Sostenibilidad en la sala limpia

La eficiencia energética en la sala limpia es uno de los tres temas principales en la feria internacional Cleanzone. (Fuente: Messe Frankfurt Exhibition/Sandra Gätke)

En las salas limpias de la industria farmacéutica, biotecnológica y de ciencias de la vida, el cumplimiento de las normativas correspondientes es la prioridad número uno. Sin embargo, a menudo existen potenciales para ahorrar energía y reducir las emisiones de dióxido de carbono, lo cual en las condiciones actuales de crisis podría incluso ser vital para la supervivencia de muchas empresas. La feria internacional especializada Cleanzone mostrará los días 23 y 24 de noviembre de 2022 en Frankfurt am Main cómo se pueden lograr aumentos de eficiencia y reducciones en la huella de CO2 manteniendo el cumplimiento con las normativas gubernamentales y otras directrices profesionales.

El conflicto en Ucrania, las tensiones en el Lejano y Cercano Oriente, y los embargos económicos, contribuyen al encarecimiento y escasez de energía. Esto afecta especialmente a muchas empresas y operadores de salas limpias. La ventilación y la climatización consumen mucha energía. Por ello, las exigencias para los especialistas en salas limpias están aumentando: ¿dónde existen posibilidades de ahorro?

La prioridad actual: inversión en infraestructura técnica de salas limpias

Esta cuestión genera naturalmente inquietud en áreas sensibles como la farmacéutica y las ciencias biológicas, ya que aquí la protección laboral y la seguridad de los procesos son primordiales. Pero en toda la industria, en los últimos años, no solo ha aumentado el interés en el ahorro de energía y la reducción de la huella de CO2, sino también la disposición a invertir. Las medidas de optimización en este ámbito ya no deben verse obstaculizadas por dudas fundamentales ni por consideraciones de rentabilidad. Todo lo contrario: incluso propuestas no convencionales de los especialistas en salas limpias son bienvenidas. La industria invierte de manera inteligente en infraestructura técnica y ya no espera obtener el retorno de inversión (ROI) en poco más de un año. En cambio, se suelen planear plazos de hasta tres años y medio.

¿Pero dónde están los mayores potenciales de ahorro en el área de "Ciencias farmacéuticas y biológicas"? Las principales conclusiones pueden resumirse así: el 90 por ciento de todas las salas limpias se ventilan de manera turbulenta, y casi siempre la tasa de cambio de aire está sobredimensionada. Un ejemplo reciente puede ilustrarlo:

Reducción del cambio de aire en una producción estéril

En la producción estéril de un fabricante de medicamentos, se filtra, calienta, enfría, humidifica y deshumidifica el aire de una sala limpia de 7600 metros cuadrados mediante un sistema de ventilación turbulenta. En uno de los salas, se opera un túnel de esterilización con aire caliente. La regulación de la temperatura la llevan a cabo varias unidades HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire acondicionado). La principal cuestión para reducir el consumo energético es: ¿puede reducirse también el volumen de aire intercambiado por hora sin comprometer el funcionamiento reglamentario?

Para determinar el potencial de ahorro, los expertos en salas limpias comparan primero la tasa de cambio de aire actual con la requerida para la producción estéril, considerando también las instalaciones. Aunque el área de la sala limpia está fijada en 7600 metros cuadrados, el volumen de la sala puede reducirse, por ejemplo, en 1,6 m² mediante un armario cerrado de 1 m x 80 cm x 2 m. Por lo tanto, también se puede disminuir la cantidad de aire de entrada. También se consideran los sistemas de recirculación con filtros de partículas en suspensión y áreas con desplazamiento de aire de baja turbulencia (TAV): en resumen, todos los sistemas que sobrealimentan el aire en la sala limpia. Atención: estos sistemas no se reducen por sí mismos, sino que la contribución que hacen al cambio de aire se incluye en la tasa total de renovación de aire de la sala limpia. Hasta aquí, solo se ha identificado un potencial de ahorro. En el caso concreto, se trata de una posible reducción en el volumen de aire de entrada en salas limpias de clase D de aproximadamente 104.000 metros cúbicos por hora, casi un tercio (31%). Para el ahorro de costos, siempre hay que tener en cuenta que reducir la tasa de cambio de aire también implica reducir el flujo de aire exterior. Esto conlleva ahorros adicionales en energía térmica para calefacción, refrigeración, humidificación y deshumidificación. En el ejemplo presentado, la reducción teórica del volumen de aire en todas las unidades HVAC consideradas sería de 99.800 metros cúbicos por hora. El operador ya ha logrado inicialmente reducir 13.000 metros cúbicos por hora mediante el cambio a dos unidades HVAC. El resultado es un ahorro energético del 24 por ciento (HVAC nº 1) y del 31 por ciento (HVAC nº 2), una reducción en costos de energía de 60.000 euros anuales y una disminución de las emisiones de CO2 de 24 toneladas al año. También, en general, para las salas limpias existentes: donde se utilizan sistemas de aire exterior al 100 por ciento, a menudo existe la opción de convertirlos en sistemas de recirculación. Por supuesto, los riesgos como la contaminación cruzada deben ser eliminados de otras maneras si es necesario. Cualquier cambio en la tecnología de la sala limpia existente debe evaluarse en función de su impacto en los parámetros GMP clave. Es un equilibrio entre riesgos y beneficios, y para ello el operador necesita expertos en salas limpias.

Además de la tecnología de ventilación, a menudo también el control de humedad contribuye al consumo excesivo de energía. La estrategia adecuada: en lugar de centrarse únicamente en la sala limpia y sus especificaciones, hay que preguntarse cuáles son las condiciones decisivas para la calidad del producto (por ejemplo, para un principio activo farmacéutico). Porque el producto puede tener una tolerancia mayor a la humedad de lo que las normas y recomendaciones originales de las salas limpias sugerían. Esto abre nuevas posibilidades para reducir el consumo de energía. En general, otra opción siempre disponible para ahorrar energía es la recuperación de calor.

Planificación correcta desde el principio

De esta forma, las salas limpias existentes pueden optimizarse en cuanto a energía y costos mediante una redistribución adecuada. La pregunta que surge automáticamente es: ¿por qué no prestar atención desde el principio a un diseño correcto?

Las herramientas disponibles para ello se han ampliado recientemente. Una de ellas se llama BIM, Building Information Modeling. Permite integrar digitalmente todos los oficios en la fase de planificación, por ejemplo, en una nube. La comunicación más estrecha entre todos los involucrados se traduce en una construcción más rápida, además en una operación más eficiente en términos de energía y costos desde el inicio, y en otros efectos de ahorro en la gestión de instalaciones durante toda la vida útil. A través de un "gemelo digital" de la sala limpia, creado en la fase de planificación, también se pueden realizar cambios de uso y otras modificaciones de forma rápida y económica. Las recomendaciones de la Asociación de Ingenieros Alemanes para las salas limpias (VDI 2552) garantizan un estándar abierto para proyectos BIM: abierto en el enfoque, suficientemente estandarizado para resultados confiables. Además, siguiendo el lema "La mejor sala limpia es aquella que ni siquiera necesito", siempre hay que considerar primero si máquinas y aparatos más grandes realmente pertenecen a la sala limpia farmacéutica o biotecnológica. Muchas veces, es mejor trasladar los procesos clave a mini-entornos, pequeñas salas limpias totalmente robotizadas, y agrupar la alimentación, el transporte y otras funciones alrededor de ellas.

Una buena oportunidad para informarse sobre las posibilidades de operar salas limpias de manera rentable y sostenible será la feria Cleanzone, que tendrá lugar los días 23 y 24 de noviembre de 2022 en Frankfurt am Main. Empresas innovadoras del sector presentarán en conferencias y mesas redondas conceptos orientados al futuro para mejorar la eficiencia de las salas limpias farmacéuticas y biológicas, atrayendo así a visitantes y participantes.