Come garantire la continuità operativa delle infrastrutture medico-ospedaliere

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1 Come garantire la continuità operativa delle infrastrutture medico-ospedaliere Tecno Community Day Bolzano, 26 Febbraio 2009

2 UPS & OSPEDALI Analisi: Apparecchiature mediche (raggi-x, Scanner, CT, MRI, PET, Ultrasuoni, camere Gamma, Mammografie) Sale operatorie / terapia intensiva: Apparecchiature applicate direttamente al paziente (pompe drenanti, applicazioni elettrocardiache, ECG, monitor ) Data Centres: Servers (standard e Blade) Equipaggiamenti x laboratori e facility management (allarme incendi, luci di emergenza, sale d attesa, impianti di sicurezza) 2

3 Le normative di riferimento: D.M Approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione, e l esercizio delle strutture sanitarie pubbliche e private Normativa CEI 64-8 VI Edizione Impianti Elettrici utilizzatori Parte 710: Locali ad uso medico 3

4 Definizione dell impianto di sicurezza: Sistema elettrico inteso a garantire l alimentazione di apparecchi utilizzatori o di parti dell impianto necessari per la sicurezza delle persone. (prelevata dalla norma CEI 64-8) 4

5 Classificazione dell alimentazione di sicurezza nei locali ad uso medico I dispositivi per l alimentazione di sicurezza nei locali ad uso medico vengono suddivisi in 5 classi: Classe 0 (di continuità) Alimentazione automatica disponibile senza interruzioni T=0 Classe 0,15 (ad interruzione brevissima) Alimentazione automatica disponibile in un tempo inferiore o uguale a 0,15 sec. Classe 0,5 (ad interruzione breve) Alimentazione automatica disponibile in un tempo compreso tra 0,15 e 0,5 sec. Classe 15 (ad interruzione media) Alimentazione automatica disponibile in un tempo compreso tra 0,5 e 15 sec. Classe >15 (ad interruzione lunga) Alimentazione automatica disponibile in più di 15 sec. 5

6 Sistemi utenza che devono essere dotati di alimentazione di sicurezza ad interruzione media (0,5sec t 15sec): Elevatori antincendio Impianti idrici antincendio Impianti di diffusione sonora Sistemi di ventilazione per estrazione fumi Elettromedicali non vitali Apparati per i sistemi di gas medicali 6

7 Sistemi utenza essenziali che è opportuno che vengano dotati di alimentazione di sicurezza ad interruzione media ( 0,5sec t 15sec): Apparecchi di sterilizzazione Sistemi di ventilazione Sistemi di smaltimento rifiuti Apparecchi frigoriferi Apparecchi di cottura Carica batterie Ced e locali tecnici di servizio 7

8 Alcuni esempi di classificazione dell alimentazione di sicurezza nei locali ad uso medico Gruppi

9 Contrasti normativi: Regola di prevenzione incendi Sistemi di rilevazione incendi (tempo breve) Illuminazione delle vie di esodo (tempo breve) Sistema di allarme (tempo breve) Norma CEI 64-8 Parte 710 Sistemi di rilevazione incendi (tempo medio) Illuminazione delle vie di esodo (tempo medio) Sistemi di allarme (tempo medio) 9

10 IN PRATICA : In una struttura Ospedaliera è indispensabile garantire la continuità elettrica a: Impianti Speciali (sala server trasmissione dati Ris-Pacs, centralino telefonico, impianto antincendio); Apparecchiature Elettromedicali di notevole potenza (RMN, TAC,Telecomandati, tutta la radiologia problema arresto improvviso tempi di riavvio); Anestesia per il paziente in RADIOLOGIA solo pediatria; Apparecchiature applicate direttamente al paziente (pompe monitor, ecc.); 10

11 In una struttura Ospedaliera è indispensabile garantire la continuità elettrica a (segue): Impianto di condizionamento (solo la parte che riguarda reparto TMO, Camere bianche RMN, TAC sala per riscaldamento, ecc.); Impianto trattamento acqua (solo reparto TMO) centrale idrica sistema di pompaggio; Impianto elettrico (comparto operatorio, TIN, sub intensiva parte del Pronto soccorso); Impianto Gas medicali e Pompe aspirazione. 11

12 L importanza dei circuiti di Sicurezza Un circuito di sicurezza è destinato ad alimentare i servizi che devono continuare a funzionare anche in mancanza dell alimentazione ordinaria Norma CEI 64/8 art un circuito di sicurezza deve essere indipendente dai circuiti ordinari: Protezione con adeguata selettività verticale Posa separata dagli altri circuiti Cavi resistenti al fuoco FTG10(O)M1 0,6/1 KV per posa nello stesso tubo Vincoli architettonici 12

13 Esempio : l Ospedale Pediatrico Meyer 13

14 UPS per esigenze sanitarie Efficienza Autonomie lunghe Ambiente Sicurezza ed affidabilità Prestazioni 14

15 Stato del Neutro

16 Modifica dello stato del neutro L UPS MODIFICA LO STATO DEL NEUTRO? NO, IN NESSUN CASO UPS N N 16

17 Modifica dello stato del neutro Apertura di una protezione onnipolare a monte dell UPS: funzionamento in isola (IT temporaneo) APERTO UPS Id Neutro come da impianto Neutro isolato 17

18 Modifica dello stato del neutro Funzionamento in isola: non sono necessarie le protezioni previste per il sistema IT (CEI 64.8, commento al ) APERTO UPS Id Neutro come da impianto Neutro isolato 18

19 ODIFICA PERMANENTE ELLO STATO DEL NEUTRO Trasformatore isolamento in uscita BYPASS C.S DYN AL CARICO UPS AC/DC AC/DC Disponibile per qualsiasi tipo di UPS 19

20 MODIFICA PERMANENTE DELLO STATO DEL NEUTRO Trasformatore isolamento ingresso ups DYN BYPASS C.S AL CARICO UPS AC/DC AC/DC Disponibile per qualsiasi tipo di UPS Ma in particolare per taglie < 250 kva 20

21 MODIFICA PERMANENTE DELLO STATO DEL NEUTRO Trasformatore isolamento ingresso riserva DYN BYPASS C.S AL CARICO UPS AC/DC AC/DC Disponibile solo per taglie > 250 kva 21

22 Affidabilità: configurazioni di parallelo

23 Parallelo Distribuito INGRESSO RISERVA UPS A BYPASS S.S OUTPUT UPS A MAIN INPUT UPS A UPS A AC/DC DC/AC Carico 100 kva INGRESSO RISERVA UPS B BYPASS S.S MAIN INPUT UPS B OUTPUT UPS B UPS B AC/DC DC/AC Funzionamento normale Funzionamento in emergenza 23

24 Parallelo Distribuito INGRESSO RISERVA UPS A BYPASS S.S OUTPUT UPS A MAIN INPUT UPS A UPS A AC/DC DC/AC Carico 100 kva INGRESSO RISERVA UPS B BYPASS S.S MAIN INPUT UPS B OUTPUT UPS B UPS B AC/DC DC/AC Funzionamento normale Funzionamento in emergenza 24

25 Avanzata tecnologia di parallelo NESSUN singolo punto di guasto NESSUNA architettura master/slave Controllo del parallelo su ogni modulo, assicurando una ridondanza totale Il sistema in parallelo non è influenzato da guasti singoli su un UPS oppure sul bus di comunicazione. UPS 2 UPS 8 UPS 1 Scheda controllo parallelo 25

26 Avanzata tecnologia di parallelo NESSUN singolo punto di guasto Controllo del parallelo su ogni modulo, assicurando una ridondanza totale Il bus di controllo ad anello è a prova di singolo guasto 26

27 New technologies : Lunghe autonomie : Batterie + GE 27

28 CEI EN Prescrizioni di sicurezza per batterie di accumulatori e loro installazioni Parte 2: Batterie stazionarie 28

29 Disposizioni contro i pericoli di esplosione A causa dell elettrolisi dell acqua (vedi Legge di Faraday), durante le fasi di carica, carica in tampone e sovraccarica, tutti gli elementi (esclusi quelli stagni) producono gas: idrogeno e ossigeno. La concentrazione di idrogeno nei luoghi di installazione delle batterie deve essere inferiore al Limite Inferiore di Esplosione (LEL): Concentrazione IDROGENO < 4% 29

30 Disposizioni contro i pericoli di esplosione La portata d aria MINIMA per la ventilazione del luogo di installazione delle batterie deve essere calcolata in questo modo: Q = v q s n I gas C rt 10-3 [m 3 /h] 30

31 Disposizioni contro i pericoli di esplosione Q = v q s n I gas C rt 10-3 [m 3 /h] Dove: Q : flusso d aria di ventilazione minimo [m 3 /h] v : diluizione di idrogeno necessaria (24) q : 0, m 3 /Ah di idrogeno generato s : fattore di sicurezza (5) n : numero di elementi I gas : corrente che produce gas, espressa in ma per Ah di capacità assegnata C rt : capacità C 10 per elementi al piombo o capacità C 5 per elementi al nichel cadmio v q s = 0,05 31

32 Disposizioni contro i pericoli di esplosione La corrente I gas è determinata dalla seguente formula: I gas = I float/boost f g f s [ma / Ah] Dove: I float : corrente di carica in tampone in condizione di carica totale ( a una tensione di carica in tampone definita a 20 C) I boost : corrente di carica rapida in condizione di carica totale (a una tensione di carica rapida definita a 20 C) f g : fattore di emissione del gas f s : fattore di sicurezza 32

33 Disposizioni contro i pericoli di esplosione Elementi aperti di batterie al piombo Elementi VRLA di batterie al piombo Elementi aperti di batterie al nichelcadmio Fattore di emissione di gas (f g ) 1 0,2 1 Fattore di sicurezza (f s ) Corrente di carica in tampone (I float ) [ma/ah] Corrente di carica rapida (I boost ) [ma/ah] I gas (in tampone) [ma/ah] I gas (rapida) [ma/ah]

34 Disposizioni contro i pericoli di esplosione La quantità minima d aria, per evitare pericoli di esplosione deve essere SEMPRE garantita. Ventilazione NATURALE Ventilazione FORZATA 34

35 Disposizioni contro i pericoli di esplosione Ventilazione NATURALE Sia i locali batterie che gli involucri necessitano di un ingresso e di un uscita per il ricambio d aria. La superficie libera minima per tali aperture è data da: A = 28 Q [cm 2 ] (aperture possibilmente su pareti opposte, oppure se sulle stesse pareti ad una distanza minima di 2 m l una dall altra) 35

36 Disposizioni contro i pericoli di esplosione Ventilazione FORZATA Qualora si ricorra alla ventilazione forzata, bisogna soddisfare una delle seguenti condizioni: 1. Caricabatterie interbloccato con il sistema di ventilazione 2. Attivazione di un allarme per assicurare il flusso d aria richiesto in relazione al modo di carica 36

37 Guide Guida preparata, a nome dei Membri EUROBAT, per aumentare la conoscenza, la comprensione e l uso delle batterie al piombo regolate con valvola nell industria. 37

38 Decadimento della vita attesa di una batteria ermetica all aumentare della temperatura secondo la guida EUROBAT 38

39 Gruppi Statici e Gruppi Elettrogeni THD V % 8% 39

40 Distorsione armonica in tensione DISTORSIONE ARMONICA TENSIONE THD V % 8% IMPEDENZA EQUIVALENTE SORGENTE SORGENTE CARICO NON LINEARE 40

41 UPS & POWER QUALITY Un UPS deve garantire continuità nel caso di mancanza rete e fornire un energia pulita e sicura durante le transizioni tra rete e gruppo elettrogeno. Deve cioè funzionare anche come stabilizzatore. 41

42 Prestazioni di input La realizzazione dello stadio di ingresso (convertitore AC/DC) determina: Distorsione armonica totale in corrente in ingresso Ottimizzazione delle prestazioni di ingresso (THDI % e PF in ingresso) Fattore di potenza in ingresso Aumento del rendimento AC/AC (rendimento complessivo in funzionamento a doppia conversione) 42

43 Prestazioni di output Tanto più è lontano dall origine degli assi il diagramma dell UPS, tanto più l UPS non è in grado di alimentare carichi con cosφ di tipo capacitivo P Q Lato capacitivo Lato induttivo 43

44 Carichi induttivi o capacitivi? È lo stesso! P Il diagramma circolare è centrato nell origine degli assi Diagramma circolare Q La prestazione dell UPS è SIMMETRICA (nessun declassamento!) 44

45 Grazie! Ing. Marco Ravaioli Chloride Support & Consulting E marco.ravaioli@chloridepower.com