Plan de muestreo de agua farmacéutica: cómo seleccionar y justificar los puntos de muestreo

El inspector casi nunca pregunta por qué una muestra salió fuera de límite. Pregunta por qué ese punto está en el plan y aquel otro no. Es la pregunta que desmonta la mayoría de los planes de muestreo, porque la respuesta honesta, en demasiadas plantas, es que el plan se heredó: nació en la cualificación como lista de los puntos físicamente disponibles, quedó congelado en un PNT, se amplió por analogía a cada nueva derivación y nunca volvió a cuestionarse. Ningún documento explica a qué pregunta responde cada punto.

El problema no es formal: un plan construido así produce dos formas opuestas de equivocarse. En la primera, todas las muestras son conformes porque la técnica de toma elimina sistemáticamente la contribución del punto de uso, mientras el agua que llega al proceso pasa por una manguera que nadie muestrea. En la segunda, los datos derivan al alza por una técnica de toma deficiente y la planta investiga un sistema que está bajo control, hasta que alguien propone ampliar los límites.

Un plan de muestreo defendible nace de una elección explícita, no de una lista: qué preguntas debe responder el plan, cómo se justifica cada punto, cómo la técnica de toma determina el significado del dato y sobre qué bases se establece y se revisa la frecuencia.

Las dos preguntas que un plan debe separar

Una muestra de agua farmacéutica puede responder a dos preguntas distintas, y confundirlas es el error estructural más común.

Pregunta 1 — ¿está el sistema bajo control? La muestra representa el agua contenida en el sistema de generación, almacenamiento y distribución. Alimenta el trending sobre el que se apoyan los alert level, detecta deterioros progresivos y verifica la eficacia de la sanitización. La técnica se diseña para eliminar la contribución del propio punto de toma: válvula dedicada y sanitizada, purga definida, técnica aséptica estandarizada. Un valor alto aquí señala al sistema.

Pregunta 2 — ¿qué agua está usando realmente el proceso? La muestra representa el agua que llega al producto a través de la misma cadena física que la producción usa de verdad: mismo acoplamiento, misma manguera, mismo procedimiento de apertura, la misma purga prescrita en producción — ni más ni menos. La técnica se diseña para incluir todo lo que hay entre el loop y el producto. Un valor alto aquí puede señalar al sistema, pero también a la manguera, a la conexión o a la práctica del operador.

Son dos planes distintos, con puntos, técnicas, frecuencias y criterios de investigación distintos. Una muestra «de sistema» no dice nada sobre el agua que el proceso recibe; una muestra «de proceso» es un mal indicador del estado del loop, porque el ruido del dispositivo de transferencia puede dominar la señal. Ninguna de las dos preguntas es opcional: la calidad del agua es un elemento de la contamination control strategy según el Anexo 1, apartado 2.5(v), y una CCS que demuestra el control del loop sin demostrar el control de la transferencia al punto de uso tiene un agujero en el centro. De ahí una regla de redacción: el plan debe declarar, para cada punto, a cuál de las dos preguntas responde y con qué técnica. Una lista de puntos sin la pregunta asociada no es justificable, porque falta el criterio para decidir si el conjunto es suficiente.

Sample point y point of use no son sinónimos

Point of use designa una función de proceso: el lugar donde el agua abandona el sistema para entrar en una operación. Sample point designa una función de control: un punto equipado para tomar una muestra representativa de algo. Coinciden a menudo, pero por conveniencia física, no por equivalencia lógica.

Tres casos hacen operativa la distinción. Muchos puntos de uso están servidos por una válvula de muestreo dedicada aguas arriba del acoplamiento de proceso: es un sample point que responde a la pregunta 1, no un point of use. Algunos puntos de uso llevan un filtro terminal: muestrear aguas abajo responde a la pregunta 2 pero enmascara el estado del loop, y usar ese dato para el trending de sistema construye una tendencia ciega. Otros puntos no son puntos de uso ni lo serán nunca — salida de generación, retorno del loop — y sirven exclusivamente a la pregunta 1. El número de sample points no se deriva, por tanto, del número de points of use en ninguno de los dos sentidos: se construye a partir de un razonamiento.

El marco regulatorio aplicable

Ningún texto vigente publica una lista de puntos obligatorios ni una tabla de frecuencias universales: los textos definen objetivos y dejan a la planta la construcción del razonamiento.

El Anexo 1 de EudraLex Volume 4 (C(2022) 5938 final, en operación desde el 25 de agosto de 2023) exige en el apartado 6.13 una monitorización química y microbiológica regular y continuada, con alert level basados en los datos de la cualificación inicial, revisados periódicamente sobre la base de la recualificación, la monitorización de rutina y las investigaciones. El apartado 6.14 exige que las excursiones de alerta se documenten, revisen e investiguen, distinguiendo el evento aislado de la tendencia adversa o del deterioro del sistema. El apartado 6.8 exige que los sistemas de agua se cualifiquen y validen para el control físico, químico y microbiológico teniendo en cuenta la variación estacional. El apartado 6.15 exige que los sistemas de WFI incluyan monitorización continua, como TOC y conductividad.

Leídos en conjunto describen la arquitectura de un plan de muestreo sin dictar su contenido: los niveles se derivan de los datos del sistema y no de una tabla externa; el plan debe producir datos suficientes para distinguir un evento aislado de una tendencia; la ventana de recogida debe cubrir la variabilidad estacional; y para el WFI parte de la monitorización no es muestreo, sino medida continua en línea.

El Q&A EMA/INS/GMP/443117/2017 sobre la producción de WFI por métodos no destilativos (en vigor desde el 1 de agosto de 2017) es el único texto de este conjunto que indica una frecuencia: para esos sistemas espera ensayos ampliados, ensayo diario de todos los puntos críticos en la fase inicial y datos a lo largo de aproximadamente un año para captar la variación estacional, y fija como mínimo una evaluación anual de la eficacia de la monitorización. Dos precisiones evitan la extrapolación: la expectativa de ensayo diario está formulada para sistemas de WFI no destilativos y se refiere a la fase inicial, no al régimen; aplicar el mismo modelo a otros sistemas es una decisión de planta, razonable pero no un requisito, y debe documentarse como tal. El mismo documento afirma explícitamente que elevar los límites no es buena práctica y puede enmascarar un sistema que está fallando.

El WHO TRS 1033, Anexo 3 (2021) cierra el círculo metodológico: el §12.8 establece que los alert y action level se determinan a partir de los datos históricos reportados, y el §4.3.8 que los alert y action limit para el bulk purified water se derivan del conocimiento del sistema y del trending de los datos. El capítulo informativo USP <1231> (oficial desde el 1 de diciembre de 2021) trata explícitamente el muestreo en línea y fuera de línea, y recuerda que los usuarios establecen especificaciones internas o niveles microbianos de aptitud para el uso; los niveles de acción que recoge no son vinculantes. También USP <643> da una indicación metodológica por omisión: declara que no dice nada sobre con qué frecuencia debe ejecutarse el system suitability test, dejándola al risk assessment del usuario. Es exactamente la lógica que gobierna un plan de muestreo.

El razonamiento de riesgo se construye con la herramienta prevista, ICH Q9(R1) (Step 4, 18 de enero de 2023), aplicada según el método del quality risk management en sistemas de agua; la referencia sectorial específica es la ISPE Good Practice Guide Sampling for Pharmaceutical Water, Steam, and Process Gases, guía industrial y no texto normativo.

El mapa de los puntos: a qué responde cada posición

Cada posición responde a una pregunta concreta y deja otras abiertas. Las posiciones que finalmente se incluyen dependen de la arquitectura del sistema.

Retorno del loop y puntos de uso no son alternativas: el primero da sensibilidad, los segundos dan localización y relevancia para el producto. Y los puntos de uso empleados en contadas ocasiones merecen una atención superior a su frecuencia de uso, porque el estancamiento entre un uso y otro es precisamente la condición que la monitorización debe interceptar. La geometría que hace crítico un ramal — longitud, caudal, terminal — corresponde al diseño del loop de distribución, y el plan debe leerla, no ignorarla.

Construir el razonamiento de riesgo

Justificar un punto no es una frase en el PNT: es una asignación trazable que lo vincula a factores de riesgo identificados — impacto sobre el producto de la operación servida, posición hidráulica respecto al régimen de flujo establecido en la cualificación, cobertura efectiva del ciclo de sanitización, modo de uso, datos históricos del punto y observabilidad alternativa, es decir, si el punto ya está cubierto por medida continua en línea o la muestra es la única ventana disponible. La matriz debe cumplimentarla la planta. La columna de pesos está deliberadamente vacía: los pesos dependen del contexto, del tipo de producto y de la arquitectura, y deben acordarse y aprobarse antes de asignar las puntuaciones.

El resultado no es un número sino una clasificación — puntos bajo monitorización ampliada, de rutina, periódica o por evento — de la que se derivan frecuencia, panel analítico y criterios de escalado. El documento debe mostrar la cadena, no solo el resultado.

Técnica de toma: la variable que decide el significado del dato

La muestra más defendible, tomada con una técnica no definida, produce un dato sin significado: en el plano microbiológico, la variabilidad introducida por la técnica puede superar a la del sistema que se quiere medir. Las variables deben definirse, validarse y entrenarse; ninguna tiene un valor universal que copiar.

Purga. Es la variable que cambia la pregunta a la que responde la muestra. Una purga prolongada descarta el contenido de la zona terminal y devuelve el agua del loop: pregunta 1. Ninguna purga, o la prescrita en producción, devuelve el agua que el proceso recibe: pregunta 2. No existen duración ni volumen correctos en abstracto; existe la obligación de declarar la elección, justificarla frente a la pregunta, hacerla reproducible entre operadores y turnos y mantenerla estable — porque un cambio silencioso de la práctica genera un salto de nivel en la tendencia que se leerá como un evento del sistema.

Preparación del punto y asepsia. Sanitización o desinfección de la válvula antes de la toma, gestión del residuo de agente, técnica aséptica del operador y protección del punto entre tomas son factores que el método debe fijar. Cuando el sistema está sanitizado químicamente u ozonizado, la muestra microbiológica requiere un neutralizante apropiado, verificado para no interferir con el método analítico; sin neutralización se cuenta el efecto residual del agente, no la población del sistema.

Envases, volúmenes, hold time y transporte. Material del envase, esterilidad, presencia del neutralizante y ausencia de interferencias con el parámetro medido — el TOC es especialmente sensible a la contaminación por envase y por manipulación — son atributos que hay que especificar y verificar, no asumir. El volumen se deriva del método y del nivel que debe poder detectarse: para el WFI, el nivel de acción no vinculante recogido en USP <1231> se expresa sobre 100 mL, con consecuencias directas sobre el volumen y la técnica de filtración.

El hold time entre la toma y el inicio del análisis no tiene valor normativo: debe establecerlo la planta y sostenerlo con datos que demuestren que el resultado no cambia de forma significativa dentro del intervalo declarado, en las condiciones de conservación y transporte realmente empleadas. Las variables que cuentan son tipo de agua, población esperada, material del envase, temperatura y su estabilidad durante el trayecto; el transporte debe a su vez definirse, monitorizarse y documentarse. La cadena desde la válvula hasta la estufa forma parte del método analítico, no de la logística de apoyo: cada eslabón no controlado se convierte en una explicación alternativa disponible en investigación y, por tanto, en un debilitamiento del dato incluso cuando el dato es conforme.

Cualificación de quien muestrea. El operador es una variable del método: formación documentada, verificación práctica de la ejecución y observación periódica en campo son controles sobre el dato, no formalidades. Un plan excelente ejecutado por personal no cualificado produce un ruido que ningún análisis estadístico recupera.

En línea y fuera de línea no son intercambiables

USP <1231> trata ambos. La diferencia decisiva es temporal: la medida química en línea — TOC y conductividad, exigidas como monitorización continua para sistemas de WFI por el Anexo 1, apartado 6.15 — da una señal en tiempo real, mientras que el resultado microbiológico llega días después de la toma, cuando el agua ya se ha usado. El plan debe explicitar esa asimetría y construir la estrategia sobre ella: el control microbiológico es predominantemente preventivo — diseño, régimen térmico, sanitización, flujo — y el muestreo verifica a posteriori que aguanta. Esperar que el muestreo microbiológico proteja un lote concreto es pedirle al método lo que no puede dar. La arquitectura en línea se trata en el artículo sobre monitorización de TOC y conductividad, y la vertiente microbiológica en el artículo sobre control microbiológico y de endotoxinas.

Frecuencia: qué es verificable y qué debe justificarse

«Cada cuánto se muestrea» no tiene respuesta compendial: los textos vigentes aportan un método para construirla y dos referencias temporales verificadas. El método es el del Anexo 1 6.13 y el WHO TRS 1033 §12.8 y §4.3.8: niveles y estructura de la monitorización se derivan de la cualificación inicial y del trending, y se revisan periódicamente. Las referencias temporales verificadas son las del Q&A EMA 443117/2017: en la fase inicial, para sistemas de WFI no destilativos, ensayo diario de todos los puntos críticos y datos a lo largo de aproximadamente un año para cubrir la variación estacional — coherente con el Anexo 1 6.8 — y, como mínimo, una evaluación anual de la eficacia de la monitorización.

Todo lo demás debe justificarse por planta. No existe un requisito que imponga una frecuencia semanal, mensual o rotativa: son esquemas extendidos en la práctica industrial, no prescripciones, y quien los adopta debe poder mostrar por qué esa cadencia basta para detectar el evento que teme, dado el tiempo de respuesta del método y la dinámica esperada del sistema.

1. Fase inicial: frecuencia elevada en todos los puntos para caracterizar el sistema y generar la base de datos de la que derivan los alert level, sobre una ventana que cubra la variabilidad estacional.
2. Transición: reducción solo cuando los datos la sostienen, con criterios definidos a priori y razonamiento punto por punto. Es una modificación del sistema de control y pasa por change control.
3. Régimen: frecuencia y panel analítico diferenciados por clase de riesgo, con criterios de escalado que devuelven un punto a frecuencia elevada al producirse disparadores definidos.
4. Revisión: verificación periódica de que la frecuencia sigue respondiendo a la pregunta, con retorno a la fase inicial cuando el sistema cambia de forma sustancial.

Un criterio de sensatez: si la frecuencia elegida no permitiría distinguir un evento aislado de una tendencia adversa — la distinción exigida por el Anexo 1 6.14 —, entonces es demasiado baja para el objetivo declarado, por muy extendida que esté en el sector.

Ejemplo de aplicación: Planta Delta

Planta Delta es una planta ficticia, usada aquí solo como ejemplo. Tiene un loop de WFI caliente que sirve a un área estéril y un loop de PW frío sanitizado químicamente para producción no estéril y lavado de equipos. El plan vigente enumera veintidós puntos, todos muestreados con el mismo método y la misma frecuencia, y el PNT prescribe una purga antes de cada toma.

La revisión parte de la pregunta, no de los puntos: las veintidós muestras responden a la pregunta 1 y ninguna representa el agua que el proceso recibe, aunque cuatro puntos de uso se sirven mediante mangueras conectadas y desconectadas en cada uso. De ahí se siguen tres resultados. Se introduce una segunda categoría de muestras, tomadas en los puntos de uso con la cadena física y la técnica de producción, con criterios de investigación propios: un fuera de límite en esta categoría parte del dispositivo de transferencia, no del loop. La clasificación de riesgo redistribuye las frecuencias, aumentándolas en los ramales de uso intermitente y en los terminales y reduciéndolas donde el retorno del loop y la medida en línea ya dan cobertura, con cada reducción documentada y gestionada por change control. Y la prescripción de purga se reescribe separando los dos casos, porque aplicada indistintamente hacía estructuralmente imposible responder a la pregunta 2. El número final de puntos cambia poco; lo que cambia es que para cada uno existe una línea que dice a qué pregunta responde y por qué está ahí.

Revisión del plan

El Anexo 1 6.13 hace explícita la revisión periódica de los alert level sobre la base de la recualificación, la monitorización de rutina y las investigaciones; lo mismo vale para la estructura del plan. Los disparadores que hay que codificar en procedimiento son recurrentes: modificaciones físicas del sistema (nueva derivación, nuevo punto de uso, eliminación de un ramal, sustituciones que cambian el perfil hidráulico); cambio de uso de un punto, que desplaza su clase de riesgo aunque no se haya tocado la tubería; modificación del régimen de sanitización o térmico, que cambia la cobertura del ciclo; tendencias adversas, excursiones repetidas y resultados de investigación que señalen puntos ciegos; variaciones del agua de alimentación respecto a la caracterización de cualificación; recualificación periódica y evaluación de la eficacia de la monitorización, con el mínimo anual indicado por el Q&A de EMA para los sistemas en alcance.

La revisión debe poder concluir también en sentido restrictivo: un plan que se reduce en cada ciclo y nunca crece está optimizando la carga analítica, no el control. Cuando los datos derivan, la respuesta correcta es investigar el sistema y revisar el plan, no mover los límites. La lectura de los resultados anómalos se trata en el artículo sobre biofilm, rouging e investigación; el conjunto de los temas está recogido en el hub Pharmaceutical Water & WFI Systems.

Errores frecuentes y señales de alarma

• Plan heredado de la cualificación y nunca revisado, con puntos cuya justificación original ya no es recuperable; ninguna distinción entre muestra de sistema y muestra de proceso, con la planta convencida de tener dos coberturas.
• Purga prescrita de forma uniforme, que hace estructuralmente imposible evaluar el agua realmente usada por el proceso.
• Puntos añadidos por analogía con cada nuevo punto de uso, sin reevaluar la clasificación de riesgo del conjunto; muestreo aguas abajo de un filtro terminal usado para el trending de sistema.
• Hold time y condiciones de transporte no definidos o no sostenidos por datos: ofrecen una explicación alternativa a cualquier resultado anómalo.
• Frecuencias presentadas como requisito normativo cuando son práctica industrial, o reducidas sin change control y sin razonamiento basado en datos.
• Puntos de uso empleados en contadas ocasiones excluidos del plan precisamente por ello; discusión sobre los límites abierta antes que la discusión sobre el plan, tras una serie de resultados desfavorables.

Tres preguntas para la auditoría: para un punto cualquiera, a qué pregunta responde y con qué evidencia entró en el plan; quién realizó la última toma y con qué técnica; cuándo se revisó el plan por última vez y qué cambió. Si las respuestas no llegan rápido y de forma coherente, el problema no es el plan: es que no existe ninguno.

Si trabajas en decisiones de este tipo, The Pragmatic GMP reúne análisis técnicos y regulatorios sobre sistemas GMP con el mismo enfoque.

Ideas clave

• Una muestra puede representar el sistema o el agua usada por el proceso: dos preguntas distintas, técnicas distintas, planes distintos. El plan debe declarar para cada punto a cuál de las dos responde.
• Sample point y point of use no son sinónimos: el número de puntos no se deriva del número de puntos de uso, sino de un razonamiento de riesgo construido con ICH Q9(R1) y revisado en cada modificación del sistema.
• El Anexo 1 exige alert level derivados de la cualificación inicial y revisados periódicamente (6.13), investigación de las excursiones distinguiendo evento aislado y tendencia (6.14), cualificación que tenga en cuenta la variación estacional (6.8) y monitorización continua como TOC y conductividad para los sistemas de WFI (6.15).
• Las únicas frecuencias verificadas son las del Q&A EMA 443117/2017 para sistemas de WFI no destilativos: ensayo diario de los puntos críticos en la fase inicial, datos a lo largo de aproximadamente un año y, como mínimo, una evaluación anual de la eficacia de la monitorización. Cualquier otra cadencia debe justificarse por planta.
• Purga, preparación del punto, envase, volumen, hold time y transporte no tienen valores universales: deben definirse, validarse y mantenerse estables, porque un cambio silencioso de la técnica se lee en la tendencia como un evento del sistema.
• El resultado microbiológico es retrospectivo: el control es preventivo y el muestreo verifica que aguanta. Cuando los datos derivan se revisan el sistema y el plan, no los límites — el Q&A de EMA califica la elevación de los límites como una práctica que puede enmascarar un sistema que está fallando.

Referencias regulatorias y técnicas

• EudraLex Volume 4, Anexo 1 (C(2022) 5938 final), en operación desde el 25 de agosto de 2023 — apartados 2.5(v), 6.8, 6.13, 6.14, 6.15. health.ec.europa.eu
• EMA/INS/GMP/443117/2017 Q&A Production of WFI by non-distillation methods – reverse osmosis, biofilms and control strategies, en vigor desde el 1 de agosto de 2017; EMA/CHMP/CVMP/QWP/496873/2018 Guideline on the quality of water for pharmaceutical use, en vigor desde el 1 de febrero de 2021. ema.europa.eu
• WHO TRS 1033, Anexo 3 (2021) Good manufacturing practices: water for pharmaceutical use — §4.3.8 y §12.8. who.int
• USP <1231> Water for Pharmaceutical Purposes (oficial desde el 1 de diciembre de 2021), capítulo informativo; USP <643> Total Organic Carbon; USP <645> Water Conductivity.
• ICH Q9(R1) Quality Risk Management (Step 4, 18 de enero de 2023); ICH Q10 Pharmaceutical Quality System. ich.org
• PIC/S PI 009-4 Inspection of Utilities, rev. 4, en vigor desde el 1 de enero de 2021. picscheme.org
• ISPE Good Practice Guide Sampling for Pharmaceutical Water, Steam, and Process Gases; ISPE Baseline Guide Vol. 4 Water and Steam Systems, 3.ª ed. (2019) — guías sectoriales, no textos normativos.