A EOLIOS estudou por CFD a concentração e a distribuição das poeiras de medicamentos numa sala limpa farmacêutica, a fim de avaliar o risco de contaminação entre linhas de produção e de dimensionar um sistema de aspiração.
A EOLIOS Engenharia estudou a concentração e a distribuição das partículas na linha de produção e no espaço de fabrico. Estes estudos permitiram avaliar se existe contaminação entre as duas linhas de produção e desenvolver um sistema de aspiração das poeiras de medicamentos.
O essencial. Para a IPSEN, a EOLIOS estudou em CFD a concentração e a distribuição das poeiras de medicamentos numa sala limpa de 832 m³. A auditoria com fumo de ensaio no local, a traçagem CFD das partículas e os levantamentos de velocidades localizaram as fugas das linhas de produção e o risco de contaminação, e permitiram dimensionar sistemas de aspiração, validados por um ensaio de fumo de receção.
Num primeiro momento, a fim de reproduzir os fenómenos observados pelas equipas no local, a nossa equipa de engenheiros realizou uma série de levantamentos no local para poder modelar com a maior precisão os equipamentos existentes. Estes levantamentos são determinantes para avaliar os diferentes parâmetros e fenómenos que podem ocorrer no interior do espaço.
Para garantir um resultado otimizado e preciso, os nossos engenheiros da EOLIOS realizaram vários levantamentos repetidos a fim de assegurar o máximo de precisão. Embora estes dados tenham sido recolhidos com cuidado, mantêm uma certa incerteza devida às variações inerentes ao levantamento humano. Ainda assim, permitem fornecer as tendências aeráulicas de forma precisa.
A sala limpa onde é realizada a produção é um espaço de 832 m³. Registam-se 4 aberturas. A insuflação é feita por 8 bocais situados no teto; a extração é feita por 16 bocais situados ao fundo do espaço.
A linha de produção é composta por diferentes módulos que permitem o acondicionamento do produto. Cada elemento foi modelado à escala a fim de fornecer o máximo de precisão. Os elementos externos à linha, mas que atuam como máscara aeráulica e podem influenciar os movimentos do ar, foram também levantados para serem modelados à escala.
Uma máscara aeráulica é um obstáculo, mobiliário, máquina ou divisória, que desvia ou trava o ar e cria atrás de si zonas de baixa velocidade ou de recirculação onde as partículas podem acumular-se. Modela-se à escala para restituir estes efeitos.
Os ensaios realizados têm por objetivo avaliar os movimentos aeráulicos globais na sala de produção a fim de identificar alguns fenómenos particulares: recirculações de ar, fugas de saída ou de entrada na linha de produção, e movimentos de ar particulares entre a insuflação e a extração situada ao fundo do espaço.
No âmbito desta auditoria, a nossa equipa realizou uma série de ensaios:
Num primeiro momento, avaliar a evolução do escoamento do ar entre a insuflação e a extração, entre as diferentes linhas de produção.
Num segundo momento, avaliar as taxas de fuga do interior para o exterior das linhas de produção, para evidenciar as zonas de fuga de poeiras finas.
Além disso, os nossos engenheiros termo-aeráulicos realizaram uma série de medições das velocidades de ar em diferentes pontos da sala, a fim de relacionar os resultados das simulações com as condições registadas no local.
Durante os ensaios, a saída da máquina de fumo estava orientada na direção do escoamento; era necessário depois esperar alguns segundos que o escoamento se estabilizasse a fim de captar com o máximo de precisão os diferentes fenómenos. Registou-se que o ar ao nível da circulação tende efetivamente a chegar às extrações de forma laminar. Contudo, os ensaios de fumo evidenciaram alguns fenómenos interessantes: o fumo tende sobretudo a infiltrar-se pelo espaçamento entre as divisórias que separam as duas linhas de produção, em vez de se dirigir para as extrações mais próximas.
Um ensaio de fumo injeta um fumo neutro no ar para tornar visíveis os escoamentos reais: sentido dos fluxos, recirculações, fugas. Calibra o modelo CFD com o comportamento observado e serve também de controlo de receção após obras.
Num primeiro momento, a fim de avaliar as fugas de ar majoritárias da linha de produção, posicionámos a máquina de fumo no habitáculo da zona de descarga dos comprimidos e enchemo-lo de fumo. Após o enchimento, distinguem-se facilmente as zonas onde as fugas são mais elevadas: essencialmente ao nível da porta e da escova.
O objetivo do estudo é estimar a concentração e a distribuição das partículas finas na linha de produção e no espaço de fabrico. Esta estimativa visa avaliar se existe contaminação entre as duas linhas de produção. Os planos das velocidades evidenciam a dinâmica global dos escoamentos de ar no espaço: velocidades mais elevadas na parte esquerda (zona de insuflações) e mais baixas na parte direita (zona de extrações).
A simulação evidencia também fenómenos captados durante o estudo com fumo. Ao colocar em paralelo as observações no local com os resultados da simulação, nota-se a presença de uma zona de recirculação de baixa velocidade ao nível da abertura entre as duas divisórias separadoras. As velocidades globais na sala são da ordem de 0,2 m/s, com zonas de baixa velocidade atrás dos equipamentos que formam máscaras aeráulicas.
As zonas de emissão de poeiras foram calibradas segundo as observações dos técnicos no local. Registam-se 3 zonas principais:
A cuba
O braço de enchimento do carril
A escova de triagem
A traçagem evidencia duas principais zonas de fuga de poeira para o exterior da máquina. Estas fugas, muito localizadas, ocorrem pelas ligeiras aberturas ao nível das portas ou dos espaços entre módulos. Apesar da sua fraca proporção, representam um risco de contaminação.
A traçagem de partículas segue numericamente poeiras emitidas em pontos precisos para visualizar o seu percurso, a sua concentração e os pontos de fuga para fora das máquinas. Quantifica o risco de contaminação e orienta a colocação das aspirações.
Os riscos de contaminação direta entre as duas máquinas são pouco prováveis; contudo, uma contaminação involuntária através dos técnicos durante as manutenções não é de excluir, dada a taxa de poeira emitida em torno da máquina. Para resolver esta problemática, dimensionámos sistemas de aspiração ao nível das zonas de emissão identificadas.
A reter. Aqui o risco não é a contaminação direta entre máquinas, mas o transporte involuntário pelos operadores: algumas fugas muito localizadas bastam. Direcionar a aspiração à fonte vale mais do que tratar todo o volume.
A simulação numérica oferece novas perspetivas aos gabinetes de conceção: permite prever um grande número de cenários e dominar os imprevistos ligados a uma má conceção. No caso das instalações de produção, a modelação multifísica considera a totalidade dos fenómenos na origem dos escoamentos termo-aeráulicos ao longo da linha, dos sobreaquecimentos ao conforto dos colaboradores, passando por uma garantia de não contaminação da produção.
Graças aos seus servidores de cálculo, os modelos da EOLIOS podem ser simulados na sua totalidade com grande precisão num tempo reduzido. A experiência da EOLIOS em aeráulica geral permite à nossa equipa propor soluções inovadoras e pertinentes nas problemáticas de aeráulica, de ar condicionado e de propagação de partículas finas. Implementar simulações CFD num processo de conceção é recorrer a especialistas em mecânica dos fluidos, térmica e simulação numérica para garantir que nenhum problema surgirá no futuro.
Os nossos engenheiros beneficiam de uma forte experiência em auditoria, levando diretamente ao local a sua peritagem para otimizar a resolução das problemáticas. Aqui, a auditoria foi realizada na totalidade do espaço de produção, permitindo situar eficazmente as fugas de ar ao nível das máquinas, estudar os escoamentos e garantir a pureza da produção. Os seus equipamentos de ponta permitem uma medição direta e distinta: avaliação da instalação, dos equipamentos e do material e, se necessário, uma peritagem térmica (pontes térmicas, perdas, perda de desempenho dos sistemas aeráulicos).
A EOLIOS realizou uma auditoria com fumo de ensaio a fim de garantir o dimensionamento ótimo dos sistemas de aspiração utilizados na máquina de produção de medicamentos. Esta auditoria era crucial para assegurar que o equipamento de aspiração era capaz de proporcionar uma extração eficaz das poeiras finas produzidas durante o processo. O objetivo principal era verificar se os sistemas de aspiração existentes eram adequados às exigências da produção, através de ensaios exaustivos com fumos adaptados ao ambiente de trabalho da máquina.
Graças à utilização destes fumos, foi possível visualizar e medir os escoamentos de fumo gerados pela máquina de produção. Estes dados foram em seguida analisados pelos especialistas de engenharia da EOLIOS a fim de determinar se os sistemas de aspiração instalados eram capazes de captar e eliminar eficazmente esses fumos.
Os resultados da auditoria permitiram constatar que os sistemas de aspiração existentes estavam efetivamente corretamente dimensionados e podiam gerir eficazmente os fumos produzidos pela máquina. Esta confirmação é essencial para garantir a qualidade dos medicamentos produzidos, evitando qualquer contaminação potencial. Em conclusão, a auditoria com fumo de ensaio realizada pela EOLIOS desempenhou um papel crucial na garantia do desempenho dos sistemas de aspiração.
Saber-fazer: salas limpas, contaminação particulada & conformidade ISO/GMPPoeiras de medicamentos, fugas das linhas de produção e dimensionamento da aspiração em sala limpa.
Ao traçar as poeiras emitidas nos pontos de produção e ao seguir a sua dispersão, a CFD localiza as fugas para fora das máquinas e as zonas onde o ar estagna. Daí se deduz o risco de contaminação e a localização das aspirações. Ver também o nosso projeto aeráulica de uma sala limpa.
Torna o escoamento visível: vê-se o ar chegar às extrações de forma laminar, mas também infiltrar-se entre as divisórias. Estas observações calibram o modelo CFD e confirmam, na receção, que a aspiração instalada extrai efetivamente as poeiras.
Três zonas principais emitem: a cuba, o braço de enchimento do carril e a escova de triagem. A traçagem mostra duas fugas principais para o exterior, muito localizadas, ao nível das portas e dos espaços entre módulos.
Porque atuam como máscaras aeráulicas: desviam o ar e criam recirculações e zonas de baixa velocidade, aqui cerca de 0,2 m/s. Sem estes obstáculos, a simulação não encontraria as zonas reais de acumulação.
Visam-se as zonas de emissão identificadas, dimensiona-se o caudal de extração e verifica-se depois, por ensaio de fumo de receção, que as poeiras são efetivamente captadas. Os resultados confirmaram um dimensionamento correto.
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A simulação numérica oferece novas perspetivas aos gabinetes de conceção: permite prever um grande número de cenários e dominar os imprevistos ligados a uma má conceção. No caso das salas limpas farmacêuticas, a modelação multifísica considera o conjunto dos fenómenos termo-aeráulicos ao longo da linha, dos sobreaquecimentos ao conforto dos colaboradores, passando pela garantia de não contaminação da produção. A auditoria, conduzida na totalidade do espaço, permitiu situar eficazmente as fugas de ar, estudar os escoamentos e dimensionar os sistemas de aspiração.
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