Clase 4 Métodos Fisicoquímicos y Microbiológicos Para Garantizar La Calidad Del Agua-1

7/26/2019 Clase 4 Mtodos Fisicoqumicos y Microbiolgicos Para Garantizar La Calidad Del Agua-1

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ANLISIS FISICOQUMICO Y

MICROBIOLGICO DEL AGUADr. Andrs Len. Departamento de Anlisis y Control.

Facultad de Farmacia y Bioanlisis. Universidad de los Andes.

Mrida. Venezuela.

Dr. Flix Andueza. Departamento de Microbiologa yParasitologa. Facultad de Farmacia y Bioanlisis. Universidad

de los Andes. Mrida. Venezuela. Prometeo SENESCYT.ESPOCH. Riobamba. Ecuador

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EL AGUA EN LA INDUSTRIAS FARMACUTICA

El agua en la industria farmacutica es la materia prima ms

comnmente usada tanto para la manufactura de los productosmedicinales, integrando o no la formulacin final, como para ellavado de equipos, recipientes y envases primarios.

El agua no existe pura en la naturaleza, debido a que por suspropiedades qumicas

-molcula bipolar y con posibilidad de formar puentes dehidrgeno

- es capaz de disolver, absorber, adsorber o suspendernumerosos compuestos.

Estos contaminantes pueden resultar peligrosos para la salud.

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El agua usada en la industria farmacutica se denomina AGUADE USO FARMACUTICO (water for pharmaceutical use -WPU),y debe ser preparada a partir de agua potable.

El agua de uso farmacutico a su vez puede tener diferentescalidades dependiendo de la va de administracin de losproductos farmacuticos.

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La purificacin del agua para obtener agua potable supone unaserie de etapas, que dependen de la fuente de agua bruta quealimenta al sistema (ros, arroyos, lagos, reservoriossubterrneos, etc.) y de la poca del ao.

Aquellas plantas farmacuticas que no cuenten con aguapotable de red para sus procesos productivos, debenproducirla.

Los principales procesos en la obtencin del agua potable son:filtracin, ablandamiento, precipitacin, remocin demateriales orgnicos e inorgnicos y sanitizacin.


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Las especificaciones del agua potable son establecidas pororganismos internacionales como OMS (1), ISO, y normativasnacionales.

Las especificaciones que debe cumplir el agua de usofarmacutico estn establecidas en farmacopea (FarmacopeaEuropea - Ph Eur, Farmacopea de los Estados Unidos - USP, y

otras).


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Para obtenerla es necesario remover en mayor o menor gradolos contaminantes del agua potable, dependiendo del riesgo enla calidad final del producto farmacutico a obtener. Por lotanto, partiendo de agua potable, se emplean diferentessistemas para purificarla y alcanzar los estndares del agua de

uso farmacutico.

Los tipos de agua de uso farmacutico son:

- Agua purificada - Purified Water (PW)

- Agua altamente purificada - Highly Purified Water (HPW)

- Agua para inyeccin - Water for injection (WFI)


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En el cuadro 1 se detallan las especificaciones farmacopeicas

(Farmacopea de los Estados Unidos - USP y FarmacopeaEuropeaPh Eur) para los tres tipos de agua. El agua altamentepurificada no est descrita en la USP. La OMS describe los trestipos de agua de uso farmacutico al igual que la FarmacopeaEuropea (3).


CUADRO 1 - Especificaciones farmacopeicas (USP y Ph Eur) de los diferentes tipos de Agua de Uso Farmacutico.7


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El agua altamente purificada, tiene las mismas especificacionesque el agua para inyeccin. La diferencia est en el mtodo deobtencin.

Agua para inyeccin debe obtenerse por destilacin como

ltima etapa (segn Ph Eur y OMS), mientras que Aguaaltamente purificada se obtiene por combinacin de otrosmtodos como smosis reversa, deionizacin y/oultrafiltracin. La USP acepta para Agua para inyeccin , como

ltima etapa en el proceso de purificacin, la destilacin usmosis reversa.


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Aplicaciones

En lneas generales, se emplea agua purificada para lamanufactura de productos no estriles, incluyendo el ltimoenjuague de equipos, recipientes y envases;

Agua para inyeccin en la manufactura de productos noestriles, incluyendo ltimo enjuague de equipos, recipientes yenvases.


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En el cuadro 2 y cuadro 3, se resumen los requerimientos encuanto a la calidad del agua en la manufactura de productosestriles y no estriles, si el agua forma parte de la formulacinfinal o no, respectivamente, y en el cuadro 4, se resumen los

requerimientos en cuanto a la calidad de agua para lavados yenjugues. Ambos cuadros recogen las recomendaciones deEMEA (European Medicines Evaluation Agency) (4).


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CUADRO 2 - Tipo de agua en la manufactura de productos estriles y no estriles cuya formulacinfinal contiene agua.


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CUADRO 3 - Agua usada en la manufactura pero no integra la formulacin final del producto.


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CUADRO 4 - Agua usada en lavados y enjuagues


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Produccin, almacenamiento y distribucin de agua de uso

farmacutico Las especificaciones del agua a usar estn establecidas en las

farmacopeas y la eleccin del sistema o la secuencia de etapaspara obtener el agua de uso farmacutico que se requiere

depende de una serie de factores que debern considerarse.

Los factores que inciden en la eleccin del sistema depurificacin son:

Calidad del agua de partida,

tipo de agua necesaria, cantidad diaria necesaria,

soporte del proveedor,

robustez del sistema,

costos de operacin y mantenimiento.


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Produccin

El proceso de purificacin de agua, partiendo de agua potableimplica esquemticamente, un pre-tratamiento, que tiene comoprincipal objetivo, el preservar el sistema de purificacin, seguidode una o dos etapas de purificacin por alguno de los mtodosque se detallan a continuacin.

- smosis reversa (OR): es el proceso por el cual se hace pasar elagua a presin a travs de una membrana semipermeable, quedeja pasar el agua, reteniendo contaminantes como sales, cidos,bases, coloides, bacterias, y endotoxinas. Hay disponibles

sistemas de OR de un paso o de doble paso.


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- Deionizacin (DI): intercambio inico. El agua se hace pasar a travs deresinas de intercambio inico, con el objetivo de remover los iones de lassales presentes en el agua. Los cationes son removidos por H+ y los anionespor OH-. Las resinas se regeneran con cidos y lcalis, respectivamente. Losequipos pueden ser de lecho mixto, o separado (resinas catinicas y resinasaninicas). Pueden regenerarse en el sitio o a travs de un proveedor.

- Ultrafiltracin (UF): el proceso es similar al de OR, donde el agua pasa atravs de una membrana semipermeable. La corriente de agua fluyeparalela a la membrana porosa de ultrafiltracin. La presin diferencial

fuerza al agua a travs de la membrana. pero son rechazados la mayora delos contaminantes, salvo los de peso molecular bajo, por ejemplo mucho delos iones.


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- Destilacin: es un proceso de purificacin del agua por cambio

de fases. El agua se evapora desprendindose de la mayora de los

contaminantes.

El vapor producido es condensado.

Algunos contaminantes de bajo peso molecular pueden serarrastrados por el vapor de agua.

Bsicamente tres tipos de destiladores se usan: de simple efecto (SE),

de mltiple efecto (ME) y

de compresin de vapor (VC).

Estos dos ltimos tipos son los recomendados.


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-Las etapas de pre-tratamiento son:

- filtracin primaria con el objetivo de eliminar partculas ensuspensin para maximizar la eficiencia de membranas,

- el ablandamiento o remocin de cationes como calcio y

magnesio para reducir incrustaciones, - remocin de cloro por filtro de carbn activado,

- control microbiolgico por medio de luz UV u ozono,

- El control del pre-tratamiento puede reducir costos deoperacin y mantenimiento de las etapas de purificacin.


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Obtencin de agua para inyeccin:

el tratamiento final para la obtencin de Agua para inyeccines la destilacin (Ph Eur, USP, OMS) y smosis reversa (USP).

En el cuadro 5 se recogen en forma esquemtica, basado en las

recomendaciones de Sociedad Internacional de IngenieraFarmacutica (ISPE) (5), opciones de configuracin dediferentes sistemas para la obtencin de agua de usofarmacutico.

Obsrvese que en todos los casos, se establece el pre-tratamiento del agua potable de partida.


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CA = Carbn activado; OR = smosis reversa; DI = Desionizador; UF = Ultrafiltracin

CUADRO 5 - Opciones de diseo de sistemas de obtencin de Agua de Uso Farmacutico


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Asimismo, no se especifica en ningn caso que tipo de agua deuso farmacutico se obtiene. El tipo de agua obtenida en cadacaso depende de las especificaciones que cumpla. Lo que esimportante resaltar es que:

- para obtener Agua para inyeccin de acuerdo a losrequerimientos de la Ph Eur solamente puede usarse comoltimo paso la destilacin (esquema 7 en el cuadro 5).


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- para obtener Agua para inyeccin de acuerdo a las

requerimientos de USP, puede usarse como ltimo paso OR(doble paso) o destilacin (esquemas 1 y 7 en el cuadro 5).

- para obtener Agua altamente purificada , de acuerdo a

requerimientos de Ph Eur pueden usarse los diseosestablecidos en esquemas 3, 4 y 5 del cuadro 5, siempre ycuando se obtenga agua con las especificaciones de Agua parainyeccin .


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El criterio para evaluar las diferentes opciones es:

- Establecer las especificaciones del agua necesaria para losprocesos y productos.

- Producir agua de calidad consistente.

- Monitorear el sistema para asegurar que se cumplen con lasespecificaciones.


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Almacenamiento y distribucin

Una vez obtenida el agua de uso farmacutico, la misma debealmacenarse y distribuirse a los lugares de uso. Estasoperaciones deben hacerse de tal forma que no se contamine

el agua y se evite la proliferacin de microorganismos. Lossistemas deben ser cerrados con recirculacin continua.

Requerimientos del sistema

El sistema de produccin, almacenamiento y distribucin deagua de uso farmacutico, es un sistema crtico dentro de laplanta farmacutica y debe cumplir los requerimientos GMPpara evitar la contaminacin del agua y con GEP (GoodEngineering Practices).


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Debe ser cerrado y con recirculacin continua. La recirculacin

debe hacerse por encima de los 80 C o por debajo de los 4 C,por lo tanto en el sistema de distribucin deben colocarseintercambiadores de calor, de doble tubo para evitar lacontaminacin del agua recirculante. El material indicado paralas partes del sistema que entran en contacto con el agua debeser acero inoxidable 316L, con superficies interiores pulidas aespejo (electropulido) para evitar la formacin de biofilm; otrosmateriales pueden ser usados como por ejemplo elpolipropileno. La grifera y bombas deben ser sanitarias, las

conexiones deben hacerse por soldadura automtica orbital. Sedeben evitar los puntos puertos y usar vlvulas de no retorno.El sistema debe tener declive hacia los puntos de uso, paraevitar que el agua se estanque.


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MTODOS ANALTICOS EMPLEADOS EN EL ANLISIS Y CONTROLDE AGUA BRUTA Y POTABLE PARA LA OBTENCIN DE AGUA DE

USO FARMACUTICO


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CLASIFICACIN DE LOS INDICADORES DE

LA CALIDAD DEL AGUA - Indicadores fsicos (turbidez, SS, color, olor, sabor,

temperatura, conductividad)

- Indicadores qumicos (pH, dureza, oxgeno disuelto, materiaorgnica, nutrientes, pesticidas, metales pesados)

-Indicadores biolgicos (mtodos ecolgicos, microbiolgicos,fisiolgicos y bioqumicos, ecotoxicolgicos)


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Eleccin de mtodos analticos

Parmetros qumicos pH Alcalinidad* Carbono orgnico total Oxgeno disuelto

Demanda Bioqumica de Oxgeno, DBO5 Demanda Qumica de Oxgeno, DQO* Nitratos Nitritos Amonaco/amonio Nitrgeno Hjeldahl

Compuestos de fsforo Aceites y grasas

Hidrocarburos Detergentes Cloruros Fluoruros

Sulfatos Fenoles Cianuros Haloformos Metales Dureza*

Pesticidas Dixido de carbono libre Aniones


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