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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍAS

CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA MENCIÓN SISTEMAS INDUSTRIALES

Tesis previa a la obtención del Título de:

INGENIERO ELECTRÓNICO

TÍTULO:

DESARROLLO Y AUTOMATIZACIÓN DE UN ÁREA ESTÉRIL PARA LABORATORIO FARMACÉUTICO

AUTOR: MARCOS MORENO LÓPEZ

DIRECTOR: ING. PABLO PARRA

Guayaquil, 7 de Julio de 2007

ÍNDICE GENERAL

Página Índice general

……….

i

Índice de figuras

……….

vii

Índice de tablas

……….

ix

Glosario

……….

xi

Introducción

……….

xiv

Capítulo 1 ......................................................................................................................................... 1 1.

TEORÍA GENERAL DE LAS ÁREAS ESTÉRILES .......................................... 2 ¿Que son las áreas estériles?.......................................................................................... 4 Clasificación de las áreas................................................................................................ 5 Por el grado de pureza en el interior .................................................................................. 6 Por el flujo de aire .................................................................................................................. 7 Por el tamaño........................................................................................................................ 11 El aire acondicionado .......................................................................................................... 12 1.3. Importancia de características de tamaño de partícula, presión diferencial, renovaciones de aire ..................................................................................................... 13 Criterios de diseño para la planta HVAC ................................................................ 19 Condiciones externas ................................................................................................... 19 Condiciones internas .................................................................................................... 20 Cantidad de flujo de aire .............................................................................................. 22 1.4. Teoría de los sistemas de filtración............................................................................ 24 1.5. Parámetros en consideración de los sistemas filtración......................................... 27 1.6. Calificaciones ¿Como se las desarrollan?.................................................................. 30 Clases de calificación ........................................................................................................... 30 CALIFICACIÓN DE INSTALACIÓN (I.Q.: Instalation Qualification) .............. 30 CALIFICACIÓN OPERACIONAL (O.Q.: Operational Qualification) ............ 31 CALIFICACIÓN DE DESEMPEÑO (P.Q.: Performance Qualification) ............. 31 Calificación y validación de sistemas de aire acondicionado.- ..................................... 32 La calificación operacional en los sistemas de aire corresponde a: ............................ 32 La calificación de desempeño en los sistemas de aire corresponde a: ....................... 33 Medición de diferenciales de presión ............................................................................... 33 Determinación de Velocidades y Caudales de Flujo de Aire ....................................... 33 Calificación de Unidades Manejadoras ............................................................................ 34 Balance del Sistema de Ventilación .................................................................................. 35 Determinación de la Integridad de los Filtros terminales en las diferentes áreas .... 35 Conteo de partículas y clasificación de áreas .................................................................. 35 Pruebas de direccionalidad de flujo .................................................................................. 35 Evaluación del Tiempo de Recuperación........................................................................ 36 Perfiles de Temperatura y Humedad ............................................................................... 36 1.1. 1.2.

Capítulo 2........................................................................................................................................ 37 2.

DESARROLLO DEL SISTEMA................................................................................ 38 2.1. Introducción. ................................................................................................................. 38 El área estéril debe de cumplir con los siguientes parámetros: ................................... 38 El área de lavado y esterilizado debe de cumplir con los siguientes parámetros: .... 40 Selección del sistema ........................................................................................................... 40 Especificaciones en el control del sistema: ..................................................................... 42 2.2. Cálculo del flujo de aire, presión diferencial ............................................................ 43 2.3. Variables para control de temperatura ...................................................................... 45 2.4. Cálculo para control de humedad.............................................................................. 48 Cálculo de humedad relativa y absoluta. .......................................................................... 51 Cálculo de entalpia. .............................................................................................................. 52 Uso de diagrama psicrómetrico......................................................................................... 53 ii

Calentamiento y enfriamiento sensible. ........................................................................... 54 Cálculo de humidificación. ................................................................................................. 55 Cálculo de deshumidificación. ........................................................................................... 56 2.5. Diseño de Layout.......................................................................................................... 58 Selección de unidades manejadoras de aire, caja de volumen variable y filtros terminales. ............................................................................................................................. 58 Selección de sensores y transductores para el control. ................................................. 59 Selección de paneles de control y regletas ....................................................................... 61 Selección de interfases, comunicación, supervisión y monitoreo central.................. 62 2.6. Proceso ........................................................................................................................... 64 2.7. Instalación de equipos ................................................................................................. 74

Capítulo 3........................................................................................................................................ 78 3.

IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA .................................................................. 80 3.1. Detalles generales de hardware y software............................................................... 80 3.1.1. Objetivos............................................................................................................... 80 3.2. Trabajos en obra ........................................................................................................... 97 3.2.1.1. Ejecución ...................................................................................................... 97 3.2.1.2. Requerimientos del sistema ....................................................................... 97 3.2.1.3. Equipamiento............................................................................................... 97 3.2.1.3.1. Hardware 97 3.2.1.3.2. Software 97 3.3. Equipos y dispositivos ................................................................................................. 98 3.3.1. Hardware del sistema central ....................................................................... 98 3.3.2. Interfase de comunicaciones ............................................................................. 98 3.3.3. Paneles de control ............................................................................................... 99 3.3.4. Sistema de comunicaciones .............................................................................100 3.3.5. Instrumentos y dispositivos ............................................................................101 3.3.5.1. Dispositivos de entrada ............................................................................101 3.3.5.1.1. Temperatura 101 3.3.5.1.2. Presión101 3.3.5.1.3. Humedad relativa 102 3.3.5.1.4. Posicionamiento 102 3.3.5.2. Dispositivos de salida ...............................................................................102 3.3.5.2.1. Réles de control 102 3.3.5.2.2. Actuadores 102 3.3.5.2.3. Señal de control de velocidad 103 3.4. Software y aplicaciones ..............................................................................................104 3.4.1. Control Digital Directo (DDC) ......................................................................104 3.4.1.1. Integración de programas ........................................................................105 3.4.2. Sistema operativo ..............................................................................................106 3.4.3. Interfase gráfica .................................................................................................106 3.4.4. Programación PLC’s .........................................................................................109 3.5. Descripción técnica de funciones del sistema. ......................................................111 3.5.1. Objetivos.............................................................................................................111 3.5.2. Operación ...........................................................................................................111 3.5.2.1. Unidades manejadoras .............................................................................111 iii

3.5.2.1.1. Control de encendido / apagado 112 3.5.2.1.2. Control de velocidad 112 3.5.2.1.3. Control de lazo PID 113 3.5.2.1.4. Salidas de control de velocidad 113 3.5.2.1.5. Variador de velocidad (VFD) 113 3.5.2.1.6. Control de temperatura - humedad 114 3.5.2.1.8. Verificación de flujo de aire 116 3.5.2.1.9. SistemaQ-Mux 116 3.5.2.1.10. Estado de operación 116 3.5.2.1.11. Relación entradas y salidas de Control - Panel 5 (A/2-7540)117 3.5.2.2. Presión diferencial de zona......................................................................120 3.5.2.2.2. Indicadores de presión de Zona 122 3.5.2.2.3. Relación entradas y salidas de control – Panel 6 (A/2-8040) 121 3.5.2.2.4. Relación entradas y salidas de control – Panel 7 (A/2-8040) 123 3.5.3. Elementos de alimentación eléctrica .............................................................125 3.5.3.1. Alimentación Paneles de control ASIC ................................................125 3.5.3.2. Alimentación de reles de control............................................................125 3.5.3.3. Alimentación de actuadores de damper ................................................125 3.5.3.4. Alimentación de sensores de presión de ducto ...................................125 3.5.3.5. Alimentación de reguladores de flujo ....................................................125 3.5.4. Monitoreo de señales ........................................................................................126 3.5.5. Señales de alarma...............................................................................................127 3.6. Interfase Gráfica .........................................................................................................128 3.6.2. Zonas de presión ...............................................................................................128 3.6.3. Tendencias y registros ......................................................................................129 3.6.4. Alarmas ...............................................................................................................129 3.7. Ejecución de proyecto. ..............................................................................................130

Capítulo 4......................................................................................................................................142 4.

PRUEBAS PARA DEMOSTRAR LA IMPLEMENTACIÓN ......................143 Renovaciones de aire..................................................................................................144 4.1.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................144 4.1.2. Equipo utilizado ................................................................................................144 4.1.3. Renovaciones de aire ........................................................................................144 4.1.3.1. Descripción ................................................................................................144 4.1.3.2. Especificaciones ........................................................................................145 4.1.4. Resultados ...........................................................................................................146 4.1.4.1. Tabla de resultados ...................................................................................146 4.1.4.2. Diagrama de ubicación de filtros............................................................147 4.1.5. Conclusiones ......................................................................................................147 4.2. Presión diferencial ......................................................................................................148 4.2.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................148 4.2.2. Equipo utilizado ................................................................................................148 4.2.3. Balance de gradiente de presión diferencial .................................................148 4.2.3.1. Descripción ................................................................................................148 4.2.3.2. Especificaciones ........................................................................................149 4.2.3.3. Sentido de flujo de aire y presión diferencial luego del balance. ......149

4.1.

iv

4.2.4. Resultados ...........................................................................................................150 4.2.5. Conclusiones ......................................................................................................150 4.3. Prueba de integridad de filtros .................................................................................151 4.3.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................151 4.3.2. Equipos utilizados .............................................................................................151 4.3.3. Pruebas de integridad de los filtros Hepa .....................................................151 4.3.3.1. Descripción ................................................................................................151 4.3.3.2. Especificaciones ........................................................................................152 4.3.3.3. Ubicación de los filtros evaluados..........................................................153 4.3.4. Resultados ...........................................................................................................154 4.3.5. Conclusión ..........................................................................................................157 4.4. Prueba de conteo de partículas ................................................................................158 4.4.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................158 4.4.3. Conteo de partículas .........................................................................................158 4.4.3.1. Descripción ................................................................................................158 4.4.3.2. Especificaciones ........................................................................................159 4.4.4. Plan de muestreo ...............................................................................................161 4.4.4.1. Número de muestras y tamaño de cada muestra ................................161 4.4.4.2. Ubicación de puntos de muestreo .........................................................162 4.4.5. Resultados y evaluación ...................................................................................163 4.4.6. Conclusión ..........................................................................................................163

Capítulo 5......................................................................................................................................164 5.

ANÁLISIS DE COSTOS .............................................................................................165 5.1. Costo de la inversión. .................................................................................................165 5.2. Beneficio de la inversión ...........................................................................................172

Capítulo 6......................................................................................................................................173 6.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................173

v

Apéndice A..................................................................................................................................175 A.

PROGRAMACIÓN DE PLC .....................................................................................175 Acceso a ASI Visual Expert. ....................................................................................................176 Panel 32005. ...............................................................................................................................178 Panel 32006. ...............................................................................................................................237 Panel 32007. ...............................................................................................................................295

Apéndice B..................................................................................................................................348 B.

PROGRAMACIÓN DEL SCADA ...........................................................................348 Generalidades ............................................................................................................................349 Desarrollo de las gráficas. ........................................................................................................352 ASI Controls OPC server........................................................................................................352 ASI Weblink. ..............................................................................................................................354 Recent sesion logs. ....................................................................................................................358 Options .......................................................................................................................................359 Acceso a las pantallas gráficas en operación: .......................................................................394

Apéndice C..................................................................................................................................403 C.

CONFIGURACIONES DE SOFTWARE ............................................................403 Configuración Etherlink ..........................................................................................................404 Instalación asic.NET Suite ......................................................................................................406 Configuración OPC Server .....................................................................................................407 Instalación Aplicación Weblink..............................................................................................410 Cambio de IP .............................................................................................................................415

Apéndice D .................................................................................................................................418 D.

PLANOS GENERALES DEL SISTEMA .............................................................418

Apéndice F ..................................................................................................................................419 F.

BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................422

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

Página

Capítulo 1 Figura

1:

DESARROLLO DE LOS FÁRMACOS EN LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA ............................................................................................................... 3 Figura 2: CLASIFICACIÓN SEGÚN FEDERAL STANDARD 209E ....................................... 6 Figura 3: FLUJO MULTIDIRECCIONAL .......................................................................................... 8 Figura 4: FLUJO UNIDIRECCIONAL VERTICAL ........................................................................ 9 Figura 5: FLUJO UNIDIRECCIONAL HORIZONTAL E INCLINADO ............................. 10 Figura 6: FLUJO UNIDIRECCIONAL HORIZONTAL E INCLINADO ............................. 24 Figura 7: TAMAÑO DE VIRUS Y BACTERIAS INFECCIOSOS ............................................ 25 Figura 8: ESTRUCTURA DE FILTRO HEPA ................................................................................ 28

Capítulo 2

Figura 9: LAYOUT PARA EL DESARROLLO DEL PROYECTO .......................................... 39 Figura 10: CAMBIOS DE PRESIÓN DURANTE FLUJO EN DUCTOS ............................... 44 Figura 11: CONDENSACIÓN POR BAJA TEMPERATURA.................................................... 56 Figura 12: SIMBOLOGÍA / ACOMETIDAS / RUTA DE CABLES ........................................ 65 Figura 13: PANELES DE PRESIÓN EN ÁREA ............................................................................ 66 Figura 14: RUTA DE CABLES EN PISO TÉCNICO ................................................................... 67 Figura 15: TRANSFORMADORES EN ÁREA ............................................................................... 68 Figura 16: TRANSFORMADORES EN PISO TÉCNICO ........................................................... 69 Figura 17: CONTROL Y MONITOREO PANEL 5 ...................................................................... 70 Figura 18: CONTROL Y MONITOREO PANEL 6 ...................................................................... 71 Figura 19: CONTROL Y MONITOREO PANEL 7 ...................................................................... 72 Figura 20: RED DE COMUNICACIÓN ........................................................................................... 73 Figura 21: INSTALACIÓN DE EQUIPOS SUMINISTRO / RETORNO DE AIRE .......... 75 Figura 22: INSTALACIÓN DE EQUIPOS SUMINISTRO DE AIRE ..................................... 76 Figura 23: INSTALACIÓN DE EQUIPOS SUMINISTRO / RETORNO DE AIRE .......... 77

Capítulo 3

Figura 24: PARTICIÓN FUNCIONAL ............................................................................................. 81 Figura 25: UMA 11- REGULACION DE TEMPERATURA Y PRESION ............................. 82 Figura 26: UMA 11 – ESTATUS DE SEÑALES DIGITALES .................................................... 83 Figura 27: UMA 7 – REGULACION DE TEMPERATURA Y PRESION.............................. 84 Figura 28: UMA 7 – ESTATUS DE SEÑALES DIGITALES ...................................................... 85 Figura 29: UMA 7-11 – ALARMA BAJA PRESION AREA CLASE 10,000 ............................. 86 Figura 30: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 204 ............................................ 87 Figura 31: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 204 ............................................ 88 Figura 32: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 212 ............................................ 89 Figura 33: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 211 ............................................ 90 vii

Figura 34: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – ALARMA 204-212 .................................... 91 Figura 35: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 210 ............................................ 92 Figura 36: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 206 ............................................ 93 Figura 37: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 207 ............................................ 94 Figura 38: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 208 ............................................ 95 Figura 39: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – MODULO 7 ............................................... 96 Figura 40: ANTES DE LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO ...................................................130 Figura 41: DESMONTAJE EQUIPOS ÁREA ESTÉRIL............................................................131 Figura 42: DESMONTAJE EQUIPOS PARA ÁREA DE LAVADO......................................132 Figura 43: IMPORTACIÓN DE EQUIPOS ...................................................................................133 Figura 44: LLEGADA DE DUCTOS ...............................................................................................133 Figura 45: RETIRO DE ESCOMBROS ...........................................................................................134 Figura 46: MONTAJE DE UMA 11 – ÁREA ESTÉRIL .............................................................134 Figura 47: MONTAJE DE UMA 7 – ÁREA DE LAVADO .......................................................136 Figura 48: MONTAJE DE SUMINISTROS -UTILIDADES .....................................................137 Figura 49: CABLEADO ........................................................................................................................137 Figura 50: ÁREA ESTÉRIL .................................................................................................................138 Figura 51: PANEL DE PRESIONES DIFERENCIALES ..........................................................139 Figura 52: TABLEROS DE CONTROL ..........................................................................................139 Figura 53: PROGRAMACIÓN ...........................................................................................................140 Figura 54: PROYECTO EN FUNCIONAMIENTO....................................................................141

Capítulo 4

Figura 55: MEDICIÓN DE CAUDAL DE AIRE .........................................................................145 Figura 56: UBICACIÓN DE FILTROS HEPA ..............................................................................147 Figura 57: DIRECCIÓN DE PRESIÓN DIFERENCIAL ..........................................................149 Figura 58: INTEGRIDAD DE FILTROS HEPA ..........................................................................153 Figura 59: PUNTOS DE MUESTREO EN ÁREA .......................................................................162

viii

ÍNDICE DE TABLAS

Página

Capítulo 1

Tabla 1: TÍPICA CLASIFICACIÓN DE PARTÍCULAS EN EL AIRE PARA SALAS BLANCAS ..................................................................................................................................... 7 Tabla 2: GRADIENTE DE PRESIÓN DIFERENCIAL PARA SALAS LIMPIAS ............... 14 Tabla 3: COMPARACIÓN ENTRE EEC-GMP 1997 y FDA-GMP 1987 ............................... 16 Tabla 4: GRADOS DE LIMPIEZA EEC- GMP ............................................................................. 17 Tabla 5: VALOR LÍMITE DE PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN ............................................ 18 Tabla 6: FUERZA DEL VIENTO ....................................................................................................... 20 Tabla 7: APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE FILTRACIÓN ............................................. 26 Tabla 8: CAMBIOS POR HORA EN ÁREAS PRODUCTIVAS ................................................ 34

Capítulo 2

Tabla 9: CALCULO DE FLUJO DE AIRE Y PRESIÓN DIFERENCIAL ............................. 43 Tabla 10: CALCULO DE CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN ............................................ 45 Tabla 11: POTENCIA REQUERIDA PARA ZONA CLASE 10,000 ........................................ 46 Tabla 12: POTENCIA REQUERIDA PARA ZONA CLASE 100,000 ...................................... 47 Tabla 13: PRESIÓN ATMOSFÉRICA ESTÁNDAR ..................................................................... 49 Tabla 14: PRESIÓN ATMOSFÉRICA ESTÁNDAR ..................................................................... 50 Tabla 15: RANGO ÓPTIMO DE HUMEDAD PARA CONFORT HUMANO Y SALUD ......................................................................................................................................... 57 Tabla 16: SELECCIÓN DE UMA, CAJAS DE VOLUMEN VARIABLE Y FILTRO TERMINAL ................................................................................................................................ 58 Tabla 17: SELECCIÓN DE SENSORES Y TRANSDUCTORES ............................................. 59 Tabla 18: SELECCIÓN DE PANELES DE CONTROL ............................................................. 61 Tabla 19: SELECCIÓN DE INTERFASES, MONITOREO....................................................... 62

Capítulo 3

Tabla 20: CARACTERÍSTICAS DE LA PC ...................................................................................... 98 Tabla 21: NIVELES DE SEGURIDAD...........................................................................................107 Tabla 22: SEÑALES DE PANEL 5 ...................................................................................................117 Tabla 23: SEÑALES DE PANEL 6 ...................................................................................................121 Tabla 24: SEÑALES DE PANEL 7 ...................................................................................................123 Tabla 25: MENSAJE DE SEÑALES .................................................................................................126

ix

Capítulo 4

Tabla 26: MÍNIMOS CAMBIOS / HORA REQUERIDOS .......................................................145 Tabla 27: RENOVACIONES DE AIRE ..........................................................................................146 Tabla 28: PRESIONES DIFERENCIALES ....................................................................................150 Tabla 29: RESULTADOS DE INTEGRIDAD DE FILTROS ..................................................154 Tabla 30: MUESTREO DE PARTÍCULAS .....................................................................................160 Tabla 31: TAMAÑO DEL MUESTREO .........................................................................................160 Tabla 32: RESULTADOS DE NÚMERO Y TAMAÑO DE MUESTRA...............................161 Tabla 32: RESULTADOS DE CONTEO DE PARTÍCULAS ...................................................163

x

GLOSARIO

Acabado sanitario.- Terminación que se le da a las superficies interiores de las áreas con la finalidad de evitar la acumulación de partículas viables y no viables y facilitar su limpieza. Área aséptica.- Zona comprendida dentro de una área limpia, diseñada y construida para minimizar la contaminación por partículas viables y no viables, manteniéndola dentro de límites preestablecidos. Área limpia.- Área diseñada, construida y mantenida con el objeto de tener dentro de límites el número de partículas viables y no viables en superficies y medio ambiente. Buenas prácticas de fabricación.- Conjunto de lineamientos y actividades relacionadas entre sí, destinadas a garantizar que los productos farmacéuticos elaborados tengan y mantengan la identidad, pureza, concentración, potencia e inocuidad, requeridas para su uso. Calidad.- Cumplimiento de especificaciones establecidas para garantizar la aptitud de uso. Calificación.- Evaluación de las características de los elementos del proceso. Calibración.- Conjunto

de operaciones

que determinan, bajo condiciones

especificadas, la relación entre los valores indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medición material y los valores conocidos correspondientes a un patrón de referencia. Concentración.- Cantidad del fármaco presente en el medicamento expresada como peso/peso, peso/volumen o unidad de dosis/volumen. Contaminación.- Presencia de entidades físicas, químicas o biológicas indeseables.

xi

Contaminación cruzada.- Presencia de entidades físicas, químicas o biológicas indeseables, procedentes de otros procesos de fabricación. Eclosión.- Brote, nacimiento, aparición. Apertura de las flores, sobre todo si tiene lugar en forma masiva en corto plazo. Endotoxina.- Son un componente de la membrana exterior de las bacterias Gram negativas. Enfermedades infecciosas.- Es

aquella que ha sido provocada por un

microorganismo, en especial cuando se trata de bacterias o virus. En el caso de otros agentes vivos patógenos, (protozoos, parazoos, etc.), se habla de infestación. Envase primario.- Es aquel que contiene un fármaco o preparado farmacéutico y que está en contacto directo con él. Envase secundario.- Envase dentro del cual se coloca el envase primario. Especificación.- Descripción de un material, sustancia o producto, que incluye los parámetros de calidad, sus límites de aceptación y la referencia de los métodos a utilizar para su determinación. Fármacos.- Son los productos químicos que se recetan para aliviar o explorar las enfermedades o los síntomas. Germicida.- Producto o proceso capaz de matar ciertos microorganismos e inactivar virus. Higroscópico.- Se refiere a todos los compuestos que atraen agua en forma de vapor o de líquido de su ambiente. Lote.- Cantidad de un fármaco o medicamento, que se produce en un ciclo de fabricación y cuya característica esencial es su homogeneidad. Liofilización.- Proceso utilizado para la eliminación del agua mediante desecación a vacío y a muy bajas temperaturas. xii

Materia prima.- Sustancia de cualquier origen que se use para la elaboración de medicamentos o fármacos. Medicamento.- Toda sustancia o mezcla de sustancias de origen natural o sintético que tenga efecto terapéutico, preventivo o rehabilitatorio, que se presente en forma farmacéutica y se identifique como tal por su actividad farmacológica, características físicas, químicas y biológicas. Partículas viables.- Cualquier partícula que bajo condiciones ambientales apropiadas puede reproducirse. Validación.- Es la evidencia documentada que demuestra que a través de un proceso específico se obtiene un producto que cumple consistentemente con las especificaciones y los atributos de calidad establecidos

xiii

INTRODUCCIÓN DESARROLLO Y AUTOMATIZACIÓN DE UN ÁREA ESTÉRIL PARA LABORATORIO FARMACÉUTICO Propuesta por Marcos Moreno Carrera de Ingeniería Electrónica

El siguiente trabajo de tesis, detalla las gestiones que se han realizado para el proyecto de desarrollo y automatización de un área estéril para un laboratorio farmacéutico. En este lugar se vive a plenitud la misión de extender y mejorar la calidad de vida humana, respondiendo con eficiencia y flexibilidad a los requerimientos del mercado. El capítulo 1 se detalla la teoría de las áreas estériles para un mejor entendimiento de que son las áreas farmacéuticas, así mismo los criterios e importancia del tamaño de partículas, presión diferencial, renovaciones de aire. Las características del sistema de filtración, la retención del tamaño de partículas, pruebas en general de las calificaciones que dan aval al óptimo funcionamiento de las instalaciones y del proceso para la elaboración de las medicinas. El capítulo 2, se describe todas las proyecciones del proyecto y los requisitos que se deben de cumplir para cada una de las áreas propuestas. Se incluyen los cálculos pertinentes del flujo de aire requerido en cada uno de los sistemas, la capacidad energética para abastecer a las condiciones de temperatura y humedad requeridas. Los datos para la selección de todos los equipos, dispositivos para el control, así como los diagramas para la ejecución y disposición de los equipos en sitio La implementación del sistema se detalla en el capitulo 3, los requerimientos del hardware, software interfase de comunicaciones. El funcionamiento de la estructura del programa, generalidades de los elementos dentro de la programación, las señales de alarmas, los registros, etc. Las imágenes de la ejecución desde de las antiguas instalaciones, desmontaje de las instalaciones, adecuaciones civiles y eléctricas, montaje de cada uno de los equipos, tableros, sensores, programación, calificaciones y puesta en marcha del proyecto. xiv

Las pruebas para la demostrar la implementación como renovaciones de aire, presión diferencial, pruebas de integridad de los filtros y conteo de partículas se detallan en el capítulo 4. Las cuales garantizan la confiabilidad de las áreas y condiciones ambientales en donde se manufacturan los líquidos inyectables para evitar la contaminación del producto. Los capítulos 5 y 6 esta detallado el costo de la inversión en este proyecto, más las conclusiones y recomendaciones a seguir para optimizar los procesos en otras áreas afines de esta planta. Esta tesis cuenta con 5 apéndices, en las cuales: En el apéndice A, esta la programación con Visual Expert, de los paneles de control que intervienen en este proyecto. La programación del scada esta en el apéndice B, desarrollo de las gráficas y como acceder a las pantallas de operaciones Algunas configuraciones más relevantes de software y dispositivos necesarios en el desarrollo del proyecto se muestran en el apéndice C Finalmente los apéndices D y F muestran los planos generales de todo este sistema y la bibliografía de soporte para el desarrollo de este proyecto. El principal promotor de este proyecto ha sido el control de calidad para asegurar el continuo cumplimiento con entidades regulatorias, al mismo tiempo incrementar la excelencia técnica de planta y asegurar la competitividad en el mercado.

xv

Capítulo 1 CONTENIDO: Capítulo 1 .......................................................................................................................................... 1 1.

TEORÍA GENERAL DE LAS ÁREAS ESTÉRILES .......................................... 2 ¿Que son las áreas estériles?.......................................................................................... 4 Clasificación de las áreas................................................................................................ 5 Por el grado de pureza en el interior .................................................................................. 6 Por el flujo de aire .................................................................................................................. 8 Por el tamaño........................................................................................................................ 12 El aire acondicionado .......................................................................................................... 13 1.3. Importancia de características de tamaño de partícula, presión diferencial, renovaciones de aire ..................................................................................................... 14 Criterios de diseño para la planta HVAC ................................................................ 20 Condiciones externas ................................................................................................... 20 Condiciones internas .................................................................................................... 21 Cantidad de flujo de aire .............................................................................................. 23 1.4. Teoría de los sistemas de filtración............................................................................ 25 1.5. Parámetros en consideración de los sistemas filtración......................................... 28 1.6. Calificaciones ¿Como se las desarrollan?.................................................................. 31 Clases de calificación ........................................................................................................... 31 CALIFICACIÓN DE INSTALACIÓN (I.Q.: Instalation Qualification) .............. 31 CALIFICACIÓN OPERACIONAL (O.Q.: Operational Qualification) ............ 32 CALIFICACIÓN DE DESEMPEÑO (P.Q.: Performance Qualification) ............. 32 Calificación y validación de sistemas de aire acondicionado.- ..................................... 33 La calificación operacional en los sistemas de aire corresponde a: ............................ 33 La calificación de desempeño en los sistemas de aire corresponde a: ....................... 34 Medición de diferenciales de presión ............................................................................... 34 Determinación de Velocidades y Caudales de Flujo de Aire ....................................... 34 Calificación de Unidades Manejadoras ............................................................................ 35 Balance del Sistema de Ventilación .................................................................................. 36 Determinación de la Integridad de los Filtros terminales en las diferentes áreas .... 36 Conteo de partículas y clasificación de áreas .................................................................. 36 Pruebas de direccionalidad de flujo .................................................................................. 37 Evaluación del Tiempo de Recuperación........................................................................ 37 Perfiles de Temperatura y Humedad ............................................................................... 37 1.1. 1.2.

1. TEORÍA GENERAL DE LAS ÁREAS ESTÉRILES La industria farmacéutica es un importante elemento de los sistemas de asistencia sanitaria de todo el mundo; constituida por numerosas organizaciones públicas y privadas dedicadas al descubrimiento, desarrollo, fabricación y comercialización de medicamentos para la salud humana y animal. Su fundamento es la investigación y desarrollo de medicamentos para prevenir o tratar diversas enfermedades y alteraciones. Los principios activos que se utilizan en los medicamentos presentan una gran variedad de actividades farmacológicas y propiedades toxicológicas. Estos avances científicos y tecnológicos aceleran el descubrimiento y desarrollo de productos farmacéuticos innovadores dotados de mejor actividad terapéutica y menos efectos secundarios. Estas industrias avanzan, impulsadas por los descubrimientos científicos y por la experiencia toxicológica y clínica. Existen diferencias fundamentales entre las grandes organizaciones dedicadas a un amplio espectro de actividades de descubrimiento y desarrollo de fármacos; fabricación y control de calidad; comercialización y ventas; y otras organizaciones más pequeñas que se centran en algún aspecto especifico. Aunque la mayor parte de las compañías farmacéuticas multinacionales participan en todas esas actividades, suelen especializarse en algún aspecto en función de diversos factores del mercado nacional o estrategias de la región. El comercio internacional y nacional, así como las políticas y prácticas en material de impuestos y finanzas, afectan a la forma en que la industria farmacéutica trabaja en un país. Existen diferencias significativas entre los países desarrollados y en vías de desarrollo con respecto a sus necesidades de sustancias farmacéuticas. En los países en desarrollo, en los que prevalecen la malnutrición y las enfermedades infecciosas, los fármacos más necesarios son los suplementos nutricionales, las vitaminas y los antiinfecciosos. 2

En los países desarrollados, en los que las enfermedades asociadas con el envejecimiento y dolencias específicas son las principales preocupaciones sanitarias. Los fármacos más demandados son los que actúan sobre el sistema cardiovascular, el sistema nervioso central, el sistema gastrointestinal, los antiinfecciosos, los antidiabéticos y los quimioterápicos.1. Figura 1: DESARROLLO DE LOS FÁRMACOS EN LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA

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TAIT, Keith, Industria Farmacéutica, 2000, edición 79

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Fuente: TAIF, SEIT, Industria Farmacéutica, 2000

1.1. ¿Que son las áreas estériles? Son lugares de trabajo limpios, superficies limpias, y sistemas de ventilación con filtros de aire particulado de alta eficacia (HEPA). Los principios y prácticas que controlan la contaminación en la fabricación de líquidos estériles son similares a los de la industria microelectrónica. Los trabajadores llevan ropa protectora frente a los productos contaminantes. Las técnicas farmacéuticas estériles para controlar la contaminación implican la liofilización de los productos, el empleo de germicidas líquidos y gases esterilizantes, la instalación de ventilación de flujo laminar, el aislamiento de módulos con presiones diferenciales de aire y el confinamiento de los equipos de fabricación y llenado. Para la fabricación de productos estériles es necesario cumplir con requisitos especiales, con vistas a minimizar los riesgos de contaminación microbiológica, partículas y por endotoxinas, lo que depende en gran medida de la habilidad, conocimientos, entrenamiento y actitud del personal involucrado. La seguridad en la esterilidad u otro parámetro de calidad no será establecida sobre ningún proceso terminal o prueba al producto terminado. Un área estéril, según se recoge en la UNE-EN ISO 14644-1, “un local en el que se controla la concentración de partículas contenidas en el aire y que además su construcción y utilización se realiza de forma que el número de partículas introducidas o generadas y existentes en el interior del local sea lo menor posible y en la que además se puedan controlar otros parámetros importantes como: temperatura, humedad y presión”.2

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POZO, José, “Salas limpias”, FARMESPAÑA INDUSTRIAL, Abril 2005.

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1.2. Clasificación de las áreas El exhaustivo tratamiento del aire, combinado con medidas habituales hoy en día en el diseño y construcción de salas limpias, dió como resultado reducciones de hasta un 99,95% de partículas menores de 0.3mm. Paralelamente, y para conseguir este resultado, se llevó a cabo un gran desarrollo de los filtros destinados a garantizar un aire limpio; el uso de la fisión nuclear así como la investigación en guerra química y bacteriológica supuso un gran impulso en el desarrollo de los filtros de alta capacidad, los conocidos como filtros Hepa. Como resultado de todos estos avances, en la última parte del siglo XX se produjo una eclosión de las salas limpias equipadas con flujos unidireccionales, aptas para obtener las máximas clasificaciones. La tecnología de las salas blancas se usa en las siguientes áreas: - Microelectrónica. - Farmacéutica. - Alimenticia. - Microsistemas. - Médica. - Hospitales. - Industria del plástico, química. Todas tienen en común que necesitan aire con un alto grado de pureza, pero la finalidad es distinta y así en microelectrónica lo importante es proteger el producto de las partículas del aire; en el área farmacéutica lo importante es proteger al producto y a los consumidores frente a las partículas y microorganismos del aire; en el área 5

alimenticia lo importante es proteger el producto y al consumidor de microorganismos vivos y en los hospitales proteger al paciente de virus y bacterias, bacilos, etc. Las salas blancas se usan preferentemente en el área de la microelectrónica seguida del área farmacéutica. Las clasificaciones de las áreas viene dadas por: Por el grado de pureza en el interior.- El método más aplicado y el más fácil de entender es el que realiza el estándar 209 D de la Figura 2, en el que el número de partículas de tamaño igual o menor de 5 µm contenidas en un pie cúbico de aire sirve para asignar el nº de clasificación Figura 2: CLASIFICACIÓN SEGÚN FEDERAL STANDARD 209E

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Fuente: Castejón Julio, Consideraciones sobre diseño de salas blancas, Montajes e instalaciones, 1999

Así: si el nº de partículas de tamaño menor que 5 µm contenidas en 1 pie cúbico es de 10 se le asigna clase 1 porque 1 es el exponente de 10 que iguala el nº de partículas y si el nº de partículas fuese de 105 sería clase 5. . En la siguiente tabla 1, se muestra la clasificación de las partículas en el aire para salas blancas. Tabla 1: TÍPICA CLASIFICACIÓN DE PARTÍCULAS EN EL AIRE PARA SALAS BLANCAS

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Fuente: Castejón Julio, Consideraciones sobre diseño de salas blancas, Montajes e instalaciones, 1999

Por el flujo de aire.- Por el tipo de flujo, las salas blancas se agrupan en flujo multidireccional y unidireccional. En el primero el régimen de movimiento del aire es turbulento mientras que en el segundo es laminar. Flujo multidireccional.- Si bien es cierto que siempre es necesaria una estricta disciplina en cuanto a la vestimenta y el movimiento de los usuarios en el interior de la sala, en el caso del régimen turbulento esa disciplina todavía es mayor. La misma idea es válida para la limpieza y el mantenimiento de los locales. En el flujo multidireccional se trata de diluir la contaminación interior mediante la aportación de aire limpio, se muestra en la figura 3. Figura 3: FLUJO MULTIDIRECCIONAL

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Fuente: Castejón Julio, Consideraciones sobre diseño de salas blancas, Montajes e instalaciones, 1999

Flujo unidireccional.- En estos sistemas el aire es introducido por un paramento a velocidad baja y constante, recorriendo uniformemente toda la sala y siendo extraído por el paramento opuesto. En la realidad el barrido no es totalmente uniforme por la existencia en la sala de equipamiento y personas, pero las trayectorias del aire en el interior de la sala son predecibles con aceptable exactitud, con lo que se garantiza la no contaminación de los componentes o productos de fabricación. El recorrido que siguen las capas de aire se diseña de forma que la contaminación producida en el interior sea evacuada sin que se produzca diseminación en la sala y sin que alcance a los componentes de fabricación o a los productos terminados. El flujo unidireccional se utiliza en salas blancas que requieren muy baja concentración de partículas o bacterias. En el flujo unidireccional la reducida velocidad del aire (alrededor de 0,3 a 0,4 m/s) propicia la deposición de partículas por los remolinos que se producen como consecuencia de la existencia de obstáculos no aerodinámicos en los contornos o un mobiliario en la sala. Velocidades menores que 0,3 m/s no son suficientes para el transporte de partículas y velocidades mayores que 0,6 m/s provocan turbulencias y no aportan mejoras en el transporte de las partículas hacia la extracción del aire del local.

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En función de la entrada y salida del aire las salas limpias con flujo unidireccional se clasifican de la siguiente manera: Flujo unidireccional vertical.- Esta tipología posee ventajas tales como que si la contaminación se produce en la parte baja del local, el aire que entra al ser limpio no posee contaminantes y por tanto no perjudica al proceso de fabricación. La idea que prevalece en este caso es que la dirección del aire debe ser de zona no contaminada a zona contaminada. Posee el inconveniente de que el porcentaje de planta ocupado por el equipamiento interno de la sala es mayor que el que se produce en vertical o en direcciones inclinadas. Esta solución teóricamente y con la sala vacía es la más ventajosa y dependerá del porcentaje de planta usado el que se pueda emplear o no, se muestra en la figura 4. Figura 4: FLUJO UNIDIRECCIONAL VERTICAL

Fuente: Castejón Julio, Consideraciones sobre diseño de salas blancas, Montajes e instalaciones, 1999

Flujo unidireccional horizontal.- En este tipo la entrada de aire se realiza por una pared y la extracción se realiza por la pared opuesta. En este tipo de flujo la generación de contaminantes próxima a la entrada supone la contaminación posterior de elementos de fabricación o productos terminados. Este tipo de flujo está indicado cuando las fases más exigentes del proceso de fabricación se sitúan próximas a la entrada de aire y las menos exigentes y las más productoras de contaminantes aguas abajo en la dirección del flujo. 10

Este tipo de dirección de flujo tiene aplicación en los hospitales y fundamentalmente en habitaciones en donde son tratados pacientes muy susceptibles o infecciosos. En ellos el paciente es colocado junto a la entrada de aire mientras que el personal de atención se coloca en el retorno del aire, se detalla en la figura 5. Figura 5: FLUJO UNIDIRECCIONAL HORIZONTAL E INCLINADO

Fuente: Castejón Julio, Consideraciones sobre diseño de salas blancas, Montajes e instalaciones, 1999

Flujo unidireccional inclinado.- Son aquellas en los que la entrada de aire se realiza por el techo y por una pared lateral y se extrae por suelo y por la otra pared lateral. Con este sistema se trata de conseguir que pequeñas partículas que surgen del proceso en las

salas de fabricación y los virus y bacterias que se generan en las salas

operatorias tengan contrarrestado su efecto de ascensión por efecto de la componente vertical del aire de entrada, que se muestra en la figura 5. También hay salas de flujo mixto son de flujo multidireccional y en ellas existen zonas que exigen menor densidad de contaminantes. Las zonas más exigentes son aisladas del entorno y son tratadas como salas de flujo unidireccional. Esta solución mixta se adopta con frecuencia frente a las salas unidireccionales por su menor coste de inversión, de explotación y de mantenimiento Sistemas cerrados.- Son minisalas en donde entradas y salidas de aire y de productos están diseñadas de forma que se impida la entrada/salida de contaminantes. 11

Tienen empleo cuando se usan sustancias tóxicas para el hombre o cuando el elemento que se maneja no puede sufrir contaminación por las partículas que contiene el aire (incluso en condiciones normales). Por ejemplo determinadas mediciones de componentes específicos de la sangre, exigen la extracción de ésta que luego ha de ser radiada y reinyectada. Durante este proceso la sangre no puede ser contaminada por los componentes de un aire que siendo totalmente aceptable para las condiciones normales de vida no lo es para llevar a cabo manipulaciones como la indicada. Por el tamaño.- En el diseño de las salas blancas influyen fundamentalmente: - La dedicación y uso. - Las condiciones exteriores. - La tecnología disponible de filtración. - El proceso de construcción. - La calidad de los materiales que intervienen en la fabricación bajo el punto de vista de su situación en el potencial electrostático. - Coste de primera instalación. - Coste de explotación. En el diseño es imprescindible contemplar: - La flexibilidad o posibilidad de proceder a cambios en el proceso productivo u hospitalario sin necesidad de cambios estructurales importantes. La modularidad es importante en este tipo de actuaciones. - La funcionalidad o adaptación al proceso constructivo para no encarecer innecesariamente el coste inicial del sistema. - Seguridad de funcionamiento.

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El aire acondicionado.- Es el más complejo siendo necesaria la intervención del técnico de aire acondicionado especialista en equipos de filtración de alta eficiencia. Hay que dar importancia a la definición de los equipos de filtrado e impulsión de forma que no haya gran variación del caudal al aumentar la presión por obstrucción de filtros y resulta imprescindible el mantenimiento de los caudales con independencia del estado de los filtros para garantizar la clase de la sala. También puede resultar imprescindible la utilización de equipos con variación del número de revoluciones en función de la presión diferencial. Es necesario el estudio del aire de retorno y el de renovación ya que es imprescindible no sólo que el número de partículas en el interior de la sala sea el adecuado, sino que hay que lograr que las personas en su interior posean el porcentaje de oxígeno necesario para su desarrollo vital.3

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CASTEJÓN, Julio, y otros, “Consideraciones sobre diseño de salas blancas”, Montajes e instalaciones,

Marzo 1999

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1.3. Importancia de características de tamaño de partícula, presión diferencial, renovaciones de aire El control de las partículas dentro de un área estéril se consigue por la introducción de grandes cantidades de aire. Este aire debe estar limpio y esto se logra haciéndolo pasar por filtros de alta capacidad. El aire así introducido tiene como finalidad diluir y arrastrar las partículas y bacterias que se dispersan por la habitación, ya sea por la acción de la maquinaria de producción, o por la correspondiente al personal que debe operar en su interior. Evidentemente, y para minimizar la contaminación que se produce en este último caso, dicho personal trabaja en el interior de las salas limpias provisto del material (batas, mascarillas, guantes, gorros, etc.), que se considere necesario en función de la clasificación de dicha sala. Otra función del aire introducido en la sala limpia es asegurar una determinada presión que impida la entrada en la sala de “aire sucio”, considerando como tal todo aire que pueda introducirse en la sala sin haber sido, en primer lugar, convenientemente filtrado. Por último, parámetros como el grado de humedad, temperatura y luminosidad entre otros, son también susceptibles de control en una sala limpia aún cuando, por sí solos, no la definan necesariamente. En la actualidad, las salas limpias son utilizadas con dos objetivos principales: garantizar un entorno libre de partículas contaminantes (Industria Óptica, fabricación de circuitos electrónicos y micro mecanismos, etc.) o bien garantizar la no presencia de microorganismos (Industria Farmacéutica, fabricación de mecanismos usados en Medicina, Biotecnología o Industria Alimentaría). Para comprender las razones por las que es tan importante controlar la presión en la sala, podemos referirnos al gráfico que se muestra a continuación en el que la presión en la sala se compara con la concentración de partículas; en el período diurno, la sobre presión es menor (5 Pa) que durante la noche, que es, aproximadamente, 17 Pa, creando una valor de partículas 1.000 veces superior (ø > = 0,01 (m) (experiencia presentada por Donald L. Tolliver de Motorola. 14

En términos generales, una diferencia de presión entre una sala limpia y el aire ambiente de 15 Pa es suficiente para eliminar la migración de partículas. Cuando hay dos espacios contiguos, el espacio que deba ser más limpio tiene que mantenerse a una diferencia de presión aproximada de 15 Pa con respecto a la zona contigua; análogos incrementos de diferencia de presión son aplicables a cada una de las salas sucesivas. El máximo valor de presión estática debe ser 45 Pa para evitar problemas mecánicos con la estructura de obra civil (falsos techos y resistencia de las paredes divisorias). La alta presión puede crear también ruido cuando se producen fugas de aire a alta velocidad en la sala limpia a través de muchas pequeñas aberturas. El gradiente de presión en exceso de 25 Pa puede dificultar la apertura y cierre de las puertas. En caso de dos salas del mismo nivel de limpieza y contiguas, la diferencia de presión podría ser 7 Pa en lugar de 15 Pa, situando la sala más crítica a mayor presión que la otra. En las salas consideradas críticas, se prevé un sistema de control de presión con registros automáticos: esto es necesario cuando se instalan en la vía de evacuación filtros cerrados con la rejilla de retorno/ evacuación. El valor de referencia del gradiente de presión ha sido asentido y reflejado en las normas para salas limpias como se indica en la tabla 2 Tabla 2: GRADIENTE DE PRESIÓN DIFERENCIAL PARA SALAS LIMPIAS

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Fuente: MOIA, Emilio y WHEELER, Foster, El criterio de diseño de una sala farmacéutica, Tecnología Industrial, 2000

La presurización de una sala se realiza equilibrando los caudales de aire de suministro y retorno para que haya una sobre presión o una infla presión; la diferencia entre los caudales de aire de suministro y retorno constituye la fuga encontrada en la sala. Esta fuga tiene lugar por las puertas, escotillas u otras aberturas (la boca del túnel de esterilización, o aberturas en las cintas transportadoras); se puede estimar el caudal de fugas aplicando la siguiente fórmula: Q = A . a√Ap Siendo: - Q: caudal de fuga, m3/s - A: área de fuga, m2 - (p: presión diferencial, Pa - a: coeficiente de descarga, 0,87 Como valor de referencia para la fuga de aire a través de una puerta con una diferencia de presión de 15 Pa se consideran 35 m3/h por grieta lineal de puerta, como se detalla en la tabla 2. Volviendo a los productos estériles, la gran diferencia entre la norma europea y la FDA es que la norma europea hace referencia a los productos estériles, en forma finalmente estéril y aséptica, mientras que la FDA se refiere sólo a la forma aséptica. Además, la norma europea considera las dos posibles condiciones de ocupación, en reposo y en trabajo, a diferencia de la FDA que considera únicamente la condición operacional. En la tabla 3, se muestra la tabla comparativa entre las GMP (Buenas Practicas de Manufactura) europeas y estadounidenses

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Tabla 3: COMPARACIÓN ENTRE EEC-GMP 1997 y FDA-GMP 1987

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Fuente: MOIA, Emilio y WHEELER, Foster, El criterio de diseño de una sala farmacéutica, Tecnología Industrial, 2000

En la tabla 4 se muestra un ejemplo de las actividades farmacéuticas que se llevan a cabo en las salas con distintos grado de limpieza para EEC-GMP y FDA GMP Tabla 4: GRADOS DE LIMPIEZA EEC- GMP

Fuente: MOIA, Emilio y WHEELER, Foster, El criterio de diseño de una sala farmacéutica, Tecnología Industrial, 2000

El valor fijo de 20 v/h de las renovaciones de aire por hora ha sido sustituido por una expresión más flexible: “Para alcanzar los grados de aire B, C y D, el número de renovaciones de aire debe estar relacionado con la dimensión de la sala y los equipos y personal presentes en ella; el sistema de aire debe tener filtros apropiados como los HEPA para los grados A, B y C”. El filtro HEPA no se menciona para el grado D. Por lo que respecta a la norma generalmente válida para todo tipo de salas limpias, la organización ISO ha decidido preparar la norma internacional para salas limpias. Actualmente la ISO 14644-1 es la única ya publicada. Está dedicada a especificar el valor límite de la posible concentración de partículas en suspensión para una determinada clase de limpieza del aire. Se corresponde con la FS209E. En la tabla 5 se muestra una comparación entre la ISO 14644-1 y la FS209E.

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Tabla 5: VALOR LÍMITE DE PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN

Fuente: MOIA, Emilio y WHEELER, Foster, El criterio de diseño de una sala farmacéutica, Tecnología Industrial, 2000

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Criterios de diseño para la planta HVAC.Condiciones externas.Cuando se realiza el diseño de una planta de HVAC para una instalación farmacéutica, tenemos necesariamente que considerar las condiciones externas, en cuanto a temperatura, humedad relativa, viento, etc., para disponer de una planta de HVAC que pueda mantener las condiciones interiores (temperatura, humedad relativa, presión, contaminación) cualesquiera que sean las externas. Por lo que respecta a la temperatura y la humedad relativa., es mejor, generalmente, considerar los datos ASHRAE con las frecuencias de 1% en verano y 99% en invierno para que el nivel de riesgos sea mínimo (los porcentajes se refieren a las horas durante el invierno y el verano en que las condiciones externas son más severas que las indicadas). La localización de los puntos de admisión y evacuación del aire tiene que diseñarse considerando la dirección del viento y la dilución de los contaminantes evacuados a fin de evitar cualquier recirculación de estos últimos. La emisión de una mezcla de efluentes propiamente dicha con el aire atmosférico para formar un campo de concentración “C” alrededor del edificio. La admisión de aire fresco situada en este campo aspira el aire concentrado “C”, y este aire así aspirado se dice que está contaminado si “C” excede de una concentración permisible especificada. En la tabla 6 se dan algunas cifras para mostrar las fuerzas del viento, estos valores se derivan de la norma australiana AS 2252 para Biohazard Benches

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Tabla 6: FUERZA DEL VIENTO

Fuente: MOIA, Emilio y WHEELER, Foster, El criterio de diseño de una sala farmacéutica, Tecnología Industrial, 2000

Condiciones internas.La planta de HVAC se diseñará para alcanzar la temperatura y humedad relativa necesarias para asegurar la comodidad del personal, considerando que éste llevará diferentes tipos de ropa según los lugares en los que trabajen (por ejemplo, en la sala limpia el operador usará ropa muy ajustada y, por tanto, deberá haber en ella una temperatura menor que en las zonas generales donde los trabajadores llevan ropa ligera). Para el personal que realiza trabajos ligeros y lleva prendas como batas o protectores del calzado, es común una temperatura de 20° a 25°C. Cuando se requieren prendas especiales sueltas en la sala limpia, incluidas las coberturas de la cabeza y de los pies, la temperatura especificada se reduce frecuentemente a un valor entre 18° y 22°C. Para la comodidad del personal suele ser aceptable una humedad de entre el 30% y el 55%. Los niveles de baja humedad pueden presentar riesgo de deshidratación del personal. La comodidad de éste depende del nivel de temperatura y del de trabajo sin olvidar los buenos métodos utilizados. Además, deberán seleccionarse las condiciones 21

termo higrométricas de modo que se tengan en cuenta los requisitos del proceso; este tipo de criterio es especialmente válido para el control de la humedad. El proceso del producto podría requerir las condiciones interiores apropiadas para un proceso en seco, pero esto no puede adecuarse a la comodidad del trabajo, como la baja humedad relativa (25-30%) para la fabricación de productos higroscópicos. Por otra parte, hay que considerar que en una sala limpia pueden proliferar rápidamente organismos perjudiciales si se permite que la humedad relativa sea superior al 55%. Una humedad insuficiente en el aire puede también ser causa de electricidad estática; normalmente, la humedad se mantiene por encima del 25% para limitar sus efectos.

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Cantidad de flujo de aire.Antes de explicar el concepto implícito en la definición de cantidad de flujo de aire, de las renovaciones de aire por hora, es necesario hacer una breve introducción sobre la configuración del flujo de aire. El flujo de aire en una sala limpia se describe muy frecuentemente por el tipo de modelo empleado. La selección de una configuración de flujo de aire debe basarse en los requisitos de limpieza y en la disposición de los equipos del proceso. La configuración del flujo de aire en una sala limpia puede ser unidireccional, no unidireccional o mixta. La configuración del flujo de aire en una sala limpia clase M3.5 (Clase 100) – ISO 5 (según ISO-14644-1) o más limpia es típicamente unidireccional, en tanto que en salas limpias clase M4.5 (Clase 1000) – ISO 6 (según ISO-14644-1) o menos limpias se utiliza un flujo de aire no unidireccional y mixto. En el flujo de aire unidireccional, la velocidad de éste es 0,45 m/s +/- 20%; en el no unidireccional, la cantidad de flujo de aire se calcula según la experiencia. El valor mínimo es 20 V/h. Establecida la clase de limpieza requerida, deben definirse los cambios de aire teniendo en cuenta la fuente de contaminación, que son el personal y los equipos. En caso de que se conozca la proporción de contaminantes generados en la sala limpia, y en el caso realista de que no se introduzcan contaminantes desde la planta de HVAC (debido al filtro HEPA) se utilizará la siguiente fórmula para calcular la cantidad de flujo de aire que mantiene bajo el límite de clase la concentración de partículas en suspensión:

C = Coe − Rt +

(

G − 1 − e − Rt VR

- G: relación de partículas generadas: partículas/min - V: volumen de la sala: m3 - R: cambios de aire: V/min - T: tiempo: min - Co: concentración inicial: partículas/ m3 - C: concentración final: partículas/ m3

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)

Esta fórmula proporciona dos clases de información: a) El tiempo de recuperación (que es el requerido por la instalación para pasar de una determinada concentración de partículas en suspensión a otra más limpia) y: b) El nivel de clase de la sala en condiciones constantes, después de transcurrido totalmente el tiempo de recuperación. Esta segunda información se obtiene haciendo t muy largo (infinito) con lo que la fórmula se transforma en la siguiente: C=

G VR

Las fórmulas anteriores se refieren al caso de mezclas de aire perfectas, lo que no es real. Para el caso real hay que aplicar un factor corrector, que depende de la posición de los dispositivos de alimentación y retorno, y que varía entre 0.85 y 6. Volviendo a las fórmulas, podemos ver que la limpieza depende de la generación de contaminantes en la sala, es decir, de los equipos farmacéuticos y del personal. Las personas que se mueven por la sala limpia con prendas como blusas o batas de laboratorio generan una media aproximada de 2 x 106 partículas de 0,5 µm/min, unas 300.000 partículas de 5,0 µm/min y aproximadamente 160 partículas transportadoras de bacterias por minuto. Si las personas usan ropa bien diseñada (batas, botas hasta la rodilla, capuchas, etc.) hechas de tejido fuerte, la reducción de partículas ≥ 0,5 µm, ≥ 5,0 µm y de las transportadoras de bacterias será aproximadamente del 50%, 88% y 92%, respectivamente. No es mucha la información de que se dispone sobre la generación de partículas desde los equipos utilizados en la sala limpia, pero pueden representar cientos de millones de partículas ≥ 0,5 µm por minuto.4

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MOIA, Emilio y WHEELER, Foster, “El criterio de diseño de una sala farmacéutica”, Tecnología

Industrial, Marzo 2000

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1.4. Teoría de los sistemas de filtración En 1953, se logró una versión de filtros de lana de vidrio, con eficiencia del 95% En 1962, se desarrollaron los filtros HEPA (Hight Efficiency Particulate Air), se logró que el aire pudiera ser filtrado para ser descargado al exterior del laboratorio. En los años 30 se hacen los primeros experimentos de ventilación forzada, no obstante, éstos iban más dirigidos al confort de los pacientes que al control de la contaminación. La Segunda Guerra Mundial contribuyó de forma definitiva a sentar las bases de lo que hoy se conoce como sala limpia. Se obtuvo un conocimiento preciso respecto de lo que ocurría con los gérmenes en espacios cerrados (submarinos, aviones de transporte de tropas, barracones, etc.) y, de hecho, en la primera mitad de la década de los 60, los principios que definen una sala limpia con flujo de aire turbulento estaban plenamente asumidos. Para tener una idea una idea aproximada de la máxima capacidad de limpieza del aire que tienen estos filtros, máximo nivel de purificación, se debe tener en cuenta que un pie cúbico de aire atmosférico sin tratar, posee aprox. 10.000.000 de partículas, mientras que en un área limpia, con aire filtrado por filtros absolutos, solo se encuentran máxima 2.500 partículas por pie cúbico para áreas clase 10.000. Y en áreas especiales, se logran 10 y hasta 1 sola partícula por pie cúbico, tal como se muestra en la figura 6. Figura 6: FLUJO UNIDIRECCIONAL HORIZONTAL E INCLINADO

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Fuente: RODRÍGUEZ, Edith, Certificación de cabinas de bioseguridad y áreas de contaminación controlada, Instituto de Salud Publica – Chile, 2005

Las salas limpias para procesos industriales siguieron un camino paralelo al anterior. De nuevo la Segunda Guerra Mundial supuso un motor importante para el desarrollo de este tipo de salas. En este caso el problema no era la sepsis, sino las partículas presentes en el aire que comprometían los procesos de producción. La fabricación de elementos delicados como, por ejemplo, los giróscopos de los misiles, era muy sensible a la presencia de polvo hasta el punto de que el 99% de los giróscopos fabricados en las primeras fases tuvieron que ser retirados por mal funcionamiento. En la figura 7 se muestra el tamaño virus y bacterias de potencial infeccioso. Figura 7: TAMAÑO DE VIRUS Y BACTERIAS INFECCIOSOS

Fuente: RODRÍGUEZ, Edith, Certificación de cabinas de bioseguridad y áreas de contaminación controlada, "Manual of Clinical Microbiology, 5th edition, Washington DC, 1991" Instituto de Salud Publica – Chile, 2005

Las salas blancas surgieron simultáneamente en dos áreas específicas: la hospitalaria y la de sistemas de armas y tuvo una rápida aplicación en el desarrollo de la microelectrónica.

Se

impusieron

muy

rápidamente

en

la

fabricación

de

semiconductores, circuitos integrados, microchips, etc. que requieren ambientes especialmente controlados bajo el punto de vista de pureza y calidad del aire. 26

Las primeras salas blancas se desarrollaron en la rama hospitalaria cuando Pasteur, Koch, y otros microbiólogos y cirujanos, se dieron cuenta de que las bacterias que contenía el aire causaban infecciones en los hospitales y que el número de infectados se reducía considerablemente cuando efectuaban ventilación intensa en los mismos. La siguiente tabla 7 muestra algunas aplicaciones de los filtros en los diferentes campos de aplicación.5 Tabla 7: APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE FILTRACIÓN

Fuente: RODRÍGUEZ, Edith, Certificación de cabinas de bioseguridad y áreas de contaminación controlada, Instituto de Salud Publica – Chile, 2005

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RODRÍGUEZ, Edith, Certificación de cabinas de bioseguridad y áreas de contaminación controlada,

Instituto de Salud Publica – Chile, 2005

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1.5. Parámetros en consideración de los sistemas filtración. Uno de los factores a considerar durante la elaboración de un producto (medicamento, cosmético o alimento) es la contaminación proveniente del ambiente donde se está preparando, ya sea producción en gran escala, como se hace en los laboratorios e industrias, o en pequeña escala como ocurre en la oficina de farmacia. Esta contaminación se debe a las partículas presentes en el aire, las cuales pueden provenir del suministro del mismo, del personal, las desprendidas por los equipos y demás superficies del área de trabajo. El aire que respiramos es un aerosol que contiene partículas de diferente tamaño (aproximadamente entre 30 y 0,1 um) cuya composición varia dependiendo del lugar, clima y época del año. Estas partículas pueden clasificarse en: Partículas inertes: objetos sólidos o líquidos cuyo tamaño oscila, generalmente entre 1nm y 1 mm. Partículas viables: partículas inertes que llevan uno o más microorganismos capaces de reproducirse. Los microorganismos no se encuentran flotando libremente en el aire sino que son transportados de un sitio a otro unidos a las partículas de polvo, escamas de piel, gotas de saliva, etc. La presencia de partículas inertes y/o viables en el aire donde se está elaborando un producto puede provocar la contaminación del mismo. Por ejemplo, si estamos elaborando un producto estéril se requiere que éste se encuentre libre de microorganismos viables, pirógenos y partículas; si elaboramos un producto oral se requiere la ausencia de patógenos y bajo número de microorganismos viables. En ambos casos se necesitan áreas limpias, pero los requerimientos son más estrictos para los productos estériles.

28

La filtración es el método más utilizado para obtener aire de la calidad adecuada. El aire contiene partículas de diferente tamaño, por lo cual se utilizan filtros de diferente eficiencia de filtración, colocados en serie, para hacer más eficiente y económico el proceso. Primero se colocan los prefiltros, con el fin de eliminar las partículas de mayor tamaño y luego los filtros de alta eficiencia, que eliminan las partículas más pequeñas. En la industria farmacéutica se utilizan los filtros HEPA que son capaces de retener partículas 0,3 um con una eficiencia mínima de 99,97%. Estos filtros están hechos de un medio filtrante, que se pliega en forma de acordeón para proporcionar una mayor área de filtración, ensamblado en una armazón rígida. Los filtros se colocan en el sistema de aire acondicionado (HVAC) de la planta, el cual debe proporcionar las condiciones adecuadas de temperatura, humedad y cantidad de partículas. Figura 8: ESTRUCTURA DE FILTRO HEPA

Fuente: ROSSI, Luisa, Áreas para la elaboración de medicamentos, cosméticos y alimentos, Áreas Limpias, 1998

Los filtros HEPA y ULPA se clasifican por su eficiencia mínima de recolección, en general se definen: HEPA: 99.97% de eficiencia para la remoción de material particulado de 0.3um o mayor

29

ULPA: 99.9995% de eficiencia para la remoción de material paniculado de diámetro de 0.12um o mayor. La eficiencia de cada filtro es probada por medio de una prueba a temperatura con diotycl phtalate –DOP (flalatao de dioctilo –FDO). El polvo para la prueba de eficiencia para los filtros HEPA, son partículas de DOP de un solo tamaño de 0.3 um de diámetro generado por vaporización y condensación. Un fotómetro mide la penetración de la partícula en el filtro HEPA, detectando la dispersión de la luz. La temperatura estándar que pueden manejar los filtros solo hasta aproximadamente 93°C. Otros filtros con sellos mecánicos vidriados o de cerámica pueden aceptar temperatura hasta de 537°C El contenido de humedad y de corrosivos son las principales características que requieren de consideraciones de diseño. Se acepta humedad hasta el 95%. La caída típica de presión de un filtro HEPA es 1 pulgada de columna de agua., mientras que típicamente pueden ser operados bajo presiones de 8 pulgadas de columnas de agua.6

6

ROSSI, Luisa, Áreas para la elaboración de medicamentos, cosméticos y alimentos, Áreas Limpias, 1998

30

1.6. Calificaciones ¿Como se las desarrollan? Las calificaciones son pruebas, que determinan si un componente, de un proceso de fabricación posee los atributos requeridos para obtener un producto con una calidad determinada. Se califica contra especificaciones y/o normas nacionales o internacionales. Los resultados sirven para proveer información básica acerca del diseño, instalación, operación, funcionamiento y mantenimiento de cualquier sistema. Las calificaciones aseguran que los procesos permanecen en su estado de validación. Clases de calificación.CALIFICACIÓN DE INSTALACIÓN (I.Q.: Instalation Qualification) Es la verificación documentada de que todos los aspectos claves de la instalación están de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y corresponden a las especificaciones aprobadas en el diseño. -Verificación de cumplimiento de especificaciones. -Verificación de las condiciones de instalación. -Verificación de la correcta instalación. -Hoja de vida, descripción del equipo. -Información del fabricante. -Especificaciones de diseño del equipo. -Información de la orden de compra. 31

-Especificaciones del equipo en planta. -Información de mantenimiento. -Listado de insumos que utiliza el equipo o para su mantenimiento. -Especificaciones de sistema de apoyo crítico. -Características de los sistemas de control y monitoreo. -Calibración -Mantenimiento preventivo -Listado de repuestos -Descripción del equipo auxiliar. -Planos de instalación. -Calibración de instrumentos. -Desarrollo de la información involucrada. -Descripción del equipo y su capacidad de trabajo. CALIFICACIÓN OPERACIONAL (O.Q.: Operational Qualification) Es la verificación de que los equipos funcionan en la forma esperada y son capaces de operar satisfactoriamente sobre todo el rango de los parámetros operacionales para los que han sido diseñados. CALIFICACIÓN DE DESEMPEÑO (P.Q.: Performance Qualification) Aquí se demuestra la efectividad y reproducibilidad del proceso, bajo dos tipos de condiciones: la primera, son las normales de operación y la segunda, bajo límites de operación. 32

Calificación y validación de sistemas de aire acondicionado.- Los beneficios se detallan a continuación. -Garantiza la calidad de su proceso o producto. -Optimiza recursos y reduce costos. -Previene la contaminación. -Establece estándares de calidad para sus procesos. -Detecta cuándo sus procesos están funcionando de acuerdo con lo especificado o cuándo se encuentran fuera de control. -Establece procesos y procedimientos consistentes y de acuerdo con los requerimientos de su sistema. -Determina las variables del proceso y sus límites. -Establece controles que le permitan mantener su sistema dentro de especificaciones. -Detecta fallas en su sistema e implementa planes de mantenimiento. La calificación operacional en los sistemas de aire corresponde a: -Puesta en funcionamiento. -Revisión de equipos. -Revisión de instrumentación. -Revisión de ductería. 33

-Pruebas de integridad de filtros. -Balance aerodinámico de acuerdo con caudales de diseño. -Caudales de suministro y retorno. -Diferenciales de presión. -Perfiles de temperatura y humedad relativa. - Operación de la instrumentación y el control. La calificación de desempeño en los sistemas de aire corresponde a: -Determinación de las renovaciones (Cambios) de aire por hora. -Determinación de partículas no viables (conteo de partículas). -Prueba de recuperación. - Prueba de Direccionalidad de flujo. Medición de diferenciales de presión. Este estudio, nos permite determinar el diferencial de presión entre áreas adyacentes, y en caso de que la instalación del sistema de ventilación lo permita, hacer los ajustes al sistema de suministro, con el fin de realizar un sincronismo adecuado de la cascada de diferencial de presión estática. La magnitud y dirección de los diferenciales de presión dependen del nivel de contención que se requiera en las áreas. FDA 1987: Deben tener una magnitud de 12,5 Pa ISO 14644 - 4: Deben tener magnitudes entre 5 Pa a 20 Pa Determinación de Velocidades y Caudales de Flujo de Aire. 34

El caudal de flujo de aire, se determina en cada una de las rejillas de suministro y extracción que existan en las áreas. Estas mediciones tienen como fin determinar el número de cambios de aire por hora en cada área evaluada.

FDA 1987: Deben existir mínimo 20 cambios por hora. Informe 32 OMS: Deben existir mínimo 20 cambios por hora., en la tabla 8 se muestras los cambios por horas requeridos en las diferentes áreas de producción. Tabla 8: CAMBIOS POR HORA EN ÁREAS PRODUCTIVAS

CAMBIOS DE AIRE EN ÁREAS PRODUCTIVAS CAMBIOS DE % NIVEL DE AIRE REQUERIDO FILTRACIÓN

Clasificación General Flujo Laminar

120 - 80

99,97 - 99.99

Inyectables

40 - 90

99,97

Preparación Estéril

40

99,97

Preparación y Llenado de líquidos y Cremas

20 - 25

99,97

Preparación y Empaque Primario de Sólidos

8 - 12

95

Empaque secundario de todas las formas farmacéuticas y salas secundarias

8 - 12

65 - 95

Vestidores

8 - 12

85 - 95

Exterior Calle

N,A

N,A.

Fuente: HVAC Design, Seminario "GMP FOR PHARMACEUTICAL FINISHING FACILITIES" www.tecnyca.com

Calificación de Unidades Manejadoras Evaluación de Unidad Manejadora, incluye las siguientes mediciones por cada unidad. -Medición de velocidad del aire y cálculo de caudal de aire. - Medición de velocidad en el motor y ventilador (si el diseño de la unidad manejadora lo permite) 35

Estas mediciones constituyen una referencia de las características de trabajo de cada unidad manejadora de aire y sirven para determinar los cambios en el funcionamiento de la misma en posteriores evaluaciones o la pérdida de estas características respecto de las condiciones de diseño de la unidad.

Balance del Sistema de Ventilación El servicio de balanceo del sistema de ventilación, se realiza con el propósito de lograr el cumplimiento de las necesidades de la planta frente a las normas establecidas; este ajuste se realizará sólo hasta donde el diseño del sistema lo permita. Este servicio incluye los ajustes necesarios a realizar en las unidades manejadoras y en las rejillas de suministro y extracción. Determinación de la Integridad de los Filtros terminales en las diferentes áreas El fotómetro es el equipo recomendado para su uso en múltiples normas estándar y publicaciones de tipo ambiental como son la Federal standard 209A y 209B, la American Institute of Chemical Engineers, ANSI N 101.1-1972 y la American Association of Contamination Control, CS-1T Y CS-2T. Este procedimiento es aplicado a los filtros terminales en las diferentes áreas donde se encuentren. Federal Standard 209B. No se deben detectar fugas en el cuerpo, empaque y junta del filtro. Si existen, éstas deben obturarse para cumplir con la prueba de integridad. Documento NEBB. (National Enviroment Balancing Bureau): Las fugas obturadas no pueden exceder el 5,0% de la superficie expuesta del filtro. Conteo de partículas y clasificación de áreas El conteo de partículas es efectuado para dar una clasificación de áreas por medio de la realización de monitoreos de partículas a diferentes alturas aplicando los conceptos de validación y certificación de clase de aires reportados en la ISO 14644 y la Federal

36

Standard 209 E. Para tal efecto se realizan conteos At Rest (Ventilación y máquinas), Operacional (Ventilación, máquinas y operarios en proceso normal de fabricación). Pruebas de direccionalidad de flujo Esta prueba se realiza para verificar los patrones de flujo de aire en cada una de las áreas, con el fin de confirmar la renovación total del aire y en casos dados detectar contaminaciones cruzadas entre áreas adyacentes. Evaluación del Tiempo de Recuperación Esta prueba se realiza simulando una contaminación con ampollas de Humo de Tetracloruro de Titanio y se utiliza para determinar cuánto tiempo tarda el sistema en recuperar las condiciones de partida. Perfiles de Temperatura y Humedad Se realiza con termistores calibrados y de alta precisión, los cuales se programan para muestrear las condiciones ambientales de temperatura y humedad de las áreas evaluadas (el período de evaluación mínimo es de 12 horas).7

7

www.tecnyca.com

37

Capítulo 2 CONTENIDO: Capítulo 2........................................................................................................................................ 37 2.

DESARROLLO DEL SISTEMA................................................................................ 38 2.1. Introducción. ................................................................................................................. 38 El área estéril debe de cumplir con los siguientes parámetros: ................................... 38 El área de lavado y esterilizado debe de cumplir con los siguientes parámetros: .... 40 Selección del sistema ........................................................................................................... 40 Especificaciones en el control del sistema: ..................................................................... 42 2.2. Cálculo del flujo de aire, presión diferencial ............................................................ 43 2.3. Variables para control de temperatura ...................................................................... 46 2.4. Cálculo para control de humedad.............................................................................. 49 Cálculo de humedad relativa y absoluta. .......................................................................... 52 Cálculo de entapia. ............................................................................................................... 53 Uso de diagrama psicrómetrico......................................................................................... 54 Calentamiento y enfriamiento sensible. ........................................................................... 55 Cálculo de humidificación. ................................................................................................. 56 Cálculo de deshumidificación. .......................................................................................... 57 2.5. Diseño de Layout.......................................................................................................... 59 Selección de unidades manejadoras de aire, caja de volumen variable y filtros terminales. ............................................................................................................................. 59 Selección de sensores y transductores para el control. ................................................. 60 Selección de paneles de control y regletas ....................................................................... 62 Selección de interfases, comunicación, supervisión y monitoreo central.................. 63 2.6. Proceso ........................................................................................................................... 65 2.7. Instalación de equipos ................................................................................................. 75

2. DESARROLLO DEL SISTEMA 2.1. Introducción. Para el desarrollo del sistema, partimos del área disponible que poseemos, la logística interna del desenvolvimiento de las actividades dentro de las áreas estériles, los de parámetros que se deben controlar y los medios como llevarlos a cabo. Debemos de tomar en consideración las condiciones previamente citadas para los ambientes controlados, en las condiciones de temperatura, humedad, renovaciones de aire, presión de aire, clasificación de las áreas. El desarrollo de este proyecto se lo puede observar en el diagrama de la Figura 9: LAYOUT PARA EL DESARROLLO DEL PROYECTO, con la cual determinaremos las capacidades de los equipos y las diferentes instalaciones. Existen 2 áreas, la zona clase 10,000 que es el área estéril y la zona clase 100,000 que es el área de lavado y esterilizado que cumpla con la buenas prácticas de manufactura El área estéril debe de cumplir con los siguientes parámetros: -50 cambios de aire por hora Presiones diferenciales en cuartos adyacentes de 0.05 pulgadas de agua. Presión diferencial entre esclusas y pasillo de 0.05 pulgadas de agua. Dampers automático para el control de presión y caudal de aire. Temperatura controlada de 20 a 24 grados centígrados. Humedad relativa inferior al 50% Máximo 2500 partículas por pie cúbico en tamaño mayor o igual que 0,05 um

UMA 11

Figura 9: LAYOUT PARA EL DESARROLLO DEL PROYECTO

3.55

211 210 212 206

H=2.73

3.92

211 2.21

H=2.73

212

203

2.21

206 H=2.73 4.5 mm H2O

H=2.85

3.96

1.60

201

H=2.77

202-A

3.81

1.80

5.94

1.71 H=2.85 La presión diferencial es -1.3 mm H2O En referencia con el cuarto 204

4.85

207

2.20

3.0 mm H2O

3.22

1.5 mm H2O

1.0 mm H2O

210

H=2.73

6.0 mm H2O H=2.73

0.20

H=2.73 6.0 mm H2O

204

5.02

6.0 mm H2O H=2.73

208

H=2.73 2.04

202

1.80

H=2.73 3.75

0.5 mm H2O

2.80

H=2.73 3.0 mm H2O

1.60

3.80

2.20

4.15

8.90 LAVADORA BAUSH STROBEL FLUJO DE AIRE 1000 M3 / HORA

Fuente: El autor

TUNEL BLUE GALAXY FLUJO DE AIRE 1200 M3 / HORA

3.98

2.09

1.5 mm H2O

204 207 208

ÁREA ESTERIL - NO LACTAM / LÍQUIDOS INYECTABLES AREA DE LAVADO Y ESTERILIZADO

3.76

202-A 202 201 203

UMA 7

El área de lavado y esterilizado debe de cumplir con los siguientes parámetros: Similar a lo anterior enunciado, a diferencia de que se acepta máximo 25,000 partículas por pie cúbico en tamaño mayor o igual que 0,05 um Las renovaciones son 20 por hora y solo existen damper fijos. Selección del sistema Se deben de tener en consideración al menos dos alternativas, con las cuales se deben de satisfacer todos los objetivos y metas deseados. Es imperativo que se seleccione adecuadamente todas las especificaciones de criterios asociados con los objetivos. Muchos de estos criterios son: -

Temperatura, humedad, y requisitos de presión.

-

Capacidad de los requerimientos.

-

Redundancia.

-

Requerimientos de espacio.

-

Costos preliminares

-

Costos de operación.

-

Costos de mantenimiento

-

Confiabilidad

-

Flexibilidad

-

Análisis del ciclo de vida.

Otras metas adicionales a los objetivos primarios se deben de tomar en consideración en el diseño, y se pueden incluir -

Soporte a procesos, con la operación de equipos computarizados

-

Promocionar un ambiente libre de bacterias

-

Incrementar las ventas

-

Incrementar los ingresos netos

-

Incrementar la venta de la propiedad.

Los administradores de la planta solo pueden realizar apropiados valores de juicio si el diseño provee la información entre las ventajas y desventajas de cada opción. Usualmente los administradores no conocen de las ventajas y desventajas relativas de los diferentes sistemas. Además el diseñar no conoce el estatus financiero de la empresa y sus objetivos. Para esto se debe de dejar bien definido el diseño, para lo cual el alcance debe de incluir: -

Desempeño de las limitaciones de temperatura, humedad y presión.

-

Espacio disponible

-

Capacidad disponible

-

Disponibilidad de suministros de utilidades

-

Estructura de la edificación

-

Construcción del presupuesto.

Muchas de las áreas de los sistemas de aire acondicionado, se deben de ajustar a espacios disponibles. Además se debe de tener en consideración la variación de carga durante el día, noche y las estaciones climáticas

Todos los sistemas deben de considerarse si estos son centralizados o descentralizados, el tipo de almacenaje térmico, los equipos de calentamiento, el sistema de ductos, el control automático, etc. Especificaciones en el control del sistema: Todas las variables importantes deben ser monitoreadas, incluso dentro del área de producción. Dicha aplicación permite acceder en otra PC que no sea la que contiene el programa con ciertas restricciones de acceso o modificaciones de parámetros.

2.2. Cálculo del flujo de aire, presión diferencial El cálculo del flujo de aire lo determinamos a partir del espacio físico que disponemos para las áreas clase 10,000 y clase 100,000; al mismo tiempo con estos resultados ya podemos seleccionar la unidad manejadora de aire que suministrara el aire las condiciones de diseño. La presión diferencial esta dada por las presiones en cascada y las diferencias de los cuartos adyacentes, cabe mencionar que para garantizar todas las presiones debemos de tener en consideración el número de filtros hepa que se instalará en cada área, dependiendo del caudal que requiera. El caudal ideal para un filtro de 2 pies x 4 pies es 720 CFM, mientras la caída de presión en cada uno de los filtros es constante. A continuación se detalla Tabla 9: CÁLCULO DE FLUJO DE AIRE Y PRESIÓN DIFERENCIAL, para el caudal de aire requerido en la instalación. Tabla 9: CÁLCULO DE FLUJO DE AIRE Y PRESIÓN DIFERENCIAL

Cuarto

Área m

2

Volumen

Presión

Cambios

m3

ft3

inch H2O

por hora

h

CFM

Zona aséptica Llenado CLASE 10,000 Descarga 204

25.85

2,489.7

0.20

45

3,175.7

1,867.3

Pasillo

12.96

1,248.2

0.15

45

1,592.1

936.2

Llenado Oftálmicos 207

15.91

1,532.4

0.20

45

1,954.5

1,149.3

Llenado Inyectables 208

15.60

1,502.5

0.20

45

1,916.5

1,126.9

Vestidor 210

7.12

685.8

0.10

45

874.7

514.3

Ingreso vestidor 211

4.54

437.3

0.05

45

557.7

328.0

Ingreso / egreso de materiales 212

7.43

715.6

0.08

45

912.8

536.7

10,984.0

6,458.6

1,801.2

1,059.1

Zona de lavado y esterilizado CLASE 100,000 Lavado y esterilizado de ampolla 201

31.60

3,177.3

0.10

20

Lavado de uniformes 202

12.42

1,196.2

0.10

20

678.1

398.7

Autoclave 203

20.45

1,969.6

0.15

20

1,116.6

656.5

Pasillo 202-A

15.05

1,470.8

0.05

20

833.8

490.3

4,429.7

2,604.6

Fuente: El autor.

Se debe de tener en consideración de realizar las menores curvas posibles en los recorridos de los ductos, para de esta manera no afectar a las presiones terminales en las áreas. En la Figura 10: CAMBIOS DE PRESIÓN DURANTE FLUJO EN DUCTOS, se detalla un ejemplo típico en un tendido de ductos para aire acondicionado y las respectivas caídas de presión. Figura 10: CAMBIOS DE PRESIÓN DURANTE FLUJO EN DUCTOS

Fuente: ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI),Ch 34, 2001

En el diseño del layout se especificará la selección del equipo y sus características.

2.3. Variables para control de temperatura Tenemos una ventaja dentro de las instalaciones, pues estas están dentro de la planta, donde no esta expuesta a la luz solar directamente, y las paredes adyacentes no superan mas allá de los 30 grados centígrados. Además esta adjunta a otras áreas de manufactura, las cuales tienen ambientes controlados, para el cálculo partimos del dato de las áreas que fueron proporcionados en primera instancia. El generador de frió es un Chiller, el cual alimenta de agua fría a la manejadora, para así de esta manera realizar las regulaciones pertinentes de la temperatura deseada en los cuartos de manufactura. En la Tabla 10: CÁLCULO DE CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN, se demuestran los cálculos que requiere cada equipo.

Tabla 10: CÁLCULO DE CAPACIDAD DE REFRIGERACIÓN

Cuarto

Area m2

m3

CFM

ΔT (ºF) Ti=68ºF; Tf=77ºF

h

Calor sensible BTU/h

Zona aséptica Llenado CLASE 10,000 Descarga 204 Pasillo Llenado Oftalmicos 207 Llenado Inyectables 208 Vestidor 210 Ingreso vestidor 211 Ingreso / egreso de materiales 212

25,85 12,96 15,91 15,60 7,12 4,54 7,43

3.175,7 1.592,1 1.954,5 1.916,5 874,7 557,7 912,8 10.984,0

1.867,3 936,2 1.149,3 1.126,9 514,3 328,0 536,7 6.458,6

9,00 9,00 9,00 9,00 9,00 9,00 9,00

18.150,11 9.099,63 11.170,92 10.953,26 4.999,18 3.187,68 5.216,84 62.777,6

Zona de lavado y esterilizado CLASE 100,000 Lavado y esterilizado de ampolla 201 Lavado de uniformes 202 Autoclave 203 Pasillo 202-A

31,60 12,42 20,45 15,05

1.725,4 678,1 1.116,6 821,7 4.341,8

1.014,5 398,7 656,5 483,2 2.553,0

9,00 9,00 9,00 9,00

9.861,05 3.875,77 6.381,60 4.696,48 24.814,90

Fuente: El autor.

De igual manera se detallan Tabla 11: POTENCIA REQUERIDA PARA ZONA CLASE 10,000 y Tabla 12: POTENCIA REQUERIDA PARA ZONA CLASE 100,000 a continuación:

Tabla 11: POTENCIA REQUERIDA PARA ZONA CLASE 10,000

Zona clase 10,000 Condiciones dadas T1 Hum T2 p V ρ

30 50 20 0.998 10984 1.2

Condiciones dadas C % C bar 3 m /h 3 kg/m

T1 Hum T2 p V ρ

Parámetros Obtenidos

25 50 20 0.998 10984 1.2

C % C bar 3 m /h 3 kg/m

Parámetros Obtenidos 3

3

V

3.051111

m /s

Volumen

V

3.051111

m /s

m

3.661333

kg/s

masa

m

3.661333

kg/s

0.031641

bar

pws

0.0424

bar

Presión de saturación

pws

W

0.0135

kgw/kga

Humedad absoluta

W

0.0100

h1

64.55749

kJ/kg

h1

50.57405

kJ/kg

h1

15.46311

kcal/kg

Entalpía especifica Entalpía especifica

h1

12.11253

kcal/kg

H1

56.61559

kcal/s

Entalpía total

H1

44.34801

kcal/s

h2

54.2907

kJ/kg

Entalpía especifica

h2

45.46989

kJ/kg

Q

-37.5902

kW

Potencia

Q

Fuente: El autor.

-18.688

kgw/kga

kW

Tabla 12: POTENCIA REQUERIDA PARA ZONA CLASE 100,000

Zona clase 100,000 Condiciones dadas T1 Hum T2 p V ρ

30 50 20 0.998 4342 1.2

Condiciones dadas C % C bar 3 m /h 3 kg/m

T1 Hum T2 p V ρ

Parámetros Obtenidos 3

25 50 20 0.998 4342 1.2

C % C bar 3 m /h 3 kg/m

Parámetros Obtenidos 3

V

1.206111

m /s

Volumen

V

1.206111

m /s

m

1.447333

kg/s

masa

m

1.447333

kg/s

0.031641

bar

pws

0.0424

bar

Presión de saturación

pws

W

0.0135

kgw/kga

Humedad absoluta

W

0.0100

h1

64.55749

kJ/kg

h1

50.57405

kJ/kg

h1

15.46311

kcal/kg

Entalpía especifica Entalpía especifica

h1

12.11253

kcal/kg

H1

22.38027

kcal/s

Entalpía total

H1

17.53087

kcal/s

h2

54.2907

kJ/kg

Entalpía especifica

h2

45.46989

kJ/kg

Q

-14.8595

kW

Potencia

Q

-7.38742

kW

Fuente: El autor.

kgw/kga

2.4. Cálculo para control de humedad La psicometría trata con propiedades termodinámicas de humedad en el aire y usa estas propiedades para el análisis de las condiciones i procesos que involucran la humedad en el aire. El aire atmosférico contiene muchos componentes gaseosos, así como vapor de agua y otros misceláneos contaminantes tales como humo, polen y gases contaminantes que no están normalmente presentes en aire libre de fuentes de polución. El aire seco existe cuando todo el vapor de agua y contaminantes han sido removido del aire atmosférico. Este aire atmosférico es relativamente constante, pero con pequeñas variaciones en las cantidades individuales de los componentes. El aire húmedo es una combinación de 2 componentes, del aire seco y del vapor de agua. La cantidad de vapor de agua en el aire húmedo varia desde ceo (aire seco) a un máximo que depende de la temperatura y la presión. La última condición se refiere a la saturación, de un estado de equilibrio neutral entre el aire húmedo y la fase del agua condensada (líquida o sólida). La presión atmosférica a nivel del mar es 101.325 kPa. Los parámetros básicos de humedad, están definidos por la relación de la masa de vapor de agua a la masa de aire seco en una muestra. Para este proyecto se utiliza agua caliente para quitar la humedad del sistema. El agua caliente la obtenemos a partir de un caldero, el cual caliente el agua en un intercambiador de calor. La temperatura regulada de esta agua caliente es de 60 grados centígrados. El proceso se lo desarrolla por convección térmica en el serpentín de agua caliente en la unidad manejadora de aire.

En la Tabla 13: PRESIÓN ATMOSFÉRICA ESTÁNDAR, se describe la presión de acuerdo a la altura. Tabla 13: PRESIÓN ATMOSFÉRICA ESTÁNDAR

Fuente: ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI),Ch 6, 2001

También se detalla

una tabla 14, psicrométrica

para el entendimiento del

comportamiento de la temperatura y humedad en un determinado tiempo del proceso. En esta precisamente podemos tener evidenciar la cantidad de agua que posee el aire a cierta temperatura y humedad relativa. Con estos datos es posible determinar la cantidad de energía necesaria que se requiera para pasar de una condición a otra condición. La importancia de tener una manipulación de las válvulas proporcionales, ya que el hecho de enfriar bruscamente un ambiente con temperatura y humedad elevada, fácilmente llegaremos el punto de condensación del aire, en el cual se moja todo el cuarto, situación que retrasa todos los trabajos debido al proceso de limpieza que se debe realizar.

Tabla 14: PRESIÓN ATMOSFÉRICA ESTÁNDAR

Fuente: ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI),Ch 6, 2001

Cálculo de humedad relativa y absoluta.

Ecuación de estado del gas ideal

Cálculo de densidad

p m R'a

Presión en N/m2 Masa en kg. 287.1 para aire seco

R'w T

461.4 para vapor de agua Temperatura en grados Kelvin

p 101300 Pa El aire húmedo

vapor de agua(.)

ma

aire seco (+)

Condiciones dadas T 20 C p 101300 Pa

(Presión atmosférica estándar)

m = mw + ma mw

3 1.203612 kg/m

ρ=

p = ρR ' T

pV = mR' T

p = pa + pw

p aV = m a R ' a T

p aV m R' T = a a p wV m w R ' w T

mw R' a p w = ma R' w p a

p wV = m w R ' w T

Parámetros característicos

W =

>> Humedad absoluta >> Humedad relativa

>> Estado de saturación Aire húmedo no saturado:

El aire tiene vapor de agua, pero la presión parcial del vapor de agua es inferior a la presión de saturación

Aire húmedo saturado:

La presión parcial del vapor de agua es igual a la presión de saturación

p ws = e

14.2928−

5291 T

Presión de saturación

Cálculo de presión de saturación Condiciones dadas T 25 C (La temp se debe cambiar a grados kelvin)

pws

0.031641 bar >> Humedad relativa

ϕ=

pw p ws

Es el cociente entre la presión parcial de vapor de agua en el aire y la presión de saturación. < Cuento falta para alcanzar el estado de saturación> Utilizando la humedad absoluta se afirma que cantidad de agua tiene el aire

>> Punto de rocío tr

Es cuando empieza a producirse la condensación de vapor de agua.

Relación entre humedad absoluta y humedad relativa

W = 0.622

W = 0.622

pw pa

ϕ . p ws p − ϕ . p ws

> Entalpía especifica Condiciones dadas T 24 C W 0,0093 kgw/kga h

1 kcal

=

4187 J

Condiciones dadas T 24 C Hum 50 % p 1,013 bar

47,72656 kJ/kg pws

0,029807 bar

W

La entalpía calculada por kg de aire

0,0093 kgw/kga

es entalpía especifica

h h >> Entalpía total

47,69495 kJ/kg 11,42263 kcal/kg

H

Se obtiene multiplicando el caudal masico por la entalpía específica

H = ρVh ρ V H

1 kJ/s kg/m3 m3/s kcal/s

1 kW

H = hma kJ/s

Condiciones dadas V 10984 m3/h h 11,42263 kcal/kg ρ 1,2 kg/m3 V

3,051111 m3/s

H

41,82204 kcal/s

Condiciones dadas V 10984 t1 20 t2 24 W 0,0094 ρ 1,2

=

ma

ma = Caudal masico de aire seco

(densidad estándar del aire)

Q = m(h1 − h2 ) m3/h C C kgw/kga kg/m3

m

3,661333 kg/s

h1

43,97566 kJ/kg

h2

48,05502 kJ/kg

V va

kW

(densidad estándar del aire)

Q

14,93591 kW

Uso de diagrama psicrométrico. Utilización del diagrama psicrometrico Obtención de la temperatura húmeda

Obtención de la humedad absoluta

Situar un punto

Situar un punto

La línea del punto llega hasta la curva de saturación (\)

Llevar línea al eje horizontal (derecha) (gw/kga)

De la intersección, trazar línea vertical

Obtención de la entalpía

Obtención del punto de rocío

Situar un punto

Situar un punto

La línea del punto llega hasta la curva de saturación (\) (kcal/kg)

Llevar línea al eje horizontal (izquierda) curva de saturación De la intersección, trazar línea vertical (representa la temperatura a la que se produce la condensación)

Escala del factor de calor sensible Qs

Carga sensible

Es calor que entra por diferencia de temperaturas

Ql

Carga latente

Es calor que entra por diferencia de humedades

Carga térmica

Q = QS + Ql

kcal/h - W

-

kW

(Todas las Q se las representa con un símbolo que tiene un punto encima)

Factor de calor sensible

Condiciones dadas T 30 Hum 50 T 30 Hum 50 FCS 0,475 Qs 2,5 Ql

(para una cámara) C (entra) % (entra) C (sale) % (sale) kW

FCS =

QS QS + Ql

Ql = QS

La pendiente se la obtiene de trazando una línea desde el punto focal a la escala de FCS

1 − FCS FCS

extraído

2,763158 kW

Operaciones básicas Mezcla de 2 caudales de aire húmedo

V3 = V1 + V2 Condiciones dadas T1 30 Hum 1 80 V1 1200 T2 24 Hum 2 60 V2 700

El punto 1 corresponde a la corriente de mas temperatura El punto 2 corresponde a la corriente de menor temperatura

V t3 = 1 (t1 − t 2 ) + t 2 V3

C % m3/h C % m3/h

V3

1900 m3/h

W3

0,0178 kgw/kg

t3

27,8 C

Hum

75 %

Calentamiento y enfriamiento sensible. Calentamiento sensible

Sin quitar ni añadir agua

Q = m(h2 − h1) Condiciones dadas T 25 Hum 60 V 13450 T2 40

Consiste en calentar el aire sin modificar el contenido de humedad Por no variar la humedad W1=W2

C % m3/h C

Enfriamiento sensible

Q = m( h2 − h1 )

h1 h2 Q

13.2 kcal/kg 17.1 kcal/kg 62946 kcal/h

h1 h2

55.28 kJ/kg 71.6 kJ/kg

m

4.483

kg/s

Q

73.168

kW

Consiste en enfriar el aire sin que se produzca condensación de vapor de agua. Es preciso que el enfriamiento llegue a una temperatura mayor que el punto de rocío. Antes de cortar la curva de saturación. La humedad permanece constante El enfriamiento termina antes del punto de rocío.

Condiciones dadas T 40 Hum 40 Caudal 7500 T2 30

(extraer calor)

C % m3/h C

h1 h2

21.3 kcal/kg 18.7 kcal/kg

h1 h2

Q

27.2 kcal/h

m

89.18 kJ/kg 78.3 kJ/kg 2.5

kg/s

Cálculo de humidificación. Proceso de humidificación a) Mediante proceso adiabático

Sin aporte ni extracción de calor Es la temperatura húmeda según las condiciones de entrada

El proceso de saturación adiabática, no hay intercambio de calor El aire de salida del proceso tiene una temperatura que se llama temperatura de saturación adiabática. Esto es la temperatura húmeda según las condiciones de entrada.

t ϕ W

Entrada Salida 32,5 22 C 40 % 12,3 16,7 gw/kga

t ϕ W

26 40 8,5

17,1 C % 12,1 gw/kga

t ϕ W

20,2 30 4,5

11 C % 8,2 gw/kga

a) Con aporte o extracción de calor

Es necesario añadir o extraer calor Esta operación se lleva a cabo pulverizando el agua

El agua que tenemos que añadir es:

mW = m(W2 − W1)

La diferencia de humedades por el caudal de aire

Realizando balance energético:

(mh1 ) + (mW hW ) + Q = mh2

Despejando el calor aportado

Q = m(h2 − h1 ) − m(W2 − W1 )hW

hw es la entalpía del agua liquida de reposición

La entalpía del agua liquida, expresada en kcal/kg, coincide numéricamente con la temperatura centígrado del agua.

Condiciones dadas T 18 Hum 40 Caudal 18500 T2 23 Hum 80 T(agua reposición )

(humidificar)

C % m3/h C %

20 C

((1) ((2)

m W1 h1 W2 h2

hw

Q

6,166667 0,0051 30,98 0,0142 59,04

kg/s kgw/kga kJ/kg kgw/kga kJ/kg

83,74 kJ/kg

168,3375 kW

Cálculo de deshumidificación. Proceso de deshumidificación a) Deshumidificación por enfriamiento Factor de by pass

f =

t2 − t2' t1 − t 2 '

Condiciones dadas T refriger 8C T entrada 23 C T salida 12 C

Se enfria el aire hasta una temperatura inferior a la del punto de rocio

t1 temperatura de entrada t2 temperatura de salida t2' aire de la bateria Un factor bajo indica una buena efectividad

f

0,266667

t 2 = (t1 − t 2' ) f + t 2' Condiciones dadas T refriger 10 C T entrada 25 C f 0,15 C b) Deshumidificacion quimica

t2

12,25 C

El aire pasa por unsa solucion higroscopica en una corriente de aire

Un deposito que contiene el absorbente activo y que esta deshumidificando el aire Y otro de reserva Cuando del absorbente ha perdido su capacidad, el aire pasa al otro deposito y el anterior se regenera a base de calentarlo y evaporar la humedad que habia retenido.

El sistema de la unidad manejadora será por enfriamiento de aire húmedo y al mismo tiempo deshumidificación. Se detalla en la Figura 11: CONDENSACIÓN POR BAJA TEMPERATURA Figura 11: CONDENSACIÓN POR BAJA TEMPERATURA

. Fuente: ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI),Ch 6, 2001

La humedad en la condensación ocurre cuando la humedad en el aire es refrigerada a temperatura baja de su inicial punto de rocío. En la Tabla 15: RANGO ÓPTIMO DE HUMEDAD PARA CONFORT HUMANO Y SALUD, esta la importancia de tener una humedad controlada en los procesos que requieren un control tanto para el personal y el producto. Tabla 15: RANGO ÓPTIMO DE HUMEDAD PARA CONFORT HUMANO Y SALUD

Fuente: ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI),Ch 6, 2001

Tenemos en evidencia lo que lo peligro que es trabajar con humedad alta que favorece al crecimiento de bacterias y humedades bajas que afecta directamente a las vías respiratorias, seca la piel y cabello. Además la alta probabilidad de descargas estáticas por el tipo de ambiente.

2.5. Diseño de Layout A partir del análisis previo se seleccionan los siguientes componentes / elementos:

Selección de unidades manejadoras de aire, caja de volumen variable y filtros terminales. Tabla 16: SELECCIÓN DE UMA, CAJAS DE VOLUMEN VARIABLE Y FILTRO TERMINAL

ÁREA ESTÉRIL Unidad Manejadora de Aire DUNHAM BUSH

Cantidad

UMA: Unidad Manejadora Farmacéutica DUNHAM BUSH, mod. AHD1AF080HM, 8750 scfm, 4"ca, 380.000 BTU/h, 460/3/60. Incluye SERPENTÍN DE AGUA HELADA, SERPENTÍN DE AGUA CALIENTE, caja de doble pared con aislamiento térmico y acústico, caja de mezcla, puertas de inspección herméticas.

1

Cajas de Volumen Variable WARREN (CVD) Mod. TVT-P1-0 / 360 x 200 /00/B1*/E2/

9

Filtros terminales CRI CRI, #11102 - 11103, CATM terminal diffusers, 2´x4´ (24"x48"), 10" - 12" duct collar. ROOMSIDE REPLACEABLE HEPA FILTERS Gel Seal Style 99.99%, @0.3 micron with all standart specifications.

16

ÁREA DE LAVADO Y ESTERILIZADO Unidad Manejadora de Aire DUNHAM BUSH

Cantidad

UMA: Unidad Manejadora Farmacéutica DUNHAM BUSH, mod. AHD1AF040HM, 250.000 Btu/h, 4500 scfm, 3"ca, 460/3/60. Incluye SERPENTÍN DE AGUA HELADA, SERPENTÍN DE AGUA CALIENTE, caja de doble pared con aislamiento térmico y acústico, caja de mezcla, puertas de inspección con sellos herméticos.

1

Filtros terminales CRI CRI, #11102 - 11103, CATM terminal diffusers, 2´x4´ ROOMSIDE (24"x48"), 10" - 12" duct collar. REPLACEABLE HEPA FILTERS Gel Seal Style 99.99%, @0.3 micron with all standart specifications. Fuente: El autor.

8

Selección de sensores y transductores para el control. Tabla 17: SELECCIÓN DE SENSORES Y TRANSDUCTORES

CONTROL Sensores Transductores Sensor Temperatura (Ducto) Transductor de Humedad Ducto Transmisor de Presión Transductor de Presión entre Áreas Sensor de Flujo de Aire Sensor de Filtros Fuente: El autor.

Modelo TSD-8 ASI-RH-3-D

ASI-DP-X-5 PXPLN01S AFS-262 RH-3-5AU

Cantidad 4 2 2 11 2 4

El sensor de temperatura de ducto TSD-8 (ASIC), la medición la realiza por un sensor tipo termistor. Las características son las siguientes: Output: 3,000 Ohms @ 77 °F (25 °C) / Temperature Range: -40 to 100 °C / Interchangeability: 0.2 degrees C (0 to 70 °C) / Dissipation Constant: 3 mW per degree Celsius / Connections: flying leads. El sensor de temperatura de ducto ASI-RH-3-D (ASIC), la medición la realiza por la conversión de la resistencia de un polímetro. Además esta diseñado para eliminar los efectos de la contaminación de la superficie. Su excitación AC elimina polarización en el sensor. Las características son las siguientes: Sensor Accuracy: +/-3%. 10 to 95% RH / Sensitivity: 0.1% RH / Repeatability: 0.5% RH / Long Term Stability: Less than 1% drift/yr, typical / Sensor Interchangeability: +/-3% nominal / Sensor Operating Range: 0 to 99 % RH, non-condensing -40 to 170 °F (-40 to 76° only one man who C) / Electronics Operating Range: 0 to 95 % RH, non-condensing-40 to 130 °F (-40 to 54 °C) El transmisor de presión ASI-DP-X-5 (ASIC), es un transmisor de presión diferencial. La medición la realiza por un sensor de capacitancia variable, y este no debe de ser fuente para dispositivos en su configuración. Posee unos puentes en la cual se puede realizar el cambio de span. Las características son las siguientes:

Response Time: 15ms -63% full scale step / Position Effect: 2% Null shift from vertical to horizontal / Pressure Overload: Span 2” H20, Positive Pressure: 5X, Negative Pressure: 3X / Transmitter Accuracy: +/- 1 % span / Operating Range: 10 - 40 °C / Linearity: +/-0.5 % of span / Connections: 1/4” barbed brass / Temperature Error: Span < 2 ”wc, Null: +/-3.0 % FS, Span: +/-4.0 % FS / Temperature Error: Span > 2 ”wc , Null: +/-1.5 % FS, Span: +/-1.5 % FS El transmisor de presión PXPLN01S (VERIS), utiliza un sensor de cerámica capacitivo, y un circuito para la compensación de la temperatura, el cual alcanza su mejor precisión después de la etapa de calentamiento inicial, luego de esto el medidor mantiene especificadas la precisión y estabilidad. Las características son las siguientes: Output :Field selectable: 2-wire, loop-powered 4-20mA, or 3-wire 0-5V/0-10V / Pressure Ranges: 01: Unidirectional: 0.1/0.25/0.5/1.0” W.C. F.S., jumper selectable, Bidirectional: ±0.1/±0.25/±0.5/±1.0” W.C. F.S., jumper selectable / Display (option): Signed 3-1/2 digit LCD, indicates pressure in inches H2O / Proof Pressure :3 psid / Burst Pressure :5 psid / Accuracy :1% F.S. of selected range / Temperature Effect :01 Model, 0.05%/ºC; 02 Models, 0.01%/ºC (Relative to 25ºC) 0 to 50ºC† / Zero Drift (1year) :01 Model, 2.0% max.; 02 Model, 0.5% max. / Zero Adjust. : Pushbutton autozero and digital input (2-pos terminal block)] / Operating Environment: 0-60ºC; 10 to 90% RH non-condensing. El sensor de flujo de aire AFS-262 (Cleveland Controls), es para medir las presiones positivas o negativas. Posee un diafragma, un resorte para su calibración y un swicth. Las características son las siguientes: Mounting Position: Mount with the diaphragm in any vertical plane. / Set Point Range: 0.05 ± 0.02" w.c. to 2.0"w.c. / Field Adjustable “Operate Range”: 0.07"w.c. to 2.0" w.c. / Field Adjustable “Release Range”: 0.04"w.c. to 1.9" w.c. / Approximate Switching Differential: Progressive, increasing from 0.02 ± 0.01"w.c. at minimum set point to approximately 0.1 " w.c. at maximum set point. / Measured Media: Air, or combustion by-products that will not degrade silicone. / Maximum Pressure: ½ psi (0.03 bar). / Operating Temperature Range: -40F to 180F (-40 to 82C).

El sensor de filtros RH-3-5AU (Air pressure switcher), es para medir las presiones en los filtros, el ajuste se lo realiza con un diafragma también, tiene similares funcionalidades al sensor antes descrito.

Selección de paneles de control y regletas Tabla 18: SELECCIÓN DE PANELES DE CONTROL

Otros Dispositivos y paneles Contactos Auxiliares N.O. Transformador 110/24 Vac. 40 VA Fuente de Poder 24 Vdc. (850mA.) Regleta de Conexión QUAD MUX

1NA ZBE-101 691-KOA DCP-250-D ASI QUADMUX

4 28 2 9

Paneles de Control Panel 16UI, 8AO, 12BO Panel 8UI, 4AO, 8BO Fuente: El autor.

A2-7040 A2-8040

2 2

Los otros dispositivos son divisores de tensión, mientras que los paneles de control son el PLC, cada uno de los paneles son plenamente autónomos. La diferencia entre cada modelo son las prestaciones del número de entradas y salidas. Este sistema tiene un RS-485 y bus local. El sistema de bus es para los controladores, la velocidad del controlador puede ser llevada hasta 19,200 baud. Con esto fácilmente se reportan los datos a ASI WebLink, u otros software que es cliente para OLE para control de proceso (OPC) o intercambio de dato dinámico Features.- Analog Input Monitoring Binary Input Monitoring / Maintained Outputs Pulsed Outputs / Tristate Outputs Analog Outputs / Scheduled Start/Stop After hour Override / Calendar Events Special Day Schedules / Multiple Control States Multiple PID Loop / Counters and Timers Optional Demand Limit / Conditional Logic Display and Keypad / Alarm Configuration Value Trending / Polling Communications Optional Token Passing / Local Bus Polling Local Bus Broadcast / Hardware Clock Brownout Protection Binary Outputs.- Type: Form "A" Relay SPST N.O. / Dry Contacts / Voltage Rating: 24 Vac or 24 Vdc, 2 A

Analog Outputs.- Type: Analog 0-10Vdc / Resolution: 0.4% full scale / Current Rating: 5.0 mA at 10Vdc / Optional Transient Voltage Suppressor Kit Inputs.- Type: Universal Analog/Binary / Range: 0 to 5 Vdc / Accuracy: 0.1% full scale Communications.- Format: RS-485 1/2 duplex /S-232 DB-9 Connector / Baud Rate: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 / Protection: 1/8 A pico fuse, / Transient Protection: 500 mW-s Transform / Maximum Length: 4000 ft (1.2 km) RS-485 / Repeater: ASI Converter/Repeater every 32 devices System Bus Communication.- Address Range: 32,001 to 32,255 / Maximum Size: Up to 255 devices with repeaters / Baud Rate: Up to 19,200 baud Local Bus Communication.- Address Range: 1 to 32,000 / Maximum Size: Up to 64 devices with repeaters / Maximum Baud Rate: Up to 9600 baud

Selección de interfases, comunicación, supervisión y monitoreo central Tabla 19: SELECCIÓN DE INTERFASES, MONITOREO

Interfases y comunicación Sistema Interfase multiportico RS485-RS232 Dispositivo de Conexión a Red Ethernet

SINC/3-3000 EtherLink

1 1

WebLink Suite

1

Supervisión y Monitoreo Central Software Gráfico. Incluye: WebLink, OPC Link, Monitor

La interfase de comunicación permite acceder a la red de controladores ASI, posee interfase de comunicación RS 232 full duplex y RS 485 ½ duplex. La velocidad hasta 19,200 baud. RS-232 Communication (2).- Function : Direct Access DCE and Modem Access (DTE) / Format: RS-232, full duplex / Protocol: ASI Open Protocol / Baud Rate: Selectable at 1200, 2400, 4800, 9600, or 19,200 baud. / Access Address: 16 bit

RS-485 Communication (4).- Function : System Bus and 2 Local Busses / Format: RS485, 1/2 duplex / Protocol: ASI Open Protocol / Protection: 1/8 A Pico-fuse. / Baud Rate: Selectable at 1200, 2400 4800, or 9600, or 19,200 baud. / System Address: 16 bit El dispositivo de conexión a la red Ethernet, se conecta al dispositivo anteriormente mencionado. Se configura a este elemento con una dirección IP y otros parámetros utilizando el HyperTerminal. Cualquier cliente OPC puede solicitar dato desde la red ASI. Hardware.- Processor 68HC000 . Ethernet Coprocessor SMC91C96 / Memory RAM: 64 KB with 2 KB NVRAM / EPROM: 256 KB / LED Status: Power and link integrity / Network Interface RJ-45 10BASE-T connector / IEEE 802.3/Ethernet compliant

ASI Communications.- SINC/3: RS-232 Modem / Connection (DCE) / ASIC/2: RS-232 Connection (DTE) Requires DB-9F to DB-9F Null Modem.

2.6. Proceso De acuerdo a los dispositivos seleccionados, y el proceso de este sistema para el área de lavado y esterilizado, en la cual se debe realizar el control de las temperaturas, humedades y Para ello la se describen los siguientes planos / figuras:

Figura 12: SIMBOLOGÍA / ACOMETIDAS / RUTA DE CABLES

SIMBOLOGÍA

Fuente: El autor

Figura 13: PANELES DE PRESIÓN EN ÁREA

Fuente: El autor

Figura 14: RUTA DE CABLES EN PISO TÉCNICO

Fuente: El autor

Figura 15: TRANSFORMADORES EN ÁREA

Fuente: El autor

Figura 16: TRANSFORMADORES EN PISO TÉCNICO

Fuente: El autor

Figura 17: CONTROL Y MONITOREO PANEL 5

Fuente: El autor

Figura 18: CONTROL Y MONITOREO PANEL 6 O

Fuente: El autor

Figura 19: CONTROL Y MONITOREO PANEL 7

Fuente: El autor

O

Figura 20: RED DE COMUNICACIÓN

Fuente: Asi Controls

2.7. Instalación de equipos Con el diseño del layout, el proceso y las selecciones de los equipos procedemos a esquematizar los diagramas para la instalación de los equipos. Para ello la se describen los siguientes planos / figuras:

Figura 21: INSTALACIÓN DE EQUIPOS SUMINISTRO / RETORNO DE AIRE

Fuente: El autor

76

Figura 22: INSTALACIÓN DE EQUIPOS SUMINISTRO DE AIRE

Fuente: El autor

77

Figura 23: INSTALACIÓN DE EQUIPOS SUMINISTRO / RETORNO DE AIRE

Fuente: El autor

Capítulo 3 CONTENIDO: Capítulo 3........................................................................................................................................ 78 3.

IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA .................................................................. 81 3.1. Detalles generales de hardware y software...............................................................81 3.1.1. Objetivos...............................................................................................................81 3.2. Trabajos en obra ...........................................................................................................98 3.2.1.1. Ejecución ......................................................................................................98 3.2.1.2. Requerimientos del sistema .......................................................................98 3.2.1.3. Equipamiento...............................................................................................98 3.2.1.3.1. Hardware ........................................................................................................ 98 3.2.1.3.2. Software .......................................................................................................... 99 3.3. Equipos y dispositivos .................................................................................................99 3.3.1. Hardware del sistema central .......................................................................99 3.3.2. Interfase de comunicaciones .............................................................................99 3.3.3. Paneles de control ............................................................................................ 100 3.3.4. Sistema de comunicaciones ............................................................................ 101 3.3.5. Instrumentos y dispositivos ........................................................................... 103 3.3.5.1. Dispositivos de entrada ........................................................................... 103 3.3.5.1.1. Temperatura.................................................................................................103 3.3.5.1.2. Presión ..........................................................................................................103 3.3.5.1.3. Humedad relativa ........................................................................................104 3.3.5.1.4. Posicionamiento ..........................................................................................104 3.3.5.2. Dispositivos de salida .............................................................................. 104 3.3.5.2.1. Réles de control ...........................................................................................104 3.3.5.2.2. Actuadores ...................................................................................................104 3.3.5.2.3. Señal de control de velocidad ...................................................................105 3.4. Software y aplicaciones ............................................................................................. 106 3.4.1. Control Digital Directo (DDC) ..................................................................... 106 3.4.1.1. Integración de programas ....................................................................... 107 3.4.2. Sistema operativo ............................................................................................. 108 3.4.3. Interfase gráfica ................................................................................................ 108 3.4.4. Programación PLC’s ........................................................................................ 111 3.5. Descripción técnica de funciones del sistema. ..................................................... 113 3.5.1. Objetivos............................................................................................................ 113 3.5.2. Operación .......................................................................................................... 113 3.5.2.1. Unidades manejadoras............................................................................. 113 3.5.2.1.1. Control de encendido / apagado .............................................................115 3.5.2.1.2. Control de velocidad ..................................................................................115 3.5.2.1.3. Control de lazo PID ...................................................................................116 3.5.2.1.4. Salidas de control de velocidad ................................................................116 3.5.2.1.5. Variador de velocidad (VFD) ...................................................................116 3.5.2.1.6. Control de temperatura - humedad .........................................................117

3.5.2.1.8. Verificación de flujo de aire ......................................................................119 3.5.2.1.9. SistemaQ-Mux .............................................................................................119 3.5.2.1.10. Estado de operación...................................................................................119 3.5.2.1.11. Relación entradas y salidas de Control - Panel 5 (A/2-7540) .............120 3.5.2.2. Presión diferencial de zona..................................................................... 123 3.5.2.2.2. Indicadores de presión de Zona ..............................................................123 3.5.2.2.3. Relación entradas y salidas de control – Panel 6 (A/2-8040) .............124 3.5.2.2.4. Relación entradas y salidas de control – Panel 7 (A/2-8040) .............126 3.5.3. Elementos de alimentación eléctrica ............................................................ 128 3.5.3.1. Alimentación Paneles de control ASIC ............................................... 128 3.5.3.2. Alimentación de reles de control ........................................................... 128 3.5.3.3. Alimentación de actuadores de damper ............................................... 128 3.5.3.4. Alimentación de sensores de presión de ducto .................................. 128 3.5.3.5. Alimentación de reguladores de flujo ................................................... 128 3.5.4. Monitoreo de señales ....................................................................................... 129 3.5.5. Señales de alarma .............................................................................................. 130 3.6. Interfase Gráfica ........................................................................................................ 131 3.6.2. Zonas de presión .............................................................................................. 131 3.6.3. Tendencias y registros ..................................................................................... 132 3.6.4. Alarmas .............................................................................................................. 132 3.7. Ejecución de proyecto. ............................................................................................. 133

3. IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA 3.1. Detalles generales de hardware y software La descripción se basa en generalidades sobre las especificaciones técnicas y procedimientos que deberán considerarse como resultado de la implementación y ejecución del proyecto del sistema de Control y Monitoreo, en lo que se refiere a la utilización de paneles de control programables, dispositivos periféricos, sensores, transductores y otros, así como las interfaces de comunicación y programas de software necesarios para poder observar el comportamiento y eventualmente tomar acciones directas sobre el funcionamiento de algún equipo en particular o el sistema en general. 3.1.1. Objetivos El sistema de Control y Monitoreo, permitirá interactuar con las Unidades Manejadoras de Aire (UMA´S), sistemas de ventilación (Suministro, Extracción), Control de Presión Volumen de Flujo de Aire por Zonas, Monitoreo y Control de Temperatura de Humedad Relativa de las áreas No Lactam La distribución de paneles de control programables ubicados estratégicamente en los diferentes bloques de la planta, permitirán la conexión de las distintas unidades, las cuales serán monitoreadas por medio de sensores o transductores que generan una señal ya sea analógica o binaria capaz de ser interpretada para reconocer un estado o condición de funcionamiento que permita tomar una acción rápida y eficiente si fuera necesario. El sistema central de Control y Monitoreo receptará y enviará los distintos comandos directamente hacia la unidad en referencia, para lo cual se requerirá de elementos que establezcan una comunicación en red y que permiten acceder desde un solo punto, todo el sistema de paneles de control. A continuación se muestra la Figura 24: PARTICIÓN FUNCIONAL, detallando la lógica del proyecto en el control.

Figura 24: PARTICIÓN FUNCIONAL

UMA 11 y 7

INTERFASE 1

ENTRADAS ANALÓGICAS Sensores de temperatura Sensor de humedad Presión estática de ducto ENTRADAS DIGITALES Posición selector Estado de filtros, flujo Aviso de VF

SINC / 3-3000 RS 485 Half Duplex a RS 232 Full Duplex

ÁREA CLASE 10,000

INTERFASE 2 MÓDULOS

MODELO

5 6 7

7540 8040 8040

ETHERLINK RS 232 Full Duplex a Ethernet

ENTRADAS ANALÓGICAS Presiones diferenciales en área

UMA 11 y 7 SALIDAS ANALÓGICAS Válvulas agua helada Válvula agua caliente Velocidad VF SALIDAS DIGITALES Habilitación VF Verificación de operación UMAS

ÁREA CLASE 10,000 SALIDAS DIGITALES Baja presión en cuartos Control de dampers

Fuente: El autor

LAN Interconexión entre paneles es RS 485 (35,4 Kbps) Half Duplex

De la partición funcional mostrada, los equipos, dispositivos y la descripción técnica de funciones del sistema se detallan en los capítulos 3.2, 3.3 y 3.4 de este capítulo. Pero se hará referencia a cada uno de los bloques de funciones de control. En la Figura 25, se detalla la función de la ejecución del control de temperatura de suministro, retorno y presión estática de la UMA 11, modulo 5. Figura 25: UMA 11- REGULACIÓN DE TEMPERATURA Y PRESIÓN

Fuente: El autor

En la Figura 26, se detalla la función de las señales digitales, tales como el estado de los filtros, variador y humedad relativa de la UMA 11, modulo 5 Figura 26: UMA 11 – ESTATUS DE SEÑALES DIGITALES

Fuente: El autor

En la Figura 27, se detalla la función de la ejecución del control de temperatura de suministro, y presión estática de la UMA 7, modulo 5. Figura 27: UMA 7 – REGULACIÓN DE TEMPERATURA Y PRESIÓN

Fuente: El autor

En la Figura 28, se detalla la función de las señales digitales, tales como el estado de los filtros, variador y humedad relativa de la UMA 7, modulo 5. Figura 28: UMA 7 – ESTATUS DE SEÑALES DIGITALES

Fuente: El autor

En la Figura 29, se detalla la función que esta en modo listen para activar la alarma por baja presión en el área clase 10,000 de la UMA 11 y además la visualización de de la señal de reloj, modulo 5. Figura 29: UMA 7-11 – ALARMA BAJA PRESIÓN ÁREA CLASE 10,000

Fuente: El autor

En la Figura 30, se detalla la función del algoritmo para la apertura o cierre de damper A del cuarto 204 en función de la presión, UMA 11, modulo 6. Figura 30: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 204

88

Fuente: El autor

En la Figura 31, se detalla la función del algoritmo para la apertura o cierre de damper B del cuarto 204 en función de la presión, UMA 11, modulo 6. Figura 31: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 204

89

Fuente: El autor

En la Figura 32, se detalla la función del algoritmo para la apertura o cierre de damper del cuarto 212 en función de la presión, UMA 11, modulo 6. Figura 32: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 212

90

Fuente: El autor

En la Figura 33, se detalla la función del algoritmo para la apertura o cierre de damper del cuarto 211 en función de la presión, UMA 11, modulo 6. Figura 33: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 211

91

Fuente: El autor

En la Figura 34, se detalla la función del algoritmo para que detecte la baja presión en los cuartos 204 y 212, UMA 11, modulo 6. Estos datos son transmitidos al modulo 5 para la activación de la alarma. Figura 34: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – ALARMA 204-212

92

Fuente: El autor

En la Figura 35, se detalla la función del algoritmo para que detecta la baja presión en los cuartos 210 para hacer lo ajustes necesarios, UMA 11, modulo 7. Figura 35: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 210

93

Fuente: El autor

En la Figura 36, se detalla la función del algoritmo para que detecta la baja presión en los cuartos 206 para hacer lo ajustes necesarios, UMA 11, modulo 7. Figura 36: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 206

94

Fuente: El autor

En la Figura 37, se detalla la función del algoritmo para que detecta la baja presión en los cuartos 207 para hacer lo ajustes necesarios, UMA 11, modulo 7. Figura 37: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 207

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Fuente: El autor

En la Figura 38, se detalla la función del algoritmo para que detecta la baja presión en los cuartos 208 para hacer lo ajustes necesarios, UMA 11, modulo 7. Figura 38: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – CUARTO 208

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Fuente: El autor

En la Figura 39, se detalla la función del algoritmo para que detecta la baja presión en los cuartos controlado por el modulo 7, para hacer lo ajustes necesarios, UMA 11. Figura 39: UMA 11 – CONTROL DE DAMPER – MODULO 7

Fuente: El autor

La programación completa con Visual Expert la tenemos detallada en el Apéndice A., Mientras en el Apéndice B, esta la programación del sistema de visualización Scada.

3.2. Trabajos en obra 3.2.1.1.

Ejecución

Este proyecto se basa en la construcción, instalación, puesta a punto y funcionamiento de todo el Hardware propuesto, Software de Control y Monitoreo, tendido de tubería y cableado de control, basado en las especificaciones del Sistema de Ventilación, Aire acondicionado y Control Automático establecidos. 3.2.1.2.

Requerimientos del sistema

Todo el material y equipos utilizados poseen componentes estándar, aprobados y certificados, y disponibles en forma regular en el mercado de sistemas automáticos. La arquitectura del sistema es completamente modular tanto en hardware como en software, capaz de expandirse o ser modificado sin perder la estructura del requerimiento básico. 3.2.1.3.

Equipamiento

3.2.1.3.1.

Hardware

El sistema cuenta con todos los elementos del Sistema Central para el Control y Monitoreo así como las unidades o paneles de control distribuidos, sensores, transductores, relés, indicadores y otros, con el propósito de cumplir con las operaciones de entrada / salida de los distintos sistemas.

3.2.1.3.2. Software Constituye todo el software y programas de soporte necesarios asociados con el desarrollo del sistema, para cumplir con los requerimientos de operación y funcionamiento de la especificación.

3.3. Equipos y dispositivos 3.3.1. Hardware del sistema central En la Tabla 20: CARACTERÍSTICAS DE LA PC, se detallan los requisitos mínimos para un óptimo funcionamiento del Sistema Central de Control. Tabla 20: CARACTERÍSTICAS DE LA PC

Computador Procesador Memoria RAM Memoria de video Puertos

Almacenamiento Mouse Monitor

Personal, IBM -Windows compatible. Pentium IV, 1.7 GHz o superior. 256 MB. Expandible a 512 MB. Capacidad SVGA , 8 MB. 1 Paralelo / 1 Serial (RS-232, 9 pines) / Mouse / Tarjeta de Red Ethernet 100 Mbps 1 Disquete Drive 1.44 MB. 3 1/2” 1 Disco Duro 40 GB. (mínimo) Compatible Microsoft de 2 botones Color 17”, alta resolución.

Fuente: El autor.

3.3.2. Interfase de comunicaciones La interfase de comunicaciones ASIC SINC/3-3000 representa un dispositivo de enlace, acoplamiento y coordinación entre el protocolo de comunicación estándar RS485 (38.4 Kbps) “half duplex”, de los elementos distribuidos de control (PLC´s) y el RS-232 (9600 baudios) full duplex de conexión hacia la interfase de red Ethernet.

La interfase ASIC Etherlink constituye el puente entre el sistema de controladores programables ASIC y el Sistema Central de Control y Monitoreo. Etherlink constituye un servidor de enlace de red Ethernet, el cual podría formar parte de la red de computadores de la Planta, desde la cual estaciones determinadas puedan acceder el Sistema de Control Automático con los perfiles usuario, privilegios y control de acceso respectivo. La configuración de las interfases, reside directamente sobre la EEPROM de memoria no volátil, la cual mantendrá los datos de configuración y programación durante la ausencia o interrupción de energía de alimentación a la unidad. 3.3.3. Paneles de control Cada panel de control ASIC posee la capacidad de trabajar eficientemente en forma autónoma (Stand Alone) manejando las señales de entrada y salida de la unidad controlada, independiente de la comunicación con otros paneles o el Sistema Central. Posee su propia batería, de forma que permite mantener actualizada la fecha y hora del panel sincronizada con la del Sistema Central. El controlador mantiene todos los datos sobre la memoria no volátil, durante un periodo promedio mínimo de entre 7 a 10 años. Los controladores ASIC, están basados en un microprocesador de 16 bits con capacidad de multiprocesamiento, y una resolución de 10 bits. La programación, actualización o modificación de su función, se la realiza desde el Sistema Central o desde un computador portátil en el sitio de operación. Los controladores poseen en conjunto las respectivas entradas / salidas, así como los bloques internos de conversión

Analógica / Digital, Digital / Analógica, lógica,

cálculo, etc., que permiten cumplir con las funciones requeridas por las unidades controladas. La base de datos y programas generados sobre el panel de control reside sobre su EEPROM o memoria FLASH (A/2-7540), con la habilidad de poder ser cargados o

descargados (Upload / Download) desde el Sistema Central o en el sitio, durante los procedimientos de configuración, programación o actualización. Cada controlador posee bloques de control de lazo Cerrado PID para ajustar adecuadamente las señales de comando de los dispositivos controlados, manteniendo estabilidad, confiabilidad y exactitud en los sistemas. Físicamente poseen los diferentes pórticos de comunicación, tanto para la conformación de la red local de controladores, así como para la conexión individualizada con un computador portátil vía comunicación serial estándar RS-232. Las salidas binarias de los controladores ASIC, representan contactos secos Normalmente Abiertos (NO) capaces de comandar 24 Vac. , 5 A. Resistivos. Cada salida en los controladores A/2-7540 posee un indicador de operación. Las entradas de los controladores ASIC, son de tipo universal programables, con una resolución de 10 bits, capaces de manejar señales tanto analógicas como binarias, de rangos entre 0 a 5 Vdc., 0 – 4 a 20 mA., o señales on/off o de dos posiciones. Las salidas analógicas de los controladores ASIC, son programables para rangos entre 0 a 5 Vdc., 5 a 10 Vdc., o 0 a 10 Vdc., con una corriente máxima de 5 mA. a 10 Vdc. 3.3.4. Sistema de comunicaciones Con el propósito de centralizar el control y funcionamiento de las unidades y sistemas, los paneles de control estarán interconectados conformando una red de área local LAN bajo el estándar de comunicaciones EIA RS-485 half duplex sobre línea balanceada. Cada controlador se identifica por medio de su “dirección”, la cual es única dentro de la red. La red tiene la capacidad de conectar como máximo hasta 32 unidades (paneles) sobre par trenzado, con una resistencia eléctrica efectiva no mayor a 60 Ohmios.

La longitud máxima entre extremos de la red de comunicaciones, no deberá sobrepasar los 3300 m. (10.000 pies).

3.3.5. Instrumentos y dispositivos 3.3.5.1.

Dispositivos de entrada

3.3.5.1.1. Temperatura Los sensores de temperatura de ducto ASIC TS-D-8, son del tipo termistor de 3000 Ohmios @ 25 ° C y su rango está entre –40 a 100 ° C. La medición de la resistencia eléctrica, y por lo tanto el voltaje aplicado, es interpretada por medio de una tabla interna de conversión T1C en el controlador, la cual representa la temperatura medida en grados centígrados. La resistencia de acondicionamiento (Pull Up) para este tipo de entradas es de 3300 Ohmios, ¼ W. 3.3.5.1.2. Presión Los “Switches” Diferenciales de Presión KELE, de la serie RH con acción de contactos normalmente abiertos (N.O.) o normalmente cerrados (N.C.) se requieren para el monitoreo del estado de filtros de las Unidades Manejadoras de Aire, los cuales se activarán o desactivarán ante la disminución considerable de la presión del aire que pasa por los filtros. El cambio de estado generado en el sensor, se reflejará en el Sistema Central de Control y Monitoreo. Los Transductores de Presión ASIC, de la serie DP generan una señal de 0 a 5 Vdc. proporcional a la presión estática de ducto de las Unidades Manejadoras de Aire y cuya señal interpretada en el controlador ASIC como entrada universal de tipo analógica será la base para el cálculo proporcional modulado de la velocidad de rotación del ventilador de la unidad, asegurando el suministro de aire a presión constante a las diferentes zonas. Los Transmisores de Presión VERIS, de la serie PXP generan una señal seleccionable de 4 a 20 mA. o 0 a 5 Vdc. proporcional a la presión diferencial de zona, cuya señal interpretada en el controlador ASIC como entrada universal de tipo analógica será el

parámetro de cálculo del Valor de Referencia para el posicionamiento del damper de la Caja de Volumen de Flujo Variable de Aire. 3.3.5.1.3. Humedad relativa El transductor de Humedad Relativa ASIC, de la serie RH-3-R genera una señal de 0 a 5 Vdc. proporcional a la Humedad Relativa de ambiente, cuya señal interpretada en el controlador ASIC como entrada universal analógica permite monitorear la condición de dicha área. 3.3.5.1.4. Posicionamiento Sensores indicadores de estado para los selectores de 3 posiciones (Manual – 0 – Automático) de las UMAS, los Ventiladores de Extracción y Suministro, reportan directamente o por medio de multiplexores T-MUX o Q-MUX a las entradas de tipo binario, el modo de operación de las unidades. 3.3.5.2.

Dispositivos de salida

3.3.5.2.1. Reles de control Asociados con cada una de las salidas binarias y comandados por el estado de estas, se instalarán reles de control y acoplamiento para la acción de los actuadores de 2 posiciones On/Off instalados en los damper de las Unidades de Flujo de Volumen Variable de Aire. El mismo tipo de Relés de Control comandarán el encendido y apagado de los ventiladores de suministro y extracción de los sistemas que los poseen. 3.3.5.2.2. Actuadores Los Actuadores Proporcionales de Válvula de 3 Vías para Agua Helada y Caliente, operan por medio de la señal de comando analógica 0 a 10 Vdc. desde el controlador programable ASIC. El actuador se alimenta para su operación con un transformador de 24 Vac.

Los actuadores que comandan la apertura o cierre de los dampers de volumen variable reciben señales binarias on/off tipo flotante desde el controlador programable ASIC. Una primera señal al activarse abre el damper y una segunda señal si la lógica lo determina así la cierra. En un rango o banda muerta que es aquel en que se satisfacen las condiciones de operación las dos señales están inactivas y por lo tanto el damper se encuentra en una posición estática. Estos actuadores se alimentan externamente con una fuente de 24 Vdc. @ 250 mA. 3.3.5.2.3. Señal de control de velocidad Basados en la presión en el suministro de las Unidades Manejadoras de Aire, y el cálculo de control de lazo cerrado PID en los controladores ASIC, se generará una señal entre 0 y 10 Vdc. sobre las salidas analógicas del controlador para el comando de la velocidad de rotación de los ventiladores de las Unidades. Esta señal se alimentará hacia los Variadores de Velocidad previstos para el comando de la frecuencia de rotación respectiva. Conjuntamente con esta señal, se enviará una señal de tipo binario para la habilitación del Variador de Velocidad durante el periodo de operación de la unidad. Todos los dispositivos de comando para encendido, apagado; habilitación o inhabilitación, contarán con selectores de 3 posiciones para el modo de operación de la unidad. El modo de operación automática A del selector permite que la unidad o dispositivo opere bajo las señales provenientes del controlador ASIC y que los parámetros de operación de los equipos sean reales y puedan ser observados como tales en el Sistema Central de Control y Monitoreo. El modo de operación manual M del selector permitirá que la unidad o dispositivo opere en condición de mantenimiento o emergencia bajo el control y vigilancia del personal de servicio de la planta

3.4. Software y aplicaciones El software básico de Control y Monitoreo del Sistema Central WEBLINK es un programa basado en MS-Windows, cuyo desarrollo y programación permiten el funcionamiento total del sistema de paneles, la comunicación entre ellos y la interfase con el Sistema Central. Dentro del Sistema Central, se considera todo el software de aplicación gráfica, base de datos, registro de eventos históricos, tendencias, módulo de alarmas, reporte y registro de acceso. 3.4.1. Control Digital Directo (DDC) El sistema DDC asociado directamente con la programación de los controladores y la aplicación Gráfica, identifica y reporta las condiciones de operación, funcionamiento y alarma que se puedan presentar, emitiendo el mensaje respectivo hacia el Sistema Central de operaciones para su reconocimiento y acción respectiva. El DDC es el encargado por medio de la programación del controlador de ejecutar todos los algoritmos asociados a los bloques y módulos de gestión del control, esto es, lazos PID, operaciones lógicas, cálculos generales, linealización de parámetros, manejo de horarios, etc., que permiten establecer una relación funcional de Entrada / Salida para la operación de un equipo o sistema en particular. El DDC está en capacidad de generar un “Registro de Tendencias” de parámetros de interés y de aquí, entregar los datos hacia el Sistema Central para la grabación histórica de eventos y el análisis ya sea en línea o en forma diferida. En caso de falla del suministro de energía, el DDC automáticamente protege la base de datos de cada controlador, manteniendo su integridad, de forma que luego de la falla el módulo de control o PLC reasume su función en forma adecuada y sin pérdida de datos de programación y configuración residente en la EPROM o memoria FLASH.

Con propósitos de optimizar el ahorro de energía, el DDC cuenta con un sistema de manejo de horarios “Schedule” para el Encendido / Apagado de las distintas unidades, equipos o sistemas sujetas al control automático. Estos horarios, pueden ser manipulados directamente sobre el controlador por medio del software de programación o desde la vista respectiva en la interfase gráfica. El sistema de Control y Monitoreo optimizará automáticamente la operación de los equipos en respuesta a las necesidades y funcionamiento de parámetros específicos como presión, temperatura, humedad, velocidad, Flujo de aire, valores de referencia, etc. 3.4.1.1.

Integración de programas

Todas los módulos del sistema, trabajan bajo la estructura de una base de datos gráfica, manejada por medio de “menús” y objetos dinámicos que permiten interactuar con el sistema en forma rápida y de fácil utilización. En todos los casos las pantallas asociadas con una función del sistema o unidad contarán con los siguientes puntos: - Representación gráfica del sistema o función - Asignación de usuario de los parámetros pertinentes - Descripción del enlace de cada uno de los puntos a medirse - Estatus y valores actuales de dichos puntos - Unidades asociadas a cada punto si aplica - Descripción de alarma asociada. El sistema gráfico permite al operador navegar entre las distintas pantallas de la aplicación en forma rápida y precisa, mediante el accionamiento de “botones de

acción” que lo llevan directamente hacia la opción requerida, y de allí, hacia subopciones relacionadas. 3.4.2. Sistema operativo El software básico de operación del Sistema Central requerido es el MS-Windows XP, 2000 o superior, e Internet Explorer 6.0, lo cual asegura el uso adecuado de las unidades de almacenamiento (disco duro), así como el manejo de la memoria RAM para su máximo direccionamiento, utilización y aprovechamiento, en conformidad con la capacidad del procesador y la memoria instalada. 3.4.3. Interfase gráfica Esta basado en una presentación de pantallas y vistas gráficas descriptivas de un área, zona, equipo o sistema, entrelazadas en secuencia para acceder a la información que se genera desde y hacia los controladores ASIC. Las vistas son convertidas a formato HTML de páginas tipo Web y son tratadas como tales de forma que se pueden incluir comandos tipo Java dentro de la programación de puntos para la toma de datos. La aplicación es una interfase de usuario, la cual se accede por medio de “Nombre de Usuario” (USER ID) y “Clave de Acceso” (PASSWORD). A cada usuario creado le corresponde un perfil, el cual es definido por el Administrador del Sistema y es el que asigna un nivel acceso de Solo Lectura, Operador, Usuario Máximo o Súper Usuario. Únicamente el Súper Usuario tiene el privilegio de desarrollo de la aplicación. Cada vista y cualquier elemento dentro de esta, se le puede asignar un nivel de seguridad que va desde ninguna seguridad hasta bloqueo total, en concordancia con el nivel de acceso de usuario.

La Tabla 21: NIVELES DE SEGURIDAD, muestra la seguridad que existe en cada nivel. Tabla 21: NIVELES DE SEGURIDAD

Everyone Visitors Operators Power Operators Super Operators Off Limits

Ninguna Seguridad Mínima Seguridad Seguridad Normal Alta Seguridad Máxima Seguridad Bloqueo Total

Fuente: El autor.

La consola del programa es una ventana en donde se pueden identificar todas las vistas creadas del proyecto, monitorear en tiempo real cualquier parámetro definible del sistema, así como también configurar el registro histórico en archivo de tendencias. El modo de edición permite ubicar en cada vista creada tanto diagramas, objetos, imágenes o plantillas sobre las cuales se disponen los puntos de datos y sus propiedades que permiten reconocer el estado, valor o condición de un parámetro de interés. En el modo de operación la concatenación lógica y ordenada de las vistas creadas permite navegar en el interior de ellas para recabar la información que es de interés para el usuario. Se podrá definir un Set Point, establecer un horario de operación, verificar el funcionamiento de un equipo, observar el comportamiento de la presión de una Zona, observar la variación de velocidad de un ventilador, obtener un mensaje dinámico del estado de operación de un dispositivo, o generar una alarma para su identificación, reconocimiento y acción inmediata.

Todos los parámetros, se los lee por medio de la interfase OPC la cual permite direccionar el dispositivo, y dentro de este el elemento y parámetro de interés. El OPC Server debe ser debidamente configurado estableciendo el nombre de los controladores ASIC disponibles en el sistema, su modelo, su dirección y el tipo de comunicación por medio del cual el Sistema Central actúa. La base de datos generada en el OPC Server es luego identificada por el editor de Weblink para la definición de los datos de enlace. Durante el modo de operación el OPC Server se encarga de administrar el tráfico de información entre los controladores y el Software gráfico. Basados en la definición de eventos de monitoreo, se puede habilitar una pantalla de observación del comportamiento en el tiempo de hasta 4 parámetros a la vez. Cada uno de ellos se identifica por su descripción y el color asignado. Para la observación del comportamiento del parámetro, se especifica la fecha, el periodo de tiempo, y el rango del valor del parámetro. Todas estas definiciones pueden ser grabadas con un nombre la cual es registrada como archivo en el disco de la computadora. En cualquier momento el operador o usuario puede recuperar el archivo para observar el comportamiento de los parámetros en una determinada fecha y periodo. Igualmente puede ser eliminado del registro histórico. El módulo de alarmas “Monitor” está asociado a WEBLINK de forma que se pueden obtener señales programadas de alarma provenientes del sistema completo. La pantalla describe el evento de alarma, la dirección del controlador que lo originó, el valor del parámetro, la fecha y hora, el grupo asignado y la prioridad. Los eventos deben ser reconocidos ACK y atendidos inmediatamente.

El módulo “Monitor” está configurado para generar el reporte de alarmas en impresora conforme estas suceden.

3.4.4. Programación PLC’s El software de programación básica de los controladores ASIC, de acuerdo con la función a cumplir provee máximo rendimiento y confiabilidad tanto en su trabajo en el enlace de red, así como en su modo autónomo (Stand Alone). El software en referencia tiene la capacidad de trabajar óptimamente ya sea desde el Sistema Central, como desde un computador portátil en el sitio de operación. Este programa cuenta con los utilitarios y herramientas necesarias para la programación completa de los paneles, incluido la configuración de tipos de entrada y salida, lazos PID, manejo de horarios, manejo de alarmas y mensajes, cálculo, manejo de temporizadores “timers”, contadores, agrupamiento de datos para transmisión, notificación de eventos. La configuración y programación de los controladores aplicará el concepto de manejo y ahorro de energía asociado con el funcionamiento de cada uno de los equipos o sistemas. Esta programación se basará en el encendido / apagado por horario, inicio o fin de un período de operación de las unidades, grupo de unidades o habilitación de todos los sistemas. Dichos horarios se definirán en forma diaria, semanal en términos de horas y minutos. El software puede trabajar fuera de línea de forma que se pueda configurar el sistema sin estar conectado al controlador o a la red de controladores. Toda la información guardada en disco, puede ser descargada luego a cada controlador para su operación final.

Cualquier modificación de algún parámetro de operación puede realizarse en línea sin tener que reinicializar el controlador e interrumpir su función. Cualquier cambio de la configuración básica como es el asignar una nueva asignación de memoria en el controlador o incrementar el número de índices del mismo si requerirá la reinicialización del controlador, para lo cual se deberá notificarse y tomar las precauciones necesarias.

Toda la estructura de la configuración y programación se graba automáticamente en un archivo en disco, el que identifica el controlador al que pertenece. Esta información representa un respaldo con el que se dispone para eventualidades de reprogramación de los controladores.

3.5. Descripción técnica de funciones del sistema. La descripción esta basada en los requerimientos planteados para el control y monitoreo automático de la ventilación mecánica, aire acondicionado y control de humedad y presión establecidos para el área estéril y lavado de ampollas / Viales No Lactam, utilizando los distintos dispositivos y equipos de control propuestos para la aplicación. 3.5.1. Objetivos La automatización del sistema de unidades de ventilación y aire acondicionado UMA11 (Área Estéril no Lactam) y UMA 7 (Área de Lavado de Ampollas / Viales no Lactam) mediante la utilización de Controladores Electrónicos Programables ASIC, permitirá controlar el suministro y el retorno de aire hacia y desde las áreas definidas, de forma que tanto presión, temperatura y humedad satisfagan las condiciones de operación de las áreas respectivas. El control de la presión de aire de las zonas requeridas del sistema, se consigue mediante la apertura o cierre en forma modulada de los Reguladores de Volumen de Flujo de aire instalados en los ductos de extracción de dichas zonas. 3.5.2. Operación 3.5.2.1.

Unidades manejadoras

Las unidades referidas como Manejadoras de Aire corresponden a UMA11 y UMA7, las cuales atienden las áreas especificadas como Área Estéril y Área de Lavado de Ampollas no Lactam.

3.5.2.1.1. Control de encendido / apagado Las unidades Manejadoras UMA11 y UMA7 serán habilitadas para su operación mediante la definición de un horario de funcionamiento, periodo durante el cual el sistema reaccionará a las condiciones y requerimientos de las zonas del sistema. A las unidades UMA11 y UMA7 se les asignará dos bloques de función horaria dentro del Controlador ASIC – Panel 5, en el que se definen la hora de inicio así como la de término de los periodos de funcionamiento durante los 7 días de la semana. El primer periodo “Periodo 1” determina las condiciones de operación durante la mañana o periodo de producción y el segundo periodo “Periodo 2” durante la noche o periodo de descanso. El operador se encargará de definir estos periodos de acuerdo a los requerimientos de la producción La señal de habilitación por horario comandará las salidas de tipo binario (referirse a los planos de Diagrama de Paneles) del controlador programable ASIC – Panel 5 para la habilitación de la unidades UMA11 y UMA7. Las señales VFD UMA11 y VFD UMA7 correspondientes a las salidas binarias comandan en modo de operación automática la entrada de Arranque de los Variadores de Velocidad correspondientes, habilitándolos para su funcionamiento. 3.5.2.1.2. Control de velocidad Durante su funcionamiento (24 horas), las unidades operarán basados en las condiciones de presión de aire de los sistemas de suministro. Los transductores de presión estática de señal PRS_U11 y PRS_U7 instalados en el ducto de suministro de las Unidades Manejadoras de Aire respectivas, serán los encargados de leer las condiciones de presión del sistema. Si el valor proporcional de la presión PRSTA_UMA11 y PRSTA_UMA7 en dichos puntos se encuentran desviados del valor de referencia requerido (Set Point) el algoritmo en el Controlador Programable ASIC – Panel 5 se encargará de realizar el cálculo respectivo para el comando de cambio en la velocidad de rotación del ventilador, compensando de esta forma dicha desviación.

Si la presión estática en el ducto se encuentra por debajo del valor de referencia, la unidad Frecuencia Variable VFD recibirá una señal que ordene girar al ventilador de la unidad respectiva, a mayor velocidad. Alternativamente, si la presión se encuentra por encima del valor de referencia, la unidad de Frecuencia Variable VFD bajará la velocidad del ventilador de la unidad. 3.5.2.1.3. Control de lazo PID El algoritmo utilizado para el propósito descrito está basado en un bloque de función de control de lazo PID uno por unidad, los cuales se definen en el Controlador Programable ASIC. Mediante su habilitación y la determinación de los distintos parámetros requeridos para el cálculo respectivo. La asignación del valor de referencia o Set Point, Rampa de Aceleración, Tiempo de Cálculo, así como las Unidades y Tiempos de Integración, y Derivativos, permitirán que el cálculo genere una señal que asegure estabilidad y exactitud en el comando de la velocidad de rotación de los ventiladores. 3.5.2.1.4. Salidas de control de velocidad El valor producto del cálculo en los bloques de función PID, comandarán las salidas analógicas de velocidad del controlador ASIC – Panel 5. Las señales mencionadas de rango entre 0 a 10 Vdc. VELOC UM11 y VELOC UM7 alimentarán los Variadores de Velocidad en forma proporcional a la frecuencia de rotación requerida entre 0 y 60 Hz. 3.5.2.1.5. Variador de velocidad (VFD) Los equipos de Frecuencia Variable dimensionados acorde con las especificaciones técnicas del motor de los ventiladores de las manejadoras UMA11 y UMA7, estará instalado y configurado en sus parámetros básicos en conformidad con la documentación técnica del equipo. Para la aplicación presente el Variador de Velocidad deberá cumplir y proporcionar las siguientes características:

Modo de Operación: La unidad podrá trabajar en modo local para operación Manual o de mantenimiento; o en modo remoto para operación en automático basado en las señales provenientes del controlador programable ASIC – Panel 5. Señales de Monitoreo: La unidad estará configurada para entregar señales de entrada al controlador ASIC que reporten la condición y estado de operación de la unidad. Estas señales representan entradas de tipo binario correspondientes a: Para UMA11 Señal de Falla del Variador FAVU11 Señal de Arranque del Variador ARVU11 Para UMA7 Señal de Falla del Variador FAVU7 Señal de Arranque del Variador ARVU7 Las señales se utilizarán para generar mensajes o reporte de una condición de falla 3.5.2.1.6. Control de temperatura - humedad Los dispositivos de medición de temperatura representan Termistores de 3000 Ohmios para ducto y se encargan de medir la temperatura del aire de Suministro y Retorno de las áreas atendidas. Durante el periodo de operación correspondiente, el valor de la Temperatura de Suministro TMPSUM UM11, se compara con un valor de referencia bajo (< a 13 °C). La diferencia existente entre la temperatura suministrada y el valor de referencia comanda por medio de un control de lazo PID la salida analógica de 0 a 10 Vdc. para la apertura o cierre de la válvula de 3 vías de agua helada mediante la señal analógica de salida V3VAHUM11.

Si la temperatura de suministro está por encima del valor de referencia, la válvula de agua helada actúa hasta un 100 % de apertura. Si alternativa y eventualmente la temperatura de suministro está por debajo de la de referencia, la válvula de agua helada tiende a cerrar. Alrededor del valor de referencia el actuador de la válvula de agua helada modula su posición para mantener la condición. El subenfriamiento conseguido por medio del paso del aire a través del serpentín de agua helada, nos asegura un suministro de aire carente de humedad pero frío, por lo que en una segunda etapa (UMA11) del proceso se recalienta hasta un valor de temperatura concordante con la humedad requerida en el ambiente. En el retorno de aire de la UMA11, la medición del valor de temperatura TMPRET UM11 permite realizar el ajuste de temperatura y humedad del ambiente mediante la operación de la válvula de agua caliente por medio de la señal analógica de salida V3VACUM11. Si la temperatura de retorno está por encima del valor de referencia, la válvula de agua caliente tiende a cerrar. Si alternativamente la temperatura de retorno está por debajo de la de referencia, la válvula de agua caliente actúa hasta 100% de apertura. Alrededor del valor de referencia el actuador de la válvula de agua caliente modula su posición para mantener la condición de temperatura y humedad de la zona.

En el retorno de aire de la UMA7, la medición del valor de temperatura TMPRET UM7 permite realizar el ajuste de temperatura y reporte de la humedad del ambiente mediante la operación de la válvula de agua helada por medio de la señal analógica de salida V3VAHUM7. 3.5.2.1.7.

Estado de filtros (SPD)

El estado de los filtros de las unidades UMA11 y UMA7, son monitoreados por medio de conmutadores “Switches” de Presión Diferencial. Las señales EF1, EF2 generadas, por los conmutadores pasan por medio de un Sistema Q – Mux hacia una entrada de tipo binario en el controlador ASIC – Panel 5. Basados en dichas señales se generan mensajes del estado Normal o de Filtros Sucios.

3.5.2.1.8. Verificación de flujo de aire La señal EFL del sensor de presión, instalado en el ducto de suministro de aire de las unidades UMA11 y UMA7, se activa y reporta la confirmación efectiva del flujo de aire y por lo tanto la operación de la unidad. La señal de verificación de operación generada por cada equipo pasa por elementos Q – MUX según sea el caso, cuya señal de salida va hacia entradas de tipo binario en el controlador ASIC – Panel 5 3.5.2.1.9. Sistema Q-Mux Se trata de un dispositivo multiplexor basado en un arreglo de resistencias eléctricas, que conforman diferentes divisores de voltaje ante la activación de uno, dos, tres o cuatro contactos provenientes de sensores o elementos conectados. El resultado del valor de voltaje de ese arreglo es leído por el controlador y el será el encargado de demultiplexar las señales identificándolas y discriminándolas para su utilización. 3.5.2.1.10. Estado de operación Contactos normalmente abiertos, instalados en el Selector de 3 Posiciones M – 0 – A reporta el modo de operación de la unidad. Si la posición escogida es M (Manual), la señal se identificará en el sistema como estado de operación para mantenimiento y la reportará. Si la posición es A (Automático), identificará el modo de operación y la reportará en el sistema de monitoreo

3.5.2.1.11. Relación entradas y salidas de Control - Panel 5 (A/27540) Tabla 22: SEÑALES DE PANEL 5

Entradas universales Entrada

Descripción

Nombre

Tipo

Función

AI –1 –5

Humedad Relativa

%HRUMA11

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

TMPRETUMA11

Analógica

T1C

TMPSUMUMA11

Analógica

T1C

PRSTAUMA11

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

EF1UMA11

Q – Mux

Bit 0 set.

EF2UMA11

Q – Mux

Bit 1 set.

EFLUMA11

Q – Mux

Bit 2 set.

FAVU11

Q – Mux

Bit 0 set

ARVU11

Q – Mux

Bit 1 set

UMA11 AI –2 –5

Temperatura Retorno UMA11

AI –3 –5

Temperatura Suministro UMA11

AI –4 –5

Presión Estática de Ducto UMA11

BI –5A–5

Estado Pre Filtros UMA11

BI –5B–5

Estado Filtros UMA11

BI –5C–5

Verificación de Flujo UMA11

UI –6–5

Reserva

UI –7–5

Reserva

BI –8A–5

Falla en el Variador VFD UMA11

BI –8B–5

Arranque del Variador VFD UMA11

BI –8C–5

Unidad UMA11 en

UAUMA11

Q – Mux

Bit 2 set

UMUMA11

Q – Mux

Bit 3 set

%HRUMA7

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

TMPRETUMA7

Analógica

T1C

TMPSUMUMA7

Analógica

T1C

PRSTAUMA7

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

EF1UMA7

Q – Mux

Bit 0 set.

EF2UMA7

Q – Mux

Bit 1 set.

EFLUMA7

Q – Mux

Bit 2 set.

FAVU7

Q – Mux

Bit 0 set

ARVU7

Q – Mux

Bit 1 set

UAUMA7

Q – Mux

Bit 2 set

UMUMA7

Q – Mux

Bit 3 set

Automático BI –8D–5

Unidad UMA11 en Manual

AI –9 –5

Humedad Relativa UMA7

AI –10 –5

Temperatura Retorno UMA7

AI –11 –5

Temperatura Suministro UMA7

AI –12 –5

Presión Estática de Ducto UMA 7

BI –13A–5

Estado Pre Filtros UMA7

BI –13B–5

Estado Filtros UMA7

BI –13C–5

Verificación de Flujo UMA7

UI –14–5

Reserva

BI –15A–5

Falla en el Variador VFD UMA7

BI –15B–5

Arranque del Variador VFD UMA7

BI –15C–5

Unidad UMA7 en Automático

BI –15D–5

Unidad UMA7 en Manual

UI –16–5

Reserva

Salidas binarias Entrada

Descripción

Nombre

Tipo

Función

BO –1 –5

Verificación

VOPUMA11

Binaria

On/Off

VFDUMA11

Binaria

On/Off

VOPUMA7

Binaria

On/Off

VFDUMA7

Binaria

On/Off

Operación UMA11 BO –2 –5

Habilitación VFD UMA11

BO –3 –5

Verificación Operación UMA7

BO –4 –5

Habilitación VFD UMA7

Salidas Analógicas Entrada

Descripción

Nombre

Tipo

Función

AO –1 –5

Válvula de Agua

V3VAHUM11

Analógica

0 a 10 Vdc.

V3VACUM11

Analógica

0 a 10 Vdc.

VELOCUM11

Analógica

0 a 10 Vdc.

V3VAHUM7

Analógica

0 a 10 Vdc.

VELOCUM7

Analógica

0 a 10 Vdc.

Helada UMA11 AO –2 –5

Válvula de Agua Caliente UMA11

AO –3 –5

Velocidad de Frecuencia UMA11

AO –4 –5

Válvula de Agua Helada UMA7

AO –5 –5

Velocidad de Frecuencia UMA7

Fuente: El autor

3.5.2.2.

Presión diferencial de zona

El sistema de la unidad UMA11 correspondiente al Área Estéril No Lactam, mantiene las condiciones de presión de las distintas zonas ante cualquier variación que se genere, mediante Cajas de Volumen de Flujo Variable instaladas en la extracción de cada zona de forma que compensan en forma modulada la diferencia de presión respecto a una de referencia. 3.5.2.2.1.

Control de Volumen de Flujo de Aire

Cada Zona dispone de una Caja de Volumen Variable, la cual de acuerdo a la presión diferencial del área y a la definición de un valor de referencia de control, permite variar el volumen de flujo de aire mediante la modulación de la posición del Damper. El posicionamiento del damper de la Caja de Volumen Variable se consigue por medio de un actuador de damper “on/off” tipo flotante incorporado en la unidad y alimentado eléctricamente con 24 Vac. El control de la Caja de Volumen Variable, está basado en la lectura de la presión del área respectiva mediante un Transductor Diferencial cuya señal es leída en los controladores ASIC Panel 6 y 7 sobre las entradas de tipo analógico y cuyo valor es analizado y comparado dentro de un rango requerido para cada área. Dentro de este rango la lectura de la presión diferencial de zona determinará el movimiento del actuador del Damper. Si la presión diferencial de zona aumenta, el damper de la VAV incrementa su apertura para compensar dicho aumento. Si la presión diferencial de zona disminuye, el damper de la VAV se cierra para compensar dicha disminución. 3.5.2.2.2. Indicadores de presión de Zona

Los indicadores de Presión de Zona (M), alimentados con un voltaje de 24 Vac permiten visualizar localmente el valor de la presión diferencial de un área o zona en particular con respecto a una de referencia. El dispositivo es además transductor diferencial de presión con capacidad de generar una señal de voltaje entre 0 a 5 Vdc. proporcional a la diferencia de presión del área. Este valor es transferido hacia una entrada de tipo analógico en los controladores ASIC – Panel 6 y Panel 7 para el monitoreo y reporte respectivo, de acuerdo a como se muestra en la tablas de relación entradas – salidas de los controladores. 3.5.2.2.3. Relación entradas y salidas de control – Panel 6 (A/28040) Tabla 23: SEÑALES DE PANEL 6

Entradas universales Entrada

Descripción

Nombre

Tipo

Función

AI –1 –6

Presión Diferencial

PDC204A

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

PDC204A

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

PDC212

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

PDC211

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

C204A AI –2 –6

Presión Diferencial C204B

AI –3 –6

Presión Diferencial C212

AI –4 –6

Presión Diferencial C211

Salidas binarias Entrada

Descripción

Nombre

Tipo

Función

BO –1 –6

Apertura Damper

ADC204A

Binaria

On/Off.

CDC204A

Binaria

On/Off.

ADC204B

Binaria

On/Off.

CDC204B

Binaria

On/Off.

ADC212

Binaria

On/Off.

CDC212

Binaria

On/Off.

ADC211

Binaria

On/Off.

CDC211

Binaria

On/Off.

C204A BO –2 –6

Cierre Damper C204A

BO –3 –6

Apertura Damper C204B

BO –4 –6

Cierre Damper C204B

BO –5 –6

Apertura Damper C212

BO –6 –6

Cierre Damper C212

BO –7 –6

Apertura Damper C211

BO –8 –6

Cierre Damper C211

Fuente: El autor

3.5.2.2.4. Relación entradas y salidas de control – Panel 7 (A/28040) Tabla 24: SEÑALES DE PANEL 7

Entradas universales Entrada

Descripción

Nombre

Tipo

Función

AI –1 –7

Presión Diferencial

PDC208

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

PDC207

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

PDC206

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

PDC210

Analógica

Gnral. 0 a 5 Vdc.

C208 AI –2 –7

Presión Diferencial C207

AI –3 –7

Presión Diferencial C206

AI –4 –7

Presión Diferencial C210

Salidas binarias Entrada

Descripción

Nombre

Tipo

Función

BO –1 –7

Apertura Damper

ADC208

Binaria

On/Off.

CDC208

Binaria

On/Off.

ADC207

Binaria

On/Off.

CDC207

Binaria

On/Off.

ADC206

Binaria

On/Off.

CDC206

Binaria

On/Off.

ADC210

Binaria

On/Off.

CDC210

Binaria

On/Off.

C208 BO –2 –7

Cierre Damper C208

BO –3 –7

Apertura Damper C207

BO –4 –7

Cierre Damper C207

BO –5 –7

Apertura Damper C206

BO –6 –7

Cierre Damper C206

BO –7 –7

Apertura Damper C210

BO –8 –7

Cierre Damper C210

Fuente: El autor

3.5.3. Elementos de alimentación eléctrica Para el trabajo de los distintos elementos asociados con el sistema de Control y Monitoreo, los dispositivos de Alimentación Eléctrica requeridos se detallan a continuación: 3.5.3.1.

Alimentación Paneles de control ASIC

Los Controladores Programables se alimentan individualmente por medio de un transformador de Voltaje de 110 / 24 Vac., 40 VA. Cada alimentación a los PLC´s deberá contar con un conmutador de encendido – apagado, así como la protección eléctrica contra sobrevoltaje o cortocircuito. La alimentación deberá contar con una línea de tierra la cual se conectará al sistema de tierra general del edificio. 3.5.3.2.

Alimentación de reles de control

Las bobinas de los Relés de Control se alimentan por medio de un transformador de voltaje de 110 / 24 Vac, 40 VA. El transformador está dimensionado para alimentar hasta 4 relés de un mismo sistema dentro del mismo panel. Cada sistema de alimentación de Relés de Control deberá contar con un conmutador de encendido – apagado, así como la protección eléctrica contra sobrevoltaje o cortocircuito. 3.5.3.3.

Alimentación de actuadores de damper

La alimentación de los Actuadores de Damper, es individual por unidad y se obtiene de transformadores de voltaje de 110 / 24 Vac., 40 VA. 3.5.3.4.

Alimentación de sensores de presión de ducto

Los sensores se alimentan por medio de un adaptador de voltaje de 110 Vac. / 24 Vdc., 700 mA. 3.5.3.5.

Alimentación de reguladores de flujo

Los elementos de las Cajas de Volumen Variable reguladoras de presión de Zona, se alimentan individualmente por medio de un transformador de voltaje de 110 a 24 Vac., 40 VA. 3.5.4. Monitoreo de señales Todas las señales correspondientes al estado o medición de parámetros de funcionamiento de las distintas unidades relacionadas con la operación de la UMA11 y UMA7 están sujetas al monitoreo desde el Software Gráfico o la Interfase Gráfica de Usuario (GUI). La interpretación de estas señales genera distintos mensajes que permiten reconocer una condición específica en el funcionamiento del sistema y de un elemento o dispositivo en particular. En la Tabla 25: MENSAJE DE SEÑALES, muestra los mensajes referidos. Tabla 25: MENSAJE DE SEÑALES

Modo de funcionamiento

Encendido

Apagado

Modo de operación

Manual

Automático

Estado de operación

Normal

Falla

Estado de filtros

Normal

Sucios

Fuente: El autor

Efectos dinámicos para habilitado, encendido, apagado, activado o desactivado, flujo de aire, estado de operación, se asocian a estas señales para la observación y visualización de dichas condiciones. Valores numéricos dimensionados y escalados apropiadamente, indicativos de la variación de los parámetros del sistema, como la Velocidad de Rotación del Ventilador, Presión Estática de Suministro, Presión Diferencial de Zona se muestran en el GUI para el monitoreo respectivo.

3.5.5. Señales de alarma Todas aquellas señales relacionadas con la operación de las unidades UMA11, UMA7, y Zonas, que salen de las condiciones o límites de operación normal son consideradas como alarmas y se recolectan dentro del módulo respectivo de la Interfase Gráfica de Usuario. Las señales de alarma están priorizadas, describen la condición, fecha y hora del evento, el valor del parámetro, la dirección y grupo del dispositivo asociado así como el estado de la alarma. La alarma del evento actual, puede ser reconocida para su atención inmediata o su eliminación de la lista si se considera apropiado. Todos los eventos generados permanecen registrados por fecha y hora en la base de datos del módulo. Los eventos de alarma considerados para el sistema de las UMA11 y UMA7 se detallan: -Falla en el Variador de Velocidad de la unidad -Presión Estática de Ducto fuera de limites (Alto, Bajo) -Filtros Sucios -Modo de Operación Manual -Presión Diferencial de Zona fuera de límites -Presión Diferencial de Cuarto fuera de límites -Temperatura fuera de límites

-Humedad fuera de límites Todas las indicaciones de alarma se limpian automáticamente de la ventana de visualización cuando la condición que las originó ha desaparecido.

3.6. Interfase Gráfica Para el sistema de las unidades UMA11, UMA7, Zonas, se ha previsto el desarrollo gráfico dentro de la Interfase de Usuario (GUI), en pantallas individuales para cada unidad y área especifica. 3.6.1. Unidades Manejadoras UMA 11 / UMA 7 Las pantallas denominadas UMA11 y UMA7 para las áreas Estéril y Lavado de Ampollas No Lactam respectivamente, muestran en la vista principal la imagen esquemática de la Unidad Manejadora. Alrededor de esta y en la ubicación de cada elemento o dispositivo, se disponen los parámetros de Control y Monitoreo descritos en la función de la unidad así como las etiquetas o nombres identificadores de cada uno de estos. Se incluye una zona de acción de manejo de horario para la definición de los 2 periodos de operación, que permite definir la condición de funcionamiento mediante el ingreso del valor numérico de la hora. 3.6.2. Zonas de presión Para la descripción de las diferentes Zonas del área del Área Estéril No Lactam, el sistema gráfico contempla la observación y control de los parámetros de las unidades de Volumen de Flujo Variable, por medio de una plantilla esquemática del sistema denominada “Área Estéril No Lactam”. En condiciones normales de presión, se indicará el valor respectivo en el gráfico correspondiente.

Ante un desbalance sostenido que sobrepase los valores mínimos aceptables de la Presión Diferencial de Zona, el sistema notificará con la aparición de un Led Rojo titilante, Encendido/Apagado, como advertencia de la situación presente. Si la situación cambia a normal la notificación desaparecerá automáticamente. Para precisar dicha condición de alarma el operador hará referencia al Módulo de Alarmas, al esquema completo de la unidad UMA11 o al reporte en la impresora de eventos si estuviera disponible. 3.6.3. Tendencias y registros Los parámetros que muestran un valor numérico variable en el tiempo, como la Presión Estática de Ducto, la Velocidad de Rotación del ventilador en las unidades UMA11 y UMA7, así como la presión diferencial de una Zona, tienen asociado un sistema de análisis de “Tendencias” con registro automático en archivo, que permite observar gráficamente en tiempo real, o analizar en forma diferida el histórico del comportamiento del parámetro. El módulo permite realizar impresiones de la gráfica actual. 3.6.4. Alarmas El módulo de Alarmas, automáticamente reporta, de todo el sistema de Control y Monitoreo, la sucesión de eventos del día y permite el análisis histórico de alarmas al escoger una fecha en particular. Una señal audible recuerda la presencia de una condición de alarma y un tono de notificación se activa al sucederse o desaparecer la alarma. Todos los eventos se graban para un análisis posterior y se puede configurar el sistema para registrar en tiempo real sobre impresora la sucesión de eventos de alarma definidos. El módulo de alarmas permite observar la descripción, el estado, valor, hora, y dirección del controlador de procedencia del registro de la alarma, la cual puede ser reconocida para su atención inmediata o eliminada si ese fuera el caso. Adicionalmente se puede escoger la observación exclusiva de las alarmas activas, así como las alarmas actuales de todo el sistema y finalmente la actividad histórica del operador en el que se

identifica el nombre de usuario, la hora de acceso, su privilegio y autoridad y el evento realizado.

3.7. Ejecución de proyecto. Las figuras a continuación detallan toda la obra en forma cronológica, desde el desmontaje del sistema antiguo y obsoleto hasta las instalaciones propuestas con el cumplimiento de los nuevos requerimientos de los estándares farmacéuticos. El la Figura 40: ANTES DE LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO, tenemos las condiciones con las que estaban trabajando. Figura 40: ANTES DE LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO

Fuente: El autor

En estas figuras se muestran las diferentes perspectivas de la unida manejadora de aire del área estéril, además se evidencia las válvulas neumáticas que están obsoletas, y el control se lo realiza en forma manual.

En la siguiente gráfica, se muestran los suministros y retornos del sistema de aire acondicionado, al final en la tubería amarilla, el agua caliente para el control de la humedad, este es llevado a cabo en forma manual. La caja de color celeste que se muestra es para realizar las diferentes pruebas a los filtros hepa, los que estaban instalados

Fuente: El autor

En la Figura 41: DESMONTAJE EQUIPOS ÁREA ESTÉRIL , se muestran el desmontaje de los equipos y ductos Figura 41: DESMONTAJE EQUIPOS ÁREA ESTÉRIL

Fuente: El autor

Adicionalmente se muestran los ductos de aire acondicionado que se han retirado del entrepiso.

Fuente: El autor

El la Figura 42: DESMONTAJE EQUIPOS PARA ÁREA DE LAVADO, muestra las adaptaciones de otras áreas para suplir las necesidades en esta área. Figura 42: DESMONTAJE EQUIPOS PARA ÁREA DE LAVADO

Fuente: El autor

El la Figura 43: IMPORTACIÓN DE EQUIPOS, muestra la importación de las unidades manejadoras de aire para el proyecto. Figura 43: IMPORTACIÓN DE EQUIPOS

Fuente: El autor

El la Figura 44: LLEGADA DE DUCTOS, muestra las diferentes ubicaciones para almacenaje antes de su instalación. Figura 44: LLEGADA DE DUCTOS

Fuente: El autor

El la Figura 45: RETIRO DE ESCOMBROS, muestra las diferentes etapas donde se ha colocado estos desechos hasta finalmente retirarlos de la planta. Figura 45: RETIRO DE ESCOMBROS

Fuente: El autor

El la Figura 46: MONTAJE DE UMA 11 – ÁREA ESTÉRIL, detalla la instalación de la unidad manejadora de aire del área estéril clase 10,000 y sus componentes. Figura 46: MONTAJE DE UMA 11 – ÁREA ESTÉRIL

Fuente: El autor

Se

logra observar los avances en el piso técnico y entre piso, al mismo tiempo la

instalación de los dampers para el control de presión.

Fuente: El autor

Al mismo tiempo los acabados de la instalación de la UMA 11, y las adecuaciones físicas que se realizaron en el área

Fuente: El autor

El la Figura 47: MONTAJE DE UMA 7 – ÁREA DE LAVADO, detalla la instalación de la UMA para el área clase 100,000 y sus componentes. Figura 47: MONTAJE DE UMA 7 – ÁREA DE LAVADO

Fuente: El autor

Al mismo tiempo las adecuaciones que se realizaron en el área para realizar el montaje en el piso técnico y entrepiso

Fuente: El autor

El la Figura 48: MONTAJE DE SUMINISTROS -UTILIDADES, detalla la instalación de los suministros de agua helada

y caliente con sus respectivos

aislamientos. Figura 48: MONTAJE DE SUMINISTROS -UTILIDADES

Fuente: El autor

El la Figura 49: CABLEADO, se detalla instalación de la acometida y dispositivos. Figura 49: CABLEADO

Fuente: El autor

El la Figura 50: ÁREA , detalla el desmontaje de los antiguos filtros hepa y la adecuación del tumbado para los nuevos filtros y retornos. Figura 50: ÁREA ESTÉRIL

Fuente: El autor

Los nuevos filtros instalados con sello de gel y puerto para prueba DOP

Fuente: El autor

El la Figura 51: PANEL DE PRESIONES DIFERENCIALES, muestra el cambio a sensores digitales, los cuales se comunican directamente a los paneles de control para el sistema scada para mantener las presiones dentro del área. Figura 51: PANEL DE PRESIONES DIFERENCIALES

Fuente: El autor

El la Figura 52: TABLEROS DE CONTROL, se detalla la instalación de los tableros que contienen a los paneles 7040 y 8040 para el control. Figura 52: TABLEROS DE CONTROL

Fuente: El autor

También el detalle de la instalación de los variadores de frecuencia para las UMA’s

Fuente: El autor

El la Figura 53: PROGRAMACIÓN, se muestra las actividades en forma remota y local, así mismo los ajustes al control a cada uno de los paneles de control y variador de frecuencia. Figura 53: PROGRAMACIÓN

Fuente: El autor

El la Figura 54: PROYECTO EN FUNCIONAMIENTO, muestra en síntesis todos los cambios permitidos al desarrollo y automatización de un área estéril para laboratorio farmacéutico Figura 54: PROYECTO EN FUNCIONAMIENTO

Fuente: El autor

Capítulo 4 CONTENIDO: Capítulo 4......................................................................................................................................142 4.

PRUEBAS PARA DEMOSTRAR LA IMPLEMENTACIÓN ......................143 4.1. Renovaciones de aire..................................................................................................144 4.1.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................144 4.1.2. Equipo utilizado ................................................................................................144 4.1.3. Renovaciones de aire ........................................................................................144 4.1.3.1. Descripción ................................................................................................144 4.1.3.2. Especificaciones ........................................................................................145 4.1.4. Resultados ...........................................................................................................147 4.1.4.1. Tabla de resultados ...................................................................................147 4.1.4.2. Diagrama de ubicación de filtros............................................................148 4.1.5. Conclusiones ......................................................................................................148 4.2. Presión diferencial ......................................................................................................150 4.2.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................150 4.2.2. Equipo utilizado ................................................................................................150 4.2.3. Balance de gradiente de presión diferencial .................................................150 4.2.3.1. Descripción ................................................................................................150 4.2.3.2. Especificaciones ........................................................................................151 4.2.3.3. Sentido de flujo de aire y presión diferencial luego del balance. ......151 4.2.4. Resultados ...........................................................................................................152 4.2.5. Conclusiones ......................................................................................................152 4.3. Prueba de integridad de filtros .................................................................................153 4.3.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................153 4.3.2. Equipos utilizados .............................................................................................153 4.3.3. Pruebas de integridad de los filtros Hepa .....................................................153 4.3.3.1. Descripción ................................................................................................153 4.3.3.2. Especificaciones ........................................................................................154 4.3.3.3. Ubicación de los filtros evaluados..........................................................155 4.3.4. Resultados ...........................................................................................................157 4.3.5. Conclusión ..........................................................................................................160 4.4. Prueba de conteo de partículas ................................................................................161 4.4.1. Documentos de referencia y procedimientos ..............................................161 4.4.3. Conteo de partículas .........................................................................................161 4.4.3.1. Descripción ................................................................................................161 4.4.3.2. Especificaciones ........................................................................................162 4.4.4. Plan de muestreo ...............................................................................................164 4.4.4.1. Número de muestras y tamaño de cada muestra ................................164 4.4.4.2. Ubicación de puntos de muestreo .........................................................166 4.4.5. Resultados y evaluación ...................................................................................167 4.4.6. Conclusión ..........................................................................................................167

4. PRUEBAS PARA DEMOSTRAR LA IMPLEMENTACIÓN En este capítulo se estará haciendo énfasis a las pruebas de renovaciones de aire, presiones diferenciales, prueba de integridad de los filtros y prueba de conteo de partículas. No obstante, para realizar las pruebas citadas, se realizó la limpieza aséptica de las áreas que es exhaustiva. Y posteriormente se realiza las pruebas con placas para determinar si esta limpieza ha sido efectiva y no se ha encontrado ningún tipo de colonia que pueda contaminar el ambiente. Las únicas 2 pruebas que se realizan con una limpieza no tan rigurosa es la de renovaciones de aire, porque se debe de realizar ajuste en velocidad y dampers de suministros. Esta actividad genera poca partícula al ambiente. Y la prueba de ajustes de presiones diferenciales, en las cuales se ajustan los dampers de retornos para mantener las presiones diferenciales con la debida cascada. Mientras las pruebas de integridad de filtros y conteo de partículas se realizan una vez que los resultados del laboratorio de microbiología lo permitan, confirmando que no exista ningún tipo de colonia que pueda desencadenar en una contaminación del área y productos. Una vez confirmado todos los parámetros citados y garantizando los parámetros de temperatura y humedad el cual ha sido el desarrollo de este proyecto, se procede a realizar el llenado simulado. En el llenado simulado, se llena en los viales o ampollas líquido con cierta cantidad de microorganismos controlados. Terminado el llenado simulado, todos los viales o ampollas son almacenados en condiciones adversas de temperatura y humedad (pruebas en cámaras de estabilidad) que favorece al crecimiento de microorganismos. Luego de 15 días si no se ha contaminado ninguno de los viales o ampollas con ninguna colonia, el proceso ha

pasado exitosamente y se procede a realizar el llenado de estos líquidos inyectables para distribuir a los diferentes mercados.

4.1. Renovaciones de aire Esta prueba consiste en determinar el numero de cambios / hora (renovación de aire) del sistema de ventilación de las áreas aséptica y estéril No Lactamica. 4.1.1. Documentos de referencia y procedimientos Documento PSV-CD-E5 - Design Criteria, Bristol-Myers Squibb. Procedimiento para determinar el caudal de suministro y/o extracción en filtros HEPA, rejillas y difusores. - EL.PO.DET.QV.00 - Elicrom Cía. Ltda. 4.1.2. Equipo utilizado Multimetro Flow Hood / Marca Shortridge Instruments / Modelo 860. 4.1.3. Renovaciones de aire 4.1.3.1.

Descripción

El número de cambios de aire por hora es la razón entre el caudal de aire limpio suministrado para el volumen de cada cuarto. La determinación del caudal de aire suministrado se realiza por medición directa en cada filtro, utilizando un balómetro FLOW HOOD, a través del cual pasa todo el aire que sale de los filtros. Puesto que el aire que ingresa llega a una temperatura inferior a la del cuarto, el valor de caudal reportado es corregido automáticamente a las condiciones de laboratorio por retroalimentación de un sensor

de temperatura que se encuentra conectado al

balómetro Para conseguir uniformidad en la distribución de cargas y cumplimiento de las especificaciones

se realizan varios ajustes en las compuertas de suministro. Los

variadores de frecuencia de las unidades manejadoras quedan en: 50.5 Hz el variador de la Unidad Manejadora 11 y 50.0 Hz el de la Unidad Manejadora 7. El la Figura 55: MEDICIÓN DE CAUDAL DE AIRE, muestra la forma en la que se realiza esta medición, bajo el filtro HEPA. Figura 55: MEDICIÓN DE CAUDAL DE AIRE

Fuente: Procedimiento para determinar el caudal de suministro y/o extracción en filtros HEPA, rejillas y difusores. - EL.PO.DET.QV.00 - Elicrom Cía. Ltda.

4.1.3.2.

Especificaciones

En la Tabla 26: MÍNIMOS CAMBIOS / HORA REQUERIDOS, se detalla el caudal requerido para cada una de las áreas. Tabla 26: MÍNIMOS CAMBIOS / HORA REQUERIDOS

AREA Component Preparation Room Sterilizer/Oven Loading Room

MÍNIMOS CAMBIOS/HORA REQUERIDOS 20 20

Airlocks/Wash/Gowning Rooms Sterile Manufacturing - Aseptic Batching

30 45

Fuente: Documento PSV-CD-E- Controlled Enviroments - Design Criteria - Bristol-Myers Squibb

4.1.4. Resultados Los datos reportados resumen la condición final luego del balance. 4.1.4.1.

Tabla de resultados

De acuerdo a la tabla 26, realizamos las comparaciones con los datos obtenidos en la Tabla 27: RENOVACIONES DE AIRE. Estos análisis son para las áreas clase 10,000 y 100,000 Tabla 27: RENOVACIONES DE AIRE

CUARTO

VOLUMEN

FILTRO

CAMBIOS DE AIRE/h

CUMPLE?

Especificación: Informativo No.

204

206

207

208

NOMBRE

RECEPCIÓN

HALL

PREPARACIÓN

LLENADO

SALA(ft3)

2322

1080

1641

1450

No*

CFM

1

482

2

504

3

456

4

472

5

509

6

310

7

446

8

447

9

450

10

370

11

405

12

408

CFM TOTAL

ACTUAL**

ESPECIFICACIÓN

1930

50

MÍNIMO 45

SI 819

46

MÍNIMO 45 SI

1343

49

MÍNIMO 45 SI

1183

49

MÍNIMO 45 SI

210

VESTIDOR

748

13

477

477

38

MÍNIMO 30

SI

211

INGRESO

293

14

113

113

23

MÍNIMO 30

SI

212

EGRESO

653

15

469

469

43

MÍNIMO 20

16

350

17

360

18

260

19

359

1305

20

450

450

21

MÍNIMO 20

1434

21

284

563

24

MÍNIMO 20

SI LAVADO Y 201

DEPIROGENIZACION

3351

(VIALES/AMPOLLAS

202 203

LAVADO DE ROPA CARGA DE AUTOCLAVE

22

24 1329

MÍNIMO 20

SI

279

Fuente: El autor

* Ver Figura 56: UBICACIÓN DE FILTROS HEPA.

SI

SI

** Es la razón entre los CFM total para el volumen de cada sala multiplicado por 60 para expresar en cambios/hora. 4.1.4.2.

Diagrama de ubicación de filtros

Figura 56: UBICACIÓN DE FILTROS HEPA 7

12 11

PREPARACIÓN

LLENADO DE

LÍQUIDOS

LÍQUIDOS

207

208

9

8

10

6

5 HALL 206

13 VESTIDOR

3

4

1

2

210 14

15 EGRESO

INGRESO

212

211 RECEPCIÓN DE MATERIALES CORREDOR

230

204

AUTOCLAVE 21

TUNEL

203 16

17

22

20

18

19 LAVADO DE

LAVADORA

AMPOLLAS Y/O

DE ROPA

VIALES

Fuente: El autor

4.1.5. Conclusiones Todos los cuartos del área No Lactámica Estéril cumplen con la especificación en cuanto al número de cambios por hora se refiere.

4.2. Presión diferencial Esta prueba consiste Determinar y balancear el gradiente de presión diferencial entre cuartos adyacentes del área No Lactámica Estéril. 4.2.1. Documentos de referencia y procedimientos Documento DG-23A ASEPTIC PROCESSING FACILITY DESIGN GUIDELINES Bristol Myers Squibb Procedimiento para determinar la presión diferencial, EL.PO.DET.PD.00 - Elicrom Cía Ltda. 4.2.2. Equipo utilizado Multímetro Flow Hood / Marca Shortridge Instruments / Modelo 860. 4.2.3. Balance de gradiente de presión diferencial 4.2.3.1.

Descripción

Esta prueba es conducida para determinar el gradiente de presión entre las áreas adyacentes, este parámetro conocido como presión diferencial es indicativo del patrón de flujo entre los diferentes cuartos de las áreas, el aire fluye desde las zonas de mayor presión hacia las menos presurizadas formando una cortina natural de aire que ayuda a prevenir la contaminación en contracorriente. La presión diferencial se regula desde las compuertas de retorno de cada cuarto, se utiliza el multímetro de aire con las sondas de presión diferencial ubicadas una en cada cuarto entre los cuales se realiza el estudio, luego de cada balance de todos los cuartos, se deja en reposo el área y se toman lecturas nuevamente para detectar posibles variaciones y asegurar reproducibilidad, realizando las correcciones necesarias hasta su aprobación.

4.2.3.2.

Especificaciones

Documento DG-23A ASEPTIC PROCESSING FACILITY DESIGN GUIDELINES Bristol Myers Squibb, establece lo siguiente: La presión diferencial de una área controlada con respecto de una área adyacente debe ser mínimo 0.05 IN H2O (1.3mm H2O). La presión diferencial entre cuartos adyacentes de una área controlada debe ser mínimo 0.02 IN H2O (0.5mm H2O) 4.2.3.3.

Sentido de flujo de aire y presión diferencial luego del

balance. En la Figura 57: DIRECCIÓN DE PRESIÓN DIFERENCIAL, muestra las diferencias mínimas entre zonas adyacentes. Figura 57: DIRECCIÓN DE PRESIÓN DIFERENCIAL

PREPARACIÓN DE LIQUIDOS

LLENADO DE LÍQUIDOS

207

208

AUTOCLAVE 203

PREP. DE LÍQUIDOS 220

0,08

0,13

0,05

LAVADO DE ROPA 202

HALL 206

0,09

0,07

VESTIDOR 210

0,07

INGRESO 211

0,05

EGRESO 212

0,11 TUNEL DEPIROGENIZACIÓN RECEPCIÓN DE MATRIALES 204

LAVADORA DE AMPOLLAS/ VIALES 201

0,002 00

Presión diferencial entre áreas adyacentes Indica el sentido de flujo de aire

Fuente: El autor

4.2.4. Resultados De

acuerdo

a

las

especificaciones

tenemos

la

Tabla

28:

PRESIONES

DIFERENCIALES, en los cuartos adyacentes. Tabla 28: PRESIONES DIFERENCIALES

CUARTOS ADYACENTES

PRESIÓN DIFERENCIAL (Pulg de agua) DISEÑO (MÍNIMO) ANTES DESPUÉS

204 - 206

CONFORME

SI

0.05

0.09

0.07

x

0.05

0.03

0.08

x

0.05

0.05

0.13

x

0.05

0.14

0.05

x

206 - 212 HALL-EGRESO

0.05

0.12

0.09

x

210 - 211 VESTIDOR-INGRESO

0.05

0.14

0.07

x

211(INGRESO) - PASILLO

0.05

0.05

x

212(EGRESO) - PASILLO

0.05

0.12

0.11

x

201 TÚNEL DEPIROGENIZACION

0.05

0.023

0.0015

X

202 LAVADO DE ROPA

0.05

0.007

0.013

X

203 AUTOCLAVE

0.05

0.005

0.003

X

NO

RECEPCIÓN - HALL 207 - 206 PREPARACIÓN - HALL 208 - 206 LLENADO - HALL 206 - 210 HALL - VESTIDOR

LAVADO DE AMPOLLAS

Fuente: El autor

4.2.5. Conclusiones Todos los cuartos del área No Lactámica Estéril cumplen con la especificación en cuanto al Gradiente de Presión Diferencial se refiere.

4.3. Prueba de integridad de filtros Esta prueba consiste en determinar la integridad de filtros terminales del sistema de ventilación de las áreas aséptica y estéril No Lactamica. 4.3.1. Documentos de referencia y procedimientos Compliance Document PSV-CD-E11 Integrity Testing of HEPA Filters (18 - Dic 2000) - Bristol Myers Squibb. Procedimiento para prueba de integridad de filtros HEPA,

EL.PO.INT.FH.00 -

Elicrom Cía Ltda. Procedimiento para prueba de velocidad y uniformidad de flujo de aire, EL.PO.DET.VEL.00 - Elicrom Cía Ltda. Procedimiento para determinar la presión diferencial, EL.PO.DET.PD.00 - Elicrom Cía Ltda. 4.3.2. Equipos utilizados Multímetro Flow Hood / Marca Shortridge Instruments / Modelo 860. Fotómetro / Marca ATI / Modelo TDA-2G 4.3.3. Pruebas de integridad de los filtros Hepa 4.3.3.1.

Descripción

Esta prueba de integridad se realiza en condiciones at rest, introduciendo aerosol Emery 3004 en la parte superior de cada filtro a una concentración

entre 10 y 20

microgramos por litro, luego en la cara inferior son buscadas las partículas de aerosol que pudieron atravesar el filtro, utilizando para el efecto

un escáner de alta

sensibilidad el cual previamente es calibrado para reportar directamente el % de fuga detectado. La operación de escaneado se realiza tanto en el cuerpo del filtro como en

los empaques y juntas, buscando fugas íntegramente a una velocidad máxima de 5 centímetros por segundo y a una distancia de 3 centímetros desde la cara del filtro. En caso de detectar fugas y/o penetraciones en valor superior al indicado en las especificaciones (criterios de aceptación), se procede a obturarlas con silicona. Toda reparación efectuada (obturación) es sometida a una nueva prueba de integridad. 4.3.3.2.

Especificaciones

Documento PSV-CD-E11 (18 - Dic - 2000)

- Bristol Myers Squibb, establece lo

siguiente: -CLASE 100 Un filtro debe ser reemplazado si el % de obturaciones supera el 5% de la superficie total del filtro, o si una obturación individual es mayor al 3% del área total. La penetración en los sellos debe ser 0%. Cualquier penetración de más del 0.01% debe ser reparada. -CLASE 10.000 Y 100.000 Un filtro debe ser reemplazado si el % de obturaciones supera el 5% de la superficie total del filtro, o si una obturación individual es mayor al 3% del área total La penetración en los sellos debe ser 0%. Cualquier penetración de más del 0.01% debe ser reparada.

4.3.3.3.

Ubicación de los filtros evaluados

Figura 58: INTEGRIDAD DE FILTROS HEPA 8 10 LLENADO DE 9

12

OFTALMICO

LLENADO DE AMPOLLAS/VIALES

207

208

7

11

HALL 206

13 6

5

VESTIDOR 210 14

3

1

2

15 EGRESO

INGRESO

4

212

211 RECEPCIÓN DE MATERIALES 204

CUARTO DE LAVADO 17 CARGA DE

Y DEPIROGENIZACIÓN

AUTOCLAVE

(VIALES/AMPOLLAS)

16 203

21 20 22

18 LAVADO DE ROPA

19 LAVADORA DE VIALES 201

202

UBICACIÓN DE CADA FILTRO

Fuente: El autor

4.3.4. Resultados Tabla 29: RESULTADOS DE INTEGRIDAD DE FILTROS

Velocidad Especificación

Informativo (m/s) 6 mediciones

Filtro 1* Medidas

0.31 m/s

Máximo

0.30 m/s

0.32 m/s

0.32 m/s

Mínimo

0.31 m/s

24 x 48 pulg 0.30 m/s 0.30 m/s

Medidas

0.31 m/s

0.32 m/s

0.32 m/s

Mínimo

0.31 m/s

0.31 m/s

Medidas

Máximo

0.29 m/s

0.29 m/s

0.28 m/s

Mínimo

0.27 m/s

0.27 m/s

0.29 m/s

Medidas

Máximo

0.30 m/s

0.33 m/s

0.31 m/s

Mínimo

0.30 m/s 0.33 m/s 0.33 m/s

Máximo

0.33 m/s

0.33 m/s Mínimo

0.32 m/s

0.32 m/s

24 x 48pulg

0.32 m/s

Medio

0.33 m/s

0.33 m/s

6 mediciones 0.22 m/s

Máximo

0.22 m/s

0.22 m/s

0.20 m/s

Mínimo

0.20 m/s

0.20 m/s

24 x 48 pulg 0.21 m/s 0.20 m/s

Cumple:

SI

0.0%

0.21 pulg H2O Acumulativ 0.0% Cumple:

SI

Antes:

0.008%

Después:

0.008%

Cumple:

SI

1 medición Actual:

0.0%

0.20 pulg H2O Acumulativ 0.0% Cumple:

SI

Antes:

0.006%

Después:

0.006%

Cumple:

SI

1 medición Actual:

0.0%

0.22 pulg H2O Acumulativ 0.0%

Antes:

0.007%

Después:

0.007%

Cumple:

SI

Cumple:

SI

0.31 m/s

0.32 m/s

Medidas

SI

0.30 m/s

Medidas

Filtro 6*

Actual:

Medio

6 mediciones Filtro 5*

0.006%

0.29 m/s

0.30 m/s

24 x 48 pulg 0.31 m/s

Después:

1 medición

Medio

6 mediciones Filtro 4*

0.006%

0.32 m/s

0.29 m/s

24 x 48 pulg 0.29 m/s

Cumple:

Medio

6 mediciones Filtro 3*

0.20 pulg H2O Acumulativ 0.0%

Antes:

0.31 m/s Máximo

0.32 m/s

0.0%

Penetración Máximo 0.01% ***

0.30 m/s

0.32 m/s

24 x 48 pulg 0.32 m/s

Prueba de Integridad

Actual:

Medio

6 mediciones Filtro 2*

Presión

Diferencial Obturación nformativo (pulg H2OMáximo 5% de la fi i ld l 1 medición

Medio 0.21 m/s

1 medición Actual:

0.0%

0.26 pulg H2O Acumulativ 0.0% Cumple:

SI

Antes:

0.008%

Después:

0.008%

Cumple:

SI

1 medición Actual:

0.0%

0.21 pulg H2O Acumulativ 0.0% Cumple:

SI

Antes:

0.003%

Después:

0.003%

Cumple:

SI

Velocidad

Especificación

Filtro 7* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 8* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 9* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 10* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 11* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 12* Medidas 24 x 48 pulg

Presión Prueba de Integridad Diferencial Obturación Penetración Informativo (m/s) nformativo (pulg H2OMáximo 5% de la Máximo 0.01% *** 6 mediciones 1 medición 0.29 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.008% 0.28 m/s 0.30 m/s 0.30 m/s Mínimo 0.25 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.008% 0.29 m/s 0.28 m/s 0.29 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.29 m/s 0.29 m/s 6 mediciones 1 medición 0.28 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.006% 0.26 m/s 0.28 m/s 0.28 m/s Mínimo 0.22 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.006% 0.28 m/s 0.26 m/s 0.28 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.28 m/s 0.28 m/s 6 mediciones 1 medición 0.29 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.007% 0.30 m/s 0.30 m/s 0.29 m/s Mínimo 0.26 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.007% 0.30 m/s 0.29 m/s 0.29 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.29 m/s 0.29 m/s 6 mediciones 1 medición 0.24 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.007% 0.23 m/s 0.24 m/s 0.23 m/s Mínimo 0.28 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.007% 0.24 m/s 0.23 m/s 0.24 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.23 m/s 0.24 m/s 6 mediciones 1 medición 0.26 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.006% 0.26 m/s 0.26 m/s 0.25 m/s Mínimo 0.25 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.006% 0.25 m/s 0.25 m/s 0.26 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.26 m/s 0.26 m/s 6 mediciones 1 medición 0.26 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.006% 0.30 m/s 0.30 m/s 0.28 m/s Mínimo 0.23 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.006% 0.26 m/s 0.26 m/s 0.30 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.30 m/s 0.28 m/s

Velocidad

Especificación

Filtro 13* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 14* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 15* Medidas 24 x 48pulg

Filtro 16* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 17* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 18* Medidas 24 x 48 pulg

Presión Prueba de Integridad Diferencial Obturación Penetración Informativo (m/s) nformativo (pulg H2OMáximo 5% de la Máximo 0.01% *** 6 mediciones 1 medición Actual: 0.0% Antes: 0.18 m/s Máximo 0.008% 0.20 m/s 0.20 m/s 0.21 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.19 m/s Mínimo 0.008% 0.20 m/s 0.18 m/s 0.19 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.20 m/s 0.19 m/s 6 mediciones 1 medición 0.19 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.009% 0.19 m/s 0.20 m/s 0.20 m/s Mínimo 0.22 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.009% 0.20 m/s 0.18 m/s 0.19 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.18 m/s 0.19 m/s 6 mediciones 1 medición 0.19 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.006% 0.20 m/s 0.20 m/s 0.19 m/s Mínimo 0.24 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.006% 0.20 m/s 0.19 m/s SI 0.20 m/s Medio SI Cumple: Cumple: 0.20 m/s 0.20 m/s 6 mediciones 1 medición 0.0% Antes: 0.20 m/s Máximo Actual: 0.006% 0.20 m/s 0.20 m/s 0.19 m/s Mínimo 0.21 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.006% 0.20 m/s 0.19 m/s 0.20 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.19 m/s 0.20 m/s 6 mediciones 1 medición 0.21 m/s Máximo Actual: 0.006% 0.0% Antes: 0.22 m/s 0.22 m/s 0.21 m/s Mínimo 0.26 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.006% 0.20 m/s 0.20 m/s 0.20 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.20 m/s 0.21 m/s 6 mediciones 1 medición 0.19 m/s Máximo Actual: 0.0% Antes: 0.007% 0.19 m/s 0.20 m/s 0.19 m/s Mínimo 0.22 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: 0.007% 0.20 m/s 0.19 m/s 0.20 m/s Medio SI SI Cumple: Cumple: 0.20 m/s 0.20 m/s

Velocidad Especificación

Filtro 19* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 20* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 21* Medidas 24 x 48 pulg

Filtro 22* Medidas 24 x 48 pulg

Informativo (m/s) 6 mediciones 0.22 m/s Máximo 0.20 m/s 0.22 m/s 0.21 m/s Mínimo 0.20 m/s 0.20 m/s 0.21 m/s Medio 0.22 m/s 0.21 m/s 6 mediciones 0.23 m/s Máximo 0.22 m/s 0.23 m/s 0.22 m/s Mínimo 0.20 m/s 0.20 m/s 0.23 m/s Medio 0.23 m/s 0.22 m/s 6 mediciones 0.21 m/s Máximo 0.20 m/s 0.22 m/s 0.21 m/s Mínimo 0.22 m/s 0.20 m/s 0.21 m/s Medio 0.21 m/s 0.21 m/s 6 mediciones 0.23 m/s Máximo 0.23 m/s 0.23 m/s 0.21 m/s Mínimo 0.22 m/s 0.21 m/s 0.22 m/s Medio 0.22 m/s 0.22 m/s

Presión Prueba de Integridad Diferencial Obturación Penetración nformativo (pulg H2OMáximo 5% de la Máximo 0.01% *** 1 medición Actual: 0.0% Antes: 0.008% 0.21 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: Cumple:

SI

Cumple:

0.008% SI

1 medición Actual:

0.0% Antes:

0.25 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: Cumple:

SI

Cumple:

0.008% 0.008% SI

1 medición Actual:

0.0% Antes:

0.26 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: Cumple:

SI

Cumple:

0.006% 0.006% SI

1 medición Actual:

0.0% Antes:

0.24 pulg H2O Acumulativ 0.0% Después: Cumple:

SI

Cumple:

0.009% 0.009% SI

Fuente: El autor

** Integrity Testing of HEPA Filters, PSV-CD-E11 (18-Dec-2000), Página 3, número 4.3.1.1 (Máximo 5 % de la superficie del filtro) - Obturación *** Integrity Testing of HEPA Filters, PSV-CD-E11 (18-Dec-2000), Página 4, número 5 - Acceptance Criteria. - Penetración 4.3.5. Conclusión Todos los filtros evaluados cumplen con la especificación en cuanto a integridad de filtros se refiere.

4.4. Prueba de conteo de partículas Esta prueba consiste en el conteo de partículas y clasificación de aire de las áreas aséptica y estéril No Lactamica. 4.4.1. Documentos de referencia y procedimientos Validation Guideline: Validation of Controlled Environments PSV-VG-E1 (24-May2000), Bristol-Myers Squibb. Procedimiento para Conteo de Partículas, EL.PO.CP.00 - Elicrom Cía. Ltda. 4.4.2. Equipos utilizados Contador de partículas / Marca Met One / Modelo GT 521 4.4.3. Conteo de partículas 4.4.3.1.

Descripción

Esta prueba fue conducida según instrucciones de la Validation Guideline: Validation of Controlled Environments PSV-VG-E1 (24-May-2000). Todas las operaciones de conteo fueron realizadas en ausencia de producción, el único personal presente en las salas de prueba fueron las personas encargadas del muestreo, la altura de trabajo para la toma de muestras fue determinada a 90 cm. desde el piso. Las instrucciones de la guía se resumen a continuación: Todas las muestras serán tomadas a la altura del nivel de trabajo y en dirección del abastecimiento de aire (aproximadamente el nivel de apertura de botellas en la línea de llenado, el cual será de al menos 75 - 100 cm. desde el piso). Un mínimo de 5 medidas individuales de por lo menos un pie cúbico de aire cada una serán tomadas al nivel de trabajo en cada cuarto designado como clase 10,000 ó 100,000.

Muestras adicionales pueden ser tomadas en dirección del suministro de aire en un lugar situado a 30 cm del techo o ducto de abastecimiento. El sistema de aire a ser evaluado debe estar en operación continua un mínimo de 6 horas antes de la toma de muestras. 4.4.3.2.

Especificaciones

Validation Guideline: PSV-VG-E1, establece lo siguiente: a.- Concentración de partículas Para clase de aire 10,000 el área evaluada cumplirá este concepto si la concentración promedio de partículas mayores o iguales a 0.5 micrómetros por pie cúbico de aire es menor a 2,500 p/ft3. Para clase de aire 100,000 el área evaluada cumplirá este concepto si la concentración promedio de partículas mayores o iguales a 0.5 micrómetros por pie cúbico de aire es menor a 25,000 p/ft3. b.- Plan de muestreo Número de muestras, se determina en base a las instrucciones de la guía PSV-VG-E1, las

Tabla 30: MUESTREO DE PARTÍCULAS, y Tabla 31: TAMAÑO DEL MUESTREO

Tabla 30: MUESTREO DE PARTÍCULAS

Particulate Sampling Class

m2 Surface Area Intervals

Number of Sample Points

4.06.0