¿Qué hace que un detergente limpie correctamente?

Entre los productos de consumo que se utilizan de forma diaria en el hogar, los detergentes para la vajilla ocupan el segundo lugar, después de los detergentes para la ropa. Pero, ¿qué es lo que hace que un detergente para la vajilla limpie correctamente? Seguramente en más de una ocasión te habrás preguntado qué hay dentro de este tipo de detergentes para que puedan eliminar la suciedad de forma efectiva. En este artículo descubrirás los misterios que encierra la ciencia de la detergencia para la vajilla de una forma sencilla y podrás identificar los componentes que se muestran en la etiqueta del detergente que compras de forma habitual.

Características generales de los detergentes para la vajilla

Para definir las características que debe cumplir un detergente para la vajilla es necesario diferenciar entre los detergentes para el lavado manual y los detergentes para el lavado automático.

En el caso de los productos para uso manual, un buen detergente debe:

• Poseer un alto poder espumante
• Poseer una buena capacidad humectante
• Ser capaz de eliminar la suciedad
• Ser capaz de mantener la suciedad en suspensión
• Facilitar el escurrido de la vajilla
• No dejar residuos en las superficies lavadas
• No provocar irritación en las manos de la persona que hace uso de este producto
• Poseer una viscosidad adecuada para dosificar correctamente en el momento del lavado
• No resultar tóxico para el usuario ni para el medio ambiente

Por su parte, los productos que se utilizan para el lavado automático deben cumplir los siguientes requisitos:

• Ofrecer una dosificación fácil
• Debe incorporarse fácilmente en el baño de lavado
• Poseer una buena capacidad humectante
• No generar demasiada espuma
• Ser capaz de eliminar la suciedad
• Ser capaz de mantener la suciedad en suspensión
• Facilitar el escurrido de la vajilla
• No dejar residuos en las superficies lavadas

Los productos detergentes para la vajilla son capaces de cumplir con todas estas funciones gracias a los ingredientes que los componen.

Ingredientes que componen un detergente para la vajilla

De forma general, los componentes de los detergentes para la vajilla son:

• Agua
• Tensioactivos o surfactantes
• Coadyuvantes o builders
• Modificadores del aspecto físico de la mezcla detergente
• Agentes reguladores de pH
• Solventes
• Fragancias

Agua:

El agua es, por regla general, el componente mayoritario en las formulaciones de detergentes para la vajilla.

Cuando se formula un producto para la limpieza de la vajilla resulta conveniente tener en cuenta la dureza del agua utilizada ya que un valor elevado del contenido de calcio y magnesio podría provocar problemas de precipitación e inestabilidades en el producto acabado.

Tensioactivos o surfactantes:

Cualquier producto utilizado para la limpieza de la vajilla debe cumplir dos funciones. Por un lado, debe ser capaz de desprender la suciedad de la superficie a limpiar y, por otro lado, debe ser capaz de disolver o dispersar esa suciedad para evitar que vuelva a depositarse en la vajilla.

La clave para conseguir estos objetivos se encuentra en las características de la interfase entre la suciedad y la superficie donde se encuentra depositada. El detergente debe ser capaz de modificar las propiedades de esa interfase, cambiando la energía de las interacciones que tienen lugar entre la suciedad y la superficie a limpiar.

Para conseguir la modificación de esas interacciones se emplean los tensioactivos o surfactantes. Los tensioactivos son moléculas que tienen una parte polar que tiene afinidad por el agua y otra parte que repele el agua. Estos componentes son capaces de adsorberse entre la suciedad y el sustrato a limpiar reduciendo la tensión superficial y haciendo que la suciedad se desprenda de la superficie donde se encontraba. Es por ello que los tensioactivos poseen una excelentes propiedades humectantes y dispersantes, es decir, son capaces de desprender la suciedad y evitar que vuelva a depositarse.

Existen diversos tipos de tensioactivos, en función de la carga que poseen. Así, se pueden encontrar tensioactivos catiónicos con carga positiva, tensioactivos aniónicos con carga negativa, tensioactivos no iónicos que carecen de carga, tensioactivos Zwitteriónicos que poseen ambas cargas, etc. Elegir un tipo u otro de tensioactivo para un detergente dependerá del resto de componentes de la fórmula, así como de la aplicación específica de ese producto detergente.

Coadyuvantes o builders:

Los coadyuvantes son productos que se incorporan en las fórmulas detergentes para la vajilla  con intención de mejorar la acción limpiadora de la mezcla. Entre otras, los coadyuvantes cumplen las siguientes funciones:

• Mantener el pH del agua de lavado entre 8 y 10.5, ya que en ese rango de pH la saponificación de las grasas y aceites se mejora considerablemente. Además, en el caso de un detergente para la vajilla de uso manual, el pH no debe superar 10.5 para evitar daños en la piel.

• Mejorar la efectividad de la limpieza conseguida con el detergente. Los tensioactivos son, generalmente, moléculas cargadas. De este modo, un tensioactivo aniónico con carga negativa presenta una elevada afinidad por los iones con carga positiva como es el caso del calcio (Ca) o el magnesio (Mg), metales presentes de forma natural en el agua. De esta forma, cuando se emplean tensioactivos aniónicos con aguas con un elevado contenido de calcio (Ca) y magnesio (Mg), parte de esos iones metálicos pueden neutralizar los tensioactivos con carga negativa. Esto provocará que la efectividad de esos tensioactivos aniónicos se vea reducida. Incluyendo un agente secuestrante o coadyuvante a la mezcla detergente los iones calcio (Ca) y magnesio (Mg) del agua serán quelados por ese secuestrante, no estarán libres por lo que no podrán interferir en la acción de los tensioactivos presentes en el detergente.

• Mejorar la eficiencia de desinfectantes y conservantes frente a bacterias. Los coadyuvantes poseen una gran capacidad para secuestrar calcio (Ca) y magnesio (Mg). Su presencia en una fórmula detergente puede ayudar a eliminar dichos metales de la pared celular de las bacterias contribuyendo a la desinfección durante el proceso de lavado.

• Aportan estabilidad a las soluciones blanqueantes. Algunas formulaciones contienen sustancias como el peróxido de hidrogeno con la intención de conseguir un resultado final mucho más blanco. Este tipo de sustancias blanqueantes, en contacto con determinados metales como puede ser hierro (Fe) o manganeso (Mn) tienden a descomponer, por lo que su efectividad en la formulación final se reduce. Los coadyuvantes secuestran esos metales, los eliminan y evitan de esta forma la descomposición de las sustancias blanqueantes.

• Reducir la dureza del agua. El calcio (Ca) y el magnesio (Mg) presente en el agua de forma natural son los responsables de la llamada dureza del agua. Estos metales pueden provocar incrustaciones en las superficies a limpiar, lo que reduce de forma significativa la eficacia de los tensioactivos. En determinadas zonas geográficas la dureza del agua puede llegar a valores muy elevados, lo que provoca que una formulación detergente no tenga la misma efectividad sea cual sea la zona geográfica donde se utiliza. La presencia de coadyuvantes en la fórmula detergente para la vajilla permite que un mismo producto pueda emplearse en diferentes lugares con la misma efectividad, sin tener en cuenta la cantidad de calcio (Ca) y magnesio (Mg) que contiene el agua.

Entre los agentes coadyuvantes que se utilizan en detergencia se encuentran los polifosfatos, los silicatos, los carbonatos o los agentes quelantes. Los agentes quelantes son productos químicos capaces de formar compuestos solubles con los iones metálicos. Mediante la formación de enlaces múltiples con un ion metálico se genera un quelato, una estructura que presenta mayor solubilidad y estabilidad en comparación con el metal libre, lo que permite eliminar dicho metal mucho más fácilmente del medio de lavado evitando su interacción con otros componentes de la mezcla.

Los agentes quelantes se caracterizan por presentar las siguientes propiedades:

• Poseen una alta solubilidad en agua y en otros disolventes, lo que los hace especialmente interesantes para numerosas aplicaciones
• No se transforman cuando se unen al metal, mantienen su composición
• Poseen una gran capacidad de retención y eficiencia en la unión con diversos tipos de metales
• Son capaces de prevenir la formación de depósitos y reducir la corrosión en diferentes procesos
• Cuando se unen con un metal dan lugar a un quelato, un compuesto que destaca por su gran estabilidad
• Son agentes selectivos ya que en función del tamaño, la carga del ion metálico y la estructura del agente quelante, presentan mayor o menor tendencia a unirse a unos metales o a otros

La presencia de agentes quelantes en las fórmulas detergentes resulta muy beneficiosa ya que poseen una gran efectividad en la reducción de la dureza del agua. Un agua con un contenido elevado de iones calcio (Ca) y magnesio (Mg) puede ocasionar muchos problemas durante la limpieza por las interferencias que estos metales pueden ocasionar. De la presencia de los secuestrantes adecuados depende que una fórmula detergente pueda emplearse en cualquier lugar consiguiendo en todos los casos la misma eficacia de limpieza, independientemente de la calidad del agua empleada durante el lavado.

En el caso de los detergentes para la vajilla de uso automático la utilización de agentes secuestrantes es fundamental ya que los equipos lavavajillas incorporan una resina de intercambio iónico que es la responsable de convertir el agua dura en agua blanda durante el lavado. Si el detergente empleado cuenta con un coadyuvante o agente secuestrante, la resina entrará en contacto con un agua menos dura ya que parte de esa dureza es eliminada por el secuestrante que se encuentra en el detergente, limitando el deterioro de la resina y reduciendo el gasto en productos para su regeneración.

Existen diferentes tipos de agentes quelantes que pueden utilizarse en detergencia. Así, se pueden encontrar quelantes de primera generación, como es el caso del EDTA, que no es biodegradable o el NTA, que es biodegradable pero es una sustancia potencialmente carcinógena; y agentes quelantes de segunda generación, como es el caso del GLDA, el MGDA o el EDDS que son sustancias biodegradables y no tóxicas.

Modificadores del aspecto físico de la mezcla detergente:

Los modificadores de la reología son los componentes que permiten tener un producto en un determinado estado físico. Así, por ejemplo, si se necesita que la fórmula detergente sea un gel es necesario incorporar a la mezcla detergente determinadas sustancias capaces de espesar, como es el caso de gomas xantanas. Si por el contrario se pretende que sea líquido se deben emplear otro tipo de sustancias, como es el caso del cloruro sódico, para ajustar la viscosidad del producto final.

Agentes reguladores de pH:

Los detergentes para la vajilla de uso manual son productos que entran en contacto con la piel de quien los utiliza. Por ello, deben tener un pH capaz de saponificar las grasas para poder limpiar adecuadamente la vajilla pero que no cause ningún tipo de irritación en la piel. Un pH en torno a 7-10 es adecuado en este tipo de detergentes. En el caso de los detergentes para la vajilla de uso automático se pueden emplear pHs más elevados ya que el producto no entra en contacto con las manos de quien lo utiliza durante el proceso de limpieza.

Solventes:

Los solventes son las sustancias que se añaden a la fórmula detergente para solubilizar adecuadamente el resto de ingredientes activos. Así, puede añadirse etanol o alcohol isopropílico, glicoles o ésteres para conseguir una fórmula detergente sin turbidez.

Fragancias:

Son las sustancias empleadas para mejorar el aroma del producto final. Gracias a las fragancias se consiguen enmascarar los malos olores que la suciedad puede desprender. Su uso es puramente estético, no contribuyen a mejorar la efectividad del detergente.

Otros componentes:

Además de los ingredientes que hemos comentado, existen fórmulas detergentes que incorporan enzimas. Estas enzimas tienen como misión degradar y eliminar suciedades de origen natural especifico. La incorporación de este tipo de sustancias a una formulación detergente hace posible obtener un producto de aplicación mucho más específica, por ejemplo, un detergente especialmente indicado para la limpieza de manchas de tomate. El uso de enzimas en los detergentes requiere de estabilizantes para que las enzimas puedan mostrar su máxima efectividad durante el lavado.

Elegir el producto adecuado para conseguir los mejores resultados, esa es la idea que todos tenemos cuando seleccionamos un determinado producto detergente. Conocer las sustancias que lo componen, entender qué papel desempeña cada uno de ellos en la mezcla final es fundamental para entender un poco mejor la química de la detergencia.

Bibliografía:

1. https://www.tintoreriaylavanderia.com/lavanderia/jabones-y-detergentes/339-detergencia2.html
2. http://ciencianet.com/detergente.html
3. AISE, International Association for Soaps, Detergents and Maintenance Products
4. Altmajer Vaz, “Formulaciones Detergentes Biodegradables: Ensayos de Lavado”, Tesis doctoral, Facultad de Ciencias, Departamento de Ingeniería Química, Granada 2004.
5. Gómez Herrera, “Detergencia. Sus principales mecanismos”, Grasas y Aceites, vol. 47, Fasc. 6, 1996.
6. O. Herrera Márquez, “Estudio de formulaciones detergentes y métodos para la limpieza del almidón en la industria alimentaria utilizando micro/nanopartículas, enzimas y tensioactivos”, Tesis Doctoral, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Granada, 2016.