Hola amigos de Steemit! En esta publicación les compartiré una investigación que tuve la oportunidad de realizar durante mi formación como Químico, en el Tecnológico Alonso Gamero de la ciudad de Coro en Venezuela.

Analizando la Biodegradabilidad de un detergente liquido.

Imagen miniatura:https://goo.gl/images/CZhjpW

Ya finalizando mi carrera participe en un proyecto de formulación de un detergente líquido, que originalmente estaba destinado para ser utilizado en la limpieza de los materiales de vidrio de los laboratorios de la institución.
Se realizaron las pruebas piloto y los resultados del detergente fueron muy óptimos, debido a esto el departamento de química del tecnológico pensó en la posibilidad de masificar dicho proyecto, y fabricar este detergente para su comercialización entre instituciones del estado.
Pero para que esto pudiera darse era necesario responder una serie de interrogantes, una de estas era si dicho detergente reunía las condiciones de biodegradabilidad necesarias para no ser considerado nocivo al ambiente.

En los últimos años a nivel mundial, se ha visto con preocupación como cada día son mas los cuerpos de agua contaminados por la presencia de residuos de detergentes, estos afectan la vida en los ecosistemas acuáticos debido a que agotan el oxigeno presente en el agua para la degradación de sus componentes activos y favorecen el fenómeno que se conoce como Eutrofización.

Teniendo en cuenta esto y las normativas establecidas en la legislación Venezolana en cuanto a políticas Ambientales se procedió a iniciar con la investigación, a continuación les explicare como se pudo responder a esta necesidad, para entrar en materia empezare definiendo lo que es la biodegradabilidad.

Definición de Biodegradabilidad

"Es la capacidad que presenta determinada sustancia en degradarse químicamente producto de la acciones de los agentes biológicos de su entorno, sean bacterias, microorganismos u hongos, bajo las condiciones ambientales naturales"
Según: Wikipedia

La Biodegradabilidad en detergentes esta asociada al proceso de descomposición que sufre el ingrediente activo o tensoactivo, que es la sustancia que le confiere las propiedades limpiadoras y emulsificantes al detergente, ya que influyen por medio de la tensión superficial entre dos fases, en este caso una polar y otra no polar.
La mayoría de las formulaciones de detergentes de uso comercial son a base de tensoactivos aniónicos, y la de los suavizantes y desinfectantes a base de tensoactivos catiónicos.

Acción limpiadora del Tensoactivo

Fuente: https://goo.gl/images/4i4F9s

La formulación en este caso se realizo con Lauril EterSulfato de Sodio un tensoactivo aniónico, para poder determinar la biodegradabilidad del detergente es necesario conocer primero la concentración exacta del tensoactivo aniónico en el detergente.

Determinación de Tensoactivo Aniónico

El método utilizado para este ensayo es el que establece la norma COVENIN 1426 (1995) para la determinación de tensioactivos aniónicos en detergentes sintéticos de uso doméstico, el cual se fundamenta en la reacción del tensioactivo aniónico con el azul de metileno para formar sales solubles en un medio orgánico (cloroformo).
Después de aplicarle agitación por un lapso de tiempo, se forma un sistema acidificado de dos fases (Cloroformo- Agua) que contiene azul de metileno y un tensioactivo aniónico.
El color azul se concentra en la capa de cloroformo.

La adición de un tensioactivo de catiónico (Hyamine 1622) a esta mezcla causa la formación de un complejo con el aniónico, lo cual da como resultado un desplazamiento del azul de metileno hacia la capa acuosa.
Se realiza la titulación y el punto final se toma arbitrariamente cuando las intensidades de color de las capas acuosa y orgánica (cloroformo) se hacen iguales como se muestra en la siguiente imagen:

Nota: Los cálculos y detalles del procedimiento pueden ser consultados en la norma previamente citada.

Ya sabiendo cual era la concentración exacta del tensoactivo aniónico en la formulación, quedaba pendiente determinar la biodegradabilidad del detergente para saber si cumplía con el valor mínimo establecido por la legislación para la biodegradabilidad que es de un 90%.

Determinación de la biodegradabilidad

El método de ensayo utilizado para la determinación de este parámetro fue el que establece la norma COVENIN 371 (1999) para la determinación de la biodegradabilidad en tensioactivos aniónicos, el cual consiste en la preparación de una solución diluida del tensioactivo aniónico en una muestra de agua de río, ya que esta posee los microorganismos necesarios previamente adaptados para la degradación.
Esta solución se hace burbujear con aire para garantizar las condiciones aeróbicas que permitan el proceso de degradación biológica, y cada cierto tiempo (dos días) se toman alícuotas de estas muestras y se determina la cantidad de contenido aniónico según el método de ensayo de la norma Covenin 1426 para verificar su degradación. Paralelamente se debe realizar un ensayo con una muestra patrón hasta llegar al porcentaje de biodegradación establecido por la norma, para ensayos de biodegradabilidad.

Procedimiento

Primeramente se procedió a preparar la muestra patrón para lo cual se utilizó el detergente líquido “Axión Oxiplus”, que contiene en su composición como tensioactivo Dodecilbencenosulfonato de Sodio ya que no pudo conseguirse este de manera pura, para esto se pesaron aproximadamente 0,7g del detergente y se disolvieron con 100mL de agua destilada en un matraz aforado, posteriormente se procedió a preparar un inoculo con una muestra de agua de río, en un matraz de un litro se colocaron 700mL del agua de río y haciendo uso de una pipeta volumétrica se agregaron 14mL de la solución patrón tras lo cual se agito suavemente y luego se tomo una alícuota de 50mL y se determino el contenido aniónico según la norma el procedimiento de la norma COVENIN 1426.

Luego, se introdujo el tubo de salida de la fuente de aire (en este caso se utilizaron motores de peceras) en el matraz de manera que el extremo de salida quedara a 1cm del fondo del matraz y se procedió con el burbujeo; 5 días después se tomo otra alícuota de 50mL y se volvió a determinar el contenido aniónico, en este caso como ya se había alcanzado una biodegradabilidad del 90% el inoculo ya estaba listo. Con este inoculo se procedió a preparar el agua para el ensayo, se tomaron 150mL del inoculo y se completó hasta un volumen de 3L con el agua de río.

Para la preparación de la de la muestra se pesaron aproximadamente 0,7g del detergente a ensayar y se disolvieron con 100mL de agua destilada en un matraz aforado, se tomaron porciones de 700 mL del agua para el ensayo y se colocaron en matraces de 1L a uno se le agregaron 14 mL del patrón y en los otros se colocaron 14 mL de las soluciones de muestras a ensayar, de cada uno incluyendo al patrón se tomaron alícuotas de 50 mL y se les determinó el contenido aniónico para posteriormente comenzar con el burbujeo como se muestra en la imagen.

Luego de 5 días se tomaron otras alícuotas de 50mL y se volvió a determinar el contenido aniónico, debido a que las concentraciones iníciales de tensoactivo fueron un poco elevadas con respecto a lo que estipula la norma, y ya que aún no se había alcanzado el 90% de degradación del patrón, se dejo burbujear por 2 días mas y se determinó nuevamente el contenido aniónico del patrón y las muestras obteniéndose para el patrón una biodegradabilidad mayor de 90% lo que indicó la culminación del ensayo.

Resultados

El resultado final de la biodegradabilidad del detergente elaborado fue de 91,7% frente a un 93,1% del patrón utilizado. Por lo cual se concluyo que dicha formulación no representa una amenaza al medio ambiente.

En esta investigación tuve el placer de participar en el año 2009 y partiendo de estos resultados, se abrió en el tecnológico una linea de producción de detergentes y productos de limpieza que aun se mantiene activa.

Bueno amigos espero que les haya gustado esta experiencia química que quise compartirles.

Documentos de Referencias

Normas COVENIN. Normas números: 1360, 1426, 371,577 y 1254. Publicación de fondonorma.

Norma Europea (2004) Norma de Biodegradabilidad en, http://vlex.com/vid/parlamento-europeo-consejo-31-detergentes-16380256

Lechuga M. (2005). Biodegradación y toxicidad de tensioactivos comerciales.España: Universidad de Nueva Granada. en http//www.hera.Urg.es

Nota: Las imágenes sin fuente son de mi autoría