Os sistemas Bag-in-bag-out (BIBO) são ferramentas de contenção essenciais na fabricação de produtos farmacêuticos, instalações nucleares e laboratórios de alta contenção. Quando esses sistemas falham, as operações são interrompidas, os cronogramas são interrompidos e surgem questões regulatórias. Este guia de solução de problemas aborda os modos de falha mais frequentes encontrados durante o comissionamento, a qualificação e a operação de rotina dos sistemas de filtragem BIBO.

Nota de escopo: Esta orientação apoia o planejamento de engenharia e não substitui os POPs específicos do local, as avaliações de risco ou os requisitos regulamentares. Os parâmetros críticos devem ser confirmados por meio de protocolos de qualificação aprovados.

Planejamento da pré-instalação

Requisitos de layout e acesso

A maioria dos problemas de solução de problemas do BIBO decorre de um planejamento inadequado durante a fase de projeto. As folgas mínimas de serviço devem incluir folga de trabalho frontal ≥ 1,5 m, folga lateral ≥ 0,6 m e folga superior ≥ 0,6 m para manipulação de sacos e acesso a ferramentas. A largura do corredor de saída de resíduos deve ser ≥ 1,2 m sem cruzar os níveis mais limpos.

Nota de caso: Durante um projeto farmacêutico de 2023 na Alemanha, o espaço aéreo inadequado impediu a manipulação adequada da bolsa durante a qualificação. A folga de 0,4 m exigiu modificações nas instalações, atrasando a validação em seis semanas. A verificação do fluxo de ar após a modificação confirmou que os parâmetros do projeto foram mantidos.

Serviços públicos e qualidade de energia

A qualidade da energia afeta diretamente a confiabilidade do sistema BIBO. A distorção harmônica pode causar comportamento de controle errático, especialmente em sistemas de ventiladores acionados por VFD. A qualidade da energia deve ser verificada por meio de medições; se a distorção harmônica afetar os controles, especifique o isolamento ou a filtragem e teste novamente de acordo com as especificações do fabricante.

Os requisitos essenciais de utilidade incluem:

• Circuitos elétricos dedicados com transformadores de isolamento, quando especificado
• Qualidade do ar comprimido de acordo com os padrões ISA-7.0.01 para atuadores pneumáticos
• Vedar os circuitos de energia do aquecedor com proteção contra falhas de aterramento
• Conexões de energia de emergência para sistemas de segurança de vida

Manuseio de resíduos e planejamento de mudanças

Os cálculos da frequência de troca de filtros devem levar em conta as condições reais de carga, e não os valores teóricos do projeto. Documente a classificação dos resíduos, os requisitos de embalagem e as vias de descarte durante o projeto. Muitas instalações subestimam o volume e a classificação dos resíduos de filtros usados, o que leva a gargalos de armazenamento e descarte.

Problemas de instalação e comissionamento

Suporte estrutural e vedação

O suporte da carcaça do BIBO deve ser verificado com fator de segurança ≥ 1,5, incluindo cargas dinâmicas da operação do ventilador e carga do filtro. A continuidade da junta requer inspeção visual e teste funcional antes da inicialização do sistema.

As falhas comuns de vedação incluem:

• Compressão inadequada da gaxeta devido a superfícies de vedação deformadas
• Seleção incorreta do material da gaxeta para o ciclo de temperatura
• Superfícies de vedação danificadas devido ao manuseio inadequado durante a instalação

Integração de dutos e portas de teste

As conexões de duto estanques são essenciais para manter a pressão negativa do compartimento. A fabricação do duto e o teste de vazamento devem seguir as práticas da SMACNA/ASHRAE, a menos que seja especificada uma construção soldada e com vazamento zero. As portas de teste devem ser instaladas a montante e a jusante para testes de PAO/DEHS e medição de pressão diferencial.

Especificação crítica: A pressão estática do compartimento do BIBO normalmente mantém -250 a -500 Pa para garantir o vazamento interno. Os pontos de ajuste reais devem ser validados com base no projeto específico da unidade e nos requisitos de fluxo de ar.

Integração de controles e BMS

A integração do sistema de controle exige verificação abrangente de IO e testes funcionais. Os pontos de monitoramento essenciais incluem:

• Pressão estática da carcaça com pontos de ajuste de alarme
• Pressão diferencial HEPA a montante/jusante
• Pressão diferencial da sala (normalmente de 10 a 30 Pa entre áreas mais limpas e menos limpas)
• Status do ventilador/VFD e posições do damper
• Intertravamentos de porta/porta e permissivos de modo de troca de bolsa

As alterações no sistema de controle são gerenciadas de acordo com a orientação GAMP para avaliação de categoria e impacto, com a retenção de evidências documentadas de IQ/OQ.

Otimização e diagnóstico de desempenho

Solução de problemas de controle de pressão

A instabilidade da pressão da carcaça é o problema operacional mais comum do BIBO. As causas principais geralmente incluem:

• Ajuste inadequado da malha de controle
• Amortecedores subdimensionados ou superdimensionados
• O vazamento do duto excede as premissas do projeto
• Interferência entre o controle de pressão da sala e o controle da caixa do BIBO

Abordagem de diagnóstico: Meça as taxas reais de fluxo de ar e compare com os valores projetados. A pressão diferencial do filtro HEPA para filtros limpos normalmente varia de 250 a 450 Pa no fluxo nominal, sendo que o limite de fim de vida útil costuma ser de 600 a 1000 Pa. Defina o pré-alarme para 80-90% do valor de fim de vida útil.

Verificação e equilíbrio do fluxo de ar

A pressão da sala e do compartimento deve permanecer dentro dos pontos de ajuste em condições de carga variáveis. O fluxo de ar deve estar dentro do projeto ± 10%, a menos que seja justificado de outra forma por meio de avaliação de risco. Use instrumentos calibrados com certificados de calibração rastreáveis de acordo com a ISO 17025.

Desempenho do filtro e teste de vazamento

O teste de vazamento deve ser realizado de acordo com os métodos de varredura do filtro instalado referenciados na ISO 14644-3 e na EN 1822 para o grau HEPA especificado. Os filtros H13 exigem eficiência ≥ 99,95% em MPPS, enquanto os filtros H14 exigem eficiência ≥ 99,995%.

Protocolo de teste: Realize um desafio de aerossol a montante com varredura a jusante usando fotômetros calibrados para o aerossol de teste específico. Documente a velocidade da varredura, a distância da sonda e os critérios de aceitação antes do início do teste.

Falhas operacionais comuns

Falhas no sistema de vedação

Os sistemas de vedação de gel e de vedação pneumática exigem abordagens específicas para a solução de problemas:

Problemas com o Gel Seal:

• Volume de gel insuficiente ou consistência de gel degradada
• Falha no elemento de aquecimento que impede a fluidez adequada do gel
• O desvio do sensor de temperatura afeta a precisão do controle

Problemas de vedação pneumática:

• Problemas de qualidade do ar que causam mau funcionamento do atuador
• Desvio do regulador de pressão que afeta a força de vedação
• Degradação da membrana ou do anel O-ring nos atuadores

Falhas no sistema de intertravamento

As falhas no intertravamento de segurança podem impedir a operação normal ou criar condições inseguras. Verifique a lógica do intertravamento por meio de testes testemunhados:

• Chaves de posição da porta e travas magnéticas
• Alarmes de diferencial de pressão e sequências de desligamento do ventilador
• Integração de alarme de incêndio e modos de ventilação de emergência
• Funções de substituição manual e interruptores de chave

Lista de verificação dos critérios de aceitação

Verificação mecânica

• [Capacidade de suporte verificada com fator de segurança ≥ 1,5
• [Continuidade da junta confirmada por meio de testes visuais e funcionais
• [Conexões do duto com estanqueidade de acordo com a classe especificada
• [As folgas de acesso atendem aos requisitos mínimos

Elétrica e controles

• [ ] Verificação de IO preenchida com verificação testemunhada
• [Lógica de alarme testada, incluindo funções de travamento e reinicialização
• [Operação em estado seguro confirmada durante a simulação de perda de energia
• [Registro de eventos funcional com registros com carimbo de data/hora

Teste de desempenho

• [Pressão da carcaça dentro da faixa de -250 a -500 Pa (ou de acordo com o projeto)
• [ ] Diferencial de pressão da sala 10-30 Pa (ou de acordo com o projeto)
• [ ] Taxas de fluxo de ar dentro do projeto ± 10%
• [A eficiência da HEPA atende à especificação H13/H14

Prontidão operacional

• [Demonstração bem-sucedida do procedimento de entrada e saída de bagagem
• [Os operadores demonstram competência nos POPs
• [Peças sobressalentes escalonadas de acordo com o plano de manutenção
• [ ] Pacote de documentação completo para qualificação

Manutenção e confiabilidade

Cadência de manutenção preventiva

Tarefas mensais:

• Verificações funcionais de aquecedores e atuadores de vedação
• Verificação do sistema de intertravamento
• Inspeção visual das gaxetas e superfícies de vedação

Tarefas trimestrais:

• Troca de bolsa de corrida a seco com filtros não contaminados
• Verificação da calibração do sensor de pressão
• Backup da lógica de controle e revisão da documentação

Tarefas anuais:

• Calibração completa da instrumentação
• Teste abrangente de intertravamento
• Avaliação da carga do filtro e planejamento de troca

Estratégia de peças de reposição

As peças de reposição essenciais devem incluir componentes do sistema de vedação, sensores de pressão e módulos do sistema de controle. Os prazos de entrega de componentes especializados podem exceder 12 semanas, principalmente para sistemas configurados de forma personalizada.

Perguntas frequentes

P: O que faz com que a pressão da carcaça do BIBO flutue durante a operação?
R: As causas típicas incluem instabilidade da malha de controle, vazamento do duto ou interferência dos sistemas de controle de pressão da sala. Verifique os parâmetros de ajuste do controle e meça as taxas de vazamento reais em relação às suposições do projeto.

Q: Com que frequência os filtros HEPA devem ser substituídos nos sistemas BIBO?
R: Os intervalos de substituição dependem das condições de carga e das tendências de pressão diferencial. Monitore a pressão diferencial continuamente; substitua quando estiver se aproximando do limite de fim de vida útil do 80-90% ou de acordo com procedimentos de manutenção validados.

P: Que documentação é necessária para a qualificação BIBO farmacêutica?
R: Protocolos de IQ/OQ seguindo a orientação do GAMP 5, incluindo especificações de equipamentos, certificados de calibração, resultados de testes funcionais e registros de treinamento de operadores. Mantenha a documentação de controle de alterações para quaisquer modificações.

P: Os sistemas BIBO podem funcionar durante quedas de energia?
R: Conexões de energia de emergência podem ser necessárias para funções de proteção à vida. A operação à prova de falhas deve ser validada durante o comissionamento, com procedimentos documentados de desligamento seguro para perda prolongada de energia.

Considerações sobre conformidade e regulamentação

Os sistemas BIBO na fabricação de produtos farmacêuticos devem atender aos requisitos de GMP, incluindo controle de contaminação, documentação de qualificação e padrões de integridade de dados. O Anexo 1 de GMP da UE fornece orientação específica para ambientes de fabricação estéreis.

Os protocolos de validação devem demonstrar um desempenho consistente nas piores condições, incluindo cenários de carga máxima do filtro e fluxo de ar mínimo. Os procedimentos de controle de alterações devem abordar tanto as modificações de hardware quanto as atualizações de software dos sistemas de controle.

A verificação regular do desempenho garante a conformidade contínua com os parâmetros validados. A tendência dos principais indicadores de desempenho ajuda a prever os requisitos de manutenção e evita falhas inesperadas durante operações críticas.

Quando planejados, instalados e mantidos adequadamente, os sistemas BIBO fornecem contenção confiável para processos de fabricação de alto risco. O sucesso depende da compreensão completa dos requisitos do sistema, das práticas de instalação adequadas e da execução disciplinada da manutenção. Cada cenário de solução de problemas oferece oportunidades de aprendizado que melhoram a confiabilidade geral do sistema e a confiança operacional.