Selección de Caudalímetros en tiempos de crisis

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Este documento forma parte del Blog sobre gases medicinales de Jordi Renedo, director técnico del Centro de Cálculo Paramétrico. En este capítulo descubrirá una selección cuidadosa de las características de los caudalímetros, la cual permitirá compensar y eliminar múltiples y costosos errores.

1. Introducción
En la entrega anterior se analizaron las fugas de una manera amplia. Vimos una nueva definición de fuga, que ponía luz a situaciones poco conocidas, que afectan gravemenete a la economía d

Se daba la siguiente lista de factores a tener en cuenta

  1. Instalación
  2. Tomas
  3. Presión de distribución
  4. Presión de calibración de los caudalímetros
  5. Fondo de escala de los caudalímetros
  6. Conexiones
  7. Disparo inadecuado de las válvulas de seguridad

En esta entrega Nº 9, vamos a centrarnos en los factores 3 y 4. El punto 3 se debe solucionar mediante acciones correctoras sobre la instalación; principalmente aumentar secciones insuficientes, o reajustar presiones si ello es posible.

Lo que sea modificar tuberías siempre es a medio o largo plazo; en cualquier caso, muy invasivo para con la marcha diaria del hospital.

Una solución es adaptar la presión de distribución a la presión de calibración de los caudalímetros. Planteo en general dificultoso por las secciones de tubería existentes

En referencia al Punto 4: Otra solución es adaptar la presión de calibración de los caudalímetros a la de distribución. Pero ésta además puede variar según ciclos de consumo diarios, semanales y estacionales. Por lo que una solución rígida es poco viable.

La solución que se analiza y propone se basa en Caudalímetros que incorporan un micro regulador de presión; que compensa y elimina oscilaciones de presión. Micro regulador que de no existir implicaría graves errores de caudal (= fugas) como se verá a continuación.

El objetivo es ayudar a minimizar las pérdidas económicas, por un cúmulo de posibles errores.

Si no se consigue minimizar las pérdidas de forma inmediata, sí al menos disponer de criterios para alcanzar la reducción de las pérdidas por etapas, fases o áreas; aprovechando la reposición natural de equipos por obsolescencia.

La necesidad de una selección óptima ha existido siempre, pero en tiempos de crisis la necesidad se acentúa. Ahora, mucho más con el gran sobreconsumo debido a la pandemia, porque los mismos errores porcentuales sobre caudales mayores, significan mayores pérdidas.

La mayoría de fotos corresponden a la marca Gas Control Equipment (GCE), otra marca con un producto similar es Cahouet. Las fotos de esta última no llegaron a tiempo.e los centros sanitarios y además pueden afectar a la correcta dosificación terapéutica. 

2. Características de los Caudalímetros y de su entorno
La presión de calibración es aquella para la que se diseñó el caudalímetro, y por ello las mediciones son más exactas.

En nuestros hospitales coexisten caudalímetros de diversos países, con calibraciones acordes a sus respectivas normativas nacionales:

  • 3 bar 
  • 3,5 bar 
  • 4,2 bar 
  • 5 bar 

Con la normativa europea (ISO 7396-1) el panorama mejora lentamente.  Las calibraciones a 4,5 bar se van imponiendo. 

Desde 1999 (fecha de la EN 737-3) el rango de presiones finales sobre las tomas, se ha reducido a la franja comprendida entre 4 y 5 bar. Variación llegada con excesiva lentitud.

Las consecuencias de la discordancia entre las presiones de calibración de los caudalímetros y en las tomas son:

  • Flujos reales distintos, en función del valor de la discordancia (véase la tabla 1 y la tabla 4).
  • Sobrecoste de los tratamientos, proporcionales a la discordancia.
  • La inestabilidad entre causa (LPM de O2) y efecto (nivel de oxígeno en sangre) induce a la confusión entre los profesionales de la salud 
  • Un caudal agrandado y oculto (caudalímetros de bola) puede producir molestias por exceso de ruido y de caudal final.
  • Esporádicamente en determinadas patologías, un exceso de oxígeno puede provocar paradas cardiorrespiratorias.
  • Los caudalímetros son más fáciles de calibrar a una nueva presión que cambiar una instalación.

CUANTIFICACIÓN DEL ERROR POR DISCREPANCIA ENTRE PRESIÓN DE CALIBRACIÓN Y LA RED
En los caudalímetros tipo flotador, el error que se introduce está muy definido

Caudal real (LPM) = K x Caudal leído

Siendo K = (Presión trabajo/Presión calibración) exponencial (0,5), con las presiones en valores absolutos

Tabla 1

Un ejemplo práctico sería un caudalímetro calibrado a 3,5 bar, trabajando a 5 bar. En la tabla 1, encontramos que K =1,15. Si el caudal leído es de 10 LPM tendremos

Qreal (LPM) = K x Q leido =1,15 x10 = 11,5 LPM

Esto indica que existe un sobreconsumo del 15%. Estos 1,5 LPM de exceso en un único punto de consumo representan anualmente 788 m3 netos o más de 87 botellas de 50 litros cargadas a 200 bar, en fugas.

La tabla relaciona caudalímetros de diferente presión de calibración con presiones relativamente bajas. Hay muchos centros, con un abanico real de presiones, más amplio. De hasta 7 bar, véase la Tabla 4.

PROBLEMA DE COMBINADO DE REDUCTORES Y MANÓMETROS
Los manómetros tipo Bourdon, disponen de un mecanismo que actúa como un muelle. La presión nominal a la que van a trabajar se escoge como 2/3 del fondo de escala. Por ejemplo, antes de reductores finales, la presión máxima es de 10 bar, los fondos de escala son de 16 bar. Lo que nos da una pista para no sobrecargar el manómetro.

El mecanismo tipo muelle tiene una tendencia natural a ceder con el tiempo. Por lo que tienden a indicar una presión irreal más alta de la existente.

Caso real
Hospital con dos marcas de reductores de presión

En una revisión rutinaria, se encontraron en baja presión:

  • Una marca de reductores con errores de hasta 1 bar.
  • La otra marca con más años, errores de hasta 0,25 bar.

Se cambiaron los manómetros de ambas marcas de reductores por la marca de manómetros de mejor rendimiento; en este caso la alemana Wika.

En los reductores de presión, se usa un muelle que se aprieta más o menos, para variar la presión de salida. Este muelle con el tiempo también cede. Con lo que ejercerá menos fuerza y la presión bajará.

Por tanto, en algunos casos realmente no se sabe donde estamos. Por un lado, el reductor baja la presión y por otro los manómetros marcan de más. Siendo recomendable realizar los controles con manómetros digitales. Este tipo de problemas no creemos que sea un fenómeno de desarrollo rápido de meses, sino de años.

PROCEDIMIENTO PARA EVALUAR LOS COSTES POR FUGAS CUANDO COEXISTEN DIFERENTES CALIBRACIONES
Partiremos de un caso real del que disponemos de un inventario fiable

Tabla 2

Donde:

  • 3 tipos de caudalímetros (A, B, C).
  • 2 marcas, pero con 3 calibraciones.
  • En cuanto a temperatura (Cal ºC.= temperatura de calibración) los tipos A y B son iguales y el tipo C no la conocemos.
  • Como el hospital trabaja a 5 bar, se han calculado los distintos errores por presión.
  • La presión final sobre los caudalímetros, es dificultosa de cambiar. Ya que si se baja se puede entrar en conflicto con las áreas equipadas con respiradores (UCI, quirófanos, reanimación, radiología, salas de emergencia), porque la regulación esta centralizada.
Tabla 3

Sobre una base de la Tabla 2 en que el uso de los caudalímetros es aleatorio y el error proporcional al número de cada tipo tendremos:

146 Uds. caudalímetros x error medio =

= (41 Uds. x 8,4%) + (52uds x7,4%) + (53uds x 15,4%) =               
=344,4 +384,8 +816,2=1545,4

Error medio = 1545,4 / 146 Uds. = 10,58 %

Sólo con un replanteo de las reposiciones en unos años se habrá eliminado el problema; en caso contrario se perpetúa.                

Mucho se habla y sufre por los recortes económicos.                       Reducir el gasto (no el uso) en más de un 10%, sin más que establecer un protocolo de compras correcto nos parece una buena noticia. Según el modelo que se escoja el ahorro será aún mayor, al solucionar otros orígenes de errores.

Este caso comentado no implica una mala situación. Todo lo contrario, es probable que estuviera entre los mejores. Este caso se muestra única y exclusivamente porque es el mejor documentado del que disponemos (inventario).

La misma tabla T1 en la zona de valores más altos de presiones de trabajo

Tabla 4

En amarillo un caso real: aunque puede parecer exagerado un coeficiente de 1,33.

Existen también caudalímetros que incorporan un micro regulador de presión.                                           

En la fig 1 un caudalímetro con:

  • micro regulador de presión
  • que trabaja correctamente entre 2,8 y 8 bar
  • tipo conmutador
  • en el catálogo, se indica una temperatura de 23 ºC
Figura 1
Fig. 1 Caudalímetro tipo conmutador con micro regulador incorporado

En la figura 2 puede verse un caudalímetro calibrado a 4,2 bar y 21 ºC

Figura 2
Fig. 2 Caudalímetro tipo bola, calibrado a 4,2 bar y 21 ºC
Figura 3
Fig. 3 Caudalímetro tipo conmutador sin micro regulador y calibrado a 3,5 bar

 

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