Diseño integral de sala de cirugía simulada en la Universidad Javeriana sede Cali: Garantía de asepsia, seguridad del paciente y eficacia ventilatoria en el contexto colombiano

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dc.contributor.advisorRamírez Duque, José Luis
dc.contributor.authorRicardo Muñoz, Miguel Fernando
dc.contributor.authorTrochez Álzate, Miguel Ángel
dc.date.accessioned2024-08-22T20:30:18Z
dc.date.available2024-08-22T20:30:18Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractEste proyecto se centró en el diseño de un sistema de climatización y ventilación para una sala de cirugía simulada en la Universidad Javeriana, sede Cali, con el objetivo de garantizar la asepsia, la seguridad del paciente y mejorar las condiciones de confort en el contexto colombiano. El desarrollo del proyecto implicó varias etapas de investigación. En primer lugar, se realizó una revisión de la literatura científica y técnica sobre tecnologías de climatización y ventilación disponibles en el mercado. Se evaluaron estas tecnologías en términos de eficiencia energética, calidad del aire y cumplimiento de regulaciones y estándares colombianos e internacionales, incluyendo las normativas ASHRAE 170-2013 y 170-2021 del estándar 170-2017 de ASHRAE, ACAIRE basada en la ASHRAE STANDARD 170-2008, y la Resolución 04445 de 1996 del Ministerio de Salud de Colombia. Se siguió la metodología ASHRAE y el formato E20 para estimar las cargas térmicas de la sala de cirugía y, así, seleccionar adecuadamente los equipos HVAC. Luego de aplicar las condiciones críticas, referente a la ocupación de personal, uso de equipos, iluminación, infiltración y condiciones ambientales, los cálculos arrojaron una carga térmica de 89,677 𝐵𝑡𝑢ℎ y un flujo de aire requerido de 2.43 𝑚³/𝑠, necesarias para garantizar las condiciones de confort dentro de las salas de cirugía. Se pudo evidenciar que el sistema HVAC actual solo podía asumir una carga térmica de 24,000 𝐵𝑡𝑢ℎ y un caudal de 0.11 𝑚³/𝑠, evidenciando la necesidad urgente de una actualización, y que además cumpliera con los requerimientos de un espacio para cirugía, lo cual no fue proyectado al diseñar el sistema actual. Para abordar esta deficiencia, se analizaron y recomendaron tecnologías específicas como bombas de calor, filtros HEPA de alta eficiencia y sistemas de control de humedad. Para cubrir la carga térmica y asegurar un flujo de aire adecuado, se seleccionaron las unidades manejadoras de aire (UMA) marca Miidea de 220V R410A y el Starlight 220V R410A, incluyendo sistemas de filtración HEPA 99.99% de 30”x24”x3”, sistemas de control de humedad y bombas de calor. Se recomendó la instalación de dos equipos de climatización para cubrir eficientemente la carga térmica del lugar. Los resultados obtenidos indicaron una carga térmica máxima de 91,526 𝐵𝑡𝑢ℎ y un flujo de aire mínimo de 500 CFM. Además, se determinó que la sala debe tener 4 cambios de aire exterior por hora y un total de 20 cambios de aire mínimos por hora, con 4 cambios de aire provenientes del exterior y 16 cambios recirculados. Este estudio destaca la importancia de implementar tecnologías eficientes en consumos energéticos, y subraya la necesidad de adherirse a las normativas (nacionales e internacionales) vigentes para garantizar un ambiente seguro y óptimo para la formación médica. Los estudiantes, además, se beneficiarán al conocer las tecnologías y capacidades que deben tener este tipo de espacios, los cuales son vitales para garantizar la seguridad biológica de los pacientes y el personal médico durante su ejercicio profesional.
dc.description.abstractengThis project focused on the design of an air conditioning and ventilation system for a simulated operating room at Universidad Javeriana, Cali, with the aim of ensuring asepsis, patient safety, and improving comfort conditions in the Colombian context. The development of the project involved several research stages. First, a review of the scientific and technical literature on air conditioning and ventilation technologies available in the market was carried out. These technologies were evaluated in terms of energy efficiency, air quality, and compliance with Colombian and international regulations and standards, including ASHRAE 170-2013 and 170-2021 of ASHRAE standard 170-2017, ACAIRE based on ASHRAE STANDARD 170-2008, and Resolution 04445 of 1996 of the Colombian Ministry of Health. The ASHRAE methodology and the E20 format were followed to estimate the thermal loads of the operating room and thus properly select the HVAC equipment. After applying the critical conditions, referring to personnel occupancy, use of equipment, lighting, infiltration, and environmental conditions, the calculations yielded a thermal load of 89,677 𝐵𝑡𝑢ℎ and a required airflow of 2.43 𝑚³/𝑠 necessary to guarantee comfort conditions inside the operating rooms. It was evident that the current HVAC system could only handle a thermal load of 24,000 𝐵𝑡𝑢ℎ and a flow rate of 0.11 𝑚³/𝑠, highlighting the urgent need for an upgrade to meet the requirements of a surgery space, which was not projected when designing the current system. To address this deficiency, specific technologies such as heat pumps, high-efficiency HEPA filters, and humidity control systems were analyzed and recommended. To cover the thermal load and ensure adequate airflow, Midea 220V R410A and Starlight 220V R410A air handling units (AHU), including 30"x24"x3" HEPA 99.99% filtration systems, humidity control systems, and heat pumps, were selected. The installation of two air conditioning units was recommended to efficiently cover the thermal load of the site. The results obtained indicated a maximum thermal load of 91,526 𝐵𝑡𝑢ℎ and a minimum airflow of 500 CFM. In addition, it was determined that the room should have 4 outside air changes per hour and a total of 20 minimum air changes per hour, with 4 outside air changes and 16 recirculated air changes. This study highlights the importance of implementing energy-efficient technologies and underlines the need to adhere to current (national and international) regulations to ensure a safe and optimal environment for medical training. Medical trainees will also benefit from knowing the technologies and capabilities that such spaces must have, which are vital to ensure the biosafety of patients and medical staff during their professional practice.
dc.format.extent145 p.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://vitela.javerianacali.edu.co/handle/11522/3883
dc.language.isospa
dc.publisherPontificia Universidad Javeriana Cali
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería y Ciencias
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectClimatización
dc.subjectVentilación
dc.subjectQuirófanos simulados
dc.subjectCalidad del aire interior
dc.subjectEficiencia energética
dc.subjectAir conditioning
dc.subjectVentilation
dc.subjectSimulated operating rooms
dc.subjectIndoor air quality
dc.subjectEnergy efficiency
dc.thesis.disciplineFacultad de Ingeniería y Ciencias. Ingeniería Mecánica
dc.thesis.grantorPontificia Universidad Javeriana Cali
dc.thesis.levelPregrado
dc.thesis.nameIngeniero(a)Mecánico(a)
dc.titleDiseño integral de sala de cirugía simulada en la Universidad Javeriana sede Cali: Garantía de asepsia, seguridad del paciente y eficacia ventilatoria en el contexto colombianospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
dc.type.redcolhttps://purl.org/redcol/resource_type/TP
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