I tre modi in cui gli ospedali si procurano l'ossigeno: bombole, LOX e produzione in loco
Le rampe bombole sono il punto di partenza. Non richiedono alimentazione elettrica, si installano rapidamente e funzionano ovunque, ma un consumo superiore a poche bombole al giorno si trasforma in un onere logistico e in un problema di stoccaggio. Restano indispensabili come alimentazione di riserva anche quando è installata una sorgente più grande, per cui quasi ogni ospedale mantiene un locale rampa qualunque altra soluzione realizzi.
L'ossigeno liquido sfuso è la risposta tradizionale per i grandi ospedali. Un serbatoio criogenico isolato sotto vuoto conserva l'ossigeno allo stato liquido a circa meno 183 gradi Celsius e gli evaporatori ad aria ambiente lo riportano allo stato gassoso su richiesta. La produzione in loco con un impianto ad adsorbimento a pressione oscillante è la terza via: produce ossigeno in continuo dall'aria del locale tecnico, utilizzando energia elettrica anziché consegne.
Come un generatore di ossigeno PSA produce ossigeno
Un compressore invia aria essiccata e filtrata in recipienti riempiti con setacci molecolari a zeolite. Sotto pressione il setaccio adsorbe l'azoto e lascia passare l'ossigeno. Quando il primo recipiente si avvicina alla saturazione, l'impianto commuta sul secondo e depressurizza il primo, che rilascia in atmosfera l'azoto trattenuto. L'alternanza dei due recipienti fornisce un flusso di ossigeno continuo: da qui il nome di adsorbimento a pressione oscillante.
L'ossigeno esce dai letti di setacci con elevata purezza, viene accumulato in un serbatoio di accumulo e quindi ridotto alla pressione di rete. Un analizzatore di ossigeno controlla in continuo la concentrazione e devia il flusso o attiva l'allarme se la purezza scende sotto il limite impostato. Tecnomed fornisce sistemi generatori di ossigeno PSA containerizzati in un'ampia gamma di capacità, dai piccoli ospedali di distretto fino ai grandi impianti, e può aggiungere una stazione di riempimento bombole affinché l'ospedale riempia le proprie bombole portatili.
Come funziona un impianto a ossigeno liquido
Un recipiente criogenico immagazzina l'ossigeno liquido a pressione moderata in un serbatoio interno isolato sotto vuoto. Il liquido viene prelevato, fatto passare attraverso evaporatori ad aria ambiente in alluminio alettato che assorbono calore dall'aria circostante, ed esce allo stato gassoso ad alta pressione. Un gruppo di riduzione porta poi quella pressione al valore di rete, passando tipicamente da circa 15 bar ai 4-5 bar richiesti dalla distribuzione ospedaliera.
Tecnomed costruisce serbatoi criogenici secondo EN 13458-2 e PED 2014/68/UE insieme ai relativi evaporatori e gruppi di riduzione, comprese linee di evaporazione e di regolazione sdoppiate, così una linea può essere isolata per lo sbrinamento o la manutenzione mentre l'altra sostiene il carico. Poiché l'apporto di calore non è mai nullo, un serbatoio non utilizzato con regolarità sfiata gas attraverso la valvola di sicurezza, un aspetto concreto da considerare per gli ospedali più piccoli.
Confronto: capacità, purezza, ingombro, logistica e ridondanza
L'ossigeno liquido vince nettamente sul volume immagazzinato a parità di ingombro, poiché un metro cubo di liquido produce diverse centinaia di metri cubi di gas. Inoltre eroga ossigeno di grado farmaceutico direttamente dal serbatoio. Gli impianti PSA erogano ossigeno a concentrazione leggermente inferiore rispetto all'alimentazione a liquido, perché l'argon resta insieme all'ossigeno: ciò è accettato per l'ossigeno 93 per cento come prodotto di farmacopea, ma deve essere dichiarato in gara e accettato dal personale clinico.
La logistica è di norma il fattore decisivo. Un serbatoio LOX è affidabile quanto la strada che vi conduce, e gli ospedali in regioni remote, sulle isole o in aree con catene di fornitura instabili lo hanno imparato a proprie spese. Un impianto PSA dipende invece dall'energia elettrica, che l'ospedale già garantisce con i gruppi elettrogeni. Entrambe le soluzioni richiedono una riserva a rampa bombole, quindi nessuna delle due elimina la necessità di un locale rampa.
- Autonomia immagazzinata: il LOX offre giorni di alimentazione in un solo serbatoio, il PSA offre erogazione continua ma poco accumulo di riserva
- Purezza: il LOX è fornito come ossigeno medicinale, il PSA produce ossigeno 93 per cento con argon residuo
- Ingombro: il LOX richiede un'area esterna con distanze di sicurezza, il PSA richiede un locale tecnico ventilato o un container
- Dipendenza: il LOX dipende dalle consegne, il PSA dall'energia elettrica e dalla manutenzione del compressore
- Entrambi richiedono un'alimentazione di riserva indipendente secondo EN ISO 7396-1
Costi di esercizio e aspetti energetici
Le strutture di costo sono davvero diverse per natura. L'ossigeno liquido è dominato dal prodotto consegnato e dal noleggio o dalle perdite per evaporazione, per cui il costo cresce quasi linearmente con il consumo ed è esposto ai prezzi del fornitore. Un impianto PSA trasforma gran parte del proprio costo in energia elettrica per il compressore d'aria, oltre alla manutenzione periodica di filtri, essiccatore e setacci, per cui il costo è dominato dall'investimento e da chilowattora che l'ospedale già controlla.
I compressori d'aria sono il centro energetico di un impianto PSA e sovradimensionarli è l'errore di progetto più frequente. Dimensionare l'impianto sul fabbisogno di picco realistico, applicando i fattori di contemporaneità e non sulla somma di tutte le prese, e verificare che l'impianto possa modulare o ridurre i gradini di notte. Confrontare onestamente le alternative significa mettere investimento, energia, manutenzione e consegne sullo stesso orizzonte decennale, anziché confrontare i prezzi di acquisto.
Requisiti normativi e di alimentazione di riserva
EN ISO 7396-1 e HTM 02-01 richiedono alimentazione primaria, secondaria e di riserva qualunque sia la tecnologia. Per un impianto PSA questo significa in genere linee di produzione sdoppiate più una riserva a rampa bombole. Per un impianto LOX significa di norma un serbatoio principale, un serbatoio secondario o recipiente di scorta e, anche in questo caso, una riserva a rampa bombole con commutazione automatica.
Entrambe le sorgenti richiedono il monitoraggio continuo della pressione di rete e, per il PSA, della concentrazione di ossigeno, con allarmi ad alta priorità ripetuti in un locale presidiato in modo permanente. Pianificare per tempo la documentazione: certificati dei materiali, certificazione come attrezzatura a pressione per i recipienti criogenici, verbali delle prove di purezza e un fascicolo di collaudo validato fanno tutti parte della consegna e non sono optional.
Guida alla scelta per dimensione e localizzazione dell'ospedale
I piccoli ospedali e le cliniche con fabbisogno di ossigeno contenuto sono di norma serviti al meglio da una rampa, oppure da un impianto PSA compatto con riserva a rampa bombole dove le consegne non sono affidabili. Gli ospedali di distretto di media dimensione scelgono spesso il PSA perché elimina la dipendenza dalle consegne senza richiedere un'area criogenica. I grandi ospedali di terzo livello con portate elevate e continuative, e qualunque struttura con decine di posti letto di terapia intensiva, giustificano in genere l'ossigeno liquido con una riserva robusta.
La geografia pesa più della dimensione con una frequenza che i progettisti non si aspettano. Se il percorso del fornitore può essere interrotto da maltempo, confini o carenza di carburante, la produzione in loco è l'architettura più sicura anche a fronte di un investimento maggiore. Se un fornitore affidabile di gas industriali è nelle vicinanze e la domanda è alta e costante, l'ossigeno liquido resta la soluzione con meno attriti. Tecnomed produce entrambe le soluzioni, insieme agli evaporatori, ai gruppi di riduzione e alle rampe che completano l'uno o l'altro progetto.
Domande frequenti
L'ossigeno PSA è sufficiente per l'uso sul paziente?
Sì, laddove il progetto specifichi l'ossigeno 93 per cento, che è un prodotto di farmacopea riconosciuto. L'ossigeno PSA contiene argon residuo, quindi la concentrazione è inferiore rispetto all'alimentazione a liquido. L'impianto deve monitorare la concentrazione in continuo e attivare l'allarme se scende sotto il limite impostato, e il personale clinico dovrebbe confermarne l'accettazione in fase di progetto.
Un generatore di ossigeno PSA può riempire le bombole?
Sì. È possibile aggiungere un compressore booster ad alta pressione e una rampa di riempimento affinché l'ospedale riempia le proprie bombole portatili per trasporto, reparti e ambulanze. Tecnomed offre il riempimento bombole come parte dei propri sistemi containerizzati di generazione dell'ossigeno, riducendo anche la dipendenza dalle consegne esterne di bombole.
Serve ancora una rampa bombole se si installa un impianto LOX o PSA?
Sì. EN ISO 7396-1 richiede un'alimentazione di riserva indipendente a prescindere dalla sorgente primaria. In pratica si tratta di una rampa bombole automatica con commutazione, dimensionata per sostenere l'ospedale durante un guasto o un fermo di manutenzione dell'impianto fino al ripristino della sorgente principale.
Quale opzione ha il costo di esercizio più basso?
Dipende dai consumi e dai prezzi locali. Il costo dell'ossigeno liquido cresce con il volume consegnato e con i prezzi del fornitore. Il costo del PSA è in gran parte energia elettrica e manutenzione programmata. Vanno confrontati su almeno dieci anni, includendo investimento, energia, assistenza e il costo di eventuali interruzioni di fornitura, anziché sul solo prezzo di acquisto.
