Aplicaciones de la química

La química del detergente

Hoy en día se busca mitigar el impacto ambiental producido por algunos productos de uso industrial, los cuales contienen como ingredientes activos sustancias o compuestos químicos que atentan contra  los ecosistemas al no ser  biodegradables.

La biotecnología surge como respuesta, en la mitigación de ese impacto ambiental, utiliza microorganismos vivos y procesos biológicos con el objetivo de obtener productos químicos, combustibles, alimentos, medicamentos, y servicios, como el tratamiento de residuos o el control de la contaminación, útiles para el hombre.

Imagen tomada: http://www.adelcorp.ca/esp/prod_ultraD_esp.html 

Los principios activos que generan, una gran importancia en el campo industrial, como  son las enzimas y aún más las que son obtenidas en procesos biotecnológicos, que contribuyen con el medio ambiente, son de gran interés, para el desarrollo de productos ecológicos. 

Estructura 3D de la lipasa

Imagen tomada: http://quimicoclinico.wordpress.com/2008/03/03/lipasa/

la  enzima tiene por característica una determinada ruta de para reaccionar con su sustrato , esto lo hace bajo unas series de condiciones y paso a paso , debido a que la lipasa proveniente del hongo como de la bacteria tienen la misma reacción y método para reaccionar con su sustrato (triglicérido) . Cuando el sustrato alcanza la enzima comienza el proceso para hidrolizar el lípido, el sitio activo del enzima conformado por los aminoácidos serina (Ser), histidina (His), y acido aspártico (Asp) entablan  conexiones. Para asi producir la siguiente reacción.

                                         Mecanismo de acción de la lipasa en materia grasa

Imagen tomada: http://www.brenda-enzymes.org/index.php4

Otro principio activo, importante en los detergentes, que contribuye al medio ambiente y más precisamente a los cuerpos de agua, son los tensoactivos o surfactantes, los cuales dependiendo, de qué compuestos conforman, su estructura molecular ya sean fosfatos, fenoles o si esa estructura es ramificad o lineal, así mismo es la biodegradabilidad de la molécula y por ende su impacto en la naturaleza.

PROBLEMÁTICA DE LA INDUSTRIA 

La problemática en la industria refiere a ciertos aspectos que minimizan tanto la oportunidades de crecimiento investigativo en el país así como también, la composición de muchos detergentes en el mercado que ofrecen una acción mínima y que genera una gran contaminación ambiental así como los precios de los mismos.

ACCIÓN DE SURFACTANTES Y ENZIMAS SOBRE LAS SUPERFICIES

Los detergentes poseen una acción de sus componentes frente a la mugre o grasa que se desee eliminar de las superficies esta acción se compone de tres fases presentadas a continuación.

Fase de adhesión 

En la materia orgánica adherida en la superficie entran en contacto los surfactantes y las enzimas que con su función especifica permiten junto con el activo de detergente dividir en partículas mas pequeñas la materia orgánica a remover, a continuación se presentan los diagramas respectivos de la fase de adhesión. 

Fase de separación 

Los pequeños trozos de materia orgánica son atrapado por miscelas producidas por los surfactantes que tiene una parte hidrofobica y otra hidrofilica donde la parte hidrofobica o apolar se adhiere a esta materia encapsulando a si cada trozo de materia orgánica. Las imágenes presentadas a continuación muestran una diagrama grafico de esta fase.

Fase de emulsión 

Cuando las miscelas estan formadas la parte hidrofilica que es a fin con el agua logra remover esta materia orgánica y ya que las diferentes miscelas no se pueden unir por presenta polos opuestos lo que genera repulsión una a otras.

Tensión superficial de agua en acción con los tensoactivos 

 Los tensoactivos son capaces de disminuir la energía de los enlaces entra la moléculas del agua y la tensión superficial del agua y que actúan con estructura química del mismo a continuación se presenta de una forma mas sencilla.

           Moléculas en el recipiente

Principios activos de los detergentes

Son de gran importancia ya que en los formulas de los detergentes deben tener las sustancias que van a remover la materia orgánica de la superficie algunos de estos principios activos se encuentran a continuación.

• Surfactantes
• Agentes secuestrantes 
• Agentes dispersantes
• Enzimas 
• Agentes espumante

     

Componente	Que es	Función
Surfactantes	Son cadenas orgánicas con una parte hidrofílica (polar) y otra parte hidrófoba (apolar).  Se clasifican en su carga hidrofílica ya sea aniónica, catiónica, anfótera y no iónica.	Los surfactantes o también conocidos como tensoactivos, son aquellos que disminuyen la tensión superficial, lo cual ayuda a dispersar mejor los componentes del detergente y lograr emulsificar la suciedad.
Agentes secuestrantes	Son compuestos oxigenados orgánicos e inorgánicos.	Su función es la de secuestrar los cationes presentes en el agua como el calcio o  magnesio, mediante la solubilización o precipitación  de estos. También tiene la función de mantener el pH alcalino del detergente.
Agentes blanqueadores	Son compuestos oxidantes los hipo haluros como el hipoclorito de sodio y sales inorgánicas peroxigendas como el perborato de sodio.	Su función es la de oxidar la materia a la cual está en contacto
Agentes auxiliares	Son proteínas conocidas como enzimas, que por lo general acompañan los surfactantes en función de limpiar.	Su función al igual que los surfactantes es de remover la suciedad a pH alcalino y temperaturas de hasta más de 60 C° generalmente.
Otros	Son compuestos orgánicos (Bactericidas) que algunos casos los añaden para maximizar la aplicación del lavado.	Su función es desnaturalizar la pared celular de la bacteria.

 Efectos al medio ambiente 

Los detergentes con altos contenidos de fosfatos producen cierto impacto ambiental el mas conocido como el fenómeno de la eutrofización donde los fosfato generan un enriquecimiento excesivo de nutrientes en el ecosistema lo cual causa que haya un proliferación de algas, estas a su vez depositadas en la parte superior de los cuerpos de agua genera que en el ecosistema acuático haya falta de oxigeno y se produzca mortandad de la fauna acuática. A continuación se presenta un amplio información del tema.

Todos estos aspectos permite visualizar lo importante que es la adecuada fabricación de detergentes que tengas acciones bastante profundas en la superficies a la cuales deseemos aplicarlo pero que no produzca un fenómeno de contaminación así como de los costes de los mismos en el mercado.

´´Tu debes ser el cambio que deseas ver en el mundo´´

Mahatma Gandhi