A água por ser um solvente universal, reage com tudo que ela entra em contato: suspende as partículas de areia, absorve os minerais das rochas, arrasta e dissolve os resíduos animais e os pesticidas da lavoura de vegetais, e tudo isso vira um caldo de nutrientes que pode causar o crescimento de vários microrganismos, que por sua vez também podem liberar compostos na água. 

Luiz Fontes, especialista de aplicação da Merck explica que existem cinco grupos principais de contaminantes presentes na água: Partículas - rígidas ou moles (colóides) em suspensão; Compostos inorgânicos – todos os sais e íons dissolvidos na água, tais como cloro, flúor, ferro, etc; Compostos orgânicos, que são geralmente provenientes de decomposição de seres vivos em geral, resíduos domésticos, industriais e agrícolas, detergentes e óleos, etc; Gases - na forma de bolhas e microbolhas que podem reagir com os demais compostos e gerar outros, e Microrganismos -  como vírus, fungos e bactérias e seus subprodutos liberados na água.

Desta forma, a água que é utilizada diariamente do sistema de abastecimento não é apropriada para ser utilizada em aplicações que exigem grau de maior pureza como, por exemplo, na produção de medicamentos e produtos químicos específicos, alguns componentes eletrônicos, sistemas de refrigeração, em laboratórios e clínicas para realização de testes e exames, entre outras. 

As análises e testes realizados em nível laboratorial em sua grande maioria necessitam da água para execução destes procedimentos, o que requer altas tecnologias de filtragem e retirada de compostos indesejáveis. A água que utilizamos no dia-a-dia de nossas casas, por mais bem tratada que seja, não pode ser utilizada em laboratórios. Devido a presença de alguns contaminantes químicos e/ou microbiológicos seu uso pode danificar ou apresentar resultados imprecisos e incoerentes a análise realizada. 

Para cada aplicação em que a água pura for utilizada, há exigências a serem cumpridas e é importante usar a qualidade de água correta. Para escolher o sistema de água pura de forma acertada para um laboratório ou clínica, por exemplo, deve-se analisar a qualidade e volume da água, o nível de certificação, entre outros itens. As clínicas ou laboratórios precisam contar com uma água confiável que esteja de acordo com as normas para produzir testes de diagnóstico com exatidão. 

De acordo com Alexandra Camargo, diretora de vendas da Pall do Brasil, no sistema de purificação de água para análise laboratorial a água da torneira entra em uma unidade de pré-filtração separada por um cartucho de partículas (1, 5 ou 10μ) e um Cartucho de Carbono. Prepara a água para a Unidade Principal que trata a água com osmose reversa de Passagem Dupla seguida de 4 litros completos de resina de desionização de semicondutor UV de comprimento de onda dupla para desinfecção e redução de TOC para 1 ppb. 

"Os filtros finais de grau orgânico de 0,2μ são utilizados em até três pistolas dispensadoras. A água RO de passagem dupla pode ser usada para aplicações semi-críticas, como lavadoras de vidro, autoclaves, humidificações, banhos de água, etc. A água final ultrapura pode ser usada nas aplicações mais sensíveis e exigentes: ICP-Mass Specification, HPLC, PLC, AA, Invitro-Fertilização etc", completa Alexandra. 

Água purificada é necessária e utilizada em diversos segmentos: farmacêutico, meio ambiente, análise de resíduos, produtos químicos, apenas para citar alguns. As aplicações incluem, entre outras, a preparação de reagentes e tampões, lavagem de vidraria, análises instrumentais (HPLC, IC, AA, ICP, etc.), meios de cultura de tecidos e preparação de géis de eletroforese. A água potável contem vários contaminantes, tais como bactérias, metais pesados, íons e compostos orgânicos, que podem causar problemas e distorções nos resultados das análises e procedimentos. 

Muitos laboratórios respondem a necessidade de maior pureza da água, instalando sistemas deionizadores de água baseados em resinas de troca iônica regeneráveis, mas o nível de contaminação ainda é muito alto, para procedimentos analíticos e microbiológicos sensíveis. É necessário então utilizar sistemas de purificação de água, que permitam a remoção dos contaminantes críticos, para um determinado procedimento de forma eficaz, econômica e confiável. 

De acordo com Luiz a tecnologia mais antiga e tradicional para análises laboratoriais é a destilação, que simula o ciclo da água na natureza: aquece, vira vapor, e precipita em líquido novamente ao ser resfriada. Durante séculos era a única disponível, mas surgiram a troca iônica, osmose reversa, eletrodeionização, etc, mas para a remoção adequada dos grupos de contaminantes, não há uma única tecnologia 100% eficiente.

O ideal é combinar etapas que sejam eficientes naquilo que se propõem, por exemplo: um filtro para reter as partículas, carvão ativado para os orgânicos, resinas iônicas para os minerais e lâmpada UV para matar bactérias. Ele explica ainda que essa combinação deve prover não só a eficiência de cada etapa, mas também para proteger o passo seguinte e se complementar em sinergia. O uso de carvão ativado antes da membrana de osmose reversa retém o cloro, que poderia corroer a fibra da membrana, e o resíduo que sobrar de cloro é também eliminado pela osmose.

"As tecnologias mais tradicionais, como destilação e deionização clássica, vem sendo gradativamente substituídas por outras mais modernas como osmose reversa e eletrodeionização. Além disso, existem tecnologias complementares, tais como radiação UV, ultrafiltros, resinas de polimento de desempenho (ultrapurificação). O sistema deve ser composto de forma de medição interna para aperfeiçoar a produtividade e a eficiência, como medidores de vazão, pressão, temperatura, condutividade e até TOC, sendo que estes 3 últimos interferem diretamente na qualidade da água e, por isso, são de interesse do usuário para que sejam apresentados diretamente no display", ressalta Luiz.

 

Os sistemas podem contar ainda com diversos acessórios como pré-filtros, reservatórios herméticos, módulos de sanificação UV, múltiplos dispensadores remotos, software de gestão remota. Existe também a possibilidade de filtros finais exclusivos e específicos para as aplicações que exigem sensibilidade a nível de ultra-traços: LC-Pak^® (sílica C-18) – para fornecer água para metodologias de UHPLC e LC-MS; VOC-Pak^® e EDS-Pak^® (carvão ativado) – para aplicações em GC-MS, para análise de orgânicos voláteis e pesquisa de desruptores endócrinos, respectivamente; e, Q-Pod Element – para obtenção de água para análise de ultra-traços (ppt e sub-ppt) elementares para ICP-MS.

De acordo com Helio Primo Cavarzan, gerente de purificação de água para laboratório da Sartorius do Brasil para a purificação de água pode ser utilizado mais de um método, porém os mais comuns são com a utilização de cartuchos filtrantes. O sistema de cartuchos utiliza a tecnologia de carvão ativo,  osmose reversa, troca iônica que retém grande parte de íons e microfiltração que retém partículas ao final do processo, antes da dispensação de água. 

O cartucho de pré-filtração, utiliza carvão ativo que faz a remoção efetiva de uma ampla gama de substâncias orgânicas (mesmo de baixo peso molecular) por ligação não específica (forças de Van der Waals). Já a osmose reversa é o método mais econômico de remover até 99% dos contaminantes da água de alimentação (íons,orgânicos, pirógenos, vírus, bactérias, partículas, colóides) com baixos custos de operação devido a pouca utilização de energia elétrica  além de manutenção mínima e um bom controle dos parâmetros operacionais. Uma membrana de osmose reversa tem uma superfície microporosa fina que rejeita impurezas, mas permite a passagem de água. 

A membrana rejeita bactérias, endotoxinas e 90-95% de sólidos inorgânicos. Helio explica que os íons polivalentes são rejeitados mais facilmente do que os íons monovalentes. Sólidos orgânicos com um peso molecular superior a 200 Daltons são rejeitados pela membrana, mas os gases dissolvidos não são removidos efetivamente. A eletrodeinonização utiliza filtros com membranas sintéticas. 

Por fim, a Ultrafiltração  reduz a concentração de microrganismos, endotoxinas (pirogênios) e nucleases como DNase e RNase. 

A água sem purificação adequada possui alto nível de íons o que aumenta a sua condutividade elétrica sendo um interferente em equipamentos analíticos. Alexandra explica que, além disso, para análises microbiológicas a água também não pode conter bactérias e endotoxinas. O uso de uma água sem as devida purificação, interfere nos resultados analíticos como, por exemplo, em cromatografia líquida ou absorção atômica onde contaminantes presentes na água como metais podem gerar falsas leituras.

De acordo com Luiz, cada aplicação tem suas exigências. A água purificada pode ser usada para abastecer diversos equipamentos, como autoclaves, banhos, lavadoras, câmaras, dissolutores, analisadores clínicos, mas cada um desses tem suas próprias especificações. O mesmo vale para os preparos de soluções químicas, meios de cultura microbiológicos, diluição de padrões analíticos, e ainda a água usada em metodologias de química elementar, biologia molecular, cromatografia, entre outros. A aplicação é que determina qual norma deve ser seguida e o tipo de água que deve ser utilizado. As normas mais comuns são:

- Farmacopéias (brasileira, americana, europeia e outras ao redor do mundo) – que definem principalmente as especificações para águas de uso farmacêutico;

- ASTM (American Society for Testing Materials) D1193 e D5196 – norma internacional que determina parâmetros para laboratórios de controle de qualidade. Essa que é a norma referenciada para definir os tipos de qualidade de água classificadas em III, II e I, em ordem crescente de qualidade.

- ISO (International Organization for Standardization) 3696 – norma internacional que determina parâmetros para água de uso laboratorial;

- CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) – norma internacional que determina parâmetros para laboratórios do mercado clínico.

"Todos os laboratórios que necessitem de qualquer tipo de água purificada para alimentação de instrumentos, enxaguamento ou formulação de reagente devem adotar esse tipo de procedimento. A norma ASTM Tipo I, II e III são os padrões mais comuns e abrangem todas as numerosas aplicações de purificação de água para laboratório", completa Alexandra. 

Merck: www.merckgroup.com

Pall do Brasil: www.pall.com

Sartorius do Brasil: www.sartorius.com