A água, na sua forma natural, possui parâmetros que não se adaptam às aplicações na indústria farmacêutica. Por esse motivo, é preciso aplicar diferentes técnicas de purificação para que a qualidade ideal da água para uso em laboratório seja atingida. A água é um insumo muito importante na indústria farmacêutica, seja no uso direto, em produção de medicamentos, ou indireto, no controle de qualidade, analítico e pesquisa e desenvolvimento. 
“Para diferentes aplicações, certos contaminantes ou parâmetros da água podem impactar negativo nos resultados, nos produtos ou na própria instrumentação. É fundamental que o tipo de água correto seja utilizado de acordo com as normas reguladoras” – afirma Daniela Fonseca Modé, gerente de Lab Water Solutions da divisão Life Science da Merck Brasil. 
Dois fatores são essenciais em um sistema de purificação de água na indústria farmacêutica: 
• A produção de água com qualidade constante;
• A confiabilidade da operação, fazendo com que os tempos de parada para manutenção e troca de filtros sejam mínimos. 
Fonte: Merck Brasil.
Equipamentos de controle dos sistemas de purificação de água:
• Condutivímetros sensíveis medem valores de 0,055 µS/cm ou 18,2 MOhmXcm; 
• Analisadores de TOC on-line para monitorar até 1 ppb;
• Além de medidores de vazão.
Fonte: Sartorius.

Desafios da água
“Para fabricantes e distribuidores de sistemas de purificação de água no Brasil, o desafio é se antecipar às grandes diferenças de qualidade da água encontrada no extenso território brasileiro utilizada para abastecer seus sistemas” – menciona Carlos Augusto Scarton, profissional de Aplicação Lab Water | Lab Weighing | Liquid Handling da Sartorius. Segundo ele, uma tabela das empresas fornecedoras mostra os níveis de pressão e vazão de água, além de limites de impurezas indicados para abastecer seus sistemas de purificação. 
Entretanto, devido às diferentes formas de captação de água de que as empresas dispõem, nem sempre estes limites são encontrados. “Esta qualidade divergente do indicado pode comprometer não a qualidade da água produzida, mas, sim, a vida útil dos componentes utilizados para a produção da água ultrapura. Algumas vezes, se requer adequação da qualidade desta água de alimentação” – explica Scarton.
O resultado prático ao cumprir as normas são as aprovações em processos rígidos de auditoria. “As utilizações da água ultrapura vêm se tornando cada vez mais específicas e restritas a cada tipo de aplicação. Esse perfil garante que nenhum contaminante esteja presente e prejudique a análise ou a pesquisa do laboratório” – relaciona Daniela, da Merck Brasil.
A Merck responde aos desafios da água oferecendo segurança em seus produtos. Os equipamentos de ultrapurificação de água Milli-Q® combinam tecnologias state-of-art avançadas: osmose reversa de alto desempenho, eletrodeionização (EDI), resinas de troca-iônica IQ-nano e filtros finais de alta eficiência.

Sala laboratorial 
“Uma sala laboratorial hoje para obter uma água purificada e ultrapura em uma indústria farmacêutica funciona com todos os requisitos que requeiram um lab controle de qualidade ou lab de desenvolvimento analítico” – ressalta Alexandre Cunha, especialista em Aplicações Elga LabWater da Veolia. A água pura e a ultrapura devem atender às Boas Práticas de Laboratório (BPL).

“Os laboratórios analíticos hoje requerem equipamentos cada vez mais flexíveis, que disponibilizem mais de uma função ou tipo de aplicação, utilizando o menor espaço possível” – diz Scarton, da Sartorius. Existem purificadores de água que produzem dois tipos de qualidade de água em um único sistema. “Com tamanhos que variam conforme a demanda de consumo requerida, possibilitam instalar múltiplos pontos de dispensação das diferentes qualidades de água” – expõe.
Com design compacto, o Arium Mini Plus, por exemplo, gera duas qualidades de água, Tipo I e Tipo III, ou com sistema de dispensação Smart Station, no qual múltiplos pontos ficam na bancada para uso e os sistemas de purificação Arium sob a bancada.

A instalação é única e customizada para cada cliente. “O local precisa atender a uma série de critérios, como condutividade, temperatura e pressão da água de alimentação, para que a instalação seja bem-sucedida e a unidade de purificação funcione de acordo com as especificações do equipamento, principalmente os parâmetros de qualidade da água produzida” – ressalta Daniela, da Merck Brasil. 

Técnicas
As técnicas usadas para obter água pura e ultrapura para aplicação como água reagente em laboratórios, principalmente na indústria farmacêutica, são métodos clássicos sequenciais. “Cada um dos métodos clássicos possui alguma especificidade que remove certo tipo de contaminante. As inovações ou diferenciais são relativos à qualidade dos materiais empregados nestas técnicas” – explica Scarton, da Sartorius.

O pré-tratamento é feito com uma sequência de técnicas utilizadas separadas ou sequenciais:
• Filtração: uso de elemento filtrante com abertura de poro entre 10 e 1 micra que remove particulado em suspensão.

• Carvão ativado: remove cloro livre e ozônio usados no tratamento para água potável da rede pública de abastecimento. Caso não os elimine efetivamente, as quantidades livres desses agentes oxidantes danificam os materiais usados nas técnicas subsequentes: as membranas de osmose reversa e as resinas. Existem carvões ativados de maior desempenho e mais efetivos que eliminam este tipo de contaminação, caso do carvão sintético cataliticamente ativo.

• Osmose reversa: membranas de poliamida com diferentes tamanhos de poros dispostas em camadas que sob pressão filtram e removem íons – 98%. No projeto de montagem das membranas, pode-se aumentar sua efetividade, fazendo retrolavagens e reduzindo a quantia de rejeito, fazendo uso mais eficiente, econômico e ecológico correto. A pureza da água produzida chega a valores inferiores a 20 µS/cm de condutividade ou maiores que 0,05 MOhm x cm, dependendo da água que alimenta o sistema.

• Eletrodeionização: utiliza eletricidade, membranas de troca iônica e resinas que removem íons dissolvidos da água. Sem uso de produtos químicos, é um tratamento de polimento após a osmose reversa. As unidades EDI de eletrodeionização contínua, cuja corrente elétrica regenera a massa de resina continuamente, propicia atingir pureza muito alta. Com condutividade abaixo de 0,1 µS/cm ou resistividade entre 5–15 MOhm x cm, dependendo da água que abastece o sistema.

Armazenamento 
A água purificada obtida destas técnicas possibilita armazená-las. Existem diferentes formas de armazenar e manter a qualidade da água com o tempo. O mais comum é encontrar Tanques de Polipropileno (PP), os quais devem ficar ligados ao sistema de produção, que, de tempos em tempos, recircula essa água e realiza nova filtração para manter sua qualidade. Assim como deve proteger contra iluminação, entrada de gases e ter algum sistema para não permitir crescer biofilme internamente com o uso de lâmpada UV.
Os tanques convencionais dependem de limpeza mecânica e uso de produtos químicos para desinfecção. A Sartorius trouxe ao mercado outra opção para armazenar ao empregar bolsas descartáveis (foto), que não permitem formar biofilme e reduzem o tempo de parada alto. 
 

Água ultrapura
“A condição de ultrapurificação da água só é possível com automação e  parâmetros de controle on-line” – enfatiza Cunha, da Veolia. Os parâmetros da água ultrapura são resistividade ou condutividade, Carbono Orgânico Total (TOC), contagem microbiológica e de endotoxinas. 
Para produzir água ultrapura, é preciso utilizar técnicas complementares apontadas pela Sartorius:
• Resina de troca iônica: resinas catiônicas e aniônicas de alto desempenho, carvão ativado em leito misto para polimento final e redução dos níveis de íons para obter resultados com condutividade de 0,055 µS/cm ou 18,2 MOhm x cm.
Para reduzir ou eliminar microrganismos, podem ser empregadas técnicas:

• Radiação ionizante Ultravioleta (UV): lâmpada de duplo comprimento de onda UV para ação bacteriostática que diminui a quantidade de Carbono Orgânico Total (TOC) e bactericida. O comprimento de onda UV longo (254 nm) tem maior ação bactericida, pois danifica o DNA e o RNA, evitando a replicação. O comprimento de onda UV curto (185 nm) é mais eficaz para oxidar materiais orgânicos, quebrando moléculas orgânicas para a remoção nos leitos de resina de troca iônica.

• Filtração esterilizante: membrana de polietersulfona com tamanho de poro de 0,2 µm para ação esterilizante por filtração.
• Ultrafiltração: filtro de Polisulfona para produzir água apirogênica.
O ultrafiltro remove endotoxinas, RNase, DNase e microorganismos da água para a aplicação em cultivo celular, técnicas analíticas de PCR, determinação de TOC e endotoxinas e Imunocitoquímica.

Água livre
A deionização PureSure, da Veolia, por exemplo, elimina traços de íons da água e avisa para trocar os cartuchos de purificação. Enquanto a Ultramicrofiltração Integrada utiliza ultramicrofiltro absoluto de 0,05 um que retira partículas residuais não ionizadas. Já a fotooxidação de TOC é feita com lâmpada UV de duplo comprimento de onda 185/254 nanômetros. E a ultrafiltração garante contagem microbiológica < 0,01 ufc/ml e remove endotoxinas à concentração: < 0,001 EU/ml, Dnases < 5pg/ml e Rnases < 1pg/ml.

A linha Milli-Q®, criada pela Divisão de Life Science da Merck, integra tecnologias e traz maior precisão, rastreabilidade e fácil interface com o usuário. O objetivo é otimizar a produção e a rotina dos clientes e agilizar a validação e a calibração dos equipamentos.
As lâmpadas ultravioletas UV dos novos sistemas de purificação da empresa não utilizam mercúrio, componente perigoso quando lançado na atmosfera ou no solo, o que evita contaminar o meio ambiente e economiza energia. Enquanto a tecnologia de Ajuste Evolutivo do Rejeito da Osmose Reversa – Evolutive Reject Adjustment (ERA®), também presente nos novos sistemas de purificação, reduz até 50% o consumo de água potável e diminui o uso de plásticos na sua fabricação.
O módulo de eletrodeionização (foto) do Elix® remove íons remanescentes para produzir água ultrapura de qualidade constante. O módulo corrige automático e contínuo suas resinas de trocas iônicas por meio de pequeno campo elétrico, sem usar procedimentos de regeneração perigosos ou troca das resinas, prolongando a vida útil do cartucho de polimento e sem usar cartuchos abrandadores antes do módulo EDI devido à presença de beads. 

A água fica livre de pirogênios, proteases, nucleases e bactérias com o Biopak® (foto). Já o EDS-Pak® propicia água para analisar disruptores endócrinos – hormônios. Enquanto o Millipak® Gold remove partículas e bactérias da água usada para controle de qualidade microbiológico ou físico-químico.

Produção automatizada
A monitoração e a produção dos sistemas de ultrapurificação de água de laboratório são automatizadas devido à demanda de uso em cada etapa de purificação sem intervenção humana. Informações de monitoração são resgatadas em relatórios que o equipamento gera, armazenando os dados em cartão de memória. Na planilha de dados, segundo a Sartorius, são visualizados:
• A qualidade da água monitorada nos diferentes condutivímetros internos;
• Os valores de TOC da água final obtidos por meio de acessório opcional instalado on-line.
Ao ativar o MyMilli-Q Remote Care (foto), da Merck, monitoramento e serviço on-line que ajuda a gerenciar os sistemas de água de laboratório, os usuários recebem notificações automáticas por e-mail ou SMS, podendo agir rápido na gestão de problemas; diagnóstico que propicia fazer reparos técnicos remotos, evitando visita presencial; acesso em tempo real às informações do sistema e da qualidade da água, facilitando rastrear dados, preparar auditorias e procedimentos para credenciar laboratório.

Os equipamentos da linha Milli-Q 7000 possuem display inteligente e sensível ao toque para fácil acesso à qualidade da água e monitorar a durabilidade dos consumíveis; dispensação remota volumétrica ou assistida (gota a gota) de precisão no preparo de soluções; sistema de troca de consumíveis (twist) que economiza tempo e facilita a troca de filtros, feita pelo próprio usuário; e gerenciar dados rastreáveis por relatórios personalizados.

Águas Tipo I, II e III
São diferentes normas que definem a qualidade exigida para aplicações dentro de um laboratório, por exemplo, a ASTM e a ISO 3696. Para monitorar seus produtos, os fabricantes de sistemas de purificação de água se baseiam na norma internacional ASTM D1193-06, considerada a mais rigorosa entre as normas nacionais e internacionais de qualidade de água. Laboratórios clínicos seguem as diretrizes da CLSI e outros laboratórios utilizam normas da farmacopeia europeia e/ou americana. 
Por razões técnicas e econômicas, as normas estabelecem diferentes graus de água para laboratório. O objetivo é garantir que a qualidade correta da água seja usada numa aplicação específica, enquanto limita os custos operacionais do laboratório.
Os valores controlados, como condutividade ou resistividade, TOC e níveis de contaminação microbiológica ou físico-química, são requeridos nos seus limites mais extremos e classificados como Tipo I, Tipo II e Tipo III. Os fornecedores  utilizam esta classificação para indicar o uso da água para suas aplicações:

Água Tipo I – A classe “ultrapura” tem grau de pureza necessário e adequado para as aplicações mais críticas de água dentro de um laboratório. Grau reagente: aplicada em análises orgânicas e inorgânicas por técnicas analíticas, além de protocolos de biotecnologia.  
Água Tipo II – “Água purificada” ou “EDI” para aplicações gerais e menos críticas de laboratório. Grau analítico: aplicada em rotinas de microbiologia, assepsia, análises físico-químicas que não requeiram Água Tipo 1 e alimentação de ultrapurificadores.
Água Tipo III – Água “RO“ para trabalhos não críticos, água de laboratório com menor grau de pureza, nos quais a redução de sais, sílica e particulado é suficiente. Grau laboratório: assepsia e alimentação de ultrapurificadores.
Fontes: Merck, Sartorius e Veolia.

Aplicações pelo Tipo de Água:
Água Tipo I   
• Análises instrumentais: Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC), Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (GC-MS), Espectrometria de Absorção Atômica (AAS), Cromatografia de Íons, Cromatografia Gasosa (GC) e Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) e Espectrometria de Massa com Fonte de Plasma (ICP-MS); 
• Análise de Carbono Orgânico Total (TOC)*;
• Produção de reagentes para Biologia Molecular (PCR* e sequenciamento);
• Eletroforese;
• Análise de endotoxinas*;
• Imunocitoquímica*;
• Preparo de tampões e meios para cultura de células de mamíferos e FIV;
• Outras técnicas analíticas avançadas;
• Mais aplicações de água Tipo II e Tipo III. 
* Requer uso de ultrafiltro.

Água Tipo II
• Preparo de meio de cultura e reagentes microbiológicos;
• Preparo de soluções para análises e sínteses químicas;
• Preparo de tampões e soluções pH; 
• Histologia;
• Teste Sorológico Elisa e Radioimunoensaios (RIA), ensaios feitos com base em medir radioatividade associada com complexos imunes;
• Mais aplicações de água Tipo I e III.

Água Tipo III
• Preparo de soluções de buffer e pH;
• Alimenta diversos dispositivos de laboratório: enchimento de autoclaves, lavadoras de vidraria, umidificadores, banhos de água etc;
• Sistemas de produção de água Tipo 1.
Fontes: Merck, Sartorius e Veolia. 
 

Contato das empresas
Merck Brasil: www.merckgroup.com 
Sartorius: www.sartorius.com
Veolia: www.veolia.com