Humedificadores

Humedificació Elimina la acción humedificadora llevada a cabo normalmente por la nasofaringe

Humedificació. En las unidades de cuidados intensivos no es difícil encontrar una vía aérea artificial que elimina la acción humedificadora llevada a cabo normalmente por la nasofaringe y, por ello es necesario sustituir esa función humedificando los gases que se ofrecen hasta lograr una presión parcial de vapor de agua intraalveolar de 47 mm Hg, precisamente la que logra el organismo a la temperatura corporal normal (37 °C).

Física de la humedificación

Vaporización es el escape de moléculas de líquido a la atmósfera por efecto de la energía cinética, y vapor es el estado gaseoso de una sustancia que es líquida a temperatura ambiente.

La velocidad de vaporización de un líquido depende de la temperatura, de la movilidad o cinética de sus moléculas, de su superficie de contacto con la atmósfera, y de la presión de las partículas del vapor sobre la interfase con el líquido.

La humedad no es más que la existencia de moléculas de vapor de un líquido en una atmósfera gaseosa.

En el caso del agua y de nuestra atmósfera, existen dos tipos de humedades. La humedad absoluta y la humedad relativa.

• Absoluta: Cantidad de vapor de agua presente en un volumen de gas y expresado en miligramos por litro.
• Relativa: Relación entre la humedad absoluta y el contenido potencial de vapor en un gas a una temperatura determinada.

Este principio es el que explica el porqué, en época de frío, cuando una persona exhala, se produce la conversión del vapor en agua.

El punto de rocío es la temperatura a la cual un gas se encuentra completamente saturado con vapor de agua. El incremento de vapor a una mezcla gaseosa o la disminución de la temperatura del gas, desencadenará la condensación del vapor, por lo que se explica la aparición de líquido en los extremos de la tubuladura del humedificador al paciente.

El mantenimiento de una mezcla gaseosa, en el estado de saturación completa o sobresaturación es muy difícil por ser un estado muy frágil, y se necesita de calor para retenerlo y balancear los procesos de condensación y vaporización.

No solo se debe tener en cuenta la humedad, sino también la temperatura que debe tener el flujo de gas. Este flujo se debe calentar exteriormente a una temperatura mayor que la deseada de 37oC para compensar las pérdidas de temperatura en la tubuladura, por el volumen tidal de la mezcla gaseosa empleada, por la modalidad y las técnicas de ventilación empleadas y acorde con el tipo de humedificador empleado.

Existen actualmente humedificadores de cascada, con resistencia eléctrica calentadora, intraluminal, a lo largo de la tubuladura inspiratoria, que necesita calentar mucho menos la mezcla humectante en su reservorio.

Lógicamente la humedificación será tanto más eficaz, cuantas más pequeñas sean las partículas nebulizadas, de manera tal que puedan entrar hasta lo más profundo del árbol respiratorio.

Es de suponer que esta humedificación se logra con la utilización de equipos y/o dispositivos especiales que se pueden clasificar de diferentes formas, según la característica o propiedad que se tenga en cuenta para ello, lo que trataremos de explicar a continuación.

Tipos de humedificadores

• Si producen o conservan la humedad.
• Por las características de la humedad que producen.
• Por el mecanismo que utilizan para producir la humedad.

Producen o conservan la humedad

• Productores de humedad.
• Conservadores de humedad.

Fig.1 Boquillas para aerosol del tipo jet, o bernouilli, o surtidor. Aerosol de baja densidad.

Productores de humedad

• Productores de aerosoles a temperatura ambiente (Fig.1).
• Productores de aerosoles con soluciones calientes.
• Productores de vapor a temperatura ambiente.
• Productores de vapor con soluciones calientes.

Conservadores de humedad

Conservadores de temperatura y/o humedad, tanto para respiración espontánea en vía aérea artificial (humedificadores calentadores) (Fig.2), como para ventilación mecánica con vía aérea artificial (humedificadores de narina) (Fig.3).

Fig.2 Humedificadores calentadores.

Fig.3 Humedificadores de narina.Humedificador Servo 163 (100 mL de espacio muerto).

Por las características de la humedad que producen

• Generadores de aerosoles.
• Generadores de vapor o nebulización.

1. Aerosol. Entendemos por aerosol a una suspensión de partículas líquidas en un chorro de gas a gran velocidad. En dependencia de la riqueza en humedad de ese gas se dividen en dos tipos:

• Aerosol de baja densidad.
• Aerosol de alta densidad.

2. Aerosol de baja densidad. Se logra con equipos o dispositivos en los cuales el gas no es calentado y arrastra, por tanto, pocas partículas de vapor de agua. El gas se transporta con poca saturación y ello lo hace poco útil para humedificar, aunque pueden transportar un medicamento que se depositará en las zonas más superficiales o altas del árbol respiratorio. Su eficacia es muy pobre. (Fig.4).

Fig.4 Humedificadores del tipo jet, o bernouilli, o surtidor; con dispersor, o anvil.

Aerosol de alta densidad. Contienen los mayores porcentajes de humedad, que pueden ser hasta del 100 %.Se producen con humedificadores que en su mayoría se calientan los líquidos que se van a nebulizar, con excepción de los ultrasónicos con iguales o mejores resultados.

Generadores de vapor o nebulización

Nebulización y/o vapor: Suspensión de partículas líquidas en un medio gaseoso donde su tamaño es mucho menor que en el caso del aerosol (0,1 a 10μ) y con un porcentaje de humedificación de más del 90 %. Este vapor o nebulización puede ser producido a partir de soluciones a temperatura ambiente o de soluciones calientes. Siempre producirán una humedad de alta densidad.

Por el mecanismo que utilizan para producir la humedad. Se clasifican en: Productores de aerosoles a temperatura ambiente, productores de aerosoles de soluciones calientes, productores de vapor o nebulizadores a temperatura ambiente, productores de vapor o nebulizadores a soluciones calientes, humedificadores conservadores.

Productores de aerosoles a temperatura ambiente

• Boquillas para aerosol del tipo jet, o bernouilli, o surtidor. (Fig.1).
• Humedificadores del tipo jet, o bernouilli, o surtidor.
• Humedificadores del tipo jet, o bernouilli, o surtidor; con dispersor, o anvil (Fig. 4).
• Humedificadores centrífugos.

Productores de aerosoles de soluciones calientes

• Humedificadores del tipo jet, o bernouilli, o surtidor, y dispositivo para calentar las soluciones.
• Humedificadores del tipo jet, o bernouilli, o surtidor; con dispersor, o anvil, y dispositivo para calentar las soluciones.

Productores de vapor o nebulizadores a temperatura ambiente

• Humedificadores de derivación, o superficie de contacto, o de interfaces.
• Humedificadores de burbuja.
• Humedificadores ultrasónicos.

Productores de vapor o nebulizadores a soluciones calientes

• Humedificadores de cascada (burbuja y calor) (Fig.5).
• Humedificadores Fisher & Paykel(superficie y calor) (Fig.6).

Fig.5 Humedificadores de cascada. (Burbuja y calor).

Fig.6 Humedificadores Fisher & Paykel. (superficie y calor).

Humedificadores conservadores de los utilizados en Cuba

• Humedificador Servo 150 (90 mL de espacio muerto).
• Humedificador Servo 151 (35mL de espacio muerto).
• Humedificador Servo 152 (55mL de espacio muerto).
• Humedificador Servo 153 (70mL de espacio muerto).
• Humedificador Servo 163 (100mL de espacio muerto) (Fig.3).

Mecanismos

Humedificador del tipo jet, o bernouilli, o surtidor. Es un verdadero surtidor; al pasar un flujo de gas a alta velocidad, perpendicular (a 90°) al orificio fino de un tubo capilar, y que a su vez está introducido en el líquido humectante, lo que produce un gradiente de presiones que eleva una columna de líquido a través del capilar y «choca» contra el chorro de gas que lo pulveriza, saliendo hacia las vías respiratorias por un sistema de tubos. El diámetro de las partículas de vapor de agua varía entre 1 y 10 μ, profundizando aceptablemente en las vías respiratorias (Fig.1).

Humedificador del tipo jet, o bernouilli, o surtidor; con dispersor, o anvil. Es el mismo mecanismo ya descrito, pero se le agrega un obstáculo frente al chorro de gas a alta velocidad y posterior al orificio distal del capilar, lo que hace las funciones de dispersor, que permite de esta forma la obtención de mayor número y menor tamaño de las partículas de la solución (Fig.4).

Es bueno señalar que tanto en los humedificadores de surtidor, como en los de surtidor y disipador existen dispositivos que con el objetivo de aumentar la eficiencia poseen mecanismos para calentar la solución que se va a emplear para humedificar.

Humedificador centrífugo. Constan de una pieza circular que gira a gran velocidad, y lanza el líquido que cae sobre ella contra un conductor que lo pulveriza en partículas de tamaño aleatorio. Sus partículas promedian de 1 a 10μ de diámetro.

Humedificador de derivación, o de interfaces, o de superficie de contacto. Es uno de los métodos más sencillos y utilizados, primordialmente en las incubadoras. Consiste en el paso de un flujo lento de gas por una interface amplia de aire y agua; ese contacto es suficiente para el “arrastre” de la humedad. Las partículas de vapor de agua son muy gruesas, del orden de 10 a 40μ de diámetro, por tanto, profundizan poco en el árbol respiratorio.

En los momentos actuales existen compañías comerciales como la Fisher & Paykel que producen un tipo de humedificador de superficie o interfase con un calentador, con lo cual logran una magnífica humidificación y una disminución del tamaño de las partículas que son de 1 a 10μ de diámetro (Fig.6).

Humedificador de burbujas. Es también un método sencillo y lo vemos en las salas de terapia intensiva, con sus respectivos aforímetros (Flowmeter) y frasco lavador. Consiste en el paso del gas a través de un tubo perforado, del que sale hacia el interior del frasco lavador, lleno de agua hasta un nivel prefijado. Al paso por el líquido las burbujas del gas se saturan de vapor de agua que se deposita, aunque no profundamente, en el árbol respiratorio, pero algo más que en el de interfase, y más aún si este frasco lavador está calentado por cualquier método. A ese nivel se logran temperaturas más eleva- das, para asegurar los 37 °C al llegar a los bronquios y alvéolos. Estos humedificadores de burbujas “calentadores” reciben el nombre de humedificadores de cascada. El diámetro de las partículas de vapor de agua varía entre 0,1 y 10μ (Fig.5).

Nebulizador ultrasónico. Posee un transductor piezoeléctrico de cuarzo, que trasmite ondas de ultra alta frecuencia (ultrasonido), produciendo un movimiento en el líquido que se fragmenta en partículas del orden de 0,1 a 10 μ de diámetro. Las más pequeñas avanzan profundamente en el árbol respiratorio.

Los nebulizadores de superficie con calentador, de cascada y ultrasónicos tienen un gasto tan amplio, que permiten introducir grandes volúmenes de vapor de agua en las vías aéreas, por lo que se debe tener en cuenta para su uso, pues ello puede ser indeseable en ocasiones.

Ventajas de los humedificadores productores de humedad

• No aumentan el espacio muerto.
• No aumentan la resistencia de las vías aéreas.
• La obstrucción del tubo es poco frecuente.

Desventajas de los humedificadores productores de humedad

• Gran peso y volumen.
• Riesgo de sobreadministración de agua.
• Mayor riesgo de infección nosocomial.
• Incremento del volumen compresible.

Ventajas de los humedificadores conservadores

• Pequeños, poco peso y gran movilidad.
• Ausencia de riesgo de sobreadministración de agua.
• Menor riesgo de infección nosocomial.
• Filtro bacteriano.
• Material desechable.

Desventajas de los humedificadores conservadores

• Obstrucción del tubo.
• Aumento de la resistencia en la vía aérea.
• Aumento del espacio muerto.

Fuente

• [Pediatría/ Colectivo de autores. T2. La Habana: Editorial Ciencias Médicas; 2006.]