Introdução

O ar condicionado, como em qualquer outra atuação da engenharia, se desenvolve sobre requisitos objetivos do usuário. Quando de início o usuário não coloca seus requisitos de forma objetiva, por exemplo o requisito é conforto, a engenharia parte para a ciência, a estatística e estudos voltados à obtenção do resultado requerido por meios objetivos e estabelece parâmetros que resultam no conforto. Vale dizer que o relacionamento estreito entre engenharia e cliente sempre tem uma formulação inicial de requisitos do usuário. Isto se amplia na área das ciências da vida onde os requisitos são bem mais determinantes e sua definição inicial se dá por um caminho de intensa relação entre disciplinas das mais variadas, como as que tratam de processos produtivos e garantia da qualidade.

Poucos sabem sobre o difícil caminho para se produzir um medicamento. Além dos diversos fatores de pesquisa, desenvolvimento, testes em laboratórios e clínicos, a sua fabricação é um processo extremamente delicado. Muitos ignoram que a sua contaminação pode se dar por problemas tão diferentes que inclui até a qualidade do ar dentro do ambiente de fabricação. Já faz muito tempo o uso do ar condicionado tornou-se um grande responsável pelo avanço das indústrias farmacêuticas e estabelecimentos assistenciais de saúde, sendo que seu maior benefício está no controle da contaminação, através da temperatura e pureza do ar, para manter em condições seguras os ambientes de saúde e a formulação, manipulação, embalagem, conservação e transporte de medicamentos.

A falta ou falha dentro desses ambientes atinge diretamente o resultado esperado de eficiência e segurança do medicamento, podendo gerar falhas no tratamento dos pacientes ou realmente trazer males à saúde. Assim, a saúde das pessoas começa a ser cuidada já no ambiente em que um fármaco é produzido. Os laboratórios farmacêuticos irão determinar a eficiência e segurança do medicamento, e, consequentemente, a saúde dos pacientes no seu tratamento médico. Dado esse cenário, não é para menos considerar que o mercado de AVAC-R (Aquecimento, Ventilação, Ar condicionado e Refrigeração) trabalhe em conjunto com os especialistas de fabricação de medicamentos e se atualize nos estudos envolvendo normas de projetos, requisitos de qualidade, e modernizem equipamentos e instalação de sistemas de ar condicionado.

Objetivo número 1: controle de contaminação

Os sistemas de ar condicionado, na sua concepção mais ampla (AVAC-R), têm papel de extrema importância no controle de contaminação. Precisamos entender os conceitos de contaminante e de estado de limpeza antes de percebermos a razão da importância do ar condicionado. Qualquer elemento que possa afetar o resultado esperado do produto ou processo é considerado um contaminante, seja este particulado ou não, molecular ou biológico. Mas a expectativa de estado de limpeza é para um nível definido de contaminação, num produto, superfície, fluido etc. Se compararmos os números entre geração de contaminante e nível de limpeza, por exemplo, dentre as várias fontes de contaminação a presença humana, obtemos: uma pessoa espirrando pode gerar cerca de 1.000.000 UFC/vez (unidades formadoras de colônia) e se estiver andando gera cerca de 5.000.000 de partículas (tamanhos ≥ 0,3 µm); por outro lado, uma sala limpa grau A é limitada a 3.520 partículas (tamanhos ≥ 0,5 µm) e <1 UFC/m³. Portanto, mesmo que a expectativa de estado de limpeza contemple um nível definido, este é extremamente baixo comparado ao potencial de geração de contaminante.

“Salas limpas são consideradas áreas com condições ambientais definidas em termos de contaminação por partículas viáveis e não viáveis” e “para se atingir um bom nível de qualidade microbiana nos produtos farmacêuticos, é fundamental conhecer as fontes e os mecanismos que podem ocasionar contaminação”. A partir destas definições, dependendo da avaliação de risco pelo usuário, considerando que trabalhamos ,com um nível de contaminante, outras medidas técnicas são necessárias como, por exemplo, sistemas de ar dedicados a cada processo produtivo ou produto, segregação de áreas com crescente grau de limpeza nas áreas adjacentes etc. Também se conclui que a sala limpa requer o ar condicionado atuando junto a outras disciplinas, ou seja, fatores como o tipo de instalação, sua operação e manutenção, os processos produtivos, a presença e atividade de pessoal, procedimentos de vestimentas e de limpeza, técnicas de arquitetura, são todos fatores relevantes na geração, dispersão e carreamento de contaminantes em salas limpas.

Cada disciplina tem sua eficácia e seu espaço de atuação, assim também é a participação do ar condicionado. Sistema de ar condicionado não é um substituto para bons processos, instalações, desenho dos equipamentos ou boas práticas de fabricação. Sistemas de ar condicionado não são capazes de limpar superfícies já contaminadas, controlar processos com geração excessiva de contaminantes, compensar instalações que têm projeto ou manutenção inadequados. Partículas viáveis (bactéria, vírus etc.) deslocam-se através de partículas não viáveis e o sistema de ar apenas ajuda no controle da contaminação biológica da sala fornecendo ar limpo. Mas sistemas de ar condicionado fornecem volume, pureza e condições de temperatura e umidade com suficiência determinada em projeto para diluição, pressurização, arraste e condições térmicas no atendimento das necessidades especificas de cada sala limpa, processo e produto.

Ar condicionado aplicado: requisitos críticos no controle de contaminação

Diferentemente dos sistemas desenvolvidos tipicamente para conforto dos seus usuários, a climatização de ambientes farmacêuticos trabalha com vazões de ar bem mais altas, sistemas de filtragem de alta eficiência e sentidos assegurados de fluxos entre ambientes, exigindo equipamentos com maior disponibilidade de pressão, baixo índice de vazamento de ar, robustez e repetibilidade de operação, entre outros tantos recursos sempre de acordo com sua aplicação.

O detalhamento e escolha do sistema é antecedido pelo conhecimento do processo produtivo e as características dos produtos fabricados no local. A “Análise de Risco” é a ferramenta adequada para definição dos requisitos do usuário, que é a base de todo o projeto e consequente escolha do sistema de climatização. Para alcançar estas características, o uso de equipamentos de “padrão conforto” não trará a performance necessária e comprometerá o resultado principalmente de segurança e controle de contaminação.

“Sala limpa: sala em que a concentração de partículas em suspensão no ar é controlada e classificada; e a qual é projetada, construída e utilizada de maneira a controlar a introdução, geração e retenção de partículas dentro da sala”.  Dentro desta definição, o ar-condicionado desempenha sua função através dos seguintes atributos:

Ar limpo: filtragem e trocas de ar

A classificação da área é requisito crítico das áreas controladas e o número de movimentações de ar (air change) filtrado tem a função de diluir, arrastar e retirar o particulado gerado dentro do ambiente. Evidentemente a alta eficiência do sistema de filtragem e a vazão de ar devem ser dimensionados com este propósito, assegurando o nível de limpeza limite da sala ou ambiente. Dependendo do produto e processo pode haver a necessidade de filtragem especial no retorno ou exaustão e até a aplicação de cem por cento de ar externo, não permitindo o retorno do ar para o ambiente.

Padrões de fluxos de ar – diluições e barreiras

O suprimento de ar limpo para o ambiente possui alternativas de padrões de fluxo conforme necessidades do processo. Na configuração mais comum espera-se uma rápida mistura do ar limpo com o ar da sala favorecendo a diluição do particulado gerado internamente e sua remoção por pontos de retorno. A vazão de ar é menor em relação ao fluxo unidirecional, mas normalmente superior a instalações não classificadas. Dependendo da classificação, se mais limpa, o retorno de ar é instalado próximo ao piso.

As áreas classificadas mais limpas requerem fluxos unidirecionais, o ar filtrado tem percurso de forma a arrastar o particulado numa direção desejada para sua retirada do ambiente. O chamado “first air” (ar primário) vindo do sistema de filtragem de alta eficiência atinge planos de trabalho, operador e equipamentos de forma unidirecional e carrega as partículas em direção previamente estabelecida para os pontos de retorno ou exaustão. As posições relativas de todos os elementos dentro do ambiente (difusores e grelhas, equipamentos e utensílios do processo, produto, operadores etc.) são consideradas na obtenção da melhor proteção pelo ar limpo, formando cortinas e barreiras de ar limpo entre eles e arrastando o particulado de maneira a proteger processo, produto e operador, sem que haja refluxo de ar com contaminante.

Segregação, classificação e recuperação

Um princípio importante é a segregação das áreas limpas. A sala ou área classificada com nível de limpeza mais crítico tem ao seu redor salas com classificação de menor limpeza. Isto favorece a proteção crescente entre a área não classificada até o núcleo do processo mais crítico.  O processo produtivo tem todo o fluxo de material e pessoal, e seu gerenciamento, estudado com base neste aumento progressivo do controle de contaminação. O sistema de ar condicionado acompanha esta progressão através do número de movimentações de ar, eficiência de filtragem e padrão de fluxo adequados a cada classe de limpeza. Além da segregação com várias salas, é possível uma segregação tal que tenhamos uma zona controlada mais limpa em meio a uma área de menor nível requerido de limpeza no mesmo ambiente, com isto podemos trabalhar num sistema misto de padrão de fluxos, usando unidirecional numa região com o entorno não-unidirecional na mesma sala limpa.

A classificação das áreas/salas é estabelecida pelo regulatório através das Boas Práticas de Fabricação; o critério de aceitação prevê graus (A, B, C e D) e estão associados a algumas aplicações especificas de processo de fabricação (envase, manipulação, embalagem etc.). Os procedimentos de classificação são os mesmos da NBR ISO 14644 – parte 1, que é mais abrangente e atende a outras áreas industriais (alimentícia, microeletrônica, aeroespacial etc.).

Cada instalação tem uma característica para remover partículas suspensas inerente a sua configuração. A recuperação da classe de limpeza em sistemas de fluxo de ar não-unidirecional após uma geração de partículas, eventual ou proposital, depende não somente do número de movimentações de ar, mas também da geometria dos pontos de insuflação e retorno de ar, das condições térmicas características do ambiente e da distribuição de ar na área limpa. Mediante ensaio, conforme a norma, é possível gerar uma curva característica de recuperação ao longo do tempo.

Pressurização e contenção

A contenção de uma instalação pode ser requerida em sistemas críticos quanto a contaminação ambiental. Não permitem vazamentos das salas e o ar condicionado deve prover pressão negativa em muitos casos. Portanto, o seu dimensionamento deve permitir o ajuste das pressões relativas entre salas e para com o ambiente externo sem vazamentos por paredes, portas, passagens de utilidades etc.

Bem mais comum, é encontrarmos instalações cujos vazamentos podem ser previstos, então a pressurização deve ser obtida conforme requisitos específicos. Por exemplo: áreas estéreis devem ter um diferencial de pressão de 10 a 15 Pa, quando na transição entre salas com classes distintas. Já para a pressão relativa ao ambiente externo encontramos diferentes requisitos, tanto pressão positiva como negativa. Estas condições são complementadas ou dimensionadas pelo uso de antecâmaras com diferentes funções para sua transposição.

Controle de temperatura e umidade relativa

O controle de temperatura e umidade relativa parte dos requisitos do produto em cada fase do processo produtivo; alguns princípios ativos impõem limites de temperatura/umidade relativa numa determinada fase do seu processamento. Numa segunda avaliação o controle de umidade deve desfavorecer o crescimento microbiológico nas áreas limpas. E, ainda, manter condições de trabalho ao operador, inclusive para não molhar a vestimenta criando condições de contaminação pelo operador.

Regulamentos, normas e boas práticas

A regulamentação e fiscalização das Boas Práticas de Fabricação é feita pelo Sistema Nacional de Vigilância Sanitária, e envolve a ANVISA, VISA e COVISA. Entretanto, se você estiver frente a um balcão de uma farmácia e receber uma caixa de medicamento, o que faz você acreditar que ela tem um produto seguro e eficiente? O Brasil produziu, em 2017, quase 4 bilhões de unidades (caixas) de fármacos, de acordo com o SINDUSFARMA, porém será que só a fiscalização assegura que você está levando para casa a qualidade adequada?

É preciso ir além da fiscalização para assegurar isso. É preciso começar pelos itens fundamentais, entre eles o da segurança e qualidade do ambiente em que o fármaco foi produzido. A indústria das “ciências da vida” trabalha com um Sistema de Qualidade. Por definição da ANVISA, este sistema engloba “instalações, procedimentos, processos e recursos organizacionais”. Por isso, a engenharia e suas boas práticas atuam para cumprir também com as Boas Práticas de Fabricação.

A ANVISA estabelece os requisitos mínimos para a fabricação de medicamentos, e suas publicações trazem junto a outros requisitos os de qualidade de ar para áreas utilizadas na fabricação e armazenamento de produtos sujeitos a vigilância sanitária. São referências:  Organização Mundial da Saúde (OMS), e ainda Pharmaceutical Inspection Convention (PIC) e International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use (ICH). Configura-se infração sanitária o descumprimento destes normativos da ANVISA.

Complementando sem substituir ou sobrepor ao regulatório, temos as normas nacionais (ABNT) e internacionais (exemplo: ISO). Estas normas devem ser utilizadas para várias definições tanto construtivas como para ensaios e classificação das salas limpas e ambientes classificados. As mais importantes e abrangentes são as normas NBR ISO 14644 em suas partes. Outras normas ainda tratam de equipamentos de fluxo unidirecional, estabelecimentos assistenciais de saúde, filtros para partículas em suspensão no ar, só para mencionar alguns exemplos.

Requisitos alcançados! As ferramentas de engenharia e qualidade confirmam

O comissionamento e a qualificação do ar condicionado, que inclui a sala limpa, os equipamentos autônomos e sistemas de fluxo unidirecional são sempre objeto importante das auditorias e inspeções, com isto fica evidente a sua participação na qualidade assegurada dos processos e produtos.

Os processos de comissionamento e de qualificação são as ferramentas eficazes de uma instalação sob controle em todo o seu ciclo de vida, no atendimento aos requisitos do usuário e suas expectativas, com repetibilidade e robustez. Temos o projeto, a instalação, a operação e a manutenção, mas o “fio condutor” que une cada parte e ainda traz uma aproximação consistente ao usuário (engenharia e qualidade) é o comissionamento e a qualificação.

O comissionamento tem uma abordagem de engenharia e é definido como um processo e como uma verificação documentada. Baseia-se nas Boas Práticas de Engenharia ao fornecer soluções adequadas e econômicas. Neste processo são relacionadas ações por todo o ciclo de vida da instalação: planejamento, projeto, instalação, ensaio, operação e manutenção. Sua execução é tratada por fases: pré-projeto, projeto, construção e fase de ocupação e operação.

A qualificação tem uma abordagem da qualidade, com participação importante da engenharia. O regulatório estabelece sua aplicação, terminologia e responsabilidades. Um ponto que a diferencia do comissionamento é o seu objetivo de “comprovar que todos os aspectos críticos de operação estejam sob controle”, enquanto o comissionamento pode ir além dos aspectos críticos da operação subsidiando a engenharia e a manutenção da instalação. Ao usuário (empresa) cabe identificar os trabalhos de qualificação necessários, pois domina o processo produtivo, seu produto, portanto avalia o que direta ou indiretamente afeta a sua qualidade.

Conclusão

Os sistemas de ar condicionado têm papel destacado no controle de contaminação, protegendo os operadores, o meio ambiente e o produto. Os riscos à saúde estão diretamente relacionados à falha neste sistema, por isto não podem ser negligenciados. Assim, além de cuidado na fabricação, o projeto ganha destaque, e é aí que as normas entram, melhorando a qualidade do processo na sua base produtiva. É importante para os profissionais das áreas de climatização e de saúde estarem atentos e atuarem de forma interdisciplinar. Não se deve sacrificar a saúde por outra vantagem qualquer.

Célio S. Martin, engenheiro mecânico, é diretor da Análise Consultoria e Engenharia Ltda.

Referências bibliográficas

[1] NBR ISO 14644-4 Salas limpas e ambientes controlados associados; Parte 4: Projeto, construção e partida (2004)

[2] ISO 14644-1 Cleanrooms and associated controlled environmensts; Part 1: Classifcation o fair cleanliness by particle concentration (2015)

[3] NBR ISO 14644-3 Salas limpas e ambientes controlados associados; Parte 3: Ensaios (2009)

[4] ANVISA -Guia da Qualidade para Sistemas de Tratamento de Ar e Monitoramento Ambiental na Indústria Farmacêutica –2013

[5] ISPE – Heating, Ventilation, and Air Conditioning – Good Practice Guide

[6] Tecnologia De Salas Limpas –William Whyte – 2ª Ed.-LTC – revisão técnica da SBCC

[7] ANVISA – RDC 17/2010 – Boas Práticas de Fabricação de Medicamentos – 16/04/2010

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