Métodos para a Purificação da Água

Métodos para a Purificação da Água

• O processo de purificação da água para uso farmacêutico é baseado na eliminação de impurezas físico-químicas, biológicas e microbianas até se obterem níveis preestabelecidos em compêndios oficiais aprovados pelas autoridades sanitárias.

O controle da contaminação da água para uso farmacêutico é fundamental, uma vez que a água tem grande susceptibilidade para agregar compostos diversos e para sofrer recontaminação, mesmo após a etapa de purificação.

• O controle de qualidade microbiológico é prioridade, uma vez que alguns tipos de microrganismos podem se proliferar nos componentes dos sistemas de tratamento e de distribuição da água para uso farmacêutico. Portanto, é importante minimizar a contaminação microbiológica por meio de tecnologias e ações apropriadas.

A tecnologia a ser empregada na purificação da água depende do tipo de água que se pretende obter. Os requisitos de Boas Práticas de Fabricação (BPF) aplicados a elas estão em constante atualização com o intuito de reduzir o risco de contaminação, seja química, biológica ou microbiológica. De forma genérica, pode-se dizer que os métodos mais comuns e confiáveis para obtenção de água purificada (AP ou PW) são a troca iônica, a osmose reversa e a ultrafiltração. Para obtenção de água para injetáveis (API ou WFI) utiliza-se o processo de destilação ou outro método de tecnologia igual ou superior a esta.

• No Brasil, os requisitos de qualidade da água para uso farmacêutico são estabelecidos em normas técnicas de Boas Práticas de Fabricação (BPF) e também na Farmacopeia Brasileira. O regulamento técnico vigente que descreve os princípios de BPF é a RDC nº. 17, de Abril de 2010 e a Farmacopeia Brasileira, 5º Edição, que foi estabelecida pela RDC nº. 49, de 23 de Novembro de 2010. Apesar de esses documentos serem publicados pela Anvisa, seus conteúdos são fundamentados em recomendações internacionais, fazendo com que estejam em consonância com as tendências mundiais.

Entre os documentos considerados pela Anvisa como referência para elaboração de normas técnicas estão os guias publicados pela Organização Mundial de Saúde (OMS). O guia da OMS referente à produção de água para uso farmacêutico foi atualizado em 2012 e publicado na Série de Relatórios Técnicos n° 970. Em consonância com essas alterações, a legislação brasileira será em breve atualizada.

• Como as BPF são dinâmicas e estão em constante evolução, é importante que as indústrias farmacêuticas sempre busquem melhorias nos processos de purificação da água, com o intuito de reduzir os riscos de contaminação.

O objetivo principal da elaboração deste documento é descrever os requisitos mínimos necessários para os sistemas de produção de água para uso farmacêutico, bem como atualizar o mercado farmacêutico sobre as tendências regulatórias da Anvisa, no que se refere aos seguintes tópicos:

• Materiais de construção dos sistemas de purificação de água.
• Tecnologias de produção de água purificada (AP).
• Tecnologia de produção de água para injetáveis (API).
• Distribuição e armazenamento de água para uso farmacêutico (purificada e injetável).
• Qualificação dos sistemas de AP e API.
• Revisão dos sistemas de AP e API.

Objetiva-se também promover a harmonização do entendimento sobre o assunto nas inspeções sanitárias realizadas pelo Sistema Nacional de Vigilância Sanitária (SNVS).

• Este documento abordará somente os critérios relacionados à produção de água purificada e de água para injeção para uso farmacêutico. Como referência, foram utilizados guias internacionais, a legislação nacional e a experiência da Anvisa em inspeções sanitárias. Como alternativa aos critérios apresentados neste documento, podem ser adotados procedimentos diferentes, contanto que sejam tecnicamente justificáveis.

Materiais de Construção dos Sistemas de Purificação de Água:

Os materiais que entram em contato com a água para uso farmacêutico, incluindo a tubulação, as válvulas e armações, os lacres, os diafragmas e os instrumentos, devem ser selecionados para atender a requisitos básicos, dentre os quais podem ser citados:

• Compatibilidade: todos os materiais utilizados devem ser compatíveis com a temperatura e as substâncias químicas utilizadas pelo sistema ou dentro dele.
• Prevenção de vazamento: nenhum dos materiais que entram em contato com a água para uso farmacêutico pode apresentar vazamentos dentro da faixa de temperatura de trabalho.
• Resistência à corrosão: a água purificada e a água para injetáveis são altamente corrosivas. Para evitar falha do sistema e contaminação da água, os materiais selecionados devem ser apropriados, o processo de soldagem deve ser controlado cuidadosamente, e todos os vedantes e componentes devem ser compatíveis com a tubulação utilizada. O sistema deve ser submetido à passivação após a instalação inicial ou após modificações. Quando a passivação for realizada, o sistema deve ser totalmente limpo antes do uso. O processo de passivação deve ser realizado em consonância com um procedimento documentado claramente definido.
• Acabamento interno liso: devem ser utilizadas superfícies internas lisas que ajudem a evitar aspereza e fissuras no sistema de água.
• Soldagem: os materiais selecionados para o sistema devem ser facilmente soldáveis, de forma controlada.
• Desenho de flanges ou juntas: quando são utilizados flanges ou juntas, eles devem ser desenhados para atender a critérios higiênicos ou sanitários. Devem ser realizadas verificações para garantir que os lacres corretos sejam usados e que estejam encaixados e ajustados corretamente.
• Documentação: todas as informações referentes aos componentes do sistema devem ser plenamente documentadas.
• Materiais: devem ser utilizados materiais adequados que possam ser considerados como elementos sanitários do sistema.

Para a construção dos Sistemas de Água para Uso Farmacêutico os materiais devem possuir especificações sanitárias apropriadas. Alguns materiais considerados elementos sanitários próprios para um sistema de purificação de água são o aço inox 316L (baixo teor de carbono) e o fluoreto de polivilideno (PVDF).

• O cloreto de polivinila (PVC) não é um material considerado sanitário, uma vez que, dentre outros fatores, é altamente susceptível à contaminação microbiológica (formação de biofilme), não resiste a determinados métodos de sanitização e pode contaminar a água com agentes químicos residuais. Dessa forma, do ponto de vista técnico e do risco sanitário, não se indica a utilização do PVC em partes dos sistemas que possuem contato com água com alto grau de pureza (AP/PW e API/WFI). O PVC pode ser utilizado apenas em equipamentos utilizados para obtenção de água com menor grau de pureza, tais como os deionizadores e os abrandadores.

O reservatório utilizado para armazenar a água deve ser apropriado aos fins a que se destina, ou seja, deve ser construído com material inerte, para que não seja fonte de contaminação de seu conteúdo. O material de construção deve apresentar características e rugosidade apropriadas para dificultar a aderência de resíduos, a formação de biofilme e a corrosão pelos agentes sanitizantes. O aço inoxidável 316L eletropolido, com baixa rugosidade, é a escolha mais frequente para atender a essas exigências.

• Eventualmente, sistemas de produção de água para uso farmacêutico podem ser construídos com polímeros plásticos, tais como o fluoreto de polivinilideno (PVDF), que, se bem projetado, atende às BPF atuais.

A utilização de aço inox 304 não é recomendável, uma vez que não possui resistência adequada. O aço inox 316L, por sua vez, possui molibdênio e baixo teor de carbono em sua composição, o que aumenta consideravelmente a sua resistência contra a corrosão, contribuindo para a diminuição do risco de contaminação da água.

Tecnologias de Produção Água Purificada (AP):

• O método escolhido de purificação da água, ou seja, a sequência de etapas de purificação, deve ser apropriado à qualidade da água produzida. As especificações para os equipamentos de purificação da água e para os sistemas de armazenamento e distribuição devem possuir configurações que evitem a proliferação microbiológica.

Há diferentes tecnologias que podem ser empregadas para a produção de AP. Geralmente a AP é produzida através de deionizadores, osmose reversa, ultrafiltração e/ou eletro-deionização. Contudo, o mais comum é uma combinação dessas tecnologias.

• Sistemas mantidos em temperatura ambiente, tais como deionizadores, osmose reversa e ultrafiltração são especialmente susceptíveis a contaminação microbiológica, particularmente quando o equipamento permanece estático durante algum tempo, devido à baixa ou a nenhuma demanda de utilização da água.

Os filtros de barreira são conhecidamente repositórios de microrganismos retidos e, portanto, uma fonte crítica para a formação de biofilme e de endotoxinas A filtração através de filtros de barreira (por exemplo, 0,2 μm; 0,45 μm e 1,0μm) não deve ser usada nos anéis de distribuição ou nos pontos de uso para controlar a biocontaminação. Tais filtros podem ocultar a contaminação, aumentando o risco de formação de eventuais biofilmes e consequentemente elevando o risco de contaminação microbiológica e biológica da AP.

• Quando a empresa utilizar um filtro de barreira imediatamente antes do tanque de armazenamento, deverá existir um ponto de amostragem antes desse filtro e um plano de amostragem periódico, para assegurar que a água antes do filtro não seja fonte de contaminação microbiológica.

A deionização e a eletrodeionização contínua são tecnologias eficazes para a remoção de sais inorgânicos dissolvidos. Os sistemas de deionização, também conhecidos como sistemas de deionização convencional, produzem água deionizada de uso rotineiro, por meio de resinas de troca iônica específicas para cátions e para ânions. Essas resinas são polímeros orgânicos, geralmente sulfonados, na forma de pequenas partículas. As resinas catiônicas capturam íons, liberando o íon H+ na água, já as aniônicas liberam OH-. Esses processos são regeneráveis, respectivamente, com ácidos e bases. Esse processo isolado não produz água de alta pureza, pois o processo libera pequenos fragmentos da resina, facilita o crescimento microbiano e promove baixa remoção de resíduos orgânicos.

• A deionização através de resinas é muito útil como pré-tratamento da água, pois é muito eficiente na remoção de íons. A técnica de deionização com resinas, quando utilizada como única etapa de purificação da AP não é adequada, pois não atende às BPF e apresenta elevado risco de promover contaminação, tanto microbiana quanto físico-química.

Considerando que os leitos deionizadores são fontes potenciais de crescimento microbiano e de formação de biofilme, devido ao seu princípio de funcionamento e à própria constituição das resinas, conforme os conceitos de BPF atuais, não é adequada a existência de sistemas onde as etapas terminais de purificação consistam de deionização seguida por um filtro de barreira.

• A técnica mais empregada como etapa final de tratamento para a produção da AP é a osmose reversa, pois ela é capaz de reduzir consideravelmente o risco de contaminação microbiana da água, além de ser de fácil operação e manutenção. A ultrafiltração e a destilação também podem ser utilizadas para este propósito.

Tecnologia de Produção de Água para Injetáveis (API):

• No planejamento de construção de um sistema de produção de água para injetáveis devem ser consideradas a tecnologia apropriada envolvida no processo; a qualidade da água de alimentação; a especificação exigida de qualidade da água; a otimização do tamanho do gerador de água, a fim de evitar frequentes reinícios e paradas do sistema; e as funções de descarga e esvaziamento.

Algumas farmacopeias prescrevem ou limitam o estágio final de purificação na produção de água para injetável. Destilação é a técnica preferida, uma vez que é considerada uma técnica mais robusta, devido à mudança de fase da água, e em alguns casos, por causa do equipamento que é operado em temperaturas muito elevadas.

• A água da rede pública de abastecimento pode conter contaminantes, tais como cloretos e substâncias orgânicas voláteis. Pelo fato de esses contaminantes possuírem um tamanho físico menor do que a água, as membranas semipermeáveis usadas na osmose reversa não são capazes de retê-los. Além disso, não existem atualmente métodos eficazes de identificação de todos os possíveis contaminantes tóxicos presentes na água.

O aparelho de osmose reversa, se utilizado na produção de API, deve ser validado de forma a garantir que a qualidade da água produzida seja equivalente à preparada por destilação. Cumpre ressaltar que muitos equipamentos disponíveis comercialmente não são projetados para tal uso.

• Dentre os inconvenientes relacionados às membranas de osmose reversa destaca-se a alta probabilidade de formação de biofilme. 

Em comparação com a destilação, o uso unicamente da tecnologia de osmose reversa para produção de API aumenta o risco de contaminação microbiológica, devido principalmente aos seguintes fatores:

• A formação de biofilme em ambos os lados da membrana de osmose reversa inicia-se dentro de minutos após a unidade começar seu funcionamento.
• O biofilme no lado anterior da membrana concentra uma grande variedade de subprodutos metabólicos. A concentração é suficiente para que eles passem através da membrana.
• Um biofilme consiste em uma vasta variedade de bactérias gram-positivas e gram-negativas.
• Bactérias patogênicas são frequentemente encontradas em biofilmes, especialmente as micobactérias.
• Os biofilmes são muito difíceis de serem eliminados. Qualquer tentativa de usar biocidas resulta em um rápido aumento do crescimento de biofilmes após o tratamento.
• Os biofilmes podem ser formados no lado do permeado da membrana, dentre outros, pelas seguintes maneiras: quando ocorrem orifícios microscópicos e fissuras na membrana ou quando o lado do permeado da membrana não for estéril.
• O biofilme irá crescer e tornar-se muito resistente à sanitização em razão do glicocálice.
• A osmose reversa é um sistema de remoção percentual: devido à alta concentração de microrganismos, os subprodutos metabólicos, as exotoxinas, entre outros, podem passar através da membrana.
• Muitos tipos de membranas de osmose reversa não suportam sanitização em altas temperaturas.
• Em outras palavras, as membranas de osmose reversa se transformarão, na prática, em um ponto de grande crescimento microbiano. 

Como as bactérias no biofilme crescem e se metabolizam, diversos subprodutos metabólicos serão secretados, os quais incluem proteínas e carboidratos, alguns dos quais podem ser biologicamente ativos. Esses contaminantes não são facilmente identificáveis e quantificáveis.

• Atualmente não é possível assumir que a qualidade de água para injeção preparada por osmose reversa é tão segura quanto a água preparada por destilação. Tecnicamente a tecnologia de osmose reversa é inferior à destilação, devido a um maior risco de contaminação físico química, biológica e microbiológica da água.

Outro problema relacionado às membranas de osmose reversa está no processo de sanitização, que geralmente é realizado por agentes químicos. Para que seja executado esse tipo de sanitização, as membranas necessariamente devem ser retiradas para limpeza, o que favorece a possibilidade de contaminação do sistema. Há também de se considerar que os processos de sanitização químicos são menos eficazes que a sanitização térmica. 

• No entanto, com a disponibilidade de novos materiais para tecnologias como a osmose reversa e a ultrafiltração, que permitem operar e sanitizar em temperaturas mais elevadas, surgem novas aplicações, possivelmente validáveis, para produção da água para injetáveis.

Considerando tais fatores, torna-se evidente que o processo de primeira escolha para obtenção da API é a destilação, em equipamento cujas paredes internas sejam fabricadas em metal apropriado, como o aço inox AISI 316L, o vidro neutro ou o quartzo. Alternativamente, a API pode ser obtida por processo equivalente ou superior à destilação para a remoção de contaminantes químicos e microrganismos, desde que seja validado e monitorado quanto aos parâmetros estabelecidos.

• Atualmente os órgãos reguladores têm cobrado esforços das indústrias farmacêuticas no sentido de mitigar qualquer risco ao processo produtivo, de forma a garantir a qualidade e eficácia dos medicamentos que serão consumidos pela população. 

Dessa forma, a operação unitária final para obtenção de água para injetáveis deve ser limitada à destilação ou outro processo equivalente ou superior. A tecnologia de destilação é consagrada pelo seu longo histórico de confiabilidade e pode ser validada para produção de água para injetáveis.

Distribuição e Armazenamento: 

De Água para uso Farmacêutico (AP e API):

• A água para uso farmacêutico deve ser produzida, armazenada e distribuída de forma a evitar contaminação microbiológica, físico-química ou biológica. Os sistemas de armazenamento e distribuição devem ser considerados como uma parte crítica de todo o sistema.

Os sistemas de purificação, armazenamento e distribuição de AP e API devem ser projetados de forma a evitar a contaminação e proliferação microbianas.

• O sistema de armazenamento e distribuição deve ser configurado para evitar a recontaminação da água após o tratamento e deve ser submetido a uma combinação de monitoramento em linha e em laboratório, para garantir que a especificação apropriada da água seja mantida. A proliferação de contaminantes dentro do tanque de armazenamento e do anel de distribuição deve ser controlada.

A capacidade do tanque de armazenamento deve ser suficiente para oferecer reserva de curto prazo em caso de falhas dos equipamentos de tratamento da água ou de incapacidade de produção devido à sanitização ou ciclo de regeneração. A distribuição de AP e de API deve ser realizada com anel de circulação contínua, uma vez que um sistema de água sem anel de recirculação pode ser considerado basicamente um “ponto-morto”. A proliferação de contaminantes dentro do tanque de armazenamento e no anel de circulação deve ser controlada.

• O equipamento de tratamento da água deve funcionar continuamente por períodos significativos de tempo para evitar ineficiência e desgaste, o que ocorre quando o equipamento é ligado e desligado com frequência.

Devem ser adotados mecanismos de controle microbiano e sanitização dos sistemas de água purificada mantidos em temperatura ambiente, pois esses são particularmente suscetíveis à contaminação microbiológica, principalmente quando os equipamentos permanecem estáticos durante períodos de pouca ou nenhuma demanda de água. 

• A manutenção de um fluxo de circulação turbulento no sistema de distribuição de água reduz a probabilidade de formação de biofilmes. Desta forma, os sistemas devem promover constante recirculação da água. 

Condições sem fluxo ou baixo fluxo podem causar a proliferação microbiana e o desenvolvimento de biofilme, especialmente nas tubulações de distribuição de água. Considerando a relevância do fluxo de água para controle da carga microbiana, este parâmetro deve ser monitorado constantemente.

• A configuração dos sistemas de distribuição deve permitir um fluxo contínuo e turbulento de água em tubulação por recirculação. O uso de sistemas não-recirculantes, sem anel de circulação ou de “caminho-único” devem ser evitados, sempre que possível. A experiência da indústria tem mostrado que sistemas de recirculação contínua são facilmente operados.

Os sistemas dotados de anéis de circulação, além de diminuir significativamente a possibilidade de contaminação microbiana da água, são mais fáceis de serem submetidos à sanitização contínua e periódica. Excepcionalmente alguns sistemas sem tanque de armazenamento e sem anel de circulação poderiam ser aceitos, dependendo da finalidade da AP, como por exemplo, uma empresa que utilize água apenas para lavagem de equipamentos. 

• Poderiam também se enquadrar nesta excepcionalidade as empresas que utilizam água somente esporadicamente, como por exemplo, uma vez por semana. Nesta situação ficaria evidente que o volume de água utilizado associado à frequência não justificaria um sistema de água com armazenamento e distribuição. No entanto, são necessárias justificativas técnicas e procedimentos que garantam a segurança das operações, mitigando o risco inerente.

Por outro lado, para produção e distribuição de água para injetáveis (API) a ausência de um sistema de armazenamento e distribuição é inaceitável devido ao alto risco envolvido no processo.

• Os procedimentos e tecnologias de sanitização são de extrema importância para o controle microbiano dos sistemas de produção, armazenamento e distribuição de AP e API. A temperatura do sistema é um parâmetro de extrema importância a ser considerada no projeto. É reconhecido que sistemas mantidos aquecidos em temperaturas entre 65 a 80ºC são autosanitizantes e, portanto, menos susceptíveis à contaminação microbiológica do que sistemas que são mantidos em temperaturas mais baixas. Por serem considerados autosanitizantes, sistemas bem projetados e mantidos em temperaturas elevadas normalmente dispensam a sanitização química frequente. Em sistemas mantidos em altas temperaturas, agentes químicos são utilizados mais com o propósito de limpeza, durante as paradas de fábrica.

O crescimento de microrganismos pode ser inibido por radiação ultravioleta, manutenção do sistema a quente (temperaturas maiores que 65ºC); sanitização periódica do sistema utilizando água quente (temperatura maior que 70ºC por um tempo adequado), sanitização do sistema periodicamente usando água superaquecida ou vapor puro e sanitização química rotineira usando ozônio ou outro agente químico eficaz. O material de construção do sistema deve ser resistente aos métodos de sanitização empregados.

• Em sistemas mantidos aquecidos, a redução da temperatura, quando requerida pelo processo, deve ocorrer pelo menor tempo possível. O ciclo de resfriamento e sua duração devem ser considerados durante a qualificação do sistema e devem fornecer resultados satisfatórios. Em sistemas a quente os reservatórios de água devem ser encamisados para auxiliar na manutenção da temperatura da água.

Em sistemas mantidos e/ou sanitizados com altas temperaturas é importante destacar que os sensores de temperatura devem estar localizados nos pontos mais críticos do sistema. Esses sensores devem registrar e demonstrar que a distribuição térmica é homogênea por todo o sistema, de acordo com o definido no projeto.

• Considerando os conceitos de BPF atuais e a mitigação do risco inerente ao processo de produção, armazenamento e distribuição de água para uso farmacêutico, bem como os conceitos técnicos envolvidos nas tecnologias de sanitização química e térmica, é possível inferir que a sanitização térmica do sistema deve ser sempre a primeira escolha. A sanitização térmica é realizada por trocadores de calor sanitários instalados no sistema. Nesse processo não existe abertura do sistema, não há necessidade de paralisação do sistema e também não há necessidade de realizar o enxágue com consequente descarte da água para eliminação de agentes químicos exigidos na sanitização química.

A AP possui uma especificação microbiológica bem mais branda do que a API, o que possibilita com mais facilidade a manutenção de um sistema de AP em temperatura ambiente. De uma forma geral entendemos que sistemas de purificação de AP mantidos em temperatura ambiente apresentam risco muito menor do que sistemas de API mantidos nas mesmas condições.

•  Os sistemas de AP mantidos em temperatura ambiente são mais fáceis de serem controlados através de sanitizações químicas (por exemplo: ozonização) do que sistemas de API. Além disso, temos que considerar que desvios microbiológicos no sistema de AP, na grande maioria das vezes, acarretam em um nível de criticidade e de risco muito menor do que um desvio para API. Porém, mesmo para os sistemas de AP que são mantidos em temperatura ambiente, é altamente recomendável que existam trocadores de calor que sejam capazes de realizar sanitizações térmicas periódicas.

Considerando os requisitos rigorosos de qualidade da água para injetáveis e o risco inerente ao processo produtivo, é difícil manter um sistema API operando de forma adequada em temperatura ambiente e realizando apenas sanitizações químicas periódicas. Além disso, sistemas mantidos em temperatura ambiente são passíveis de contaminação, o que é contrário aos princípios do gerenciamento de risco das BPF atuais. Os sistemas de armazenamento e distribuição de API devem, prioritariamente, ser mantidos em temperaturas elevadas o máximo de tempo possível, bem como sofrer sanitizações térmicas periódicas. 

Quando existe a necessidade de utilização da água em temperatura mais baixa, por razões de processo, é preconizado que o tempo em que a água seja mantida em baixas temperaturas seja o menor possível, ou seja, quando não há demanda de utilização dessa água (por exemplo, nos períodos noturnos ou durante os finais de semana) ela deve permanecer aquecida. Portanto, é importante o correto projeto e instalação de trocadores de calor sanitários com capacidade de aquecer e resfriar a água de forma rápida.

Métodos para a Purificação da Água

Qualidade dos Sistemas de AP E API:

• Apesar de esta seção focar apenas na Qualificação de Desempenho (QD), é importante ressaltar que qualquer sistema de purificação de água deve ser submetido à qualificação de instalação e à qualificação de operação, independente de quando o sistema tenha sido instalado. No caso de novos sistemas ou de modificações significativas em sistemas já existentes, a qualificação de projeto também deve ser considerada.

Todos os sistemas de água para uso farmacêutico são considerados sistemas críticos de qualidade e de impacto direto na qualidade e segurança de medicamentos, portanto devem ser qualificados. As qualificações devem seguir procedimentos previamente escritos e aprovados. Os dados obtidos devem ser devidamente registrados e revisados para aprovação. Devem ser consideradas no processo de qualificação possíveis variações sazonais que venham a afetar a qualidade da água para uso farmacêutico. As técnicas de sanitização ou esterilização empregadas devem ser consideradas durante o planejamento do projeto do sistema e seu desempenho deve ser comprovado durante as atividades de qualificação.

• O primeiro princípio que deve ser considerado na qualificação de desempenho do sistema de água é que este estudo tem por objetivo proporcionar uma compreensão lógica de todo o sistema, bem como gerar subsídios técnicos para a correta implementação dos procedimentos operacionais, em especial os de sanitização, limpeza, manutenção e amostragem.

Uma abordagem de três fases deve ser usada para satisfazer o objetivo de comprovar a confiabilidade e robustez do sistema em operação, durante um período prolongado. Geralmente essas fases são denominadas Fase 1, Fase 2 e Fase 3.

• A Fase 1 é a primeira etapa do estudo e precede a utilização da água pela indústria farmacêutica. Ela deve ser realizada sempre que um sistema está iniciando as atividades produtivas ou quando sofre mudanças que impactem no processo. O conceito inicial para a Fase 1 é que haja um monitoramento intensivo de todos os pontos amostrais do sistema para todos os parâmetros especificados para água, todos os dias consecutivos, por no mínimo duas semanas. 

Uma observação importante a ser feita é que esta fase é justamente utilizada para a verificar se o sistema é robusto e possui capacidade de produzir, armazenar e distribuir AP ou API de forma confiável. Também é nessa fase que a empresa deve ajustar seus principais procedimentos operacionais conforme a tecnologia e realidade do respectivo sistema de purificação, armazenamento e distribuição. 

• Portanto na Fase 1 não é justificável a aprovação de um estudo de qualificação que apresente resultados fora da especificação, ou mesmo problemas técnicos. Em tal situação a empresa deve abrir um desvio, investigar corretamente as causas do desvio, implementar ações corretivas e, finalmente, executar novamente a Fase 1.

Na execução da Fase 1 devem ser realizadas amostragens diárias ou monitoramento contínuo da água de alimentação para verificar a sua qualidade. Um período de teste de duas semanas deve ser feito para monitorar o sistema intensivamente. A seguinte abordagem deve ser adotada:

• Realizar testes químicos e microbiológicos de acordo com um programa previamente definido.
• Amostrar ou monitorar a água de alimentação diariamente para verificar a sua qualidade.
• Amostrar ou monitorar continuamente a qualidade da água após cada etapa do processo de purificação.
• Amostrar ou monitorar continuamente cada ponto de uso e outros pontos de amostragem definidos.
• Desenvolver especificações de operação apropriadas.
• Desenvolver e finalizar os procedimentos de operação, limpeza, sanitização e manutenção.
• Demonstrar a produção e distribuição da água na qualidade e quantidade requerida.
• Utilizar e aprimorar os procedimentos de operação, manutenção, sanitização e solução de problemas.
• Verificar provisoriamente os níveis de alerta.

Na Fase 2, por um período adicional de duas semanas , deve ser realizado o monitoramento intensivo durante a implementação de todos os procedimentos aprimorados após a finalização satisfatória da Fase 1. O plano de amostragem deve ser o mesmo da Fase 1. O uso da água para fabricação de produto farmacêutico acabado durante esta fase pode ser aceitável, desde que a Fase 1 esteja concluída e aprovada satisfatoriamente e dados da Fase 2 demonstrem qualidade de água apropriada e esta prática seja aprovada pela área de Garantia da Qualidade. Eventuais desvios que ocorram nessa fase devem ser devidamente investigados e considerados na conclusão do estudo. Geralmente é esperado que a Fase 2 também seja finalizada sem desvios significativos no processo produção, armazenamento e distribuição da água. A abordagem deve também:

• Demonstrar a operação consistente dentro das especificações estabelecidas.
• Demonstrar produção e distribuição consistentes de acordo com os procedimentos operacionais padrão.

Na Fase 3 os procedimentos operacionais já devem estar revisados, ajustados e implementados. A periodicidade, tipicamente, é de um ano após a conclusão satisfatória da Fase 2. Durante esta fase a água pode ser usada para a fabricação de produto farmacêutico acabado. Os objetivos dessa etapa da qualificação são:

• Demonstrar desempenho confiável durante um período longo de produção.
• Assegurar que as variações sazonais sejam avaliadas.

Os pontos de amostragem, frequência e testes da Fase 3 devem ser reduzidos para o padrão de rotina estabelecido nos procedimentos elaborados e revisados durante as Fases 1 e 2.Após a conclusão da qualificação do sistema de água, deve ser realizada revisão dos dados obtidos, adotadas ações corretivas e adequação dos procedimentos operacionais, caso necessário. Após a revisão, deve ser estabelecido um plano de monitoramento de rotina.

• A requalificação de desempenho deve ser realizada sempre que ocorrer uma mudança que tenha impacto direto ou indireto na produção, armazenamento e distribuição da AP ou API. A análise da necessidade da requalificação deverá ser corretamente realizada, através do procedimento de controle de mudanças. O plano de amostragem para a requalificação das Fases 1 e 2 pode ser igual ou inferior ao da qualificação inicial, desde que isso seja devidamente justificado mediante análise do risco da mudança.

Revisão dos Sistemas de Água (AP E API):

Os sistemas e os resultados obtidos no monitoramento da qualidade da água devem ser revisados em intervalos regulares adequados. A equipe de revisão deve incluir representantes das áreas de engenharia, garantia da qualidade, operações e manutenção.

A revisão deve considerar os seguintes tópicos:

• Mudanças realizadas desde a última revisão;
• Desempenho do sistema;
• Confiabilidade;
• Tendências de qualidade;
• Falhas;
• Investigações;
• Resultados fora de especificação obtidos durante monitoramento;
• Alterações na instalação;
• Atualização da documentação de instalação;
• Livros de registros;
• Situação da lista atual de procedimentos operacionais.

O relatório de revisão periódica do sistema de água não deve se restringir a à analisar se os resultados físicos químicos, microbiológicos e biológicos estão dentro da especificação. A análise apenas dos resultados de controle da qualidade não fornece uma visão dinâmica do sistema e também não possibilita concluir se o sistema está realmente sob controle.

• Os objetivos principais da revisão periódica do sistema de água são a análise de tendência dos dados de controle de qualidade, desvios, ações corretivas, resultados fora de especificação, entre outros, para justamente concluir se existe alguma tendência, seja ela positiva ou negativa e, quando cabível, estabelecer um plano de mudança. Exemplos de valores que podem ser ajustados após uma correta revisão periódica são as especificações dos limites de alerta. Ressalta-se que devem ser considerados na revisão periódica os dados de monitoramentos obtidos com equipamentos instalados em linha e também os resultados dos testes realizados em laboratório.

As atividades de revisão periódica dos sistemas de produção, armazenamento e distribuição devem estar devidamente descritas em procedimento aprovado. Os relatórios devem ser periódicos, geralmente anuais, e devem ser avaliados e aprovados pelo departamento de Garantia da Qualidade em conjunto com os demais setores envolvidos.

• A elaboração de uma correta revisão periódica do sistema de água deve fornecer subsídios e evidências técnicas de que o sistema é robusto e opera sem tendências negativas ao processo, ou necessita de ações corretivas. A conclusão do relatório deve ser clara quanto à necessidade de ações corretivas e da necessidade de uma nova requalificação de instalação, operação ou desempenho (Fases 1, 2 e 3).

Outras Considerações:

• As diretrizes técnicas constantes deste documento, extraídas de normas técnicas e farmacopeias nacionais e internacionais, buscam orientar as empresas para eventuais necessidades de adequação à legislação vigente. Essas diretrizes indicam a necessidade de buscar melhorias contínuas nos sistemas de produção de água purificada e de água para injetáveis. 

Ao cumprirem as Boas Práticas de Fabricação vigentes, as empresas diminuem o risco à qualidade dos medicamentos fabricados. Dessa maneira, estão contribuindo para a melhoria na qualidade, segurança e eficácia dos medicamentos consumidos pela população.

Outros Métodos para a purificação da água:

Fervura:

• Esse processo é muito simples e eficaz, é utilizado por pessoas que não possuem filtro em casa para a retirada de impurezas da água.

A fervura deve durar em torno de 15 a 20 minutos para que possa matar todos os micróbios contidos na água. Para que essa água fervida possa ser consumida é preciso que se espere até a água voltar na temperatura ambiente. Depois, para que não fique com o gosto ruim, é necessário que se agite ou misture a água, pois dessa forma o ar que foi eliminado com a fervura volta a se misturar na água.

Filtração:

• Esse também é um processo simples de purificação de água. É o mais comum utilizado nas casas e o mais viável também. Esse método consiste em passar a água por uma porcelana porosa (vela) em que a maior parte das impurezas fica retina na vela. Na parte de cima do filtro fica a vela, em que é colocada a água para filtrar. Essa água passa pela vela e é depositada na parte de baixo, já livre das impurezas, e boa para o uso. É preciso que se realize a limpeza diária na vela, e que sua troca seja realizada pelo menos uma vez por ano.

Existem vários tipos de filtro que podemos adquirir. Os mais antigos são os de barro, que eram utilizados por nossos avós. Atualmente, várias empresas fabricam filtros modernos, com design bonito e sofisticado, muitos a água passa pelo processo de purificação e é possível retirar a água gelada. Nesse tipo de filtro, também é necessário o uso da eletricidade apenas para gelar a água.

Destilação:

• Esse processo já é mais complexo e somente pode ser usado em um aparelho chamado destilador. Esse aparelho é mais utilizado em pesquisas em laboratório e pela indústria de forma geral. Para utilizar esse processo é preciso que a água seja aquecida em um recipiente de vidro e que atinja a temperatura de fervura liberando os vapores de água. 

Esses vapores passam por um condensador. Nesse condensador o vapor passa pela serpentina que se resfria e tornasse líquido novamente. Esse líquido é a água destilada. Sendo assim, podemos entender que a água destilada é uma água pura, sem nenhum tipo de substância ou impurezas. Outros métodos para purificar a água, especialmente para fontes locais são a destilação e a osmose, embora envolvam custos elevados e manutenção complexa.

• Para o uso doméstico, utilizam-se desde a Antiguidade:

Outras técnicas de purificação da água:

• Indignados com a existência de várias comunidades famintas e sem acesso a água tratada em diversos países pobres do mundo, três designers industriais coreanos – Jung Uk Park, Myeong Hoon Lee e Dae Youl Lee – criaram um saco especial que, inicialmente, é capaz de transportar a comida enviada pela ONU e por ONGs internacionais a essas pessoas. 

A ideia é que os órgãos de ajuda humanitária substituam os sacos convencionais pelo Life Sack para enviar grãos e demais alimentos a esses povos. Depois que a comida fosse armazenada, o saco funcionaria como um purificador de água.

• O recipiente usa o Processo de Desinfecção Solar de Água para matar os organismos do líquido contaminado, a partir da radiação UV-A, que penetra com facilidade o PVC de que o saco é feito. Um filtro interno é capaz de remover todos os micro-organismos que tenham, pelo menos, 5 nanômetros (um nanômetro é igual a um milímetro dividido por um milhão). Para se ter uma ideia da eficiência do filtro, a bactéria causadora da tuberculose tem um tamanho de 200 nanômetros.

Pensando nas pessoas que caminham quilômetros para conseguir encontrar água, o Life Sack tem alças e pode ser levado mais confortavelmente nas costas. Em seguida, é só pendurá-lo exposto ao sol.

• A Superintendência da Fundação Nacional de Saúde no Amazonas (Funasa/AM) desenvolveu uma nova técnica de tratamento de água com a utilização de um equipamento denominado de "clorador simplificado" que tem chamado a atenção de autoridades em educação ambiental em todo o Brasil. Elaborado pelo Programa Nacional de Apoio ao Controle da Qualidade da Água (PNCQA) da fundação, o equipamento trata a água em sistema de distribuição encanado com procedimentos simples e eficazes.

Desenvolvido para soluções alternativas coletivas, o clorador simplificado purifica um determinado volume de água para consumo humano e é instalado entre o poço tubular e o reservatório (caixa d’água). De fácil confecção, o aparato já é apresentado às comunidades do interior do Amazonas através de cursos que vêm sendo realizados pela Funasa nos últimos oito anos, inicialmente, nas áreas indígenas e posteriormente em comunidades ribeirinhas.

• “É muito gratificante saber que os amazonenses podem ser considerados referência no tratamento de água no Brasil através de um procedimento tão eficaz como o clorador simplificado. Mas antes de exportar esse tipo de serviço, já aplicávamos em uma importante área do interior do Amazonas onde existem problemas para a aquisição de água potável”, afirmou o superintendente regional da Funasa/AM, Gedeão Amorim.

Ele lembrou que graças ao projeto, o Amazonas tem conseguindo reduzir significativamente o índice de doenças causadas por ingestão de água contaminada. Atualmente, o projeto alcança mais de 200 comunidades em 19 municípios do Estado, como Maués, Barreirinha, Parintins, Tabatinga, São Paulo de Olivença, Itacoatiara, Autazes, Borba, Tefé, Envira, Uarini, Alvarães, Maraã, Jutaí, São Gabriel da Cachoeira, Iranduba, Novo Airão, Santa Izabel do Rio Negro e comunidades rurais da capital Manaus.

Outros estados:

• Entre os estados que procurou a informação sobre projeto de tratamento de água no Amazonas está o Piauí que recebeu em novembro do ano passado uma equipe da Funasa/AM para a realização de oficina sobre a operação do clorador. No mês passado, foram enviadas quatro desses equipamentos para o Estado nordestino difundir o tratamento da água de forma prática e barata em suas comunidades do interior.

Além do Piauí, representantes das superintendências do Acre, do Amapá, Paraná, e de outros estados do Nordeste também se interessaram em adquirir a técnica e devem ser visitados por técnicos da Funasa/AM nos próximos meses. “Como gestor, nos cabe, difundir esse estudo e, principalmente, criar mecanismos para aperfeiçoá-la como o passar dos anos”, ressaltou Gedeão. 

Custo x benefício:

• Outro ponto importante do clorador simplificado é o baixo preço dos materiais utilizados para a confecção. Segundo Gedeão Amorim, o investimento é mínimo para um longo período de aproveitamento. “Para ter o difusor de cloro, paga-se apenas o preço do cloro, porque é uma mistura de areia, cloro e pode ser usado em uma garrafa pet. 

No caso do clorador, dependendo da comunidade, é usado no máximo 1 quilo de cloro por ano. A adaptação trata a água para a comunidade inteira durante um ano pelo valor de R$ 10, R$ 12 por um quilo de cloro”, destacou. O clorador com o difusor de cloro é capaz de tratar a água durante 30 dias em poços rasos, que normalmente se encontram nos quintais. 

Funcionamento:

• Biólogo da fundação, Kelmer Passos exemplificou o funcionamento de um clorador, utilizado em sistemas de distribuição para pequenas populações. “Em uma comunidade de 20 famílias, que tenha um reservatório de 10 mil litros de água e seja preciso enchê-lo uma vez por semana, o clorador trata o volume certo e se utiliza essa água por uma semana. Quando a pessoa liga a bomba da tubulação do poço profundo, esses 10 mil litros de água são tratados e distribuídos pela população”, constatou.

A purificação da água ou potabilização é um processo que consiste no tratamento da água, a fim de remover os contaminantes que eventualmente contenha, tornando-a potável, isto é, própria para o consumo humano.Dependendo da fonte da água, uma grande variedade de técnicas poderá ser empregada para esse fim.

• Um dos nomes dado às unidades onde é feita a purificação de água é estação de tratamento de águas, um nome que também é aplicado às unidades de tratamento de água residuais".

Fontes da água potável:

A água para consumo público ou privado pode ser obtida de diversas fontes:

• Água subterrânea profunda - aquela que emerge de alguns poços localizados profundamente no subsolo. Esta terá sido filtrada naturalmente pelas camadas de solo e de rochas, sendo normalmente rica em carbonatos e em cálcio, magnésio, cloretos, além de pequenas quantidades de ferro ou de manganês, o que torna esta água especialmente agradável para beber e cozinhar. Se as dosagens dos elementos químicos forem excessivas para o consumo humano elas podem requerer algum tipo de tratamento especial. 

Água de lagos e reservatórios elevados - localizados na superfície terrestre, em áreas elevadas, onde são restritas as possibilidades de contaminação, se forem devidamente protegidas. 

• Águas de rios, canais e reservatórios de planície - na superfície terrestre, em áreas mais baixas, onde são maiores as possibilidades de poluição ou de contaminação. Nesses casos o tratamento, numa Estação de Tratamento de Água pode ficar mais complexo e caro.

A água percorre as seguintes etapas, para chegar às casas: 

• Captação (coleta) 
• Adução (transporte) 
• Tratamento 
• Armazenamento 
• Distribuição

O tratamento da água deve ser iniciado desde as nascentes, até as barragens, através da proteção aos mananciais, cuja poluição por detritos, impurezas, dejetos domésticos, agrícolas e industriais, deve ser controlada o melhor possível, através de análises de rotina. O alerta é dado quando atingido um número superior a 1000 micro-organismos/cm³. Nesse caso, a água deve ser desinfectada com um algicida, tipo sulfato de cobre ou hipoclorito de sódio, assim que chega à estação de tratamento.

Métodos de tratamento da água: 

• Primeiramente, o pH da água tem que ser elevado pela adição ou de uma base diretamente, ou de um sal básico conhecido como barrilha (carbonato de sódio): Separação/Filtração - embora não sejam suficientes para purificar completamente a água, é uma etapa preliminar necessária. 

Filtros de areia rápidos - o uso de filtros de areia de ação rápida, é o tipo mais comum de tratamento físico da água, para os casos de água de elevada turvação. Em casos em que o gosto e o odor possam vir a constituir um problema, o filtro de areia pode incluir uma camada adicional de carvão ativado. Recorde-se que os filtros de areia ficam obstruídos após um período de uso e devem ser lavados.

• Desinfecção - A maior parte da desinfecção de águas no mundo é feita com gás cloro. Porém, outros processos tais como hipoclorito de sódio, dióxido de cloro, ozônio ou luz ultravioleta, também são utilizados em menor escala, dada a complexidade, alto custo e eficácia aquém das necessidades sanitárias do mundo atual. 
• Antes de ser bombeada para os tanques de armazenamento e para o sistema de distribuição aos consumidores, equipamentos de cloração garantem a manutenção de uma quantidade de cloro residual, que continua exercendo a sua função de desinfectante até o destino final. A cloração de águas para consumo humano é considerada um dos maiores avanços da ciência nos últimos dois séculos, podendo ser comparada com a descoberta da penicilina ou mesmo a invenção do avião. 

Desinfeção solar ou SODIS (solar water disinfection) - é um método de desinfecção da água de baixo custo que utiliza o raios ultravioleta do sol e garrafas plásticas do tipo PET transparentes.

• Coagulação ou floculação - Neste processo as partículas sólidas se aglomeram em flocos para que sejam removidas mais facilmente. Este processo consiste na formação e precipitação de hidróxido de alumínio (Al(OH)3) que é insolúvel em água e "carrega" as impurezas para o fundo do tanque. 
• Base: NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq)+ (5) = 78(N3)
• Sal básico: Na2CO3(s) → 2 Na+(aq) + (CO3)2-(aq)= 32+(Ho6)
• CO32-(aq) + H2O(l) → HCO3-(aq) + OH-(aq)= 67+CB8
• Após o ajuste do pH, adiciona-se o sulfato de alumínio, que irá dissolver na água e depois precipitar na forma de hidróxido de alumínio.
• Dissolução: Al2(SO4)3(s) → 2 Al3+(aq) + 2 (SO4)3-(aq) 
• Precipitação: Al3+(aq) + 3 OH-(aq) → Al(OH)3(s) 
• Os flocos formados vão sedimentando no fundo do tanque, "limpando" a água.

Este modelo foi premiado pelo FINEP, órgão de incentivo à pesquisa e inovação ligado ao governo brasileiro, pela sua originalidade, aplicabilidade e eficiência. Estação de tratamento mecânica, contendo aparelho dosador automático para aplicação de produtos sólidos (cloro ou cloro + flúor), através do fluxo da água que é deslocada para o reservatório através da rede proveniente do poço ou fonte. A ETA não requer uso de energia elétrica e contém abrigo próprio com chave, dispensando a construção de proteção do mesmo.

Métodos para a Purificação da Água