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Zoning e Classification delle Cleanroom: come definire Grade, Classi ISO e adiacenze

Molti progetti assegnano i grade a layout già congelato e trattano GMP grade e classe ISO come sinonimi. Qui la mappa delle zone si deriva dal processo, con la relazione corretta fra grade e classi ISO, gli stati di occupazione, le adiacenze e i flussi.

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Zoning e Classification delle Cleanroom: come definire Grade, Classi ISO e adiacenze

Il layout di un impianto sterile arriva in riunione quasi sempre già disegnato: muri, corridoi e porte numerate. Manca il documento che spiega perché quella sala è grade C e non grade B, perché il deposito componenti confina con il gowning e perché i rifiuti escono dal corridoio da cui entrano i materiali sterilizzati. Senza quelle risposte scritte lo zoning non è stato progettato: è stato ereditato dall'architettura.

Il conto arriva dopo. In gara, perché senza una mappa delle zone stabile i fornitori quotano superfici classificate diverse e le offerte non sono confrontabili. In qualifica, perché un grade senza razionale non ha criteri di accettazione difendibili. In esercizio, perché ogni metro quadro classificato in eccesso è aria trattata, filtri, monitoraggio e gowning per tutta la vita dell'impianto.

La sequenza difendibile è una sola: mappa di processo, punti di esposizione del prodotto, grade richiesto in ciascun punto, adiacenze e flussi, superfici e volumi, e infine i carichi HVAC. La mappa delle zone è un deliverable versionato, approvato prima del congelamento del layout e richiamato nella Contamination Control Strategy, di cui l'Annex 1 chiede implementazione, riesame continuo e valutazione d'impatto dei cambiamenti (§2.3, §2.5, §2.6). Sul documento a valle vedi la URS di cleanroom e sistemi HVAC; l'articolo appartiene all'hub Cleanrooms & HVAC Systems.

Che cosa vincola davvero

Fonte Stato e data Cosa vincola davvero
EudraLex Vol. 4, Annex 1 C(2022) 5938 final, in applicazione dal 25 agosto 2023; solo la clausola 8.123 è differita al 25 agosto 2024 Definisce grade A/B/C/D, limiti particellari e microbiologici, airlock, differenziali, visualizzazione dei flussi e qualifica
EudraLex Vol. 4, Capitoli 3 e 5 Operativi dal 1 marzo 2015 3.12 ventilazione con controllo di temperatura, umidità e filtrazione; 5.21 airlock e cascata di pressione contro la cross-contamination
ICH Q9(R1) Step 4 il 18 gennaio 2023 Metodo per giustificare lo zoning; l'Annex II.4 lo applica a facilities e utilities
ISO 14644-1, -4, -5 Ed. 2 2015; ed. 2 2022; ed. 2 maggio 2025 Metodo volontario. Non fissano limiti GMP
FDA aseptic processing guidance; 21 CFR 211.42(c)(10) e 211.46 2004; eCFR al 27 agosto 2026 Guidance non vincolante; il CFR impone HEPA, pressione positiva e monitoraggio, senza numeri

Dalla mappa di processo alla mappa delle zone

Lo zoning si costruisce interrogando il processo, non l'edificio. Per ogni fase servono quattro informazioni: se prodotto o superfici a contatto sono esposti, per quanto tempo, con quale intervento umano e con quale conseguenza in caso di contaminazione. Ne discende la distinzione che pesa più di ogni altra: un sistema chiuso sposta la protezione dall'ambiente all'attrezzatura e riduce la domanda di grade, mentre un sistema che si apre anche solo per campionamento va classificato per quel momento.

La seconda distinzione è fra sterile e non sterile. Nel non sterile il driver è la cross-contamination, e il Capitolo 5 elenca fra le misure tecniche impianti dedicati, sistemi chiusi, isolatori, airlock e cascata di pressione. Nello sterile il driver è la protezione del prodotto esposto e l'Annex 1 §4.3 chiede una valutazione strategica di RABS o isolatori: le due logiche possono richiedere cascate opposte nello stesso stabilimento.

Fase di processo Esposizione del prodotto Domanda di rischio Conseguenza sullo zoning
Pesata di API in polvere, non sterile Prodotto aperto, polvere aerodispersa Il rischio è verso l'operatore o verso il prodotto? Driver di contenimento: area dedicata in depressione
Lavorazione in linea chiusa Prodotto confinato nell'attrezzatura Quando e per quanto tempo la linea si apre? Grade inferiore sostenibile, con controlli su accesso e pulizia
Riempimento asettico e chiusura dei contenitori Prodotto e superfici a contatto esposti Che cosa può depositarsi sul punto di riempimento? Grade A con background coerente; RABS o isolatore
Ingresso componenti sterilizzati, uscita rifiuti Superfici sterili esposte; in uscita carico elevato I percorsi si incrociano nello spazio o nel tempo? Trasferimento unidirezionale verso A/B, MAL distinto dal PAL

GMP grade e classe ISO: che rapporto esiste davvero

È il punto in cui il settore sbaglia più spesso, e l'errore entra nei capitolati prima che nei protocolli. ISO 14644-1 definisce classi ISO basate sulla sola concentrazione di particelle totali, misurata con contatore ottico fra 0,1 e 5 µm [STANDARD], in uno stato di occupazione dichiarato: è un documento volontario di metodo. L'Annex 1 definisce i grade A, B, C e D, che non sono classi di pulizia dell'aria ma categorie regolatorie di ambiente, definite da un insieme di requisiti: limiti di particelle totali e limiti microbiologici e requisiti di flusso d'aria, differenziali di pressione, gowning e attività ammesse.

L'Annex 1 fissa i propri limiti e rinvia alla serie ISO 14644 solo come riferimento metodologico (§4.25) e a ISO 14644-1 per numero e posizionamento dei punti di campionamento (§4.28) [STANDARD]. Nel testo dell'Annex 1 non compare un riferimento esplicito a ISO 14644-2, e §4.24 chiede che la metodologia di qualifica rispetti l'Annex 15 e che la qualifica, classificazione inclusa, sia distinta dal monitoraggio ambientale operativo. Scrivere «Grade A = ISO 5» sostituisce un insieme di requisiti con un solo parametro: la frase è sbagliata e genera criteri di accettazione incompleti.

Una sola formulazione comparativa è difendibile: la FDA, nella guidance del 2004 sull'aseptic processing, scrive che una concentrazione ISO 5 «approximately equals EU Grade A» [GUIDANCE], approssimazione dichiarata in un testo non vincolante, mai equivalenza normativa europea. I limiti si leggono per coppia grade-stato: la Tabella 1 fissa per il grade A 3.520 particelle di dimensione pari o superiore a 0,5 µm per metro cubo sia at rest sia in operation, e per il grade B lo stesso valore at rest ma 352.000 in operation [REQUISITO]. Fra i due locali la differenza non sta nell'aria a riposo, sta in ciò che è ammesso farci dentro. La Tabella 2 aggiunge i limiti microbiologici di qualifica, «no growth» per il grade A [REQUISITO].

Stati di occupazione: tre nella norma, due nell'Annex 1

ISO 14644-1 lavora su tre stati di occupazione — as-built, at-rest, operational — e una designazione di classe è incompleta se non dichiara lo stato. L'Annex 1 ne usa due, con definizioni proprie: «at rest» significa utilities complete e HVAC funzionante, attrezzature principali installate ma non operanti, nessun operatore presente; «in operation» significa installazione completa, HVAC pienamente operativo, attrezzature in funzione nel modo definito e il numero massimo di persone che eseguono o simulano il lavoro di routine (§4.29) [REQUISITO]. La classificazione è richiesta in entrambi gli stati per tutti e quattro i grade.

La distinzione non è terminologica. «As-built» descrive un locale finito e vuoto, e nessun criterio dell'Annex 1 vi si riferisce. Numero di persone e attività simulate vanno scritti prima della qualifica, altrimenti lo stato misurato non è quello richiesto. I limiti at rest vanno raggiunti dopo un clean up period, indicato come guidance value in meno di venti minuti e da determinare in qualifica (§4.29(iii)) [GUIDANCE]. Il pacchetto di test è in qualifica della cleanroom secondo ISO 14644.

Adiacenze, flussi e airlock: dove lo zoning diventa geometria

Restano tre flussi da chiudere: personale, materiali, rifiuti. L'Annex 1 tratta il trasferimento di materiali e attrezzature dentro e fuori la cleanroom come un rischio maggiore (§4.10) e chiede trasferimenti unidirezionali verso A e B, preferibilmente via sterilizzatore, con percorsi separati in uscita (§4.11). Gli airlock separano gradi diversi e sono flussati con aria filtrata; PAL e MAL devono essere separati (§4.12); porte di airlock e pass-box non devono aprirsi contemporaneamente e per il grado A/B serve un interblocco (§4.13) [REQUISITO].

L'Annex 1 §4.14 chiede aria filtrata che mantenga pressione positiva e un flusso appropriato rispetto al background di grado inferiore in tutte le condizioni operative, e indica fra locali adiacenti di grado diverso un differenziale minimo di 10 Pa, qualificandolo esplicitamente come guidance value [GUIDANCE]. Il numero va verificato su geometria, tenute delle porte e logiche di apertura. I differenziali critici secondo la CCS vanno monitorati in continuo, con allarmi (§4.16) [REQUISITO]. Il dimensionamento della cascata è in airflow e cascata di pressione.

Un'adiacenza è accettabile solo se sopravvive alla verifica dinamica. Gli airflow pattern devono essere visualizzati per dimostrare che non c'è ingresso di aria da un grado inferiore verso uno superiore e che l'aria non viaggia da aree meno pulite, per esempio dal pavimento, o al di sopra di operatori e attrezzature (§4.15) [REQUISITO]. La CFD resta predittiva: non sostituisce qualifica, visualizzazione o field testing. Protocollo ed esecuzione sono negli studi di airflow visualisation; airlock e gowning in finiture, airlock e hygienic construction.

CNC: una scelta dichiarata, non una categoria regolatoria

«Controlled not classified» non compare nell'Annex 1 e non è una classe. È un'etichetta ingegneristica per aree con controlli applicati — filtrazione, sovrapressione, limiti di accesso, gowning, pulizia programmata — senza classificazione dichiarata né qualifica di grade. Usarla è legittimo, ometterne il razionale no: servono l'elenco dei locali CNC nella CCS, i controlli mantenuti e il risk assessment che spiega perché non serve un grade. La deriva tipica è opposta: l'area nasce CNC per non qualificarla e col tempo vi si sposta un'operazione che un grade lo avrebbe richiesto.

Giustificare le scelte con il QRM

L'Annex 1 §2.2 chiede di applicare il QRM dando priorità al design rispetto al test finale e ricorda che il monitoraggio dimostra, non garantisce; §2.4 chiede di valutare l'efficacia collettiva delle misure. ICH Q9(R1) è il metodo: l'Annex II.4 lo applica a facilities, equipment e utilities, incluso lo zoning, e l'Annex I elenca gli strumenti, da FMEA a HACCP e HAZOP. Q9(R1) non contiene alcun parametro di design HVAC [QRM]. Utile anche il riconoscimento di soggettività e bias (§5.3), che qui si manifesta come tendenza a confermare il layout già disegnato.

Esempio applicativo: Sito Vega

Sito Vega è un esempio realistico ma di fantasia. Vega deve inserire una linea di riempimento asettico di piccolo volume in un edificio esistente, senza poter ampliare la superficie di grado B. Conta il profilo di rischio e il carico di esercizio, non il costo di installazione.

Criterio di valutazione Peso Configurazione 1: zona critica in RABS, background grade B Configurazione 2: zona critica in isolatore, background di grado inferiore
Superficie di grado elevato da mantenere Maggiore: il background B copre la linea Minore: il grade A resta confinato nel dispositivo
Intervento umano nella zona critica Mediato dalle porte del RABS Mediato dai guanti e dai test di integrità
Carico di riqualifica periodica Più superficie all'intervallo massimo di 6 mesi per A e B [REQUISITO] Meno superficie ad alto grado; restano gli oneri del dispositivo

Livelli di prescrittività

Affermazione Livello Fonte
Grade A/B/C/D e relativi limiti [REQUISITO] Annex 1 §4.4, §4.27, Tabelle 1 e 2
Riqualifica, massimo 6 mesi per A e B, 12 mesi per C e D [REQUISITO] Annex 1 §4.32
Differenziale minimo di 10 Pa fra locali adiacenti di grado diverso [GUIDANCE] Annex 1 §4.14, dichiarato guidance value
ISO 5 «approximately equals EU Grade A» [GUIDANCE] FDA, guidance 2004, non vincolante
Numero e posizione dei punti di campionamento [STANDARD] ISO 14644-1, via Annex 1 §4.28
Punti di campionamento microbiologico da risk assessment [QRM] Annex 1 §4.31
Congelare la mappa delle zone come deliverable versionato [GEP] Buona pratica
Elencare le aree CNC nella CCS con controlli e razionale [GUIDEGXP] Redazionale GuideGxP

Checklist operativa

  1. Mappa il processo e marca ogni punto di esposizione.
  2. Dichiara se il sistema è aperto o chiuso, e per quanto resta aperto.
  3. Assegna il grade dal punto più critico e verifica la coerenza del background.
  4. Scrivi il razionale di ogni assegnazione in una riga tracciabile.
  5. Separa nei disegni personale, materiali in ingresso e in uscita, rifiuti.
  6. Verifica che PAL e MAL siano distinti e gli interblocchi previsti.
  7. Definisci lo stato «in operation» con numero di persone e attività simulate.
  8. Elenca le aree CNC con controlli e risk assessment.
  9. Verifica ogni adiacenza critica con i pattern d'aria in dinamico.
  10. Stima il carico di riqualifica della mappa prima di approvarla.
  11. Aggiorna la CCS a ogni modifica della mappa delle zone.

Errori ricorrenti e red flag

  • Capitolati che scrivono «Grade B, ossia ISO 7»: equivalenza inesistente, che lascia fuori limiti microbiologici, gowning e attività ammesse. Lo stesso vale per la tassonomia cascade, sink e bubble presentata come regolatoria: l'Annex 1 distingue solo PAL e MAL.
  • Dati as-built usati come evidenza GMP: non è uno stato previsto dall'Annex 1.
  • Aree CNC senza elenco, controlli scritti e razionale: zone grigie in ispezione.
  • Sovraclassificazione difensiva: più superficie di grado alto significa più riqualifica e monitoraggio.
  • Percorso rifiuti che ripercorre a ritroso quello dei materiali sterilizzati.
  • Zoning modificato in cantiere senza change control né aggiornamento della CCS.

Se questo tipo di analisi rientra nel tuo lavoro, la newsletter The Pragmatic GMP lavora sulla stessa linea: fonti primarie, distinzione esplicita fra requisito e raccomandazione, nessun numero senza clausola di riferimento.

Punti chiave

  • Lo zoning si deriva dal processo e dai punti di esposizione: il layout è una conseguenza, non un vincolo iniziale.
  • Le classi ISO misurano solo particelle totali in uno stato dichiarato; i grade dell'Annex 1 sono categorie regolatorie definite da un insieme di requisiti.
  • L'unica formulazione comparativa citabile è l'approssimazione FDA fra ISO 5 e Grade A, in un testo non vincolante.
  • Adiacenze e flussi si giustificano con separazione PAL/MAL, trasferimenti unidirezionali e verifica dinamica dell'aria.
  • Il CNC è una scelta dichiarata nella CCS, non una classe e non una scorciatoia alla qualifica.

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