validación de gases

7/23/2019 Validación de Gases

http://slidepdf.com/reader/full/validacion-de-gases 1/17

Validación del Sistema de Distribución de

Gases

Validación de Procesos

Farmacéuticos

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Campus Guanajuato Página 1

Profesora: Ariana Grissel Tessier

INGENIERÍA FARMACÉUTICA

Validación de Procesos Farmacéuticos

Validación del Sistema de Distribución de Gases

6FV1

09/09/2014

Aceves Mata María Carolina

Arriaga Moreno Janaí

Barroso Salas Deyandira

Hernández González Elizabeth Berenice




Gases


Farmacéuticos



Introduccion

La industria farmacéutica disfruta de una imagen de calidad excelente. Al elaborar sus

productos destinados al tratamiento de ciertas enfermedades, salvar vidas o ya sea

mejorando la calidad de vida de la sociedad, por lo cual no puede haber el mínimo margen

de error. (Murria, 2000)

Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de control y fabricación, se exige una mejora

continua y máximas garantías de la calidad. Y es en el avance para conseguir un total

dominio de la calidad, cuando surge el concepto de validación. (Ylla, 2000)

Todo demuestra que hoy en día existe un interés creciente por la validación debido al

mayor énfasis que ha puesto la industria en años reciente con respecto a los temas de

Aseguramiento de la Calidad y Mejoramiento continuo. De hecho, el concepto de

Validación tuvo tanto éxito en la reducción de los problemas de manufactura que en 1983

la FDA introdujo la primera norma sobre validación de procesos que posteriormente fue

revisada en 1987, convirtiéndose en una de las piedras angulares del cumplimiento de las

Buenas Prácticas de Manufactura. (Murria, 2000)

Los sistemas de apoyo crítico tales como los sistemas de gases, sistemas de aereación y

vapor; forman parte estructural dentro de la industria farmacéutica; los diferentes procesos

hacen uso de éstos y su calidad se hace extensiva a las unidades productivas. Uno de los

primeros sistemas que se estudiaron para el empleo en las plantas manufactureras

farmacéuticas fue el de los sistemas generadores de vapor, utilizado para generar vapor que

serviría como fuente de transferencia de calor (vapor de planta) y para esterilizar por calor

húmedo (vapor limpio). (Ylla, 2000)

Dentro de los sistemas de gases más utilizados en la industria farmacéutica se encuentran el

Sistema de Aire Comprimido, Sistemas de Nitrógeno, de Oxígeno y CO2. (Ylla, 2000)




Gases


Farmacéuticos



Desarrollo

Generalidades

Conceptos generales. Industria farmacéutica.

La industria farmacéutica es un importante elemento de los sistemas de todo el mundo,

constituida por numerosas organizaciones públicas y privadas dedicadas a la

investigación, desarrollo, fabricación y comercialización de medicamentos para la salud

humana y animal. (Ylla, 2000)

Algunas compañías trabajan tanto en los mercados nacionales como en los

multinacionales. En todo caso, sus actividades están sometidas a leyes, reglamentos y

políticas aplicables al desarrollo y aprobación de fármacos, la fabricación y control de

calidad, la comercialización y las ventas. (Murria, 2000)

Numerosos países han adoptado reglamentos aplicables al desarrollo y la autorización

de comercialización de los fármacos. En ello se establecen requisitos estrictos de

buenas prácticas de fabricación que garantizan la integridad de las operaciones

industriales y la calidad, seguridad y eficacia de los productos farmacéuticos. (Salazar,

2000)

Los sistemas de apoyo crítico forman parte estructural dentro de la industriafarmacéutica; los diferentes procesos hacen uso de estos y su calidad se hace extensiva

a las unidades productivas. (Murria, 2000)

Los sistemas de gases como el sistema de aire comprimido, nitrógeno, oxígeno y

dióxido de carbono tienen por finalidad generar, distribuir y utilizar dichos gases con el

fin de aprovecharlos en los procedimientos de fabricación de fármacos. Además

también se cuenta con un sistema de vapor, este sistema de apoyo crítico es utilizado

como vehículo de energía cuando se necesita algún tipo de calefacción y también es

recomendado para los procesos de esterilización. (Salazar, 2000)

El vapor se produce evaporando agua que es relativamente barato y accesible en gran

parte del mundo. (Salazar, 2000)

Su temperatura se puede ajustar con mucha precisión controlando la presión mediante

uso de válvulas muy simples; transporta cantidades de energía relativamente

importantes con poca masa y cuando vuelve a convertirse en agua cede cantidades

notables de energía. (Salazar, 2000)




Gases


Farmacéuticos



Diseño de Sistema

Para hacer el diseño de sistemas de gases se debe saber las consideraciones del productoque se va a realizar. Un diseño general del sistema de gases en la industria farmacéutica se

muestra en la figura 1. (Palomino, 2001)

Figura 1. Sistema general de distribución de gases (Murria, 2000)

Sin embargo, se tiene que tomar en cuenta el tipo de gas que se va a utilizar para poderdiseñar una red de tuberías por los cuales cada gas pase individualmente. Por ejemplo, en

ocasiones se suele utilizar oxígeno líquido en lugar de oxígeno gaseoso por las ventajas que

tiene uno sobre el otro. (Murria, 2000) Algunas de ella son:

Ventajas de oxígeno líquido:

Mayor volumen de producto con menos volumen de espacio utilizado

Producto contenido en un solo lugar, y distribuido hasta el punto de consumo a

través de canalizaciones

Suministro de mayores caudales

Equipos de mayor seguridad

Ventajas de oxígeno gaseoso:

Transportables a todo punto

Suministra caudales a muy baja escala

No sufre recalentamiento de líquido criogénico




Gases


Farmacéuticos



Además se debe de contar con una sala de máquinas donde se puedan establecer los

equipos necesarios que nos ayudaran a la recepción y distribución de los gases que se

utilizarán como son los generadores de Aire, para ello existe una normativa que establecelas especificaciones con las que debe de cumplir dicha sala de máquinas. (Zaebst, 2001)

La instalación deberá cumplir con las siguientes reglas, según punto 5.5. IRAM 37217:

Cada fuente central, comprenderá dos o más unidades compresoras, con una

capacidad tal que el tamaño de la demanda calculada, pueda suministrarse con una

unidad fuera de servicio y unos controles que operarán automáticamente de manera

que las unidades suministraran al sistema alternativa o simultáneamente, bajo

demanda. (Zaebst, 2001)

Cada compresor debe tener un circuito de control dispuesto de forma que ladesconexión, o la falla, de un compresor no afecte el funcionamiento del otro

compresor. (Zaebst, 2001)

La toma de aire ambiente para todos los compresores debe estar ubicada donde

exista una contaminación mínima proveniente del escape de motores de combustión

interna, del estacionamiento de vehículos, de las zonas de acceso, de los residuos y

sistemas de desecho hospitalarios, del escape de sistemas de vacío, de venteo de las

redes de gases medicinales, de los sistemas de extracción de gases anestésicos, de

las descargas de sistemas de ventilación y otras fuentes de contaminación. (Zaebst,

2001)

El sistema deberá contar como mínimo con filtro de entrada, dos o máscompresores, un radiador de pre sacado, un separador de agua o drenaje, un secador

con drenaje, filtros bacteriológicos, sistemas de suministro de emergencia. (Zaebst,

2001)

Se debe proveer medios para prevenir el retorno dentro de la cañería, contaminación

cruzada. (Zaebst, 2001)

A continuación se representa un esquema general del diseño para los generadores de

distribución de aire en la industria farmacéutica.




Gases


Farmacéuticos



Figura 2. Generadores de aire, normativa. Sistema de distribución de aire en la industria

farmacéutica. (Wallhausser, 2000)

Además se cuenta con dispositivos como un analizador de CO2, uno de sus objetivos esindicar la cantidad de ppm de CO2 en el aire inyectado a la instalación (Palomino, 2001)

Capacidad de medición: 0-100 ppm

Método de medición: Absorción infra-roja

Máxima concentración de CO2 en aire: 500 ppm

Otro componente es la rampa de back up, su objetivo es poder suministrar aire en aquellos

puntos críticos de servicio ante un corte energético o causas de fuerza mayor.

Cilindros de gas comprimido: 150 o 200 bar

Flexibles de alta presión: Compuestos por caños de cobre recocido.

Central semi automática: Compuesta por dos reguladores de gran caudal, calibrados

con un diferencial de presión mayor a 1 bar.




Gases


Farmacéuticos



Figura 3. Dispositivos utilizados para el control del transporte de gases en la industriafarmacéutica. (Palomino, 2001)

Ahora, existe una normatividad para la distribución de las tuberías por donde serán

transportados los gases tales como de Aire Comprimido, Sistemas de Nitrógeno, de

Oxígeno y CO2 en cuanto a instalaciones se refiere. (Palomino, 2001)

Las instalaciones deberán cumplir con las siguientes reglas: (Wallhausser, 2000)

-Ningún tramo de la red podrá atravesar recintos/depósitos de materiales inflamables, así

como no se podrán instalar en huecos de ascensores.

-Deben contar con un correcto sistema de soporte y no ser utilizados como soportes de

otros caños ni cables, manteniéndola separada de líneas eléctricas.

-Queda terminantemente prohibida la interconexión de cañerías de diferentes gases.

-El diseño de la red de distribución debe garantizar el suministro de gases de manera

estable sin variaciones de presión o limitantes de caudal. Para tal caso, se adoptará un

modelo de redes del tipo anillado garantizando las mismas condiciones en todos los puntos

de servicio.

-El diseño de una cañería ramificada, considera mayores pérdidas de carga en aquellos

puntos de consumo alejados de los caños troncales o principales debido a este efecto,

tendrán menor presión que los puntos de suministro más cercano, por lo tanto para

contrarrestar este efecto es necesario aumentar los diámetros de las cañerías de suministro.

-Las bocas de suministro de gases diferentes (O2, CO2, Ac, N20, vacío) no pueden ser

iguales y deben de garantizar el mantenimiento sin realizar el corte de suministro del




Gases


Farmacéuticos



mencionado gas. Para tal caso, se proveerá de un sistema de doble retención y encastres

diferenciados por gas.

-Deben existir alarmas visuales y sonoras por baja presión. Debe instalarse, como mínimo,

una alarma por cada red secundaria, estratégicamente ubicada.

-Toda la instalación como sus accesorios deben estar identificados (gas, color, nombre, etc.)

-Todos los empalmes de cañerías y accesorios deben realizarse por soldaduras y/o método

de brazado, admitiéndose uniones roscadas en empalmes a elementos como válvulas,

reguladores, manómetros, equipo terminal, etc.

-Las unidades terminales deben contar con válvula de bloqueo, de modo de permitir su

reparación o retiro.

Figura 4. Estructura de los manómetros generalmente usados en la red de tuberías de

transporte de gases en la industria farmacéutica. (Wallhausser, 2000)

Algunas de las consideraciones generales que se deben realizar para el diseño de la red de

distribución de gases son:

Inspección visual del recorrido de cañerías Ubicación de las válvulas seccionadoras

Ubicación de los sistemas de segunda reducción

Interferencias con otros servicios (electricidad, combustible etc.)

Sistema de sujeción de la cañería

Encamisados, traspaso de mampostería

(Wallhausser, 2000)




Gases


Farmacéuticos



Validación del sistema

El protocolo de validación del sistema de gas es un diseño experimental detallado del

programa de validación. Dicho documento resalta los métodos precisos para la obtención

de los datos necesarios para realizar el análisis del proceso. Este protocolo se enfoca

principalmente al monitoreo de los parámetros críticos del proceso. (Berry. R. 199)

El protocolo de validación del sistema tiene que enfocarse en el monitoreo de

procedimientos críticos en el proceso asociados a la generación de vapor para procesos

dicho protocolo debe incluir:

Evaluación de la instalación del sistema:

Equipos y conexiones

Archivo maestro del sistema de vapor limpio

Identificación y características

Unidades del generador

Lista de componentes del sistema

Elementos de seguridad

Evaluación de las operaciones del sistema:

Verificación del sistema de control

Verificación de alarmas

Verificación de bombas

Verificación del funcionamiento del sistema generador

Evaluación del desempeño del sistema: Se evalúa el perfil de pureza y control fisicoquímico:

Determinación de Ph

Determinación de conductividad

Determinación de solidos totales

Determinación de sustancias oxidables




Gases


Farmacéuticos



Especificaciones técnicas.

Para la correcta identificación de los cilindros o tuberías de gases para usoindustrial, a continuación se presenta una tabla que incluye tanto el contenido del

gas comprimido como el color que lo identifica.

Tabla I. Principales gases para el uso industrial

Los colores que deben usarse para identificar una clase de riesgo para gases son:

Tabla II. Colores para la identificar la clase de riesgo.

(Norma Estándar Operacional)




Gases


Farmacéuticos



Aplicaciones

Aire: El aire se compone en gran medida de nitrógeno y oxígeno y de una pequeña proporción de argón y otros gases en cantidades inferiores, por lo cual éste es utilizado para

la extracción de los mismos.

Oxigeno: Aceleración de las reacciones de oxidación en diversos sectores y procesos;

aumento de las temperaturas de proceso en la fabricación de metal, cerámica y vidrio;

aceleración de procesos biológicos y bioquímicos, por ejemplo en el tratamiento de aguas;

fármacos en medicina y muchas otras.

Nitrógeno: Gas propelente; gas de relleno de neumáticos de aviones; reciclaje de

frigoríficos; material auxiliar para la producción de sustancias activas; molienda criogénicade plásticos; fabricación de fertilizantes; congelación del subsuelo en obras de profundidad;

enfriamiento del hormigón; criocirugía; gas de protección para la reducción de

componentes microelectrónicos.

CO2: Aditivo en la fabricación de refrescos; tratamiento de agua potable; neutralización de

aguas residuales; fertilización en invernaderos; refrigerantes; agente de limpieza (pellets de

hielo seco); agentes refrigeradores.

(N.A Downie, 1997)

Tuberías

Dentro de los gases que se almacenan en cilindros de media y alta presión se puede hacer la

siguiente clasificación:

Gases comprimidos: son aquéllos que tienen puntos de ebullición muy bajos, menor que -

100°C, por lo que permanecen en estado gaseoso sin licuarse, aun a altas presiones, a

menos que se sometan a muy bajas temperaturas. A este grupo pertenecen: el oxígeno (O 2),

nitrógeno (N2), argón (Ar), helio (He), Hidrógeno (H2) entre otros. (Harper, 2004)

Gases comprimidos licuados: son los que tienen puntos de ebullición relativamente cerca de

la temperatura ambiente y que al ser sometidos a presión en un recipiente cerrado se licuan.

(Harper, 2004)

Gases criogénicos: se utiliza alta presión y licuación cuando se quiere reducir el volumen

que ocupa un gas. Los gases que no se licuan aplicando altas presiones, pueden ser licuados

utilizando temperaturas criogénicas. Los casos más comunes donde se emplea esto es en:




Gases


Farmacéuticos



oxígeno líquido (LOX), el nitrógeno líquido (LIN), y el argón líquido (LAR). (Harper,

2004)

Nota: Criogenia, es la ciencia que estudia los procesos que ocurren a temperaturas

inferiores a los -100°C. (Harper, 2004)

De acuerdo a la NOM-002-SECRE-2003, las características que debe de cumplir una

instalación de gas, son:

a) Para tuberías

Las tuberías de gas deben disponerse en curso paralelo a una distancia de 3 cm entre

cada una y de 30 cm en cruce con conducciones de agua, saneamiento, electricidad,

vapor, audiovisuales y de climatización. Además, la distancia al suelo de una

tubería de gas debe tener un mínimo de 10 cm.

Cuando la instalación es subterránea se deben colocar a una profundidad mínima de

15 cm.

La tubería a utilizar en una instalación de gas será de acuerdo al tipo de gas que

vallan a contener o transportar.

Para realizar un corte de tubería se debe emplear un disco o sierra de diente fino y

deberá ser perpendicular al eje del tubo; además no está permitido hacer dobleces en

la tubería para algún cambio de dirección, para ello se emplean conexiones

apropiadas.

No es recomendables colocar conexiones en tramos rectos de tubería menores a 6 mque no tengan derivaciones.

Las tuberías que conduzcan alta presión regulada deben soportar un presión

manométrica de prueba de 2 veces la presión de trabajo sin exceder 3 kg/cm2

durante un tiempo de 24 h, usualmente para esta prueba se emplea nitrógeno.

Para las tuberías que conduzcan gas a baja presión deberán probarse con aire a una

presión manométrica de 0.5 kg/cm2, en un lapso que no sea menor a 10 min. sin

presentarse caída de presión alguna. Se debe además, realizar una segunda prueba

con accesorio instalados y entonces la presión debe ser de 0.28 kg/cm2.

La forma de colocarlas tiene como fin el fácil acceso en caso de fugas. Si la tubería

esta entre cámaras o muros, siempre debe estar alojada dentro de una vaina de acero

ventilada que pueda evacuar el gas en caso de alguna fuga, el tramo no podrá

superar los 2m.

b) Para tanques portátiles y estacionarios




Gases


Farmacéuticos



Los recipientes de almacenamiento deben quedar en una zona de fácil acceso y

contar con suficiente espacio para poder realizar maniobras. Además, éstos no se

deben colocar en muros hechos de material combustible. Para el caso de tanques estacionarios, la distancia entre el piso terminado y el

tanque debe ser mínimo de 15 cm.

c) Para reguladores

La función de los reguladores es proporcionar el gas en estado de vapor a las

tuberías de servicio a la presión requerida y con un mínimo de fluctuaciones.

Cada una de las instalaciones de gas deben contar con reguladores de presión que

van en relación a las necesidades del servicio, ya sea de alta o baja presión. Estosdeben estar situados lo más cerca de la válvula de servicio del tanque, cuando sean

de alta presión y antes de las acometidas al interior donde se encuentren instalados

los aparatos de consumo, cuando sean de baja presión.

Las parte principales de los reguladores de presión son: cuerpo, válvula de

admisión, conexión articulada entre la válvula de admisión con el diafragma, resorte

de ajuste de la presión de salida, resorte de ajuste de la válvula de revelo de presión

y ventila.

d) Para medidores

Los medidores deben estar colocados en lugares bien ventilados, seguros y de fácil

acceso, en un lugar visible en donde la lectura se pueda tomar sin ninguna

dificultad.

Deben estar comprendidos de una válvula de control con orejas de candado, por si

es necesario eliminar algunos servicios temporalmente; además, se debe instalar una

tuerca de unión en el lado secundario del medidor para facilitar su retiro.

e) Señalización

Las tuberías que conducen gas se pintan de ciertos colores para poder identificarlas,

de acuerdo a lo siguiente:

Amarillo con franjas tojas: tuberías de alta presión.

Amarillo canario: tuberías de baja presión.

Esmalte rojo: tubería de llenado.

Esmalte amarillo: tubería de retorno.




Gases


Farmacéuticos



Principales tipos de tuberías empleadas para gases:

Galvanizada cedula 40: se utiliza en instalaciones que requieren poca inversióninicial debido a su bajo costo.

Cobre flexible: ésta se utiliza en instalaciones donde se emplean tanques portátiles.

Cobre rígido tipo L: se usa en instalaciones de gas natural y L.P, excepto en:

tuberías de llenado expuestas a sobrepresiones de hasta 17.58 Kg/cm2 e

instalaciones sometidas a esfuerzos mecánicos.

Cobre rígido tipo K: se recomienda su uso para líneas de llenado, por su alta

resistencia mecánica.

Manguera de neopreno: se emplea para recorridos máximos de 1.8 m.

Fierro negro cedula 40 y 80: utilizado en la distribución de gas natural y L.P., en

unidades habitacionales y fábricas.

Polietileno de alta densidad: se utiliza en unidades o conjuntos habitacionales donde

la distribución es de gas natural. Cabe mencionar que la unión de ésta se realiza por

termofusión.

Accesorios en la instalación de tuberías:

Figura 5. Accesorios de unión y cambios de dirección. (TracPipe, 2005)




Gases


Farmacéuticos



Figura 6. Tipos de tuercas (TracPipe, 2005)

Figura 7. Tipos de válvulas. (TracPipe, 2005)




Gases


Farmacéuticos



Características para la validación de diseño (DQ).

Es la verificación documentada donde se definen los requerimientos, las especificaciones ydescripciones de los equipos. Constituirá una evidencia documentada de que la calidad es

tenida en cuenta y construida desde su diseño. Debe ser una fase previa a la fase de comprae instalación del equipo. (Zaebst, 2001)

Objetivos de la cualificación del diseño:

Redactar un pliego de condiciones que debe cumplir el equipo: para ello deberealizarse un análisis de las necesidades y es imprescindible la colaboración de los

departamentos de ingeniería, producción, garantía de calidad y del suministrador.

Verificar la conformidad del equipo con los principios NCF

Incluir las especificaciones adecuadas al equipo: operacionales, eléctricas,

medioambientales, físicas. Asegurar que el proveedor entregará el manual de operación que incluya:

-Requerimientos para la instalación del equipo-Procedimientos de instalación del equipo

Si la instalación/equipo estuviera en uso, puede obviarse la DQ del equipo, aunque si fueranecesario llevarla a cabo, en la DQ se debería incluir:

Relación de productos fabricados durante el último año: fecha, No. de lote y

resultado,

Relación de intervenciones por averías.

Conclusion

Hoy por hoy la industria de la farmacéutica es una de las más estrictas y con los más altos

estándares de calidad, es por eso que se cuentan con normas establecidas para el diseño,

control y validación de sistemas tales como el sistema de distribución de gases, éstas deben

contener especificaciones como el color de las tuberías, las medidas entre cuáles colocarlas,

que instrumentos utilizar para regular la presión, la ubicación de dichos aparatos, los

planos necesarios para la instalación y que modelo de red usar, etcétera. La validación de

un sistema de distribución de gases para la industria farmacéutica representa uno de los

sistemas más críticos de validar por lo que debe de ser muy preciso y no tener el mínimo

porcentaje de error.




Gases


Farmacéuticos



Referencias

1. Berry,R. 199. Pharmaceutical process validation. Second edition. Ed. Marcel

Dekker Inc.

2. Harper. 2004. El ABC delas instalaciones de gas, hidráulicas y sanitarias. Editorial

Limusa Noriega.

3. Murria S. Couper. 2000. Quality Control in the pharmaceutical industry. London:

Editorial Academic Press. Pág. 2-7

4. NORMA Oficial Mexicana NOM-002-SECRE-2003, Instalaciones de

aprovechamiento de gas Ylla-Catalá M. 2000. La validación un reto actual. Normas

para la práctica de una correcta validación. Ciencia e Industria Farmacéutica.

2(1):25-28.

5. Palomino E. 2001. Validación de Sistemas de Apoyo Crítico y Calificaciones de los

Sistemas de Control Ambiental en Plantas Farmacéuticas. Seminario del Centro de

Trabajo e Investigación en Salud Salazar R. 2000. Introducción al Estudio de la

Validación: Conceptos y Generalidades. Validación Industrial. Barcelona:

Romargraf; 1999. Pág. 10-18

6. TracPipe. 2005. Sistema de tuberías flexibles para instalaciones de gas.

7. Wallhausser K. 2000. La validación de la red de distribución de gases en la

Industria Farmacéutica. Editorial Hoeschst. Pág. 13-16

8.

Zaebst D. 2001. Industria Farmacéutica: Calidad y Validación. Madrid: ContinentalS.A. Pág. 20-22.

validación de gases

Documents