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Diseño de instalaciones farmacéuticas sustentables

OPERACIÓN Y DISEÑO DE INSTALACIONES



Jennifer Markarian

Los métodos innovadores para la conservación de agua y energía pueden reducir la huella de carbono.

La sustentabilidad ambiental es una preocupación creciente en muchas industrias manufactureras y la industria farmacéutica no es una excepción. Las instalaciones y operaciones que están diseñadas para conservar recursos, como energía y agua, pueden mejorar la imagen "verde" de una empresa y reducir sus costos de fabricación. Aunque hay algunos casos en que los requisitos de GMP pueden no ser el modo de operación que más energía o agua conserva, es posible alcanzar tanto el cumplimiento de GMP como la eficiencia, dicen los expertos (1, 2). Las grandes compañías farmacéuticas ya han hecho progresos dirigidos hacia la reducción de agua, energía y desechos, mejorando así la huella de carbono (3, 4).

Agua
Se espera que el agua potable, un insumo crucial para la fabricación de productos farmacéuticos, se convierta en un recurso cada vez más limitado, lo que significa que su costo aumentará (2). El uso cuidadoso, incluyendo la reutilización del agua de descarga de los procesos farmacéuticos para otros usos (por ejemplo, torres de refrigeración o sistemas de sanitización de edificios) ayudaría a resolver este problema (2). La descarga de agua contaminada de algunas instalaciones de manufactura de APIs, en particular los efluentes que podrían causar resistencia a los antibióticos, también es una preocupación creciente que se está empezando a abordar (5).

Energía
Aunque los diferentes tipos de procesos de fabricación farmacéutica usan energía en diferentes cantidades, los sistemas de HVAC (por sus siglas en inglés de calefacción, ventilación y aire acondicionado), utilizados para controlar la calidad del aire en el entorno de proceso, consumen más energía que cualquier otro sistema en todos los tipos de manufactura. Por ejemplo, en la manufactura de APIs, los sistemas de HVAC pueden representar entre 35% y 40% del uso de energía en el sitio de fabricación y en la fabricación de productos farmacéuticos, los sistemas HVAC pueden representar 60-75%, dice Keith Beattie, director de Ciencias Biológicas en EECO2, una consultoría de eficiencia energética radicada en Reino Unido. "La optimización de otras utilidades, como la instalación de un enfriador con mayor eficiencia energética o la implementación de estrategias de control, puede mejorar la eficiencia en un pequeño porcentaje, sin embargo, la mejora de los sistemas de HVAC representa el retorno de inversión más rápido," agrega.

Existen algunos métodos sencillos para reducir el uso de energía de los sistemas de HVAC, a menudo utilizando sistemas existentes y reingeniería u optimización de los mismos. "El primer paso es minimizar la cantidad de aire utilizado," sugiere Beattie. "Las salas blancas a menudo usan tasas de cambio de aire mayores a las requeridas para cumplir con su clasificación y la reducción del flujo de aire incluso en pequeñas cantidades puede generar ahorros significativos". Un segundo paso es minimizar la energía que entra en el acondicionamiento del aire. Los sistemas pueden retrasarse o incluso desconectarse cuando no se necesitan y la ampliación de los puntos de ajuste de temperatura y humedad puede permitir que el sistema funcione de manera más eficiente. Por ejemplo, el acondicionamiento de manera más eficiente, usando motores y ventiladores de alta eficiencia, también genera ahorros de energía. Finalmente, dice Beattie, las compañías deben mantenerse monitoreando, optimizando y no descuidando el mantenimiento mecánico de sus sistemas.

EECO2 ha desarrollado un enfoque innovador para hacer que las operaciones en salas blancas sean aún más eficientes utilizando un sistema de control que mantiene un nivel fijo de calidad del aire (es decir, conteo de partículas) variando los índices de flujo de aire, en lugar del método tradicional de tasa de cambio de aire fija. La compañía ha logrado reducir el consumo de energía en casi un 70% utilizando este método de control predictivo en las instalaciones de prueba de la compañía, que son representativas de una sala blanca comercial, dice Beattie. Reporta que este ahorro de energía usando el sistema adaptativo basado en la demanda se mide a partir de un sistema tradicional de referencia que ya es eficiente desde el punto de vista energético. "Nuestro sistema adaptativo analiza los datos de los contadores de partículas en tiempo real y utiliza estos datos para controlar la tasa de cambio de aire. Desde el punto de vista del cumplimiento, estamos controlando el nivel de contaminación y tenemos datos sobre el desempeño real de la sala blanca. Este sistema de control puede garantizar la calidad y mejorar la eficiencia.” Como validar un sistema de este tipo es una pregunta que debe ser respondida, ya que los métodos de validación actuales se basan en métodos tradicionales, señala Beattie.

HVAC consume mas energía que cualquier otro sistema.

Los sistemas de un solo uso impactan en la manufactura de la industria biofarmacéutica
En la fabricación biofarmacéutica, los sistemas de un solo uso se consideran beneficiosos por varias razones, incluida la reducción significativa del uso de agua requerido para la limpieza de los sistemas tradicionales de acero inoxidable. Otra ventaja es que, como son sistemas cerrados, los sistemas de un solo uso pueden operar en una sala blanca con un menor grado de clasificación, lo que representa ahorros operativos (6).

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