1 generalidades gases 1

Modulo IModulo I

Qco. Francisco J. Pinzón A.Qco. Francisco J. Pinzón A.

Abril 2009Abril 2009

Generalidades GasesGeneralidades Gases

Contenido

1. Características, Comportamiento y Clasificación

2. Aplicaciones de los Gases Medicinales

3. Sistemas de Suministro

4. Manejo y Uso Seguro de los Gases4. Manejo y Uso Seguro de los Gases

1. Características, 1. Características,



Comportamiento y ClasificaciónComportamiento y Clasificación

Estados de la Materia

Comúnmente se habla de tres estados de la materia:

SÓLIDO, LIQUIDO y GASEOSO.

La materia pueden moverse de un estado al otro con

ayuda de energía, como la TEMPERATURA o la

PRESION.

4

PRESION.

-

SÓLIDO

+ Energía

- Energía

Estados de la Materia (Cont.)

5

GAS

LIQUIDO

+ Energía

- Energía- Energía

Estados de la Materia (Cont.)

+ Energía+ Energía + Energía+ Energía

6

LIQUIDO

NO FORMA

SI VOLUMEN

GASEOSO

NO FORMA

NO VOLUMEN

SÓLIDO

SI FORMA

SI VOLUMEN

Punto Fusión Punto Ebullición

Qué son los Gases? (Cont.)

Gas:

(Palabra inventada por el científico J. B. Van Helmont en el siglo XVII, sobre el lat. chaos).

Fluido que, por la casi nula fuerza de

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Fluido que, por la casi nula fuerza de atracción entre sus moléculas, tiende a ocupar por completo el espacio en el que se encuentra.

Los Gases entran en ebullición a presión atmosférica y a cualquier temperatura entre -273.15°C y 26.7°C.

11 de los 92 elementos químicos, noincluyendo los elementos transuránicos,tienen punto de ebullición entre eserango.

Qué son los Gases? (Cont.)

8

rango.

Estos elementos son: H2, O2, N2, F2, Cl2,He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.

Propiedades de los Gases

Los gases tienen 3 propiedades características:

1. Son fáciles de comprimir,

2. Se expanden hasta llenar el contenedor, y

9

2. Se expanden hasta llenar el contenedor, y

3. Ocupan más espacio que los sólidos o líquidos.

Gas Ideal:

Se considera que un gas ideal presenta lassiguientes características:

• El número de moléculas es despreciable comparadocon el volumen total de un gas.

• No hay fuerza de atracción entre las moléculas.

10

• No hay fuerza de atracción entre las moléculas.

• Las colisiones son perfectamente elásticas.

• Evitando las temperaturas extremadamente bajas ylas presiones muy elevadas, podemos considerarque los gases reales se comportan como gasesideales.

Gas Real:

Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la

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pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de los gases ideales.

Variables de un Sistema Gaseoso

Existen cinco variables que se encuentran relacionadas con el comportamiento de los gases.

Volumen

12

Volumen

Presión

Masa

Temperatura

Compresibilidad

Gases Ideales

Gases Reales

PV = nRT

PV = nRT Z

Volumen:

Es el espacio ocupado por un cuerpo o fluido.

Unidades comunes:

Litro

13

Litro

m3

ft 3

Presión:

Se define como la relación entre fuerza y unidad de área.

Presión =Fuerza

Área

14

Área

Unidades Comunes:

psig

kg/cm 2

bar

Presión: (Cont.)

Presión Atmósferica

Es la fuerza ejercida por la atmósfera a través de su peso sobre

una determinada área.

Presión Manómetrica

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Es cualquier presión superior a la presión atmosférica,

considerándola como base cero en la medición. Esta es medida a

través de un equipo denominado manómetro.

Presión Absoluta

Es la suma de la presión atmosférica más la presión manométrica.

Presión: (Cont.)

Vacio:

Es cualquier presión menor que la presión atmosférica. Se

puede medir a través de un equipo denominado vacuómetro.

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Ejemplo: Cuando se infla una bolsa plástica, se presuriza.

Pero si se aspira el aire que está dentro, de la bolsa, se esta

haciendo lo contrario, o sea, se forma vacío.

Presión Atmosférica:

Se define como Atmósfera la presión ejercida por el aire alnivel del mar y como Presión Atmosférica la ejercida por elaire sobre los cuerpos.

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Unidades comunes:

Atmósfera

mm Hg

1 atm = 760 mm Hg

• Psia — Pounds per square inch absolute

�Presión experimentada al nivel del mar @70°F

�14,7 psi

Psia Vs. Psig:

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• Psig — Pounds per square inch gauge

�Presón Atmosférica como cero.

�Comúnmente usada como medida en la mayoría de los manómetros de presión.

Cualquier presión manométrica leida en psig puede ser convertida a psia añadiendo 14,7 psi a la lectura de psig.

Psia = Psig + 14,7

Psia Vs. Psig: (Cont.)

19

Psig = Psia – 14,7

Masa:

Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Unidad común:

Moles

20

Moles

Comúnmente se confunde con el peso , que es la fuerza conque un cuerpo es atraído por el campo gravitatorio de laTierra.

Temperatura:

La temperatura es una medida de la energía cinética de los cuerpos y es directamente proporcional a ella.

Es la propiedad de un cuerpo, que determina el flujo de calor hacia otros cuerpos o de otros cuerpos hacia él.

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En el estudio de gases se utiliza una escala absoluta de temperatura, la escala Kelvin.

0 K = - 273,16°C

Temperatura: (Cont.)

Se expresa mediante las llamadas escalas de temperatura o escalas termométricas (Celsius, Kelvin y Fahrenheit).

Escala Celsius Kelvin Fahrenheit

Unidad (Símbolo) °C K °°°°F

Temperatura

22

Temperatura Ebullición Agua

100 °C 373,15 K 212 °F

Temperatura Fusión Hielo

0 °C 273,15 K 32 °F

Número de divisiones de la Escala entre los dos Puntos anteriores

100 100 180

Cero Absoluto – 273,15 °C 0 K – 459,67 °F

Compresibilidad:

El volumen del gas contenido en un recipiente se reduce sise aumenta la presión. Esta propiedad que presentan losgases de poder ser comprimidos se conoce comocompresibilidad y fue estudiada por el físico inglés RobertBoyle (1627-1691).

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Cada gas tiene su propio Factor de Compresibilidad.

Por tal razón en un mismo cilindro, y a la misma presión,masa y temperatura, se tienen diferentes volúmenes paravarios gases.

Compresibilidad: (Cont.)

Una combustión interna de un motoro el aire atrapado en un jeringaproveen buenos ejemplo de lafacilidad con la cual los gases

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facilidad con la cual los gasespueden ser comprimidos.


DIAGRAMA COMPRESIBILIDAD HELIO

1,06000

1,07000

1,08000

1,09000

Fac

tor C

ompr

esib

ilid

ad (

Z)

25

0,99000

1,00000

1,01000

1,02000

1,03000

1,04000

1,05000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

Presión (psig)

Fac

tor C

ompr

esib

ilid

ad (

Z)


DIAGRAMA COMPRESIBILIDAD NITROGENO

1,02500

1,03000

1,03500

1,04000

Fac

tor C

ompr

esib

ilida

d (Z

)

26

0,99000

0,99500

1,00000

1,00500

1,01000

1,01500

1,02000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

Presión (psig)

Fac

tor C

ompr

esib

ilida

d (Z

)


Helio

6 m3

Nitrógeno

6,5 m3

27

6 000 L 6 500 L

Menos Comprimible Más Comprimible

Leyes de los Gases:

Todos los gases tienen un comportamiento casi idéntico,independientemente de su naturaleza.

Las leyes de los gases nos indican como varían laspropiedades de un gas cuando este interacciona con elentorno.

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entorno.

Este comportamiento se estudia a través de las variacionesde tres variables o magnitudes:

� Presión "P",

� Volumen “V” y

� Temperatura “T”.

Ley de Avogadro

Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establecela relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienenconstantes la temperatura y la presión. Recuerde que la cantidad degas la medimos en moles.

El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas.

29

1 mol de Gas = 22,4 L

Ley de Gay-Lussac's (Presión-Temperatura):

T T

30

P P

V, n Constantes

Clasificación de los Gases por sus Caracterísiticas Físicas

Desde el punto de vista de sus características físicas y de

envasado, los gases se dividen en cuatro tipos principales:

� Gases comprimidos

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� Gases comprimidos licuados

� Gases comprimidos disueltos

� Gases licuados criogénicamente

Clasificación de los Gases por sus Caracterísiticas Químicas

Desde el punto de vista de sus características químicas se

clasifican en seis grupos:

1. No Inflamables, Inertes.

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2. Inflamables, Inertes.

3. Inflamables, Corrosivos y Tóxicos.

4. Tóxicos y/o Corrosivos, No Inflamables

5. Pirofóricos (Espontáneamente Inflamables)

6. Venenosos

2. 2. Aplicaciones de los Gases Aplicaciones de los Gases



MedicinalesMedicinales

Usos y Aplicaciones Gases Medicinales

Los gases medicinales, en la actualidad hacenparte importante de la medicina, en lorelacionado con el cuidado que se brinda a lospacientes en las diferentes áreas de losEstablecimientos Asistenciales de Salud,principalmente:

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� Unidades de Cuidados Intensivos,

� Cirugía,

� Anestesiología,

� Obstetricia, y

� Hospitalización.

¿Qué son los Gases Medicinales?(Res. 1672/2004)

Son preparados farmacéuticos que seutilizan en la prevención, diagnóstico,tratamiento, alivio o curación de lasenfermedades o dolencias y en terapiasde inhalación, anestesia, diagnóstico "invivo" o en la conservación y transporte de

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vivo" o en la conservación y transporte deórganos, tejidos y células destinados a lapráctica médica.

Se clasifican como medicamentos.

¿Qué Norma Regula los Gases Medicinales?

Los gases medicinales son medicamentos ycomo tal deben cumplir con las BuenasPrácticas de Manufactura que se adoptanmediante la Resolución 1672 de 2004, lacual fue modificada por la resolución 3183 de2007.

36

2007.

¿Cuales son Gases Medicinales?

Según el Manual de Normas Farmacológicasadoptadas mediante la Resolución 620/2002,Norma 16.6.0.0.N20, en Colombia los siguientesson considerados gases medicinales:

� Oxígeno

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� Oxígeno

� Aire

� Dióxido de Carbono

� Oxido Nitroso

� Nitrógeno

� Helio y sus mezclas con O2

Oxígeno Medicinal Grado USP

Principales características:

� Incoloro, inodoro.

� Comburente, oxidante.

� Los aceites y grasas pueden inflamarse

espontáneamente en presencia de oxígeno.

OO22

2

38

espontáneamente en presencia de oxígeno.

� No tóxico.

Acondicionamiento:

Gas comprimido y líquido.

2

Oxígeno Medicinal Grado USP (Cont.)

El Oxígeno, es elemento de soporte de vida.

Principales Aplicaciones:

� Oxigenoterapia,

� Resucitación Cardiorespiratoria,

� Insuficiencia respiratoria crónica grave, respiradores,

OO22

2

39

� Insuficiencia respiratoria crónica grave, respiradores,

� Terapia intensiva,

� Anestesia,

� Administración Medicamentos (nebulización o inhalación),

� Terapia Hiperbárica,

� Homecare (cuidado en casa).

2

Aire Medicinal Grado USP


� Mezcla 21% de oxígeno medicinal 79% de

nitrógeno medicinal.

� No inflamable.

� No tóxico.

AireAire

2

40

� No tóxico.

� No corrosivo.

Acondicionamiento:

Gas comprimido.

2

Aire Medicinal Grado USP (Cont.)


� Administración Medicamentos (nebulización

o inhalación),

� Tratamiento de inhalación y ventilación

� Ayuda respiratoria,

AireAire

2

41

� Ayuda respiratoria,

� Alimenta respiradores artificiales.2

Dióxido de Carbono Grado USP


� Incoloro, inodoro, sabor picante.

� No inflamable.

� Asfixiante.

� Corrosivo en presencia de humedad.

COCO22

42

� Corrosivo en presencia de humedad.

Acondicionamiento:

Gas licuado.

2

Dióxido de Carbono Grado USP (Cont.)


� Atmósferas inertes (purga, protección).

� Agente de propulsión.

� Láseres quirúrgicos.

� Extracción y cromatografía supercrítica.

COCO22

43

� Extracción y cromatografía supercrítica.

� Atmósferas en cultivo de células.2

Óxido Nitroso Grado USP


� Incoloro, prácticamente desprovisto de olor.

� Sabor ligeramente dulzón.

� Comburente / Oxidante.

� No tóxico, ligeramente narcótico.

NN22OO

44

� No tóxico, ligeramente narcótico.

� Asfixiante.

� No corrosivo.

Acondicionamiento:

Gas licuado.2

2

Óxido Nitroso Grado USP (Cont.)


� Analgésico.

� Sedante / Anestésico.

� Criocirugía.

NN22OO

45

2

2

Nitrógeno Grado NF


� Incoloro, inodoro e insípido.

� No inflamable.

� No tóxico.

� Asfixiante.

NN22

46

� Asfixiante.

Acondicionamiento:

Gas comprimido y líquido.

2

Nitrógeno Grado NF (Cont.)


� Atmósferas inertes (purga, protección).

� Agente de propulsión.

� Criobiología / Preservación.

� Criocirugía.

NN22

47

� Criocirugía.2

3. 3. Sistemas de SuministroSistemas de Suministro



3. 3. Sistemas de SuministroSistemas de Suministro

Introducción Sistemas Suministro

La forma de suministro de los gasesmedicinales a un EstablecimientoAsistenciales de Salud, es definida por elperfil del consumo diario, semanal ymensual de la Institución.

Estos parámetros son utilizados, para

49

Estos parámetros son utilizados, paradefinir y proponer al responsable sanitariodel establecimiento la forma óptima desuministro de gases.

Formas de Suministro / Abastecimiento

Cilindros

• Gases Comprimidos No Licuados

• Gases Comprimidos Licuados

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Termos y Tanques Criogénicos

• Gases Licuados Criogénicamente

Unidades On Site (PSA - Compresor)

• Gases Comprimidos

Sistema Típico Suministro Oxígeno

51

Central de Gases Medicinales

Oxígeno

Aire

Oxido Nitroso

Dióxido de Carbono Red Principal

Red SecundariaPunto

Consumo

52

Carbono

Nitrógeno

Vacío

SISTEMA

REGULACIÓN

Área Abastecimiento

Red Principal

SISTEMA

RESERVA

Institución

Sistema

Control

ALARMAS

4. 4. Manejo y Uso Seguro de GasesManejo y Uso Seguro de Gases



4. 4. Manejo y Uso Seguro de GasesManejo y Uso Seguro de Gases

Introducción

El Manejo Seguro de los Gases dependeen que se base en el conocimiento de losriesgos físicos y químicos, de las normasde identificación, el tipo de recipientes,forma de almacenamiento y manejo de loscilindros, y el conocimiento de las hojas de

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cilindros, y el conocimiento de las hojas deseguridad del producto.

Cuáles son los riesgos potenciales?

Riesgos Químicos

• Inflamabilidad - Fuego

• Toxicidad (Envenenamiento)

• Asfixia

55

• Asfixia

Riesgos Físicos

• Alta Presión

• Escapes

Inflamabilidad

Rango de Inflamabilidad

• Rango en el que un gas, en condiciones normales de temperatura y presión (CNTP), formará una mezcla inflamable con el aire.

( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % -------- LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)

56

( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % ( LEI % -------- LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)LES %)

Propano 2,1 - 9,5

Monóxido de Carbono 12,5 - 74

Hidrógeno 4,0 - 75

Acetileno 2,5 - 100

"BOOM"

UELLEL4 75

% VOL. En aire

Ejemplo: H2

Inflamabilidad (Cont.)

FUEGO

• Reacción química de oxidación violenta de un material combustible, con desprendimiento de llamas y calor.

COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE COMBURENTECOMBURENTE

OXIDANTEOXIDANTE

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GrasasGrasas

AceiteAceite

PapelPapel

MaderaMadera

AcetilenoAcetileno

HidrógenoHidrógeno

OXIDANTEOXIDANTE

AireAire

OxígenoOxígeno

Oxido NitrosoOxido Nitroso

ENERGÍAENERGÍA

ChispaChispa CalorCalor

LlamaLlama FricciónFricción

OxídaciónOxídación

TLV: Valor Limite de Tolerable - (Threshold Limit Val ue) -

• Concentración en la cual la exposición por 8 horas/día, 5 días por semana no causa efecto adverso en la mayoría de las personas.

Toxicidad

58

GasGasGasGas TLV ppmTLV ppmTLV ppmTLV ppm

CCCC4444HHHH10101010 800800800800

COCOCOCO 25252525

ASHASHASHASH3333 0.050.050.050.05

12

3

Sofocamiento

• Se produce por desplazamiento del oxígeno en recintos cerrados con poca o inadecuada ventilación.

• La concentración de oxígeno para mantener actividades vitales no debe ser inferior al 17%.

Asfixia

59

no debe ser inferior al 17%.

• Carro Fórmula 1 900 HP

• Cilindro Alta Presión 75.000 HP

Alta Presión

60

• Recomendación Importante

• Manejar los cilindros dentro de las normas de seguridad, con las tapas para proteger la válvula y debidamente sujetados con cadenas o correas.

• Seguridad: InflamabilidadAsfixiaCorrosiónToxicidad - TLV

Escapes: ¿Cuáles son los riesgos?

61

• Técnicos: Contaminación del GasLecturas IncorrectasPérdida del Producto

Recomendación Importante

• Tener en cuenta TLV de productos tóxicos

Puntos para probar escapes

Se Utiliza:� Detergente Líquido en Agua (1%)� Snoop (Líquido Detector de Escapes)

62

� Detectores Específicos

Partes de un Cilindro de Alta Presión

Válvula deSeguridad Válvula

TapaProtectora

Volante

63

Seguridad

Cuerpo delCilindro

Hombro delCilindro

Características de un Cilindro

64

Dispositivos de Seguridad

• Dispositivos:

– Válvula de Alivio

Volante

CuerpoVálvula

65

– Válvula de Alivio

– Disco de Ruptura

– Tapón Fusible

• Conexiones Diferenciadas:

Para evitar mezcla de gases incompatibles

ConexiónSalidaDispositivo

de Seguridad

(Disco de Ruptura)

Identificación del Contenido

1. Etiqueta de Identificación en el Hombro del Cilindro o en el Cuerpo del Cilindro

2. Tipo de Conexión CGA de la válvula del Cilindro

66

2. Tipo de Conexión CGA de la válvula del Cilindro

3. Color del Cilindro, según NTC 1671 - NTC 1672

Identificación del Contenido NTC 2462

Nombredel gas

información de seguridad

67

Conexión CGA de la válvula

Símbolo de riesgo

Clasificación ONUdel producto

Identificación del Contenido - Norma ONU

GAS

OXIDANTE

GAS

NO INFLAMABLE

ASFIXANTE

GAS

INFLAMABLE

68

OXIDANTE

2

ASFIXANTE

2

INFLAMABLE

2

2

GAS

VENENOSOGAS

CORROSIVO

8

Conexión de Salida CGA en Cilindros

Conexión

CGA Producto

240 / 705 Amoniaco

320 Dióxido de Carbono

326 Oxido Nitroso

69

326 Oxido Nitroso

350 Hidrógeno, Monóxido de Carbono, Metano, Etano

510 Acetileno, Propano, Butano

540 Oxígeno

580 Argón, Nitrógeno, Helio, Fly Balloon

590 Aire

CGA: Compressed Gas Asociation

Colores de Identificación NTC 1671- NTC 1672

Oxigeno Industrial

Oxigeno Medicinal

Oxido Nitroso

70

Oxido Nitroso

Nitrógeno

Helio

Argón

Dioxido de Carbono

Amoniaco

Colores de Identificación NTC 1671- NTC 1672

Acetileno

71

Acetileno

Hidrógeno

Identificación del Riesgo Norma NFPA 704

PELIGRODEINFLAMABILIDAD

PELIGROPARA LASALUD

PELIGRODEREACTIVIDAD

PELIGROSESPECIALES

72

4 - Riesgo muy grave

3 - Riesgo serio

2 - Riesgo moderado

1 - Riesgo leve

0 - Riesgo mínimo

AZUL Riesgos para la salud

ROJO Riesgos de Inflamabilidad

AMARILLO Riesgos de reactividad

BLANCO Peligros especiales

Lea detenidamente y entienda la información de lasetiquetas asociados con el uso del gas contenido en elcilindro.

Cuidados Con el Manejo: Datos de la Etiqueta

73

La determinación de la cantidad contenida en loscilindros se realiza:

* Presión * Peso

Cuidados Con el Manejo: Cilindros

74

Los volantes y manillas están diseñadas para operarlas manualmente.


75

Los cilindros deben transportarse cuidadosamente


76

No trate de adaptar conexiones


77

No use cilindros cuyos datos de identificación generen dudas


78

ALTO RIESGOALTO RIESGO

No realice trasvase de producto


79

PELIGROPELIGRO

No usar llamas para detectar fugas


80

El aceite y la grasa pueden espontáneamente hacer ignición con oxígeno a presión y causar explosión e incendio.


81

Utilice la llave apropiada para conectar losreguladores, serpentines o mangueras de altapresión.


82

Los cilindros que no estén en uso deben mantenerse debidamente con su tapa


83

Durante el trabajo los cilindros deben estar asegurados.


84

Nunca utilice los cilindros de gases como apoyo, base, rodillos o similar


85

Prohibido fumar en los sitios de almacenamiento de cilindros

Cuidados Con el Manejo: Almacenamiento

86

No almacene material inflamable cerca de los cilindros


87

Los cilindros deben ser almacenados manteniendo entre si tres puntos de apoyo y debidamente tapados.


88

• Ubicar los cilindros en disposición de colmena

FORMA DE UBICACIÓNDE CILINDROS


89

� Tres puntos de contacto

Cuidado con el efecto dominó


90

� No almacene juntos cilindros llenos y vacíos� Clasificar según su naturaleza� Distancia mínima entre oxidantes e inflamables: 8 m.


91

Al manipular cilindros, sólo soltar el cilindro cuando este se encuentre en


92

cilindro cuando este se encuentre en posición vertical y apoyado en su base

No soltar el cilindro si se encuentra inclinado


93

Levantamientos incorrectos y peligrosos de cilindros


94

Manipular el cilindro en posición inclinada, rodándolo sobre el borde

Cuidados Con el Manejo: Transporte

95

inclinada, rodándolo sobre el borde de su base.

De ser posible utilizar un carrito


96

De ser posible utilizar un carrito para el transporte

Al mover un cilindro junto a otros asegurarse que tenga bien puesta su tapa protectora


97

su tapa protectora

Al mover un cilindro, no agarrarlo por el cuerpo.


98

Su mano puede quedar apretada contra otro cilindro u otro obstáculo.

El llenado y mantenimiento de los cilindros de gases comprimidos solo debe ser realizado por empresas reconocidas y especializadas.

Cuidados Con el Manejo: Llenado y Mantenimiento

99

• Al mover cilindros, usar el Equipo de Protección Individual (EPI’s) obligatorio:

• Casco

• Calzado de Seguridad (con punta

Cuidados Con el Manejo:Elementos de Protección Individual

100

• Calzado de Seguridad (con punta de acero)

• Guantes de Vaqueta

• Gafas de seguridad con protección lateral

� Recepcion del producto

� Transporte

Procedimientos Seguros

101

� Manejo

� Almacenamiento

MANEJO SEGURO DE LOS GASESMANEJO SEGURO DE LOS GASES

102



FINFIN



¡¡GRACIAS!!¡¡GRACIAS!!

Material Revisado y Preparado por:Material Revisado y Preparado por:

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