HE, Ahorro de energía, capítulo 2, que hace referencia al vigente Reglamento

de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE), relativo a instalaciones de

climatización.

Norma UNE 100713, Instalaciones de acondicionamiento de aire en hospitales

Norma UNE-EN ISO 14644-1. Salas limpias y locales anexos.

Los parámetros para el cálculo técnico de las instalaciones de aire acondicionado

están definidos en diversas normas UNE y tienen por objeto conseguir unas condiciones

estables dentro de los locales, independientemente de las condiciones exteriores. Se debe

entender el no cumplimiento de los parámetros y de sus tolerancias como una incapacidad

del sistema para responder a unas condiciones climatológicas anormales y no como

resultado de un fallo del propio sistema.

Los valores recomendados, dentro de sus tolerancias, se deberán mantener en la

zona ocupada o campo operatorio, definida en el Reglamento de instalaciones térmicas de

edificios (RITE). Se recomienda que la toma de las medidas para la clasificación ISO se

realice en la zona del campo operatorio, que es la que interesa que esté libre de partículas.

La implementación de estas normas se llevará a cabo lo más estrictamente

posible, aunque, al no tratarse de un hospital convencional en muchos aspectos, como,

por ejemplo, en cuanto a disponibilidad de espacios, habrá algunos aspectos que se

tendrán que limitar, pero siempre respetando las condiciones de seguridad de los

sanitarios y pacientes.

Esta norma establece dos niveles de higiene en los locales:

Clase de local I: con tres niveles de filtración, al tener unas altas

exigencias.

Clase de local II: con dos niveles de filtración, al tener unas exigencias

habituales.

Page 85: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

85

En el caso de este proyecto, se trata solo con la clase I, ya que la norma indica a

la zona de quirófanos, pasillos, material estéril, almacén, entrada y salida con esta

clasificación.

En la Tabla 5 de la norma UNE100713:2005 se indican las exigencias de

climatización para el área quirúrgica:

Tabla Exigencias de climatización en quirófanos.

Zona quirófano Clase

de local

Caudal mínimo de aire exterior

m³(h/m²)

Temperatura mínima °C

Temperatura máxima °C

HR %

Presión sonora

máxima dB (A)

Quirófanos tipos A y B, incluidos urgencias y partos

I 1200 m³/h 22 26 45 - 55 40

Pasillos, almacén, material estéril, entrada y salida

I 15 22 26 45 - 55 40

Sala de despertar I 15 22 26 45 - 55 35

Otros locales I 15 22 26 45 - 55 40

Tabla 7. Exigencias de climatización en quirófanos.

De acuerdo con la norma, los quirófanos quedan clasificados como locales tipo 1 y

para la limpieza del aire de partículas sólidas y líquidas de estos locales, incluyendo

microorganismos, requieren los niveles de filtración siguientes:

Etapa de filtración Nivel de filtración Clase de filtro Normativa

Pre filtro 1 F5 UNE-EN 779

Filtro de alta eficacia 2 F9 UNE-EN 779

Filtro absoluto o de alta eficiencia

3 H13 UNE-EN 1822-1

Tabla 8. Niveles de filtración en quirófanos.

El primer nivel F5, es un filtro plano de eficacia 40-60% que se instala en la toma

de aire exterior del climatizador con pre filtro de protección.

El filtro F9, con una eficiencia del 95%, se localiza después de la unidad de

tratamiento del aire y al comienzo del conducto de impulsión.

Finalmente, el filtro HEPA H13, de una eficacia del 99,95%, se encuentra en la

unidad de impulsión del aire que se dispone a entrar al local.

Page 86: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

86

La instalación de acondicionamiento de aire tiene que dar cumplimiento a las cuatro

condiciones siguientes:

- Limitación del nivel de gérmenes en el aire en las áreas con necesidad de

protección especial, la llamada zona de protección, constituida por la zona de

operaciones o campo operatorio y las mesas de instrumental.

- Asegurar la circulación del caudal de aire necesario entre los diferentes locales.

- La limitación de la concentración de los gases anestésicos y otras substancias.

- El cumplimiento de las condiciones ambientales exigidas en cada momento

(compensación de las cargas de calor y eliminación de las substancias

contaminantes).

Respecto del caudal de aire, en la norma citada se indica que, para quirófanos con altas

exigencias en cuanto a la presencia de gérmenes, es necesario impulsar un caudal mínimo

de 1.200 m3/h en el caso de estar dotados de sistemas de difusión por mezcla de aire.

4.1.1.1. Cargas térmicas

Para poder elegir un aire acondicionado que se ajuste al área quirúrgica y a la sala

de acceso y de almacenaje, se deben calcular todas las cargas térmicas (sensibles y

latentes) en condiciones de verano e invierno. En función de las frigorías por hora que se

obtengan de los resultados, se elegirán los correspondientes grupos climatizadores.

Cuando se habla de la carga térmica de un edificio, se habla sobre lo que tiende a

modificar la temperatura interior del aire o su contenido en humedad.

Estas cargas son clasificadas en dos tipos:

Cargas sensibles: las cuales se ven afectadas por cambios de temperatura del aire.

Cargas latentes: que se originan por una variación en la humedad absoluta del

ambiente, es decir, el contenido de agua en el aire.

Las tablas 9 y 10, reflejan las temperaturas y las humedades estipuladas para el análisis

de las cargas térmicas según la normativa RITE y CTE:

Temperatura máx. Exterior Verano (°C)

Temperatura mín. Exterior Invierno (°C)

Temperatura ideal interior (°C)

35 5 23

Page 87: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

87

Temperatura Suelo (°C)

Temperatura Sala instalaciones Verano

(°C)

Temperatura Sala instalaciones Invierno

(°C)

18 32 15

Tabla.9. Tablas de temperaturas.

Humedad absoluta exterior

Humedad absoluta interior

Verano 0,52 (52%) 0,5 (50%)

Invierno 0,45 (45%) 0,5 (50%)

Tabla.10. Tabla de humedades.

Además, se exponen las dimensiones de las habitaciones que han sido utilizadas

en el cálculo:

Dimensiones sala de recepción

Ancho (m) Alto (m) Largo (m)

2,22 2,5 2,09

Tabla.11. Dimensiones de la sala de recepción.

Dimensiones cuarto limpio-almacén + cuadros de control

Ancho (m) Alto (m) Largo (m)

2,22 2,5 3,05

Tabla.12. Dimensiones conjuntas del cuarto limpio-almacén y sala de cuadros de control.

Dimensiones sala quirúrgica

Ancho (m) Alto (m) Largo (m)

2,3 2,5 4,41

Tabla.13. Dimensiones de la sala quirúrgica.

Dimensiones puertas

Espesor (e) Ancho (m) Alto (m)

0,032 0,825 2,08

Tabla.14. Dimensiones de puertas.

Page 88: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

88

En último lugar, antes de comenzar a calcular las cargas térmicas, es necesario

obtener el valor del coeficiente global de transmisión térmica (K) de cada uno de los

cerramientos que componen el bloque quirúrgico, siendo estos:

Paredes exteriores

Suelo

Techo

Paredes interiores

Puertas

Para obtener el valor de K, es necesario obtener el espesor, el coeficiente de

conductividad térmica (λ) (obtenido desde la base de datos del CTE) y la resistencia térmica

(R), mediante las siguientes fórmulas:

𝑅 =𝑒

λ

(1)

𝐾 =1

R

(2)

Materiales de paredes

exteriores

Espesor (e) [m]

Coeficiente de conductividad térmica

(λ) [W/m °C]

Resistencia térmica (R) [m² °C/W]

Coeficiente global de transmisión térmica

(K) [W/m² °C]

Acero Corten 0,002 50 0,000040 -

Pintura térmica 0,001 0,033 0,0303 -

Poliuretano 0,05 0,028 1,79 -

Madera 0,018 0,039 0,462 -

Poliéster con fibra de vidrio

0,002 0,03 0,067 -

0,073 2,344 0,4266

Tabla.15. Cálculo de K en paredes exteriores.

Materiales de suelo

Espesor (e) [m]

Coeficiente de conductividad térmica

(λ) [W/m °C]

Resistencia térmica (R) [m² °C/W]

Coeficiente global de transmisión térmica

(K) [W/m² K]

Acero Corten 0,002 50 0,000040 -

Poliuretano 0,05 0,028 1,79 -

Madera 0,06 0,039 1,54 -

Vinilo 0,002 0,079 0,025 - 0,114 3,350 0,2985

Tabla 16. Cálculo de K en el suelo.

Page 89: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

89

Materiales de techo

Espesor (e) [m]

Coeficiente de conductividad térmica

(λ) [W/m °C]

Resistencia térmica (R) [m² °C/W]

Coeficiente global de transmisión térmica

(K) [W/m² K]

Acero Corten 0,002 50 0,000040 -

Pintura térmica 0,001 0,033 0,0303 -

Cámara de aire 0,12 0,024 5,000 -

Poliuretano 0,05 0,03 1,79 -

Madera 0,018 0,039 0,462 -

Poliéster con fibra de vidrio

0,002 0,03 0,067 -

0,193 7,344 0,1362

Tabla 17. Cálculo de K en el techo.

Materiales de paredes

interiores

Espesor (e) [m]

Coeficiente de conductividad térmica

(λ) [W/m °C]

Resistencia térmica (R) [m² °C/W]

Coeficiente global de transmisión térmica

(K) [W/m² °C]

Poliuretano 0,05 0,028 1,79 -

Madera 0,036 0,039 0,923 -

Poliéster con fibra de vidrio

0,004 0,03 0,133 -

0,090 2,842 0,3518

Tabla 18. Cálculo de K en paredes interiores.

Puertas 0,032 0,038 0,842 1,1875

Tabla 19. Cálculo de K en puertas.

Cargas sensibles

Dentro de esta categoría, se diferencian distintos tipos de cargas a calcular:

Cargas debidas a radiación solar

Inexistente, ya que el contenedor no dispone de superficies acristaladas.

Cargas por transmisión y radiación a través de paredes, techos, suelos…

𝑄𝑠𝑡𝑟 = 𝐾 ∗ 𝑆 ∗ (𝑇𝑒𝑐 − 𝑇𝑖)

(3)

Donde,

Page 90: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

90

𝑄𝑠𝑡𝑟 es la carga por transmisión a través de paredes y techos exteriores, en

𝑊.

𝐾 es el coeficiente global de transmisión térmica, en 𝑊/𝑚2 °𝐶.

𝑆 es la superficie del muro expuesta a la diferencia de temperaturas, en 𝑚2.

𝑇𝑖 es la temperatura interior de diseño del local, en °𝐶.

𝑇𝑒𝑐 es la temperatura exterior al otro lado del muro, en °𝐶.

Verano Invierno

Sala quirúrgica Superficie Bruta (m2)

Superficie Descontada

(m2)

Superficie Útil (m2)

Coeficiente K

(W/m2*K)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

Muro Exterior 22,05 22,05 0,427 12 112,87 -18 -169,31

Puerta Quirófano**

1,72 1,72 1,188 0 0 0 0

Suelo 10,14 10,14 0,299 -5 -15,14 -5 -15,14

Techo 10,14 10,14 0,136 12 16,57 -18 -24,86

Tabique Cuarto Limpio**

5,75 1,72 4,03 0,352 0 0 0 0

Tabique Sala instalaciones

5,75 5,75 0,352 9 18,21 -8 -16,19

132,51 -225,49

Tabla 20. Cargas por transmisión y radiación en sala quirúrgica.

** Ambos muros se encuentran a la misma temperatura en el quirófano con respecto al

cuarto limpio, ya que ambos están diseñados para tener climatizadores a 23°C, por lo

que su salto térmico es cero.

Verano Invierno

Sala de recepción y cuarto limpio-

almacén

Superficie Bruta (m2)

Superficie Descontada

(m2)

Superficie Útil (m2)

Coeficiente K

(W/m2*K)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

Muro Exterior 31,25 3,43 27,82 0,427 12 142,41 -18 -213,61

Puerta exterior lateral

1,72 1,72 1,188 12 24,45 -18 -37

Suelo 11,41 11,41 0,299 -5 -17,03 -5 -17,03

Techo 11,41 11,41 0,136 12 18,64 -18 -27,97

Puerta exterior frontal

1,72 1,72 1,188 12 24,51 -18 -36,77

192,98 -332,06

Tabla 21. Cargas por transmisión y radiación en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén.

Page 91: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

91

Cargas transmitidas por infiltraciones del aire exterior

𝑄𝑠𝑖 = 𝑉 ∗ 𝜌 ∗ 𝐶𝑒, 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝛥𝑇

(4)

Donde,

𝑄𝑠𝑖 es la carga térmica por infiltración y ventilación de aire exterior, en 𝑊.

𝑉 es el caudal de aire infiltrado y de ventilación, en 𝑚3/𝑠.

𝜌 es la densidad del aire, en 𝑘𝑔/𝑚3.

𝐶𝑒, 𝑎𝑖𝑟𝑒 es el calor específico del aire, en 𝐽/𝑘𝑔 °𝐶.

𝛥𝑇 es la diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior, en °𝐶.

Sala quirúrgica Verano Invierno

Caudal de aire (m³/s)*

Densidad

aire (kg/m³)

Calor específico aire (J/kg °C)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

0,33 1,18 1012 12 4728,87 -18 -7093,31

Tabla 22. Cargas por infiltraciones de aire exterior en sala quirúrgica.

Sala de recepción y cuarto limpio-almacén

Verano Invierno

Caudal de aire (m³/s)** Densidad

aire (kg/m³)

Calor específico aire (J/kg °C)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

Salto térmico (°C)

Potencia Transmisión

(W)

0,040 1,18 1012 12 567,76 -18 -851,65

Tabla 23. Cargas por infiltraciones de aire exterior en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén.

* Obtenido mediante la norma UNE 100713, que indica el caudal mínimo en un quirófano

tipo B (1200 m³/h).

** Obtenido mediante la multiplicación de las cinco renovaciones por hora que indica la

norma UNE 100713 que debe haber en salas que no sean de quirófano, por el volumen del

local.

Cargas generadas por la iluminación

𝑄𝑠𝑖𝑙, 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 1,25 ∗ 𝑛 ∗ 𝑃𝑜𝑡 𝑙á𝑚𝑝𝑎𝑟𝑎

(5)

Donde,

𝑄𝑠𝑖𝑙 es la carga térmica aportada por la iluminación (en este caso lámparas

led fluorescentes), en 𝑊.

Page 92: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

92

𝑛 es el número de lámparas colocadas.

𝑃𝑜𝑡 𝑙á𝑚𝑝𝑎𝑟𝑎 es la potencia de cada lámpara, en 𝑊.

Sala quirúrgica Verano Invierno

Potencia lámpara (W)

Número de

lámparas

Multiplicador lámpara tipo fluorescente

Potencia Transmisión

(W)

Potencia Transmisión

(W)

33 4 1,25 165 165

Tabla 24. Cargas por iluminación en sala quirúrgica.

Sala de recepción y cuarto limpio-almacén

Verano Invierno

Potencia lámpara (W) Número

de lámparas

Multiplicador lámpara tipo fluorescente

Potencia Transmisión

(W)

Potencia Transmisión

(W)

21 4 1,25 105 105

Tabla 25. Cargas por iluminación en sala de recepción y cuarto limpio-almacén.

Cargas por ocupación de personal

𝑄𝑠𝑝 = 𝑛 ∗ 𝐶 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎

(6)

Donde,

𝑄𝑠𝑝 es la carga térmica por ocupación de personas, en 𝑊.

𝑛 es el número de personas que se esperan que ocupen el local.

𝐶 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 es el calor sensible por persona y actividad que realice, en 𝑊.

Sala quirúrgica Verano Invierno

Tipo de actividad Calor sensible

(kcal/h) Calor sensible

(W) Número de

personas

Potencia Transmisión

(W)

Potencia Transmisión

(W)

Sentado en reposo (paciente)

60 69,77 1 69,77 69,77

Persona de pie (sanitario)

65 75,58 3 226,74 226,74

296,51 296,51

Tabla 26. Cargas por ocupación de personas en sala quirúrgica.

Page 93: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

93

Sala de recepción y cuarto limpio-almacén

Verano Invierno

Tipo de actividad Calor

sensible (kcal/h)

Calor sensible (W)

Número de personas

Potencia Transmisión

(W)

Potencia Transmisión

(W)

Sentado en reposo (paciente)

60 69,77 1 69,77 69,77

Persona de pie (sanitario)

65 75,58 1 75,58 75,58

145,35 145,35

Tabla 27. Cargas por ocupación de personas en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén.

Cargas generadas por aparatos eléctricos

𝑄𝑠𝑒 = 𝑃𝑜𝑡 𝑎𝑝𝑎𝑟 ∗ 0,75

(7)

Donde,

𝑄𝑠𝑒 es la carga térmica generada por los aparatos eléctricos, en 𝑊.

𝑃𝑜𝑡 𝑎𝑝𝑎𝑟 es la potencia total de los aparatos eléctricos, en 𝑊.

0,75 es el coeficiente de simultaneidad, ya que no todos funcionarán al

mismo tiempo.

Potencia aparatos eléctricos (W)

Mesa de cirugía 600

Lámpara quirúrgica 90

Desfibrilador 360

Bisturí eléctrico 50

Autoclave 70

Carro de anestesia 400

Bomba de vacío 350

Bomba de infusión 15

1935

Tabla 28. Estimación total del consumo de los aparatos eléctricos en la sala quirúrgica.

Sala quirúrgica Verano Invierno

Potencia total aparatos eléctricos

(W)

Coeficiente de simultaneidad

Potencia Transmisión

(W)

Potencia Transmisión

(W)

1935 0,75 1451,25 1451,25

Tabla 29. Carga generada por los aparatos eléctricos en la sala quirúrgica.

Page 94: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

94

* La sala de recepción y cuarto limpio-almacén no disponen de aparatos eléctricos que

puedan a llegar a considerarse como una gran carga a influir en la potencia final.

Cargas latentes

Dentro de esta categoría, se diferencian distintos tipos de cargas a calcular:

Cargas por infiltraciones de aire exterior

𝑄𝑙𝑖 = 𝑉 ∗ 𝜌 ∗ 𝐶𝑙, 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ 𝛥𝑤

(8)

Donde,

𝑄𝑙𝑖 es la carga térmica latente por infiltración y ventilación de aire exterior,

en 𝑊.

𝑉 es el caudal de aire infiltrado y de ventilación, en 𝑚3/𝑠.

𝜌 es la densidad del aire, en 𝑘𝑔/𝑚3.

𝐶𝑒, 𝑎𝑖𝑟𝑒 es el calor específico del agua, en 𝑘𝐽/𝑘𝑔.

𝛥𝑤 es la diferencia de humedad absoluta entre el exterior y el interior.

Sala quirúrgica Verano Invierno

Caudal de aire (m³/s)

Densidad aire

(kg/m³)

Calor específico agua (kJ/kg)

Diferencia de humedad

Potencia Transmisión

(W)

Diferencia de humedad

Potencia Transmisión

(W)

0,33 1,18 2257 0,02 17,58 -0,05 -43,94

Tabla 30. Cargas latentes generada por las infiltraciones de aire exterior en la sala

quirúrgica.

Sala de recepción y cuarto limpio-almacén

Verano Invierno

Caudal de aire (m³/s) Densidad

aire (kg/m³)

Calor específico agua (kJ/kg)

Diferencia de humedad

Potencia Transmisión

(W)

Diferencia de humedad

Potencia Transmisión

(W)

0,04 1,18 2257 0,02 2,13 -0,05 -5,33

Tabla 31. Cargas latentes por infiltraciones de aire exterior en sala de recepción y cuarto

limpio-almacén.

Carga latente por ocupación de personal

Page 95: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

95

𝑄𝑙𝑝 = 𝑛 ∗ 𝐶 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎

(9)

Donde,

𝑄𝑙𝑝 es la carga térmica latente por ocupación de personas en el local, en 𝑊.

𝑛 es el número de personas que se esperan en el local.

𝐶 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 es el calor latente por persona y por actividad que realice,

en 𝑊.

Sala quirúrgica Verano Invierno

Tipo de actividad

Calor sensible (kcal/h)

Calor sensible (W)

Número de personas

Potencia Transmisión

(W)

Potencia Transmisión

(W)

Sentado en reposo

30 34,88 1 34,88 34,88

Persona de pie 60 69,77 3 209,30 209,30

244,19 244,19

Tabla 32. Cargas latentes generadas por ocupación en la sala quirúrgica.

Sala de recepción y cuarto limpio-almacén

Verano Invierno

Tipo de actividad Calor sensible

(kcal/h) Calor sensible

(W) Número de

personas

Potencia Transmisión

(W)

Potencia Transmisión

(W)

Sentado en reposo 30 34,88 1 34,88 34,88

Persona de pie 60 69,77 1 69,77 69,77

104,65 104,65

Tabla 33. Cargas latentes generadas por ocupación en sala de recepción y cuarto limpio-

almacén.

Una vez obtenidas todas las cargas, se procede a la suma de todas ellas en cada

habitáculo para cada una de las estaciones:

Cargas verano (W)

7035,91 Cargas invierno

(W) -5205,80

Cargas verano (frigorías/h)

6049,79 Cargas invierno

(frigorías/h) 4476,18

Tabla 34. Cargas totales en sala quirúrgica.

En el caso de la sala quirúrgica, el valor máximo de cargas se obtiene en verano,

con un total de 6050 frigorías por hora.

Page 96: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

96

Cargas verano (W)

1117,88 Cargas

invierno (W) -834,03

Cargas verano (frigorías/h)

961,20 Cargas

invierno (frigorías/h)

717,13

Tabla 35. Cargas totales en sala de recepción y cuarto limpio-almacén.

En el caso de la sala de recepción y cuarto limpio-almacén, la carga más

desfavorable se obtiene en verano, con un total de 961 frigorías por hora.

Como solución, se opta por un equipo multisplit 2x1 de 7,9 kW (7000 frigorías) de

la marca Junkers que abastecerá con una unidad exterior a las dependencias del

contenedor.

4.1.2. Gases medicinales

Se definen los gases medicinales según el R.D. 1347/2007 (32) por el que se

regulan los medicamentos humanos de fabricación industrial como “aquellos gases o

mezcla de ellos destinados a entrar en contacto directo con el organismo humano y que,

actuando principalmente por medios farmacológicos, inmunológicos o metabólicos, se

presente dotado de propiedades de prevenir, diagnosticar, tratar, aliviar o curar

enfermedades o dolencias”.

El sistema de gases médicos de un hospital es definido como una instalación vital,

y su diseño en áreas donde se atienden pacientes críticamente enfermos es fundamental,

necesaria y prioritaria. Debido a la importancia que tienen los sistemas de gases médicos,

en el proceso de dar soporte de vida a las personas, es esencial que todos los

componentes del sistema sean diseñados de acuerdo con criterios estandarizados, con el

fin de tener la certeza que las instalaciones que suministran los gases médicos sean

eficientes, seguras y que proteja la vida de las personas.

Se entienden por gases medicinales los utilizados en terapia de inhalación,

anestesia, diagnóstico y trasplante. Como gases medicinales de uso medicamento,

canalizados hasta el punto de suministro se utilizarán los siguientes: Oxígeno (O2),

Protóxido de nitrógeno y Aire medicinal comprimido. Para la recogida de secreciones

derivadas de enfermedades o en las intervenciones quirúrgicas se utilizará una fuente de

vacío. En nuestro caso un equipo portátil conectado a la red eléctrica realizará dichas

funciones.

El suministro de gases medicinales se realizará directamente mediante dos fuentes

de suministro (primaria y reserva) utilizando una botella individual cada suministro y

localizadas en local específico. La instalación garantizará el suministro de gas en todo

Page 97: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

97

momento y en óptimas condiciones, de conformidad con la UNE-EN ISO 7396-1:2016. La

fuente de suministro secundaria aportará el gas específico cuando la fuente de suministro

primaria comience a agotarse o falle.

Las botellas de cada gas estarán identificadas según norma UNE-EN 1089-3

mediante el código de colores mostrado en la siguiente figura:

Fig.77. Código de colores en botellas de gases medicinales.

Las botellas se conectarán al conector de distribución mediante conexiones flexibles

de alta presión según norma ISO 21969. No se deberán utilizar latiguillos no metálicos. Las

botellas se inmovilizarán individualmente mediante un sistema de anclaje mediante

cadenas según muestra la figura 72. El local destinado a gases medicinales deberá estar

bien ventilado mediante la colocación de rejillas de ventilación y estar provisto de extintor

contra incendios. Se dispondrá una válvula de corte por cada botella. Equipos de regulación

reducirán la presión del gas de la botella de 200 bar (15 ºC) a los valores normales de uso,

50 bar, colocándose una válvula de corte y otra de purgado a la salida de la regulación de

presión.

Fig.78. Central manual descompresora de gases.

La central manual descompresora tendrá las siguientes características:

• Funcionamiento manual.

Page 98: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

98

• Información mediante manómetros, en línea de entrada de rampa a

manorreductor y en salida de red.

• Control de seguridad mediante presóstatos de baja presión. Características

mecánicas:

• Placa de alojamiento de acero cincado de 2mm lacado epoxi blanco. • Válvula de

aislamiento y evacuación.

• Manorreductor de alta presión, con alojamiento para manómetro de 0-316 bar y 0-

16 bar (16m³/h).

Características neumáticas:

• Presión de entrada nominal 200 Bar (máxima 300 Bar).

• Presión de salida de reductor 5,5 Bar.

• Caudal de salida 16 m³/h.

• Manómetro de baja presión, 0 a 16 bar (resolución 0,5Bar).

• Manómetro de alta presión, 0 a 316 bar (resolución 10Bar).

• Presóstato alta presión 0 a 10 bar regulación 3 a 5 bar

Fig.79. Central de suministro principal y de reserva de botellas y unidades de

regulación.

Las canalizaciones de gases y el suministro eléctrico deben discurrir por

compartimentos separados o estar separadas por más de 50 mm y conectadas a una toma

de tierra equipotencial a la entrada del quirófano. Cuando el tubo atraviese la pared de

Page 99: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

99

delimitación del local de gases se dispondrá de una válvula de corte y de un manguito pasa

muros de PVC con una holgura de 10 mm como mínimo, rellenándose el espacio interior

con silicona.

En su distribución, las tuberías deben descansar sobre soportes resistentes a la

corrosión localizados a intervalos de 1.5 m. para evitar que se comben, desplacen o se

distorsionen. Todas las uniones de la canalización metálica deben soldarse con bronce o

con soldadura con fusión.

Los puntos de utilización estarán conectados a la red de distribución del gas

correspondiente a través de tomas de gases, las cuales están diseñadas según la UNE-

EN ISO 9170-1, siendo específicas para cada gas, situándose en pared a través de carriles

técnicos, separados y distantes de la parte eléctrica de estos equipos según la UNE-EN

ISO 11197 y junto con otros accesorios hospitalarios.

Fig.80. Tomas y conexión de gases medicinales en pared de quirófano.

4.1.7.1. Cálculo de la instalación.

Cantidad de gas almacenada en una botella de gas.

La cantidad de gas comprimido que contiene una botella depende de la capacidad

geométrica de la botella, de la presión a la que está el gas y del coeficiente de

compresibilidad del gas (Z). Considerando los gases comprimidos como gases ideales

(Z=1), la capacidad será, para el caso de una botella de 50 l a 200 bar:

𝐶𝑔 = 𝑉𝑐 ∗ 𝑃𝑔 (10)

Donde,

𝐶𝑔 = Cantidad de gas (litros).

Page 100: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

100

𝑉𝑐 = Capacidad geométrica de la botella que contiene el gas (litros)

𝑃𝑔 = Presión del gas dentro de la botella (bar)

𝐶𝑔 = 𝑉𝑐 ∗ 𝑃𝑔

𝐶𝑔 = 50 ∗ 200

𝐶𝑔 = 10.000 𝑙

Una botella de 50 litros con oxígeno a 200 bar almacena 10.000 litros de oxígeno (10

m3).

Autonomía de la botella de gas.

Para el cálculo de la duración de los cilindros de gases se supondrá un uso continuo

y simultaneo en el área de cirugía mientras se encuentre en funcionamiento.

La autonomía de las botellas de oxígeno y aire medicinal se calcula con la siguiente

fórmula:

𝐴𝑠 = 𝐶𝑔

𝑄𝑠 (11)

Donde,

𝐴𝑠 = Autonomía de suministro de la botella (min)

𝐶𝑔 = Cantidad de gas (litros)

𝑄𝑠 = Caudal de suministro en (litros/min)

Para el caso de botellas de gas licuado a temperatura ambiente, como ocurre con

el protóxido de nitrógeno:

𝐴𝑠 = 𝐶𝐾𝑔∗𝐶𝑓∗1.000

𝑄𝑠 (12)

Siendo,

𝐴𝑠 = Autonomía de suministro de la botella (min)

𝐶𝐾𝑔 = Cantidad de gas neta en kg (atención: al peso total de la botella habrá que

descontar el peso del envase)

𝐶𝑓 = Conversor de kg a Nm³

𝑄𝑠 = Caudal de suministro en (litros/min)

Page 101: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

101

Si se considera un consumo estimado en el área de cirugía, según se indica en la

norma UNE 7396-1:2016 sobre sistemas de canalización de gases medicinales, de:

20 l/min de O2

15 l/min de aire medicinal

2 l/min de protóxido de nitrógeno

Para una botella de oxígeno tendremos:

𝐴𝑠 = 𝐶𝑔

𝑄𝑠 (13)

𝐴𝑠 = 10.000 𝑙

20 𝑙𝑝𝑚

𝐴𝑠 = 500 min de autonomía

Para una botella de aire medicinal:

𝐴𝑠 = 𝐶𝑔

𝑄𝑠 (14)

𝐴𝑠 = 10.000 𝑙

20 𝑙𝑝𝑚

𝐴𝑠 = 500 min de autonomía.

Para una botella de gas anestésico:

𝐴𝑠 = 𝐶𝐾𝑔 ∗ 𝐶𝑓 ∗ 1.000

𝑄𝑠

𝐴𝑠 = 37 𝑘𝑔 ∗ 1,98 ∗ 1.000

2 𝑙𝑝𝑚

𝐴𝑠 = 36.630 min de autonomía

El acoplamiento de salida de cada botella será el indicado en la ITC EP 6 del

reglamento:

Page 102: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

102

Fig.81. Características del acoplamiento de salida en función del gas.

La pieza de conexión (racor) deberá estar fijada de manera permanente a la válvula

de salida mediante soldadura de plata resina epoxi, de tal manera que impida su sustitución

por personal ajeno al envasador.

Como el consumo es mínimo, el diámetro de la tubería en baja hasta los puntos de

consumo será de cobre de 12 mm de diámetro tal y como indica el Reglamento de

aparatos a presión en la ITC EP 6. Las tuberías de distribución de cada uno de los

gases discurrirán por el falso techo del contenedor descansando sobre soportes

metálicos colocados a 1.5 m.

En el área de entrada y valoración deberemos disponer de 2 botellas portátiles de

oxígeno y aire medicinal de 8 l. para oxigenoterapia.

4.1.3. Iluminación

4.1.3.1. Iluminación general

El sistema de iluminación del módulo sanitario se ha realizado siguiendo las

recomendaciones del el Código Técnico de la Edificación, en sus secciones que tratan

diferentes aspectos de la iluminación:

Sección SU4: seguridad frente al riesgo de iluminación inadecuada (Protección

de seguridad contra iluminación inadecuada).

Sección HE3: eficiencia energética en instalaciones de iluminación (Eficiencia

energética del sistema de iluminación).

La norma UNE 21464.1:2013 sobre iluminación de los lugares de trabajo (33)

clasifica las distintas zonas interiores de establecimientos sanitarios, estableciendo los

requisitos de iluminación para cada uno de ellas:

La zona quirúrgica requiere de 10000 a 100000 lux en el área de operaciones

de cirugía.

300 lux de iluminación en las áreas circundantes al área de actuación y en las

zonas de lavado y almacenaje y 300 lux en la zona de recepción y valoración

del módulo sanitario.

Se recomienda aumentar los niveles de iluminación de la iluminación ambiental en los

quirófanos en 750-1000 lux para reducir la diferencia con la lámpara quirúrgica. Se tendrán

en cuenta también:

• Establecer un rendimiento del color de la lámpara, Ra de 90.

Page 103: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

103

• Uso de luminarias de alto rendimiento que incorporen equipos de bajo consumo y

lámparas de alta eficacia luminosa (lumen/vatio).

• Establecer un índice de deslumbramiento y eficiencia de la luminaria. Índice de

deslumbramiento de 19.

• Instalación de luminarias estériles con alto índice de protección (IP) en áreas asépticas.

Los valores comunes son IP 54 o IP 65.

En el ámbito sanitario, debemos diseñar la iluminación centrados en las personas y

en sus necesidades, ya que las necesidades de iluminación de los pacientes y

profesionales médicos son muy distintas. La única forma de encontrar una solución de

iluminación óptima en cada entorno supone equilibrar tres efectos, el visual, el emocional

y el biológico.

El estudio luminotécnico se ha realizado mediante la herramienta DIALux evo v.9.1

de la empresa Philips, con el cual se han distribuido todas las luminarias en base a los

niveles lumínicos marcados por normativa. A través del software se han obtenido los

diferentes resultados lumínicos, así como los respectivos planos de distribución de

luminarias.

4.1.3.2. Sala de recepción y valoración.

Para el diseño de la sala de acceso y valoración inicial se debe de tener en cuenta

que un vestíbulo bien iluminado inspira confianza, clave para las personas al llegar a un

hospital. Con la luz podemos recrear ambientes acogedores en las salas espera, y

circulaciones bien guiadas, generando relajación y seguridad respectivamente, en los

pacientes y visitantes. Con la luz y el color se puede conseguir un efecto positivo en las

personas.

El nivel de iluminación requerido es de 300 lux. La luminaria elegida es la Z44

LED 25W 3000K DALI 513632620 de AURA LIGHT con las siguientes características:

Page 104: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

104

Los datos obtenidos a través de DIALUX evo (figura 82) nos indican que con una

distribución de 2 luminarias conseguimos 429 lux en distribución en el plano de trabajo,

superior a los 300 lux exigidos en la normativa. La figura nos da los detalles de distribución.

Page 105: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

105

Fig.82. Resultados de distribución de luminarias y datos fotométricos con DIALUX evo.

4.1.3.3. Cuarto limpio y almacén.

La gestión del paciente y de los profesionales sanitarios entraña una importante

tarea en el hospital. Los puestos de control de enfermería y de gestión de material sanitario

son espacios que requieren una iluminación funcional de calidad, con un buen tratamiento

de los parámetros de iluminación que ayuden a contribuir al bienestar de los profesionales

y conseguir la productividad deseada.

El nivel de iluminación requerido es de 300 lux. La luminaria elegida es la Z44

LED 25W 3000K DALI 513632620 de AURA LIGHT con las siguientes características:

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106

Los datos obtenidos a través de DIALUX evo (figura 83) nos indican que con una

distribución de 2 luminarias conseguimos 341 lux en distribución en el plano de trabajo,

superior a los 300 lux exigidos en la normativa. La figura nos da los detalles de distribución.

Fig.83. Resultados de distribución de luminarias y datos fotométricos con DIALUX evo.

4.1.3.4. Quirófano.

Se ha de tener especial consideración el nivel de iluminación (cantidad de luz), la

uniformidad (evitar variaciones bruscas de nivel), el índice de deslumbramiento (confort

visual) y la reproducción cromática (visualización correcta de los colores) en estas zonas.

Todos estos parámetros bien tratados, influirán positivamente en la práctica médica de los

profesionales sanitarios. En quirófanos y salas de cura y tratamiento, la iluminación será

clave para facilitar al personal sanitario la realización de las actividades pertinentes para el

cuidado del paciente. Para la cirugía se utilizará una lámpara Drager Polaris 600 con las

siguientes características:

Page 107: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

107

Fig.84. Lámpara de quirófano Drager Polaris 600. Fuente: www.drager.es

El nivel de iluminación requerido será de 500 lux en las zonas adyacentes al área

de actuación de la lámpara de quirófano.

La luminaria elegida es la Z44 LED 25W 3000K DALI 513632620 de AURA LIGHT

con las siguientes características:

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108

Los datos obtenidos a través de DIALUX evo nos indican que con una distribución de 4

luminarias conseguimos 623 lux en distribución, superior a los 500 lux exigidos en la

normativa. La figura 85 nos da los detalles de distribución.

Page 109: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

109

Fig.85. Resultados de distribución de luminarias y datos fotométricos con DIALUX evo.

4.1.3.2. Alumbrado de emergencia.

En caso de fallo del alumbrado normal debe preverse un sistema de alumbrado de

emergencia cuyo encendido se deberá realizar en tiempo máximo de 0,5 s.

La autonomía de la iluminación de seguridad será de 1 hora en general y de 2 horas

en áreas de cirugía. El nivel de iluminación será mismo que el del alumbrado normal.

Una solución ampliamente empleada en iluminación de seguridad es el uso de

sistemas autónomos con las siguientes recomendaciones:

• Autonomía de 2 horas en la iluminación de seguridad en el área quirúrgica.

• Uso de sistemas de suministro de energía ininterrumpida (SAI) para garantizar

iluminación de reemplazo. El cable y la red de cables deben ser resistentes al fuego

como en este caso las luminarias pasarán a ser servicios de seguridad (ITCBT-28).

• Uso de una lámpara quirúrgica con una batería de 2 horas y un transformador

independiente.

Se han seleccionado una luminaria de emergencia PHILIPS WL131V LED12S/840

de 13 w. de potencia y 3 h. de autonomía propia, que se colocarán 1 en cada espacio

disponible en la zona superior de la puerta de entrada a las mismas. Este tipo de luminarias

cuenta con su propia fuente de energía y sólo procederá a utilizar el suministro exterior

para proceder a su carga.

Page 110: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

110

Fig.86. Modelo de lámpara de emergencia.

Indicar finalmente que el contenedor sanitario dispone de dos vías de evacuación

seguras y alternativas convenientemente señalizas mediante rótulos según se especifica

en las recomendaciones de bloques quirúrgicos del Ministerio de Sanidad.

4.5. Peso del contenedor marítimo equipado

Un contenedor de 40 pies vacío tiene un peso de 4050 kg y admite una carga de

alrededor de 26 toneladas (264300 kg).

La figura 87 muestra las dimensiones y capacidad del contenedor utilizado.

Fig.87. Dimensiones y carga del contenedor de 40´.

Por cada metro cuadrado se admitirían 4 toneladas aproximadamente. Aun

sabiendo que la carga que admite un contenedor es muy elevada, se ha acometido un

Page 111: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

111

estudio aproximado del peso que contiene el contenedor para saber más o menos de qué

carga se trata. Por una parte, se ha tenido en cuenta el aparataje (incluido grupo

electrógeno, depósito, etc.), y por otro lado la estructura interna del contenedor.

Equipamiento Peso

unitario (kg)

Cantidad

Peso total (kg)

UPS con batería externa 28,6 1 28,6

Negatoscopio 16,6 2 33,2

Cuadros de distribución 25 2 50

Lavamanos portátil 15,5 2 31

Extintor portátil 5kg 5 4 20

Carro de anestesia 36 1 36

Encimeras, armarios y estanterías 70 2 140

Electro bisturí 6 1 6

Lámpara de quirófano 51 1 51

Luminarias general 23W 0,6 6 3,6

Luminarias general 31W 0,6 4 2,4

Botella de Protóxido de Nitrógeno 50 litros

89 2 178

Botella de Oxígeno 50 litros 89 2 178

Botella de Aire medicinal 50 litros 89 2 178

Grupo electrógeno cargado con combustible Diésel

650 1 650

Silla de ruedas 8 1 8

Equipo de climatización quirófano 75 1 75

Luminaria emergencia 1 5 5

Equipo de climatización sala de acceso

35 1 35

Camilla fija de valoración 27 1 27

Mesa de quirófano 220 1 220

Desfibrilador 5,15 1 5,15

Bombas de infusión 1,2 1 1,2

Transductor portátil de ecógrafo 0,5 1 0,5

Monitor multiparamétrico 4 1 4

Porta suero 6 3 18

Taburete 3,5 2 7

Escalera metálica de acceso 3

Botella de Oxígeno 8 litros 15 1 15

Page 112: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

112

Botella de Aire medicinal 8 litros 15 1 15

Mesa de Instrumentación 19 1 19

Mesa mayo 6 1 6

Camilla de traslado 25 1 25

Contenedor 3 2 6

Depósito de 50 litros de agua 50 2 100

Depósito de 50 litros de gasoil 42,5 1 42,5

Peso total equipamiento

2220,15

Materiales estructurales Peso (kg)

Paneles plywood_16.5 kg/m2 225

Perfilería metálica 365

Puertas interiores 135

Puertas exteriores 210

Suelo 221

Peso total estructural 1156

Tabla 36. Resumen de pesos.

El peso total aproximado de la carga interna de los contenedores es de, 3.376,15kg,

lo cual indica que se encuentra dentro del margen de la carga que puede transportar el

contenedor.

Page 113: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

113

5. PLANOS

5.1. Contenedor marítimo. Cotas.

5.2. Detalles estructurales del contenedor. Panel techo.

5.3. Detalles estructurales del contenedor. Paneles laterales.

5.4. Detalles estructurales del contenedor. Panel inferior.

5.5. Detalles estructurales del contenedor. panel frontal.

5.6. Detalles estructurales del contenedor. Puerta.

5.7. Distribución de espacios en planta.

5.8. Distribución del equipamiento.

5.9. Pre diseño de la Instalación eléctrica.

Page 114: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

Contenedor High Cube Dry Van: dimensiones

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UNIVERSIDAD DE JAÉN
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Detalles estructurales del contenedor. Panel techo.
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Detalles estructurales del contenedor. Paneles laterales.
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Detalles estructurales del contenedor. Panel inferior.
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Detalles estructurales del contenedor. Panel frontal.
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N° de planoEscala Fecha

Fdo:

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE LINARES

UNIVERSIDAD DE JAÉN

TFG_Adaptación de contenedor marítimo

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Francisco Javier Carrasco Vila
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Detalles estructurales del contenedor. Puertas.
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TFG_Adaptación de contenedor marítimo a modulo sanitario

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Distribución de espacios en planta
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Cuarto limpio y almacén
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Pasillo de transferencia
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Sala de recepción y valoración
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Sala quirúrgica
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Gases/agua
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Cuadros de control
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Grupo electrógeno
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Aire acondicionado
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TFG_Adaptación de contenedor marítimo a modulo sanitario

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ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE LINARES
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UNIVERSIDAD DE JAÉN
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8
AutoCAD SHX Text
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AutoCAD SHX Text
Distribución del equipamiento
AutoCAD SHX Text
Francisco Javier Carrasco Vila
AutoCAD SHX Text
8/9
AutoCAD SHX Text
20/10/2020
AutoCAD SHX Text
1:50
AutoCAD SHX Text
Zona de Instalaciones
AutoCAD SHX Text
Cuarto limpio y almacén
AutoCAD SHX Text
Pasillo de transferencia
AutoCAD SHX Text
Sala de recepción y valoración
AutoCAD SHX Text
Sala quirúrgica
AutoCAD SHX Text
Gases/agua
AutoCAD SHX Text
Cuadros de control
AutoCAD SHX Text
Grupo electrógeno
AutoCAD SHX Text
Aire acondicionado
Page 122: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

N° de planoEscala Fecha

Fdo:

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE LINARES

UNIVERSIDAD DE JAÉN

TFG_Adaptación de contenedor marítimo a modulo sanitario

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESKC

REA

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1
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AutoCAD SHX Text
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AutoCAD SHX Text
7
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6
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6
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8
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Prediseño instalación eléctrica
AutoCAD SHX Text
Francisco Javier Carrasco Vila
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20/11/2020
Page 123: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

114

6. CONDICIONES DE MANTENIMIENTO

Para prevenir tiempos de parada, cumplir los requisitos de seguridad de los

profesionales y pacientes y mantener el rendimiento de las instalaciones proyectadas, se

realizan una serie de revisiones técnicas periódicas.

A continuación, se indican las actividades de mantenimiento preventivo y técnico-

legal de las instalaciones y material electro médico del bloque quirúrgico. El personal

encargado de estos controles debe estar cualificado y pertenecer al Servicio de

Mantenimiento y/o a las empresas mantenedoras autorizadas.

• Frecuencia de mantenimiento del contenedor. Debido al uso y al envejecimiento

del contendedor se tendrá que realizar un mantenimiento frecuente del mismo. El

mantenimiento se basará en las reparaciones que se deben efectuar a los daños

ocasionados al contenedor (roces, golpes, pintura, corrosiones, estanqueidad, filtraciones,

etc.) durante su período de explotación a fin de que pueda estar en las óptimas condiciones

para la funcionalidad diseñada.

• Instalación eléctrica en quirófanos. Se revisarán diariamente, cada mes y al año,

según protocolo realizado bajo normativa vigente.

• Instalación de aire acondicionado en quirófanos, según un calendario previamente

definido, teniendo en cuenta los periodos estipulados por el fabricante, la normativa de

prevención de la legionelosis (Decreto 865/2003), la reglamentación (Reglamento de

instalaciones térmicas en la edificación RITE R.D. 1027/2007), las recomendaciones

técnicas (Guía técnica práctica para el diseño y funcionamiento de la climatización en áreas

quirúrgicas).

• Instalación de gases medicinales en quirófanos según protocolo con calendario

previamente definido, teniendo en cuenta los periodos estipulados por el fabricante y la

normativa asociada y como mínimo cada 6 meses.

• Instalación de protección contra incendios en quirófanos, según la periodicidad

establecida en la normativa vigente, como mínimo cada 6 meses, instrucciones del

fabricante y/o protocolo realizado bajo normativa vigente.

• Lámpara quirúrgica, según calendario previamente definido, teniendo en cuenta

los periodos estipulados por el fabricante y como mínimo cada 6 meses. Siguiendo las

instrucciones del fabricante y/o protocolo realizado bajo normativa vigente.

Page 124: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

115

• Respirador de anestesia, según calendario previamente definido como mínimo

cada 6 meses, siguiendo las instrucciones del fabricante y/o protocolo realizado bajo

normativa vigente.

• Bisturí eléctrico, según calendario previamente definido, como mínimo cada 6

meses, siguiendo las instrucciones del fabricante y/o el protocolo realizado bajo normativa

vigente.

• Mesa quirúrgica, según calendario previamente definido, como mínimo cada 6

meses, siguiendo las instrucciones del fabricante y/o el protocolo realizado bajo normativa

vigente.

• Monitor multiparamétrico, según calendario previamente definido, como mínimo

cada 6 meses, siguiendo las instrucciones del fabricante y/o el protocolo realizado bajo

normativa vigente.

• Bomba de infusión, según calendario previamente definido, como mínimo cada 6

meses siguiendo las instrucciones del fabricante.

• Portátil RX, según calendario previamente definido, al menos una revisión

semestral, siguiendo las instrucciones del fabricante y protocolo realizado bajo normativa

vigente (test de seguridad eléctrica, R.D. 1.976/1999).

• Negatoscopio, según calendario previamente definido, como mínimo una vez al

año, siguiendo las instrucciones del fabricante y protocolo realizado según normativa

vigente.

• Bomba extracorpórea, según calendario previamente definido, como mínimo una

vez al año, siguiendo las instrucciones del fabricante y protocolo realizado según normativa

vigente.

• Manta normo-hipertermia, según calendario previamente definido, como mínimo

una vez al año, siguiendo las instrucciones del fabricante y protocolo según normativa

vigente.

Page 125: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

116

7. CONCLUSIONES

El estudio realizado ha tenido como objetivo la adaptación de la estructura de un

contenedor marítimo para su utilización como módulo sanitario en situaciones de

emergencia, especialmente en países con déficit de infraestructuras sanitarias. Se

diseñaron y modificaron las estructuras e instalaciones necesarias para su correcto

funcionamiento teniendo en cuenta la legislación y normativa en vigor. El módulo sanitario

proyectado se destinará a bloque quirúrgico formando parte de un complejo hospitalario

móvil más extenso compuesto por otros contenedores marítimos adaptados dedicados a

dar servicio en situaciones sanitarias urgentes, siendo capaces de ser transportados a

cualquier parte del mundo.

Tras un estudio inicial sobre contenedores y quirófanos, y después de haber

realizado numerosas búsquedas de fuentes de información y entrevistas con diversos

técnicos y personal sanitario se pudieron contrastar las ideas principales de diseño y

aprender aún más de sus conocimientos. También se visitó el área quirúrgica del Hospital

Universitario San Agustín de Linares, lo que permitió conocer in situ la distribución de un

bloque quirúrgico, los espacios necesarios, el equipamiento disponible, así como las

instalaciones necesarias y los condicionamientos técnicos para su funcionamiento.

Reseñar la dificultad de encontrar fuentes de información y normativas específicas de

aplicación de contenedores en entornos sanitarios, así como la imposibilidad de realizar

algunas visitas y entrevistas programadas ante el desarrollo del covid-19 en nuestro país.

Uno de los principales objetivos planteados era dotar al contenedor adaptado de la

mayor autonomía posible, ya que no está garantizada la posibilidad de conexión del mismo

a las redes públicas de suministro de agua y energía. En este prototipo se descartó la

utilización de placas solares ante la imposibilidad de conocer los datos reales de las

distintas localizaciones de actuación ante una posible emergencia sanitaria. Ante este

problema se buscó una solución alternativa que permitiera dar una cierta autonomía y

seguridad energética optando por la instalación de un grupo electrógeno. Con este sistema,

con unos diseños por parte de los fabricantes muy compactos y estables, se le ha dado al

bloque una seguridad y estabilidad ante cualquier fallo que en un quirófano podrían causar

graves e importantes problemas a los pacientes tratados.

Podemos concluir finalmente que, a la vista de los resultados obtenidos, el diseño

alcanzado ha sido satisfactorio, cumpliendo con las necesidades e instalaciones

planteadas como objetivo, habiendo resultado bastante complicado encontrar un diseño

que sirva para todo. No obstante, se han estudiado diferentes posibilidades y se ha hecho

una propuesta lo más versátil posible. Se ha logrado transformar un contenedor marítimo

en un espacio totalmente funcional, capaz de ser utilizado como módulo sanitario cuya

Page 126: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

117

función permitirá dar servicio en zonas con necesidades urgentes de atención médica y en

la mayoría de las ocasiones con pocos recursos disponible. Se deja abierta la posibilidad

de estudiar en un futuro, a través de otros estudios, la posibilidad de implantación de

energías renovables en el contenedor, el diseño completo de la instalación eléctrica del

mismo, estudios mecánicos de soportes y anclajes, así como de distribución de cargas en

los contenedores marítimos.

Page 127: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

118

8. BIBLIOGRAFÍA

[1] CRED. The Human Cost of Disasters 2000-2019. Centre for Research on the

Epidemiology of Disasters, 2020.

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901, 9-26 (2018).

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World Economy Bigger. Princeton University Press, Princeton, 2006.

[5] ISBU Association research. Container Technology A-Z. Green Cube Network, Inc.,

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[6] Soper, R.T. The 50th anniversary of container shipping the Admiral Sheldon Kinney

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[7] International Organization for Standardization (ISO). ISO 668. Series 1 Freight

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Standardization: Geneva, Switzerland, 2020.

[8] Asociación Española de Normalización (UNE). UNE-ISO 830:2008. ERRATUM:

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[9] World Bank. Indicators Data: Container Port Traffic (TEU: 20 foot equivalent units).

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[10] Asociación Española de Normalización (UNE). UNE-EN 13044-1:2011. Unidades

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de Normalización: Madrid, España, 2011.

[11] Asociación Española de Normalización (UNE). UNE-EN ISO 10855-1:2018.

Contenedores marítimos y dispositivos de elevación asociados. Parte 1: Diseño,

fabricación y marcado de los contenedores marítimos. Asociación Española de

Normalización: Madrid, España, 2018.

[12] Garrido, L. Sustainable Architecture Containers. Instituto Monsa de Ediciones, S.A.

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Page 128: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

119

[13] International Organization for Standardization (ISO). ISO 1496-1:2013. Series 1

freight containers -- Specification and testing -- Part 1: General cargo containers for general

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[14] Convenio internacional sobre la Seguridad de los Contenedores, CSC.

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[15] Real Decreto 2319/2004. Normas de seguridad de contenedores de conformidad con

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[16] Konings, R. & Thijs, R. Foldable Containers: a New Perspective on Reducing

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[17] Sangyoon L., Ilkyeong M. Robust empty container repositioning considering foldable

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[18] Port of Rotterdam Authority. Smart Container 42 Project. https://weare42.io/

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[19] Cooper, J., Kilmer, J. and Wands, B. Container Compressive Load Bearing Capacity:

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[20] Ministerio de la Presidencia. REAL DECRETO 2822/1998, de 23 de diciembre, por

el que se aprueba el Reglamento General de Vehículos. Madrid, España, 1998.

[21] UNCTAD. Review of Maritime Transport 2019. United Nations Conference on Trade

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[22] Drewry. Container Market Annual Review and Forecast. 2015.

http://www.drewry.co.uk/publications/view_publication.php?id=442. Acceso: 3 agosto de

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[23] Mehnazd, D. https://www.marineinsight.com/recreation/top-26-innovative-uses-of-

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[24] Estrada, B., Farbiarz, J. El terremoto y posterior tsunami del 26 de diciembre de 2004

en Indonesia. Dyna, 72, 145. 2005.

[25] Médicos sin Fronteras. Proyecto MUST. https://www.msf.es/files/must-quirofano-

ruedas

Page 129: Grado en Ingeniería en Mecánica Escuela Politécnica

120

[26] CURA. Connected units for respiratory aliments. https://curapods.org/ Acceso: 20 de

agosto de 2020.

[27] Ministerio de Sanidad y Política Social. Bloque quirúrgico, estándares y

recomendaciones. Madrid. 2010.

[28] International Organization for Standardization (ISO). ISO 14644-1:2016. Salas

limpias y locales anexos. International Organization for Standardization. Geneva,

Switzerland. 2016

[29] Asociación Española de Normalización (UNE). UNE 100713:2005. Instalaciones de

acondicionamiento de aire en hospitales. Asociación Española de Normalización: Madrid,

España, 2005.

[30] International Organization for Standardization (ISO). ISO 14644-1:2016: Salas

limpias y locales anexos. Organization for Standardization. Geneva, Switzerland.2016.

[31] Rodrigo de Larrucea, J. Manual del transporte en contenedor. Marge Books, 2018.

[32] Ministerio de Sanidad y Consumo. REAL DECRETO 1345/2007, de 11 de octubre,

por el que se regula el procedimiento de autorización, registro y condiciones de

dispensación de los medicamentos de uso humano fabricados industrialmente.

[33] Asociación Española de Normalización (UNE). UNE 12464-1:2013. Iluminación.

Iluminación de los lugares de trabajo. Parte 1: Lugares de trabajo en interiores. Asociación

Española de Normalización: Madrid, España, 2013.