Aula Água

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“Água farmacêutica: produção e controle” 
Profa. Dra. Mônica Felts R. Soares 
 objetivos 
 
• associar o sistema de tratamento da água ao sistema de BPF 
 
• fazer com que todos compreendam a importância do 
tratamento da água e suas regulamentações 
 
• apresentar os possíveis processos de purificação e 
introduzir os controles de qualidade aplicáveis a água 
• Apresentar os pontos relevantes do sistema de 
armazenamento e distribuição de água 
• esclarecer dúvidas e fixar conceitos 
 de que maneira? 
 
pensando sobre: 
•  qual é a relação entre água e qualidade? 
•  quais características da água? 
•  quais as possíveis impurezas presentes? 
•  qual é o papel da água nos medicamentos? 
•  quais especificações se adotar? 
•  quais são os processos de purificação? 
•  quais são os controles aplicados? 
•  o que é preciso para melhorar o sistema? 
•  como comprovar a conformidade do sistema? 
é preciso ter uma estratégia 
de qualidade: BPF 
 
Boas Praticas Laboratorias 
Indústria Cosmética: Portaria n° 48/13 
Indústria Farmacêutica: RDC nº 17/2010 
Farmácia de Manipulação: RDC 67/2007 
Indústria Alimentícia: RDC 275/2002 e RDC 173/2006 
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Água 
Tendência a se unir por ligações eletrostáticas entre o 
núcleo do hidrogênio carregado positivamente e a nuvem 
eletrônica 
que circunda o núcleo do oxigênio 
A molécula da água é eletricamente neutra, mas 
polarizada “dipolo”, porque a densidade de 
elétrons é maior perto no núcleo do oxigênio do 
que dos núcleos de hidrogênio. Elemento Massa atômica Molécula Ponto de fusão Ponto de ebulição 
Telúrio (Te) 127.60 H2Te - 53°C - 5°C 
Selênio (Se) 78.96 H2Se - 65°C - 45°C 
Enxofre (S) 32.07 H2S - 83°C - 63°C 
Oxigênio 15.99 H2O 0°C 100°C 
(Fonte: Jordi Botet. Boas práticas em instalações e projetos 
farmacêuticos. Ed. RCN. São Paulo, 2006, pág. 261). 
Características físicas da água 
•  tendência à formação de gotas 
•  aderência a superfície 
•  ponto de ebulição muito elevado 
 (água: 100°C – PM 18,016 x amoníaco 33.35°C – PM 17.03) 
•  Alto calor específico (4.18 J/g°C) 
Características físicas da água Fontes da água 
Água terrestre: 
90% encontram-se nos mares 
10% encontram-se nos continentes 
 
Substância natural 
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Impurezas 
de maneira natural ou como conseqüência da 
contaminação derivada de atividades humanas 
•  Partículas 
 (sedimento, poeiras, pólens, metais, etc.) 
•  Substâncias inorgânicas 
 (sobretudo a “dureza” – Ca e Mg – e os “metais” – Fe, Al, Si) 
•  Substâncias orgânicas 
 (produtos de decomposição de vegetais e poluentes – detergentes, óleos, 
pesticidas, etc.) 
•  Microorganismos e seus restos (endotoxinas) 
•  Desinfetantes 
 (como o cloro, que permanece sempre o produto mais empregado para a 
proteção da qualidade microbiológica da água) 
•  Dentre outros... 
Qual é o papel da água nos 
estabelecimentos de produção 
de medicamentos e cosméticos? 
As exigências em matéria de qualidade das águas estão ligadas ao USO 
previsto. Podendo constituir: 
 
 - uma matéria-prima 
(e como tal suas características e e uso estão 
 estritamente regulamentados) 
 
 
-  uma utilidade, 
 
 - com caráter crítico (regulamentada) 
 
 - com caráter não-crítico (não-regulamentada) 
Águas “regulamentadas” – isto é, com 
c a r a c t e r í s t i c a s d e f i n i d a s p o r u m a 
farmacopéia. 
 
Água “não-regulamentadas” – isto é, aquelas 
características não são definidas por uma 
norma. Elas possuem características 
determinadas por cada empresa. 
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Farmacopeia Brasileira 5ª. edição 
Como se projeta um sistema 
de tratamento da água? 
Sistema de tratamento de água 
Água Potável 
Pré-tratamento 
Tratamento 
Reservatório para 
estocagem 
Pontos de utilização 
Água Purificada 
Polimento 
Obtenção 
Estocagem 
Distribuição 
Estocagem e Distribuição 
Zona Produtiva 
Zona Técnica 
Obtenção: 
Porque pré-tratamento? 
São Procedimentos diferentes? 
Conexões no pré-tratamento 
Pontos de amostragem (Obtenção) 
O primeiro passo para se projetar um 
sistema de tratamento de água é definir 
e/ou conhecer 
 
•  Fonte de abastecimento de água 
•  Perfil de impurezas da água 
•  Produtos e uso da Água 
•  Consumo médio diário 
•  Etc... 
 
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Pré-tratamento.... processos 
•  Clarificação 
•  Filtração 
•  Redução química (metabissulfito) 
•  Permutação (troca iônica) 
•  Desgaseificação 
•  Cloração 
•  Ozonização 
•  Radiação ultravioleta (UV) 
•  Etc... 
•  Clarificação 
 
 O objetivo da clarificação é reduzir a turbidez da água por adição de agentes 
de floculação/coagulação (ex. compostos de alumínio e ferro) que provoca, 
a sedimentação das partículas em suspensão e das substâncias dissolvidas. 
 
 Vantagens: 
 Baixo custo 
 Não precisa de equipamentos complexos 
 
 Desvantagens: 
 Eficácia variável em função da T°C, pH e íons presentes. 
 
 Aplicabilidade: 
 Grandes instalações (centros públicos de potabilização da água). 
 Filtração 
 Processo pelo qual são retiradas partículas sólidas dispersas na água 
fazendo-a passar através de um material poroso. Permite eliminar 
qualquer impureza da água, desde que o tamanho dos poros seja 
apropriado ao diâmetro das moléculas consideradas. 
 
 Desvantagens: 
 Obstrução dos filtros, Proliferação microbiana (como, aliás, sobre 
qualquer superfície onde haja diminuição da velocidade da água) 
 
 Tipos: 
 
 Filtração em profundidade (ou leito filtrante): elimina partículas acima de 10 µm 
 
 Filtração frontal: Filtração convencional: elimina acima da ordem de 10 µm (partículas) e 
Microfiltração: elimina na ordem de 0.1 a 10 µm (peq. partículas,protozoários e bactérias). 
 
 
 Filtração tangencial 
 
•  Ultrafiltração: elimina na ordem de 0.02 a 0.5 µm (vírus, 
endotoxinas, moléculas orgânicas) 
 
•  Nanofiltração: elimina na ordem de 0.001 µm (cátions e ânios) 
•  Osmose reversa: elimina na ordem de 0.001 µm (cátions e ânios) 
 
 Filtração por carvão ativo: 
 Alta superfície específica e grande porosidade. Elimina: CLORO e 
outras substâncias orgânicas. Existe o risco de proliferação 
microbiológica. Submetidos a ciclos de retro-enxugamento e 
sanitização periódica, além de serem periodicamente substituídos. 
 
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•  Redução química (metabissulfito) 
 
O cloro é transformado em íon cloreto 
(que pode ser eliminado por permutação): 
 
 
SO3-2 + Cl2 + H2O 2 Cl- + 2 H+ + SO4-2 
 
 Em comparação com o carvão ativado não é necessário nem a 
substituição nem a esterilização periódica (não há risco de 
proliferação microbiológica)... 
 
 maior complexidade técnica (reagentes químicos). 
 
•  Permutação (troca iônica) 
Reação química estequiométrica e reversível, pela qual 
um íon da água é trocado por um íon de carga similar 
ligado a uma substância sólida, insolúvel na água. 
 
Há dois tipos principais de resinas: 
 
-  Catiônicas, que possuem íons móbiles carregados 
positivamente. Elas permutam cátion por cátions e 
podem ser regeneradas por solução ácidas ou com 
salmoura. 
-  Aniônicas, que possuem íons móbiles carregados 
negativamente. Elas permutam ânions por ânions e 
podem ser regeneradas por solução de soda cáustica. 
• Permutação (troca iônica) 
 
As resinas são apresentadas em colunas pressurizadas ou cartuchos 
(há cartuchos com só um tipo de resina e há cartuchos mistos) 
 
A desmineralização da água implica em duas reações de troca iônica. 
A água deve passar primeiro pela resina catiônica, na qual os 
cátions (cálcio, magnésio, sódio, etc.) são trocados por íons 
hidrogênio da resina, depois, a água flui para a resina aniônica, 
nas qual os ânions (cloreto, sulfato, carbonato, bicarbonato, 
sílica, nitrato, etc.) são permutados por
íons hidroxila da resina. 
 
As resinas são danificadas pelo cloro. 
Risco de multiplicação microbiológica. 
 
NaCl + RH HCl + R-Na 
HCl + ROH H2O + R-Cl 
•  Desgaseificação 
O íon carbonato pode ser eliminado da água por 
acidificação (pH 5.5), pois ele é transformado 
em CO2 e liberado na atmosfera. O CO2 não 
contamina a água e o ânion ácido acrescentado 
(ex. sulfúrico) é eliminado por osmose reversa. 
Desvantagens: Há a manipulação de um ácido 
forte e é preciso controlar o pH. 
 
 
pH ácido básico 
5.5 8.3 7 
[CO3=] 
[CO2] 
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•  Cloração 
 
O cloro é o desinfetante mais utilizado para o 
tratamento da água porque sua ação residual 
garante um bom controle do crescimento 
microbiano. 
 
O cloro danifica muitas resinas e membranas e 
provoca a corrosão do aço inoxidável.... 
 
....deve ser eliminado no pré-tratamento: carvão 
ativo ou metabissulfito...... 
•  Ozonização 
O ozônio é um potente oxidante que controla o 
crescimento microbiano e reduz a concentração de 
compostos orgânicos. Não tem nenhum efeito 
contaminante, pois de decompõe em oxigênio e água, 
mas tem baixa ação residual. 
 
É usado na proteção de água privada de cloro. O ozônio 
é perigoso ao pessoal e deve ser destruído por 
radiação UV antes do ponto de utilização da água. 
•  Radiação ultravioleta (UV) 
 
Segundo o comprimento de onda (254 nm) e a 
dose (<90 mJ/cm2) controla o crescimento 
bacteriano. 
 
Não tem efeito contaminante, mas sua 
capacidade de penetração é muito limitada. 
 
É usado na proteção de água privada de cloro. 
Tratamento.... processos 
 
•  Eletrodiálise 
•  Eletrodeionização 
•  Osmose Reversa 
•  Destilação 
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•  Eletrodiálise 
Processo utilizado para desmineralisar a 
água por meio da migração de íons 
através de membranas em um campo 
elétrico. 
 
 
 
Eletrodeionização 
É a cominação da troca iônica com a 
eletrodiálise. 
 
 
•  Osmose Reversa 
É a purificação da água por meio da passagem desta por 
membranas semi-permeáveis contra o gradiente de 
concentração por ação da pressão. 
 
•  Osmose Reversa 
 
 
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•  Osmose Reversa 
 
Membranas celulósicas foram substi tuídas por 
membranas de poliamida aromática, uma vez que esta 
resiste mais pressão, pH, temperatura, hidrólise, 
contudo não é resistente ao cloro livre. 
 
As membranas sem i -pe rmeáve i s devem se r 
periodicamente sanitizadas. 
• Destilação 
 
A destilação diferencia-se dos outros métodos porque a água é 
separada das impurezas mais do que as impurezas da água. 
 
Durante o processo de destilação a água sofre câmbios de fase, 
passando do líquido ao vapor e voltando para o líquido. 
 
As impurezas possuindo um ponto de ebulição superior ao da água 
permanece na caldeira. A água e as impurezas possuindo um 
ponto de ebulição igual ou mais baixo do que a água são 
convertidos em vapor. 
 
Quando este vapor é condensado a água é apenas acompanhada das 
substâncias que fervem a temperaturas mais baixas. 
Destilação Estocagem e Distribuição 
Água Potável 
Pré-tratamento 
Tratamento 
Reservatório para 
estocagem 
Pontos de utilização
Água Produzida 
Polimento 
Estocagem
Distribuição
Estocagem e Distribuição
Controle de contaminação 
Limpeza 
Esterilização 
Pontos de amostragem (fábrica) 
Potencia de Impulsão (bombas) 
Fluxo no regime turbulento 
 (evitar escoamento laminar) 
Inclinação da canalização (drenagem) 
Reservatório 
(aspersão, capacidade e entrada de ar) 
Reciclagem de água 
Ozonização e Radiação UV 
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Controlde de Qualidade 
•  água durante o processo de tratamento 
•  água no ponto de utilização 
Condutivímetro
 Medidor Externo 
de Carbono 
Orgânico Total 
(TOC)
Limites 
microbiológicos
Qualificação 
e/ou 
Validação? 
 
 
Valida o processo de obtenção da água 
Qualifica o sistema de tratamento de água 
 
Qualificação do Sistema de Tratamento da Água: 
•  Qualificação de Concepção (QC) 
•  Qualificação de Instalação (QI) 
•  Qualificação Operacional (QO) – 1ª fase e 2ª fase 
•  Qualificação de Desempenho (QD) 
Garantia da Qualidade Caso prático: 
Pré-tratamento 
(Permutação) 
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Azul (2): Carvão Ativo 
Vermelho (1): Resina Catiônica 
Amarelo (1): Resina Aniônica 
Verde (2): Resina Mista 
Aluguel das Resinas (4): R$ 1.025,00/mês 
Aluguel do Carvão: R$ 550,00/3 meses 
6 Cilindros – Comodata: R$ 600,00/mês 
Caso prático: 
Osmose Passo único 
A. purificada – A. p. preparações injetáveis 
Caso prático: 
Tratamento.... 
Capacidade ≈ 1000 L/h (Leitura 1143 L/h), onde aproximadamente: 
700 L são utilizados na produção 
300 L são descartados (clorados novamente) 
Condutividade: 0.29 µs/cm (≤ 1.1 µs/cm) 
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Osmose Passo Duplo 
Água da COMPESA – Carvão Ativo – Osmose Passo Duplo - Água Purificada 
Redução de CUSTOS $$$ 
Caso prático: Água Potável – Água Purificada 
Alcançamos o 
objetivo da aula! 
dúvidas 
Como estudar 
 
Referências Básicas 
 
•  Fonte: Jordi Botet. Boas práticas em instalações e projetos 
farmacêuticos. Ed. RCN. São Paulo, 2006, capítulo 10. p. 265 a 
280. 
 
•  Farmacopéias (Brasileira, America e Européia). 
 
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Obrigada !!!