XXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
A Engenharia de Produção e o Desenvolvimento Sustentável: Integrando Tecnologia e Gestão.
Salvador, BA, Brasil, 06 a 09 de outubro de 2009
DEMANDA ENERGÉTICA E HÍDRICA
PARA A PURIFICAÇÃO DE ÁGUA EM
FARMÁCIAS DE MANIPULAÇÃO: UMA
COMPARAÇÃO ENTRE A DESTILAÇÃO
E A OSMOSE REVERSA
Patrícia Saiter Pimenta (CEFET/RJ)
[email protected]
ANDRE TEIXEIRA PONTES (CEFET/RJ)
[email protected]
Marcilio Xavier Furtado (CEFET/RJ)
[email protected]
Leydervan de Souza Xavier (CEFET/RJ)
[email protected]
DEBORA OMENA FUTURO (UFF)
[email protected]
A produção de medicamentos no Brasil é feita, em sua maioria, através
das indústrias farmacêuticas e das farmácias de manipulação, também
conhecidas como farmácias magistrais. Devido aos seus poderes como
solvente para um expressivo número de substâncias e à sua inércia
fisiológica, a água é um agente farmacêutico extremamente importante
e crítico nesse tipo de produção. Baseado no quadro atual de
contingência em relação à qualidade e quantidade dos recursos
hídricos disponíveis no planeta, o presente estudo propõ-se a avaliar o
consumo hídrico e energético dos processos de obtenção de água
purificada, via Osmose Reversa e Destilação, na rotina de produção
diária de duas farmácias de manipulação, cada uma utilizando apenas
um dos métodos de purificação. Os resultados obtidos confirmaram a
hipótese inicial de que os gastos energéticos e hídricos para a
obtenção de água purificada seriam superiores com a utilização do
método de destilação.
Palavras-chaves: Farmácia magistral, água purificada, medicamentos
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1. Introdução
A Lei da Política Nacional de Recursos Hídricos (Lei n.9433/97) dispõe em seus fundamentos
que “a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico” (BRASIL, 1997).
Prova desta limitação são as populações que já não possuem acesso à água de qualidade e em
quantidade suficiente para as suas necessidades, e estima-se que nos próximos anos haverá
um caos hídrico com sérias implicações sobre a saúde pública. Sua desigual distribuição e
escassa oferta fazem deste bem um dos mais estratégicos, uma vez que sem água não há vida
(MORAES e JORDÃO, 2002).
Segundo Maron (2006), a escassez hídrica é resultado de fatores como aumento do consumo,
desperdício, mau uso dos recursos naturais e falta de políticas públicas que orientem a
utilização responsável da água. Moraes e Jordão (2002), ao alertarem sobre a degradação dos
recursos hídricos, afirmam que o desenvolvimento de uma consciência ambientalista ainda é o
meio mais eficaz para evitar a concretização da grande crise de escassez, prevista para um
futuro próximo.
O contexto emergencial traz a necessidade de utilização racional dos recursos naturais, tanto
no consumo doméstico como nos processos produtivos. Mierzwa (2005) enfatiza que a análise
dos custos associados e os riscos potenciais de escassez de água fazem com que, atualmente,
diversos setores produtivos, sejam públicos ou privados, busquem opções viáveis para a
promoção do uso racional desse bem.
Como a água é parte essencial da maioria dos processos produtivos, a minimização e
racionalização do seu uso são prioridades da maioria dos setores de produção em todo o
mundo (MARON, 2006). Devido aos seus poderes como solvente para um expressivo número
de substâncias e à sua inércia fisiológica, a água é um agente farmacêutico extremamente
importante e crítico no processo de produção de medicamentos. A sua qualidade deve
obedecer aos rigorosos critérios estabelecidos em compêndios oficiais (GENNARO, 2004).
Segundo o autor, a água classificada oficialmente como “Água Purificada” é um dos tipos
mais utilizados para a fabricação de medicamentos não estéreis, e pode ser preparada a partir
da água potável por técnicas como a destilação, a troca de íons, a osmose reversa, além de
outros métodos.
A produção de medicamentos no Brasil é feita, em sua maioria, através das indústrias
farmacêuticas e das farmácias de manipulação, também conhecidas como farmácias
magistrais. O objetivo do estudo é avaliar a eficiência do processo de produção de água
purificada, via Osmose Reversa e Destilação, na rotina diária de produção de duas farmácias
de manipulação, cada uma utilizando apenas um dos métodos de purificação. A comparação
entre os dois processos foi realizada considerando-se os seguintes parâmetros: consumo de
água potável e energia elétrica, liberação residual e obtenção de água purificada.
2. A Farmácia Magistral
De acordo com Ferreira (2008), para caracterizar a farmácia magistral é preciso estabelecer
diferenças entre o processo artesanal de manipulação de medicamentos realizado na farmácia
e o processo de produção industrial. A manipulação em farmácias abrange a preparação,
embalagem ou rotulagem de um medicamento ou insumo em pequenas quantidades, em
função de uma prescrição ou de uma iniciativa baseada no relacionamento
prescritor/paciente/farmacêutico na prática profissional diária. Já o processo industrial realiza
a produção de medicamentos em maior escala, em qualquer quantidade e embalagem,
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independente desse relacionamento. Na Tabela 1 está apresentada uma comparação, de
maneira simplificada, entre o medicamento produzido em farmácias e o medicamento
industrializado.
Medicamento manipulado
Medicamento industrializado
Formulação personalizada, específica para um
paciente.
Formulação padronizada.
Possibilidade de adequação de dose e quantidade
às necessidades do paciente.
Adequação do paciente à apresentação disponível.
Pode ser produzido como alternativa para a
terapêutica de doenças raras, que afetam um
pequeno número de pessoas em relação à
população em geral.
Por razões econômicas, geralmente é produzido
quando sua ação terapêutica atende às
necessidades de uma fatia considerável da
população.
Fonte: Ferreira (2008)
TABELA 1 – Diferenças básicas entre medicamentos manipulados e industrializados
De acordo com o Conselho Federal de Farmácia (CFF), existem aproximadamente 7.300
farmácias produtoras de medicamentos distribuídas em todo o território nacional, o que torna
inegável a contribuição financeira do setor para o país, além de não se poder desconsiderar
seus impactos ambientais devido à natureza química de sua produção e ao alto consumo de
água potável gerado.
Diversos setores da economia já se despertaram para a importância de considerar a temática
ambiental nas suas linhas de produção, inclusive o setor farmacêutico (MACEDO, 2000;
COSTA e JUNIOR, 2005; GUIMARÃES, 2005). Macedo (2000) alerta para o fato de que um
sistema de gestão ambiental “é a garantia de um mercado consumidor, que estará procurando
um fármaco de qualidade, além de ter a certeza de que a linha de produção deste não gera
impacto ambiental”. O autor salienta que o uso racional/equilibrado da água dentro das
diversas etapas de produção é um ponto fundamental na política de gestão ambiental.
As boas práticas de manipulação de preparações magistrais e oficinais para uso humano,
regulamentadas pela resolução RDC no 67/2007, determinam que a água purificada pode ser
armazenada apenas por um período inferior a 24 horas (BRASIL, 2007). Dessa forma, é
necessário considerar medidas que propiciem um melhor aproveitamento da água que é
purificada diariamente, o que pode ser obtido através da otimização do uso, eliminando
perdas, e por meio de programas de conscientização. A prática do reúso e de aproveitamento
de fontes alternativas de abastecimento também são medidas que podem contribuir para
minimizar o desperdício, além de reduzir custos operacionais.
A gestão dos recursos hídricos não tem recebido a devida atenção do setor magistral, o que foi
apontado por Guimarães et al. (2005) que constataram apenas 34% de conformidades nos
sistemas de gerenciamento de recursos hídricos nas farmácias de manipulação da cidade de
Natal/RN, levantando a necessidade de aprimoramento da gestão ambiental nos
estabelecimentos estudados.
3. Sistemas de Purificação de Água
Le Hir (1997) afirma que “a água é o excipiente ou veículo mais utilizado em Farmácia”.
Prista (2006) ressalta que a água é um dos constituintes normais dos tecidos e não exerce
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qualquer atividade farmacológica, além de dissolver inúmeras substâncias, e a define como o
solvente mais utilizado na área farmacêutica. Gennaro (2004) define a água como um agente
farmacêutico extremamente importante e crítico no processo de produção de medicamentos.
Os autores descrevem cinco processos principais de obtenção de água purificada, Destilação,
Permutação, Osmose Reversa, Eletro-osmose e Ultrafiltração. Para uma melhor compreensão
do estudo realizado, os métodos de Destilação e Osmose Reversa serão descritos de forma
sucinta.
De uma maneira geral, o processo de purificação de água envolve a entrada de água potável
oriunda da rede de distribuição, a entrada de energia elétrica para o funcionamento do
aparelho e as saídas de água purificada e água residual, conforme representado na Figura 1.
Energia
Elétrica
Água
Potável
Destilação
ou Osmose
Reversa
Água
Purificada
Água
Residual
Figura 1 – Processo de purificação de água
3.1. Destilação
Em geral, um aparelho de destilação convencional consiste numa caldeira (evaporador)
contendo água de adução (destilante), uma fonte de calor para vaporizar a água no evaporador
e um espaço acima do nível do destilante com superfícies condensadoras para o refluxo do
vapor (GENNARO, 2004).
No Brasil, a maioria das farmácias de manipulação que fazem uso de destiladores para a
purificação de água utilizam aparelhos que funcionam pelo processo “Pilsen” onde a água a
ser destilada é pré-aquecida antes de entrar na caldeira e depois é evaporada. O vapor d’água
segue por um tríplice movimento para ser purificado e logo entra na câmara de condensação
para sair como água purificada (QUIMIS, 2009).
Silva et al. (2006) enfatiza que, em ambientes laboratoriais, uma questão quase sempre
presente é a necessidade de redução das perdas de água, principalmente durante o processo de
destilação que é agravado por um grande consumo de energia elétrica durante a sua
realização. A autora enumera algumas informações que considera relevantes para a obtenção
de soluções para a questão, tais como: características, condições e mapeamento dos
equipamentos e sistemas envolvidos; vazão e temperatura da água destilada e da água residual
liberada durante o processo; consumo de água potável e energia elétrica; dentre outros.
3.2 Osmose Reversa
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A osmose reversa é uma técnica de purificação de água que se baseia na eliminação de
partículas, íons ou microorganismos por retenção em membranas filtrantes apropriadas
(PRISTA, 2006). A água passa por uma membrana semipermeável, do meio mais concentrado
(água potável) ao meio mais diluído (água purificada), sob o efeito de uma pressão intensa,
invertendo-se o fenômeno natural de osmose, que ocorre espontaneamente, onde os líquidos
menos concentrados migram para os líquidos mais concentrados (LE HIR, 1997).
Le Hir (1997) classifica como vantajoso o processo de purificação de água por osmose
reversa por fornecer uma água fracamente mineralizada a um preço baixo, que pode ser
conveniente às inúmeras finalidades farmacêuticas.
Em seu estudo, Begosso (2008) apresenta dados comparativos entre a utilização de
destiladores e o sistema de osmose reversa referentes ao consumo de energia elétrica e água,
para a obtenção de 1 litro de água purificada. Os resultados estão apresentados na Tabela 2.
Parâmetro
Água purificada produzida
Consumo de água potável
Consumo de energia elétrica
Fonte: Adaptado de Begosso (2008)
Destilação
1,0 L
15,0 a 20,0 L
609,8 W
Osmose Reversa
1,0 L
2,0 L
2,0 W
Tabela 2 – Comparação entre a utilização de destilador e osmose reversa
4. Metodologia
Este estudo foi desenvolvido em parceria com duas farmácias magistrais. O estudo do
processo de osmose reversa foi realizado na Farmácia Universitária da Universidade Federal
Fluminense, enquanto que o processo de destilação foi acompanhado em uma farmácia
privada localizada no município do Rio de Janeiro. As referidas farmácias foram utilizadas
como campo de estudo para a coleta de dados por utilizarem equipamentos de purificação de
água comuns a um grande número de estabelecimentos produtores de medicamentos no país e
por possuírem uma administração aberta para a gestão sustentável.
Foram feitas medições diárias dos processos sob análise, considerando os seguintes
parâmetros: quantidade de água purificada obtida, quantidade de água residual liberada e o
tempo de funcionamento do aparelho. Os processos foram mapeados e os dados de consumo e
produção foram inventariados para a realização da comparação entre as duas metodologias.
A unidade de referência para a normalização dos resultados, a fim de possibilitar a
comparação, foi 0,507 L, o que corresponde à média do consumo diário de água purificada
observado durante este estudo na farmácia privada. Desta forma, foram efetuados os cálculos
dos gastos energéticos e hídricos para a produção.
5. Resultados
A Farmácia Universitária da UFF possui uma grande demanda de medicamentos
manipulados, o que gera um consumo elevado de água purificada, seja na produção
propriamente dita ou em processos de limpeza e higienização. Já a farmácia privada estudada
possui uma demanda menor, gerando um consumo de água purificada muito pequeno. Para
fins de comparação, consideramos a média de consumo diária da farmácia privada que foi de
0,507 L de água purificada. Os dados estão apresentados na Tabela 3.
Parâmetro
Água purificada produzida
Destilação
0,507 L
Osmose Reversa
0,507 L
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Consumo de água potável
Consumo de energia elétrica
Água residual descartada
Fonte: Elaboração própria
32,753 L
609,8 W
32,245 L
2,11 L
2,9 W
1,60 L
TABELA 3 – Comparação entre consumo e produtos dos processos de purificação analisados
O cálculo do consumo de água potável foi realizado de maneira indireta, visto a dificuldade
operacional da medida. Os dois aparelhos analisados não possuíam um medidor de vazão de
água potável na sua entrada. Foram desconsideradas as perdas por outros processos como a
evaporação.
Enfatizando, segundo as Boas Práticas de Manipulação, regulamentada pela Resolução RDC
n 67/2007, as farmácias de manipulação não podem armazenar água purificada por mais de 24
horas. Desta forma, a produção superior ao consumo diário pode gerar perdas.
O sistema de purificação de água por osmose reversa estudado possui um reservatório interno,
com capacidade aproximada de 9 litros. Seu volume é constantemente renovado de acordo
com a demanda da produção, uma vez que o processo de purificação é relativamente lento.
Dessa forma, este reservatório agiliza a disponibilização da água para o usuário. Atendendo à
legislação, no final de cada dia o volume restante deste reservatório deve ser descartado.
No decorrer do estudo, observou-se que no processo de destilação é necessário esperar o
aquecimento da água antes de se começar a obter o produto desejado. Durante as medidas
para esta pesquisa, este tempo foi em média de 3 minutos. No caso da osmose reversa, a
disponibilidade de água purificada é simultânea ao início do funcionamento do aparelho.
6. Conclusão
Os resultados obtidos com as análises confirmam as afirmações de Begosso (2008), que
apresenta dados comparativos de consumo de energia elétrica e água potável durante o
processo de obtenção de água purificada através de destilação e osmose reversa,
demonstrando gastos significativamente maiores durante a destilação.
Sem dúvida, os dados de consumo dos dois tipos de aparelhos devem ser avaliados no
momento de escolha do processo ideal para purificação de água numa farmácia magistral,
mas, principalmente no caso das farmácias de pequeno porte, essa tomada de decisão
demanda também uma análise da necessidade diária de água purificada na sua produção, já
que a aquisição de um aparelho de osmose reversa, apesar do menor consumo energético e
hídrico, gerará uma perda constante de água, diariamente, ao final da jornada de trabalho, que
não foi utilizada na rotina e que deve ser descartada de acordo com a legislação vigente.
Independentemente do método de purificação selecionado pela farmácia, a necessidade de
utilização racional dos recursos hídricos disponíveis sinaliza a urgência de novos projetos que
proporcionem a reciclagem e o reúso da água nos processos produtivos. Hespanhol (2006)
enfatiza que o reúso deve apenas ser considerado após a implantação das opções possíveis de
redução do consumo de água, evitando o desperdício, e alerta para a prática adequada do
reúso, onde deve ser identificada a qualidade mínima da água necessária para um determinado
processo ou operação.
Deve-se enfatizar que, embora o volume de descarte hídrico mensurado, proveniente dos dois
processos de purificação de água analisados, seja relativamente pequeno quando levado em
conta a produção de apenas duas farmácias, deve-se considerar que a purificação de água está
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presente em todas as farmácias magistrais do país, o que aumenta a relevância do
desenvolvimento de estudos ambientais neste setor.
Referências
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Agradecimentos: Os autores agradecem às farmácias participantes do estudo pela disponibilização de seus
laboratórios, e à CAPES e CNPq pelo apoio e incentivo à pesquisa.
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