Un lazo de agua purificada es el conjunto formado por un depósito de almacenamiento y un circuito de distribución destinado a mantener y conducir agua purificada (PW) o agua para inyección (WFI) hasta los distintos puntos de uso de una instalación farmacéutica. El sistema debe conservar las características físico-químicas y microbiológicas del agua desde su producción hasta su utilización.
En la industria farmacéutica es muy habitual el uso de agua purificada (PW) y agua para inyección (WFI) en los procesos productivos. Estos sistemas se pueden dividir en dos partes principales consistentes en la producción del agua y su almacenamiento y posterior distribución. El conjunto del depósito de almacenamiento y del lazo de distribución es lo que se denomina como lazo de agua purificada (PW) o agua para inyección (WFI) según proceda.
Qué es un lazo de agua purificada
Los lazos de agua purificada/WFI se usan ampliamente en la industria farmacéutica tanto para la producción como para la distribución de este tipo de agua a los diferentes puntos de uso en la planta. Un lazo de distribución típico para PW o WFI está integrado por un depósito de almacenaje o acumulación, bombas de recirculación, loop de tuberías e intercambiador de calor.
Tras su obtención, estas aguas de uso farmacéutico se envían al lazo de distribución, de PW o WFI respectivamente, que se compone de un depósito de almacenamiento y un circuito de distribución. El agua dentro del sistema debe estar en permanente movimiento, de modo que ha de garantizarse una presión constante en el lazo, con independencia del número de puntos de uso abiertos en cada momento.
La distinción entre agua purificada (PW) y agua para inyección se basa principalmente en sus características fisico-químicas y microbiológicas. Las características físico-químicas y microbiológicas de estas aguas de uso farmacéutico vienen definidas en las diferentes farmacopeas.
Diferencias entre PW y WFI
Agua purificada y agua para inyección son dos tipos de agua que se utilizan ampliamente en la industria médica. La principal diferencia entre ambas radica en sus métodos de producción y niveles de pureza.
El agua purificada tiene límites microbianos menos estrictos que el Agua Altamente Purificada (HPW) y el Agua para Inyección (WFI). A diferencia del WFI, el agua purificada no tiene un límite de endotoxinas establecido por la farmacopea.
El agua de más alta calidad, y por tanto con los requerimientos de pureza más estrictos, es el agua destinada a la fabricación de productos inyectables. La diferencia principal entre PW y WFI radica en los métodos de producción y la pureza.
| Tipo de agua | Uso principal | Características y limitaciones |
|---|---|---|
| Agua purificada (PW) | Preparación de productos no inyectables, limpieza de equipos y enjuagues | No para uso parenteral; tiene límites microbianos menos estrictos que WFI y no tiene un límite de endotoxinas establecido por la farmacopea |
| Agua para inyectables (WFI) | Preparación de productos farmacéuticos para inyección | Debe cumplir requisitos estrictos de esterilidad y endotoxina, entre otros |
Agua purificada PW
Agua purificada (PW): utilizable para elaboración de soluciones que no se inyectarán; lavado de equipos, preparación de soluciones no estériles, etc. No para uso parenteral.
La agua purificada (PW) se emplea en la limpieza de equipos y como materia prima en la producción de medicamentos, siempre que no sea requerida su inyección en el cuerpo humano. El agua purificada se usa para la preparación de medicamentos, equipos de laboratorio y limpieza de materiales.
La PW se produce mediante procesos de filtración, desionización y ósmosis inversa. Es vital que estos sistemas sean monitoreados y mantenidos regularmente para asegurar que cumplan con los estándares establecidos.
Agua para inyección WFI
Agua para inyectables (WFI): agua destinada a ser utilizada para la preparación de productos farmacéuticos para inyección; debe cumplir con requisitos estrictos de esterilidad y endotoxina, entre otros.
El agua para inyección, por otro lado, debe cumplir con estrictos estándares de esterilidad y apirógenos. Su uso está destinado a la preparación de soluciones que se administrarán directamente en el torrente sanguíneo, como los sueros y medicamentos inyectables.
En la fabricación de preparados inyectables y productos parenterales, se requiere el agua para inyección (WFI) debido a su alta pureza y esterilidad. Este tipo de agua se utiliza en la disolución de activos farmacéuticos y excipientes, asegurando que los productos finales cumplan con las normas de calidad y seguridad.
Producción del agua para el lazo
Producción de agua purificada
Agua purificada (PW). En una primera fase de pretratamiento, se procesa un agua de alimentación (agua potable) para desinfectarla, eliminar partículas y materia orgánica disueltas, y quitarle dureza. A continuación, se aplica un tratamiento final para reducir la carga microbiana, generalmente mediante ósmosis inversa y posterior aplicación de luz ultravioleta.
El pretratamiento es crucial para remover partículas grandes y contaminantes. Los sistemas de filtración incluyen filtros de arena y carbón activado, que eliminan cloro y materia orgánica.
También se emplean tecnologías como la ósmosis inversa y la ultrafiltración. La ósmosis inversa elimina sales y minerales disueltos, mientras que la ultrafiltración retiene microorganismos y macromoléculas.
Producción de WFI
Agua para inyectables (WFI). Se obtiene mediante la condensación del vapor limpio obtenido en un generador de vapor, que es alimentado a su vez con agua purificada (PW). Se trata de un agua de la máxima pureza química, perfectamente estéril, dado que su principal uso es la preparación de soluciones inyectables.
La producción de agua purificada y agua para inyección involucra procesos meticulosos que eliminan contaminantes y aseguran un alto grado de calidad. La producción de agua para inyección implica técnicas avanzadas para eliminar contaminantes y asegurar una pureza extrema.
Hasta hace relativamente poco (2017) el agua para inyectable debía de obtenerse siempre por destilación de agua previamente purificada. Desde Abril 2017 la revisión de la monografía 169 por parte de la agencia Europea del Medicamento, sobre agua para inyectables, permite obtener agua por métodos distintos a la destilación siempre que se asegure y garantice la calidad estéril de la misma.
Por otra parte, la FDA siguiendo ese mismo criterio, sigue un estándar similar, permitiendo tecnologías alternativas siempre que se pueda demostrar que la calidad es equivalente a la obtenida por destilación.
Obteniéndose calidad estéril mediante proceso en frio, es decir, con el mismo sistema que para agua purificada (por osmosis inversa + DCI + filtro absoluto final). Este sistema, en principio es energéticamente más favorable ya que no debe calentar el agua para destilarla.
Sin embargo, los controles continuos y el mantenimiento para asegurar en todo momento el cumplimiento de las especificaciones hace que sea bastante más laborioso y costoso de lo que en un principio podría parecer.
Elementos principales de un lazo de agua purificada
Desde el tanque de acumulación habitualmente se montan dos bombas que trabajan en paralelo y con alternancia con el objetivo de mantener la presión en el loop. Las bombas constan de un variador de frecuencia controlado por un transmisor de caudal lo que permite mantener constante la presión, independientemente del número de puntos de uso que haya abiertos en cada determinado instante.
Además del lazo de distribución existen otros elementos auxiliares tales como válvulas de sobrepresión, válvulas antirretorno, válvulas de membrana, ultravioletas e intercambiadores de calor.
- Depósito de almacenamiento o acumulación.
- Bombas de recirculación.
- Loop de tuberías sanitarias.
- Intercambiador de calor.
- Válvulas de membrana de regulación.
- Válvulas para los puntos de uso.
- Válvulas antirretorno.
- Válvulas de sobrepresión.
- Sistemas de luz ultravioleta.
- Instrumentación para presión, temperatura, caudal, conductividad y TOC.
INOXPA propone para el lazo de distribución de PW/WFI los siguientes elementos: bomba centrífuga, válvulas de membrana de regulación y para los puntos de uso, válvulas anti-retorno y válvulas de sobrepresión que cumplen con más altos requerimientos higiénicos de la industria farmacéutica.
INOXPA puede suministrar cualquier accesorio (tubo, codos, Tes, reducciones, puntos de uso convencionales y refrigerados…) certificados de acuerdo a la normativa BPE, idóneos para la construcción de los loops de agua purificada.
Diseño del circuito de distribución
Un buen diseño de la solución adoptada deberá prestar especial atención a evitar puntos muertos y zonas de bajo flujo, garantizar flujo turbulento (Re > 4000) para prevenir biofilm,; Minimizar distancias entre generación y almacenamiento para reducir riesgos de contaminación, y un adecuado diseño del control de temperatura según sea un lazo PW o WFI, además de las mediciones en continuo alarmes para desviaciones críticas de la misma temperatura, conductividad, TOC y presión.
El diseño del loop de distribución permitirá siempre su drenabilidad, dotando a la tubería de pendientes, habitualmente del 1%. El diseño del loop se debe realizar sin puntos ciegos o muertos que puedan inducir al crecimiento microbiano o biofilm con el tiempo.
El flujo ha de ser siempre turbulento, evitando el flujo laminar que cualquier parte de los tramos del loop. Se deben eliminar los puntos muertos y diseñar los sistemas con un flujo continuo para prevenir la acumulación de microorganismos.
Prevención de puntos muertos y biofilm
En la industria farmacéutica, el agua purificada (PW) y el agua para inyectables (WFI) son más que un insumo: son el corazón de la calidad y la seguridad del producto final. Sin embargo, el verdadero desafío no está solo en elegir tecnologías como ósmosis inversa, EDI o destilación, sino en cómo se diseña el sistema que las integra.
Un diseño deficiente puede generar riesgos ocultos: puntos muertos que favorecen el crecimiento microbiano, materiales inadecuados que comprometen la pureza, o sistemas sobredimensionados que disparan costes. Estos errores no se corrigen con la mejor tecnología del mercado; se evitan con un proyecto de ingeniería sólido, independiente y orientado a la normativa GMP.
Un estudio de ingeniería conceptual y básica permite: Definir con precisión el loop de distribución, evitando riesgos de biofilm. Garantizar materiales y acabados sanitarios (AISI 316L, soldadura orbital certificada). Integrar automatización y control para trazabilidad y alarmas críticas. Planificar validación IQ/OQ/PQ desde el diseño, reduciendo tiempos y costes en la puesta en marcha.
Materiales y acabados sanitarios
Una vez tenido en cuenta lo anterior, es fundamental el adecuado, optimizado y funcional diseño mecánico del lazo, con Soldaduras orbitales certificadas, Válvulas de diafragma sanitarias, uniones sin roscas internas para evitar nichos bacterianos, y el uso de materiales adecuados, como AISI 316L electro-pulido, rugosidad ≤ 0.8 μm
Los lazos deben construirse con materiales de alta calidad, como acero inoxidable, y deben estar sellados herméticamente para evitar contaminantes externos. El depósito de almacenamiento debe ser de acero inoxidable para evitar la corrosión.
Temperatura de los lazos PW y WFI
La principal diferencia existente entre un lazo para PW y WFI es que en el primer caso la temperatura del agua se mantiene cerca de la temperatura ambiente mientras que para el WFI suele ser de 80-90 ºC aunque no siempre es el caso ya que se puede dar agua WFI en un lazo a temperatura ambiente, aunque eso requerirá de muchos controles de calidad adicionales para garantizar que se mantiene la esterilidad del mismo.
La principal diferencia entre ambos lazos es la temperatura a la que se mantiene el agua dentro de los mismos: mientras que el lazo de PW se mantiene en torno a la temperatura ambiente, el lazo de WFI debe permanecer entre 75 º y 90 ºC para conservar las características físico-químicas y microbiológicas del agua.
En la práctica, para el loop de agua caliente, supone el utilizar el intercambiador de calor del lazo para enfriar y calentar el PW (durante el proceso de sanitizado) y para calentar y mantener el WFI.
Otra diferencia importante es la necesidad de que en los lazos de WFI en caliente, existan puntos de usos fríos, es decir, puntos de uso en los que el WFI se enfría antes de su utilización.
La ventaja del diseño de un loop para agua inyectable en caliente, reside en que la temperatura elevada garantiza la no proliferación microbacteriana, manteniendo las condiciones estériles en todo momento.
También existen loops de agua estéril a temperatura ambiente, aunque en este último caso las condiciones y controles a realizar son mucho más exhaustivos y continuados con el fin de asegurar la calidad del agua en todo momento.
Intercambiadores de calor
También se puede suministrar intercambiadores de calor de placas o tubulares para calentar el agua del loop. Para evitar cualquier posible contaminación, estos intercambiadores suelen ser tubulares o de doble placa.
En ambos casos, la sanitización del lazo resulta de vital importancia para garantizar la calidad del agua en todo momento, previniendo un crecimiento indeseado de microorganismos patógenos por encima de los niveles considerados como seguros. Esta sanitización se realiza normalmente mediante aporte de calor, bien de modo continuo o bien periódicamente, y es aquí donde el intercambiador de calor juega un papel crítico.
Los intercambiadores de calor tubulares para lazos de agua purificada y agua para inyección deben facilitar la transferencia térmica, la sanitización, la drenabilidad y la prevención de contaminación cruzada.
- Imposibilidad de contaminación cruzada entre servicio y producto en caso de funcionamiento inesperado, fuera de las condiciones de diseño, gracias a una doble placa tubular (DTS).
- Sanitizable con agua caliente y/o vapor.
- Diseño específico para evitar zonas muertas y no accesibles.
- Completa drenabilidad.
- Fabricación en acero inoxidable AISI 316L.
- Certificación de rugosidad en función de las especificaciones del proceso.
- Acceso al canal en contacto con producto para limpieza e inspección mediante placa tubular bridada o tipo clamp.
Almacenamiento del agua purificada
El depósito de almacenamiento debe ser de acero inoxidable para evitar la corrosión. Se recomienda utilizar depósitos cerrados con ventilación filtrada para prevenir la entrada de partículas y microorganismos.
Se deben implementar rutinas regulares de sanitización usando vapor limpio para evitar la proliferación de bacterias. La temperatura del agua debe controlarse para evitar la condensación del vapor limpio, que puede ser una fuente de contaminación.
Los depósitos deben contar con sistemas de agitación para mantener una homogenización continua del agua. Es recomendable realizar análisis periódicos para asegurar que la calidad del agua se mantenga dentro de los parámetros establecidos.
Para sanitizar, es crucial seguir protocolos estandarizados y asegurarse de que todos los puntos del depósito sean alcanzados por el vapor limpio. Esto asegura no solo la limpieza, sino también la eliminación de cualquier microorganismo potencialmente peligroso.
Sanitización y control de contaminación
El control de contaminación es fundamental para la producción de agua para inyección. La eliminación de endotoxinas bacterianas es crítica para garantizar la seguridad del producto final.
Se implementan métodos como la ósmosis inversa y la destilación para minimizar endotoxinas. Monitoreo constante y análisis regular son indispensables para mantener las normas de pureza.
El uso de filtros de ultrafiltración y intercambiadores de calor también ayuda a controlar la carga microbiana. Estos sistemas aseguran que el agua cumpla con todos los requisitos para su uso seguro en aplicaciones médicas.
La sanitización periódica del sistema de distribución también es importante. Utilizar vapor limpio en estos procesos garantiza que el sistema permanezca libre de contaminantes.
La infraestructura y el mantenimiento de los sistemas de producción de WFI son estrictamente controlados para prevenir cualquier desviación en la pureza.
Automatización, monitorización y validación
También es posible la automatización completa del lazo mediante un sistema SCADA y la validación del mismo. INOXPA ofrece una amplia gama de soluciones para la automatización de procesos utilizando la tecnología más moderna.
Las soluciones ofrecidas para el sector farmacéutico y biotecnológico se caracterizan por proporcionar una automatización completa y que satisfacen las normas de calidad reconocidas a nivel internacional como GAMP, cGMP, USDA, 3A, FDA y Farmacopea.
En todos los casos se suministra la documentación necesaria para la validación/cualificación de los diferentes sistemas de control y equipos.
El control y monitoreo continuo son esenciales para mantener la calidad del agua y evitar contaminaciones que podrían comprometer la seguridad de los productos farmacéuticos. Para la prevención de la contaminación, es crucial realizar inspecciones regulares y mantenimiento del sistema de distribución.
Se deben emplear técnicas de monitoreo en línea para detectar cualquier desviación en la calidad del agua de manera inmediata.
Parámetros de control
El adecuado diseño del control de temperatura según sea un lazo PW o WFI debe complementarse con mediciones en continuo y alarmas para desviaciones críticas de la misma temperatura, conductividad, TOC y presión.
- Temperatura.
- Conductividad.
- Carbono orgánico total (TOC).
- Presión.
- Caudal.
- Nivel del depósito.
Arquitectura de control
El sistema controla los procesos de producción de agua purificada (PW) y agua para inyección (WFI), la distribución hasta los puntos de uso y la limpieza y sanitización automática de los puntos de uso.
El sistema permite la parametrización de los diferentes procesos para ajustar los valores de temperatura o presión de los distintos circuitos. El sistema también controla diversos servicios auxiliares asociados al funcionamiento de los lazos: grupo hidráulico, sistemas de limpieza CIP, control de nivel del tanque e interacción con sistemas de preparación de fórmulas.
La arquitectura es una arquitectura distribuida, basada en diferentes redes de comunicación para controladores, interfaces de operación, instrumentación, bombas, válvulas de puntos de uso y equipos especiales.
El cliente ha obtenido un sistema de control con alta disponibilidad y capacidad de ampliación sin requerir una parada del sistema. El protocolo Profibus PA permite las comunicaciones y la alimentación bajo el mismo bus.
Normativas y cualificación
La calidad del agua en la industria farmacéutica está regulada por diversas normas y organismos, incluyendo la farmacopea, la FDA, la USDA, y la Agencia Europea de Medicamentos. Estas entidades establecen normas de calidad estrictas que garantizan la calidad farmacéutica.
La implementación de prácticas de cGMP es fundamental para asegurar que cada lote de agua cumpla con los estándares de pureza necesarios.
El cumplimiento normativo adicional a GMP incluye la necesidad de asegurar la alineación con farmacopeas (USP, EP), guías ISPE, regulaciones locales y normativa interna de la compañía.
Las soluciones para el sector farmacéutico y biotecnológico deben satisfacer normas de calidad reconocidas a nivel internacional como GAMP, cGMP, USDA, 3A, FDA y Farmacopea.
Aplicaciones farmacéuticas
El agua es un componente esencial en la fabricación de productos farmacéuticos, pues asegura la calidad y la seguridad de los medicamentos. Existen distintos tipos de agua y normas estrictas que guían su uso y control.
La PW es esencial en numerosos procesos dentro de la producción farmacéutica que no requieren de la altísima pureza del WFI. Se utiliza en la limpieza de equipos y utensilios, enjuagues y en la preparación de productos no inyectables.
Su papel en la fabricación de comprimidos, soluciones orales e inhaladores es fundamental para garantizar la calidad del producto. La PW también se emplea en la producción de agua estéril para diversas aplicaciones que no son parenterales.
El WFI se utiliza en la disolución de activos farmacéuticos y excipientes, asegurando que los productos finales cumplan con las normas de calidad y seguridad. Es indispensable para garantizar que las soluciones inyectables no contaminen al paciente.
Planificación de ingeniería del lazo
Los fabricantes y proveedores tienen un objetivo claro: vender su catálogo. Pero cada planta es única, con necesidades específicas de caudal, temperatura, validación y mantenimiento.
Un diseño neutral, sin condicionantes comerciales, garantiza: Selección objetiva de tecnologías según requerimientos reales, no según stock disponible. Optimización de costes evitando sobredimensionamientos innecesarios. Cumplimiento normativo total desde la concepción del proyecto.
Nuestra experiencia proyectando y construyendo instalaciones para la industria farmacéutica, sean para plantas químicas API o HPAPI, como para laboratorios de especialidades, nos advierte de que el diseño de sistemas para agua purificada (PW) y agua para inyectables (WFI) no se limita a la selección de tecnologías de tratamiento.
Implica una planificación integral que garantice el adecuado funcionamiento del conjunto de servicios que concurren en la nueva instalación, y que éstos se adecuen a las necesidades específicas del tipo y categoría de sala, el cumplimiento de las normativas GMP, la robustez operativa y la facilidad de mantenimiento.
Especial atención, desde un primer momento en la definición de las necesidades y requerimientos de los usuarios, Especificar volúmenes diarios, picos de consumo, calidad requerida (PW, HPW, WFI), temperatura del loop, y puntos de uso; el cumplimiento normativo adicional a GMP, como la necesidad de asegurar la alineación con farmacopeas (USP, EP), guías ISPE, regulaciones locales y normativa interna de la compañía.
Invertir en diseño no es un gasto: es la mejor póliza de garantía para la calidad, la seguridad y la eficiencia operativa. Cada euro invertido en ingeniería previa evita problemas que pueden costar miles en paradas, reprocesos y sanciones regulatorias.
Sistema de generación de agua farmacéutica | Explicación del agua purificada (AP) y el agua para ...
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