DETERGENTES Liceo nº6 “Francisco Bauzá” Química 3º CB y FM T

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DETERGENTES Liceo nº6 “Francisco Bauzá”
Química 3º CB y FM T. Matutino
Productos
fabricados con LAS
En vista de sus buenas
propiedades detergentes y el
escaso impacto sobre el medio
ambiente, los sulfonatos de
alquilbenceno lineales son muy
usados para fabricación de todo
tipo de detergentes para lavado de ropa y vajillas, champús, etc. Para estos usos, se usan
cadenas alquílicas de 10-13 átomos de carbono, pues las cadenas más largas son poco
solubles. Alquilbencenos con más de 13 átomos de carbono son solubles en disolventes
orgánicos y se emplean como lubricantes en procesos de corte y taladrado, para fabricación de
pesticidas, procesos de flotación de minerales, etc.. En 2005, se fabricaron más de 2,5 millones
de toneladas de LAS en todo el mundo, esperando llegar a 3,4 millones de toneladas para
2010. Del consumo total de surfactantes, un 40% corresponde a estos compuestos.
Propiedades
Moléculas anfipáticas de surfactante. Las cabezas hidrófilas quedan disueltas en agua
mientras las colas hidrófobas se salen de la fase acuosa o forman micelas con esta
parte dirigida hacia dentro.
Los sulfonatos de alquilbenceno lineales son muy solubles en agua, incluso a baja
temperatura, tienen muy buena acción detersiva, elevado poder espumante, gran
biodegradabilidad, facilidad de procesado y escaso coste de fabricación. Es muy
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estable y compatible con todo tipo de ingredientes presentes en los productos en los
que se emplea.
Explicación de su acción detergente
Estos compuestos son tensioactivos potentes por el carácter anfipático de sus
moléculas, formadas por dos partes:
•
Parte polar o hidrófila: La presencia de los grupos sulfonato, SO3-, ionizados y
con carga negativa, hace que esta parte de la molécula sea soluble en agua.
•
Parte apolar o hidrófoba: la cadena hidrocarbonada (alquílica) no es soluble en
agua. Cuanto más larga sea la cadena, menos soluble es el compuesto.
Cuando disolvemos estos compuestos, se concentran en la superficie del agua, con sus
colas hidrófobas hacia fuera y las cabezas hidrófilas disueltas en agua. Esto disminuye
la tensión superficial y favorece la limpieza mediante el mecanismo de formación de
micelas.
Formación de micelas
Una micela formada por la unión de moléculas anfipáticas, mostrando los grupos
polares dirigidos hacia fuera. En este caso serían los grupos sulfonato cargados
negativamente, SO3-, los que hacen posible su solubilidad en agua.
Otra posible organización de estas moléculas cuando están disueltas en agua es
formando micelas. Las moléculas individuales se orientan de tal modo que juntan sus
partes hidrófugas formando burbujas con esas partes hidrófugas dirigidas hacia el
centro, y los restos solubles en agua quedan entonces en la periferia disueltos en el
agua. Estas estructuras se denominan micelas. Ayudan a disolver las grasas y otras
moléculas no solubles en agua, pues quedan atrapadas en el interior de estas micelas.
Biodegradabilidad y acción sobre el medio ambiente
Los sulfonatos de alquilbencenos ramificados (BABS), al ser vertidos tras su utilización,
se concentraban en el medio ambiente pues eran difíciles de degradar por los
microorganismos. Se formaban espumas persistentes en ríos y plantas depuradoras
que, además del impacto visual, impedían el intercambio de oxígeno con el agua y, por
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tanto, provocaban un empobrecimiento en los niveles de oxígeno y la muerte de
muchas especies.
Tras el desarrollo de los sulfonatos de alquilbencenos lineales (LAS), la situación
cambia por su elevada biodegradabilidad aerobia y facilidad de depuración. Una planta
de tratamiento de aguas residuales elimina el 98-99% de los LAS.[9]
Las concentraciones de LAS en ecosistemas acuáticos están muy por debajo de los
niveles que afectarían al medio ambiente y esos niveles de LAS aún continúan
biodegradándose hasta su completa eliminación. El LAS en los fangos o lodos de las
plantas depuradoras se biodegradan rápida y completamente cuando esos lodos se
utilizan como fertilizantes (compost), o correctores de suelo.
Los métodos de eliminación del LAS en el medio ambiente son de dos tipos:
eliminación física (por precipitación y adsorción) y eliminación biológica
(mineralización). La biodegradación consta de diferentes etapas consecutivas: ωoxidación, β-oxidación, y finalmente desulfonación y apertura del anillo bencénico con
formación de dióxido de carbono, agua y biomasa. Estos procesos son llevados a cabo
por diferentes especies bacterianas. La vida media de LAS en elambiente varía desde
unas horas en plantas depuradoras hasta unos días en lodos, suelo y sedimentos. A
pesar de su facilidad de degradación, su amplísimo uso genera la presencia de LAS en
el medio ambiente de modo estable: en aguas de pozo (1-3 μg/L); aguas de río (2-47
μg/L); sedimentos de río (1-5 mg/kg); lodos de depuradora (3-9 g/kg).
Se considera que tiene un riesgo ambiental o ecotoxicidad (índice de toxicidad
ambiental) bajos pues la relación entre la concentración esperada en el medio
(Predicted Environmental Concentration, PEC) y la máxima concentración esperada que
no produce efectos (Predicted No-Effect Concentration, PNEC) es inferior a la unidad. A
medida que aumenta la longitud de la cadena, aumenta la toxicidad.
La presencia de LAS en el medioambiente puede inhibir la presencia de hongos y
ciertos tipos de bacterias en el suelo, lo que afecta a su actividad biológica.
Particularmente inhibe las bacterias reductoras de hierro y las bacterias oxidadoras de
amonio. También se observan efectos tóxicos sobre algunos invertebrados, algunos
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vertebrados (trucha arco-iris) y plantas como el girasol, para diferentes
concentraciones..
Posibles efectos tóxicos sobre humanos
Dada la amplitud de uso de los productos que contienen LAS para uso de limpieza
personal y doméstica, conviene evaluar los riesgos sobre la salud humana. El nivel para
el que no se observan efectos adversos (NOAEL, No Observe Adverse Effect Level) es de
85 mg/kg de peso corporal y el margen de exposición a un producto no debería
superar el 1% de ese valor. En la mayoría de las actividades humanas en las que
estamos expuestos a LAS no se superan esos niveles de seguridad. Considerando
todas las actividades conjuntamente, aún se obtiene un valor muy alejado de los
niveles de seguridad por lo que LAS se considera un producto con un nivel de
confianza aceptable para uso doméstico.
Por supuesto, debe evitarse el contacto, inhalación o ingestión del producto puro o
muy concentrado. El LAS puro es irritante para ojos y mucosas. Concentraciones
superiores al 65% son tóxicas por ingestión (R22).
¿Cómo lava un jabón?
El jabón lava de tres formas distintas:
a) Rebajando la tensión superficial del agua: Al desprenderse una gota de un gotero
tiene forma casi esférica por las fuerzas de atracción entre sus moléculas dan una
resultante radial hacia su interior. Al depositarse sobre tela se aplasta algo
(interaccionan moléculas de agua y tejido), pero sigue con forma redondeada y no
moja bien la tela. Al añadir jabón al agua, las colas hidrófilas de sus moléculas se unen
con las del agua, debilitando las fuerzas de atracción entre ellas. La tensión disminuye,
la gota se aplasta más y el agua moja mejor el tejido.
b) Desprende la suciedad de los tejidos u otros objetos: La colas hidrófobas de las
moléculas del jabón se unen a la grasa. La agitación favorece el desprendimiento de la
grasa que queda flotando en el agua jabonosa en forma de pequeñas micelas. El polvo
atrae a los extremos hidrófilos de las moléculas del jabón, quedando libres las colas
hidrófobas que se unen a otras, dejando las cabezas hacia fuera. Éstas son atraídas
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por las moléculas del agua que “tiran” de ellas desprendiendo la suciedad. La
agitación, como antes, favorece el proceso.
c) Impide que la suciedad se deposite de nuevo en los tejidos: Durante el lavado, las
pequeñas micelas de jabón conteniendo grasa o polvo, se cargan eléctricamente al
igual que el tejido. Estas cargas del mismo signo crean repulsión electroestática,
impidiendo que la suciedad de deposite de nuevo en el tejido.
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