25-1-16957

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Escuela Superior de Ingeniería Química
 
 
“Optimización 
PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO QUÍMICO PETROLERO
IVAN GABRIEL SANTANA ARRIAGA
M. en C. MA
 
 
 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
Escuela Superior de Ingeniería Química 
e Industrias Extractivas 
 
 
Optimización y formulación de una pasta 
lava trastes” 
 
 
T E S I S 
 
 
PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
INGENIERO QUÍMICO PETROLERO 
 
 
 
PRESENTA: 
IVAN GABRIEL SANTANA ARRIAGA 
 
 
 
ASESORA: 
M. en C. MA. FELIPA SÁNCHEZ SALMERÓN 
CD. DE MÉXICO, DICIE
 
 
de una pasta 
 
DICIEMBRE 2016 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
 
 Dios y la Virgen de Guadalupe, por darme vida y tiempo 
para cumplir con esta gran meta personal. 
 
 
 
 
 
 
Al Instituto Politécnico Nacional por permitirmeestudiar en 
sus filas; en un inicio en el CECyT 9, en donde adquirí las 
bases académicas para finalizar mis estudios en ESIQIE. 
 
 
 
 
 
 
A Lubrizol por todo el apoyo y conocimiento para llevar 
a cabo este proyecto; en especial al laboratorio de 
Personal and Home Care México. 
 
 
 
 
 
 
A Brafer por el apoyo y facilidades para 
concluir este gran paso en mi vida. 
 
 
 
 
 
 
A mis padres que día a día me hanbrindado su apoyo y cariño en cada 
etapa de mi vida, los cuales han sidofundamentales siempre. Los amo. 
 
 
 
 
 
A mis hermanos, por estar siemprea mi lado, apoyándome. Los quiero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi Abuelita Rosa, mi abuelita Lucina, mis tíos y primos 
por el apoyo y palabras de aliento que siempre me han brindado. 
 
 
 
 
 
A mi novia Samanta, por todo el apoyo y motivación para concluir este capítulo 
académico; por creer en mí y darmesu cariño y amor. Te amo 
 
 
 
 
 
A mi directora de tesis, M. en C. Felipa Sánchez, por apoyarme 
guiarme y auxiliarme en todo momento en la realización de esta tesis; 
por todos sus conocimientos, consejos y su amistad. 
 
 
 
 
 
A la Ing. Mariana Olguín, al Ing. Estelio Baltazar, Ing. Armando 
Ávalos y al Dr. Mario Rodríguez por sus conocimientos, consejos 
yser parte fundamental de este proyecto. 
 
 
 
 
 
A Luci, Dani, Ise, Oscar, Ramón,Cristhian y Gabriel, que me brindaron 
su apoyo, conocimientos, pero sobretodo amistad y compañerismo. 
 
 
 
 
 
A todos mis amigos que me apoyaron y brindaron palabrasde 
aliento a lo largo de mi formación académica y a lo largo de mi 
proceso de titulación como Andrés, Mike, Lalo, Margarito, 
Abraham, Carolina, Mariana y muchos más. 
 
 
I 
 
 
Objetivo General 
 
� Optimizar la formulación de una pasta lava trastes 
 
 
 
 
Objetivos específicos 
 
� Realizar un diseño de experimentos para una pasta lava trastes 
� Formular una serie de pastas lava trastes 
� Evaluar el desempeño y características de las pastas lava trastes 
formuladas 
� Optimizar la formulación de la pasta lava trastescon base en los 
resultados obtenidos 
� Formular la pasta lava trastes óptima y caracterizarla 
 
 
 
II 
 
 
 
 
Resumen 
 
 
En el presente trabajo, se recopilaron conceptos básicos sobre detergencia en 
general, describiendo desde tipos de sustratos, tipos de suciedades, mecanismos de 
remoción y modelos energéticos de remoción de partículas. Posteriormente se realizó una 
semblanza de los detergentes, también se describieron los principales componentes de los 
detergentes y sus características; para dar paso a las características de las pastas lava 
trastes y sus formulaciones. Además se desarrolló un capítulo sobre diseño de 
experimentos y sus características para explicar cómo se realizó la formulación. 
La formulación comenzó con pruebas de carbonatos comerciales para verificar la 
estructura que estos componentes podían brindarle a la pasta, se realizó un diseño de 
experimentos para obtener mayor información de las interacciones de los componentes. 
Posteriormente las pastas fueron elaboradas, se procedió a caracterizarlas mediante la 
medición de la fuerza de penetración, pH, humedad relativa, desempeño de platos 
lavados y diámetro de burbuja de la espuma generada. Gracias a los datos obtenidos de 
las pruebas realizadas a las pastas, por medio de software especializado en diseño de 
experimentos, se optimizó una fórmula base, que sirvió para realizar un segundo diseño 
con la inclusión de modificadores reológicos para mejorar la apariencia y las 
características deseadas. 
Finalmente se caracterizó el segundo diseño y se encontró la pasta óptima con 
modificador reológico que cumplía con los parámetros deseados de apariencia y 
desempeño. 
 
 
 
 
III 
 
 
 
Abstract 
 
 
In the present work, basic concepts of detergency in general were collected, 
describing from types of substrates, types of dirt, removal mechanisms and energy models 
of particle removal. Subsequently has been realized a semblance of detergents, the main 
components of the detergents and their characteristics were also described to make way 
for the characteristics of the dishwashing pastes and their formulations. In addition, a 
chapter on experimental design and its characteristics was developed to explain how the 
formulation was performed. 
The formulation started with commercial carbonate tests to verify the structure 
that these components could give to the pulp, an experiment design was made to obtain 
more information of the interactions of the components. Subsequently, the pulps were 
elaborated, characterizing them by measuring the penetration force, pH, relative 
humidity, performance of washed dishes and bubble diameter of the generated foam. 
Thanks to the data obtained from the tests performed from the tests carried out to the 
pastes, by means of software specialized in design of experiments, a base formula was 
optimized, which served to make a second design with the inclusion of rheological 
modifiers to improve the appearance and the desired characteristics . 
Finally the second design was characterizedand it was found the optimal paste 
with rheological modifier who met the desired appearance and performance parameters. 
 
 
 
IV 
 
Introducción 
 
 
La limpieza es uno de los temas primordiales en todos los hogares del país, desde la 
limpieza del piso, puertas, muebles, ropa e incluso la vajilla donde día a día cada 
integrante de las familias toma sus alimentos; debido a estas necesidades, existen 
diversos materiales de limpieza para cada área específica; en este trabajo, se retoma la 
limpieza de los trastes (platos, vasos, ollas, cubiertos, entre otros) por medio de pastas 
lava trastes, material necesario para remover los restos de comida y otras suciedades que 
se encuentren adheridos. 
 
Para lograr una pasta lava trastes óptima, es decir, que remueva toda la suciedad de los 
trastes, mantenga una espuma cremosa y agradable, sea delicada con la loza y las manos, 
tenga la capacidad de lavar el mayor número de platos, sea fácil de utilizar y sea 
económico; es necesario experimentar con los diversos materiales que ayuden a todos 
estos propósitos mencionados anteriormente, como son carbonatos, aminas, 
surfactantes, modificadores reológicos, hidrótropos, entre algunos más. 
 
Los pasos que se llevaron a cabo para formular una pasta lava trastes exitosa fueron 
primeramente, utilizar un diseño un experimentos para ajustar las cantidades de los 
diversos elementos de la pasta; elaborar las distintas pruebas y evaluar sus características 
junto con su desempeño. Se recopilaron todos los datos resultantes de las primeras 
pruebas para optimizar los aspectos de las pastas como la calidad de la espuma, 
apariencia y desempeño. Se realizaron optimizaciones de superficies de respuesta para 
obtener los mejores valores de mezclas y fabricar la mejor pasta lava trastes, la cual 
gracias a la inclusión de modificadores reológicos, obtuvo las características de todo el 
estudio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
V 
 
Índice 
 Pág. 
Objetivo General I 
Objetivos particulares I 
Resumen II 
Abstract IIIIntroducción IV 
Índice V 
Lista de figuras VII 
Lista de esquemas VII 
Lista de tablas VIII 
Siglas y abreviaturas IX 
Capítulo I Detergencia 1 
Generalidades 1 
Suciedad grasosa 1 
Suciedad de partículas sólidas 2 
Sustratos 2 
Cohesión y Adhesión 2 
Tensión Superficial 3 
Comportamiento de la tensión superficial según el medio 3 
Retención de la suciedad 4 
Remoción de suciedad orgánica líquida 4 
Mojabilidad de una superficie 4 
Mecanismo de "cambio de mojabilidad" 5 
Solubilización 7 
Emulsificación espontánea 8 
Remoción de sucio sólido (Partículas) 8 
Bases de la teoría de Derjaguin, Landau, Verwey y Overbeek (DLVO) 9 
Efecto del surfactante 11 
Modelo energético de remoción de partículas 11 
Efectos especiales de los surfactantes 12 
Suspensión de la suciedad 13 
Deposición y re-deposición de la suciedad 13 
Factores involucrados en la remoción y la re-deposición 13 
Agentes de antire-deposición 14 
Aspectos mecánicos de la detergencia 15 
Capítulo II Detergentes 16 
Semblanza de los detergentes 16 
Componentes de las formulaciones de detergentes 17 
Surfactantes 17 
Clasificación de los agentes surfactantes 17 
Agentes secuestrantes mejoradores (Builders) 19 
Agentes dispersantes de jabones de calcio (LSDA) 22 
 Agentes antire-deposición 22 
 
 
VI 
 
Agentes espumantes y no espumantes 23 
 Agentes suavizadores 23 
Agentes blanqueadores 24 
Mejoradores ópticos fluorescentes 25 
Enzimas 25 
Perfumes 27 
Otros componentes 28 
Modificadores reológicos 29 
Polímeros acrílicos 31 
Polímeros acrílicos entrecruzados 31 
Polímeros “hinchables” o solubilizables en medio alcalino 
modificados hidrofóbicamente (HASE) 
32 
Formulaciones típicas de detergentes 33 
Diferentes tipos de formulaciones 33 
Detergentes para máquinas de lavar ropa y platos 34 
Detergentes para lavado a mano de ropa o de loza 34 
Detergentes lavaplatos 35 
Barras y Pastas 36 
Formulaciones y Tecnologías 36 
Capítulo III Diseño de experimentos 39 
Ventajas del DOE 39 
Elementos básicos de un DOE 39 
Principios básicos de un DOE 40 
Clasificación de los DOE 40 
DOE de tipo factorial 41 
DOE de tipo factorial de tipo 2k 42 
Capítulo IV Desarrollo experimental 44 
Equipo utilizado 44 
Materiales 45 
Métodos 46 
Formulación 51 
Capítulo V Resultados 58 
Resultados 58 
Observaciones 63 
Conclusiones 64 
Perspectivas 66 
Referencias 67 
Anexo A Tablas y figuras 69 
Anexo B Métodos de caracterización para pastas lava trastes 75 
Anexo C Fotografías 83 
 
 
 
 
VII 
 
 
 
Lista de Figuras 
 
 Página 
Figura 1. Tensiones involucradas en un equilibrio trifásico sobre un 
plano. 
4 
Figura 2. Ángulos de contacto en un equilibrio trifásico sobre un plano. 5 
Figura 3. Encogimiento de una gota de sucio orgánico (O) por aumento 
de la mojabilidad del sustrato. 
6 
Figura 4. Tipos de solubilización micelar en agua. 8 
Figura 5. Varios casos de energía potencial al acercarse dos partículas. 10 
Figura 6. Mecanismos de remoción de una partícula. 12 
Figura 7. Términos de energía potencial involucrados en la remoción 
de una partícula de un sustrato. 
12 
Figura 8. Ejemplos de moléculas surfactantes. 19 
Figura 9. Mecanismo de la acción secuestrante de dos mejoradores 
inorgánicos. 
20 
Figura 10. Agentes mejoradores secuestrantes orgánicos. 21 
Figura 11. Agentes dispersantes presentes en jabón. 22 
Figura 12. Microfotografías de microcápsulas de enzimas por 
microscopia de barrido. 
27 
Figura 13. Representación de un polímero acrílico entrecruzado. 31 
Figura 14. Gráfica log-log de 0 en función de la velocidad de corte de 
un polielectrolito asociativo HASE a diferentes pH's. 
32 
Figura 15. Representación geométrica de diseños factoriales. 42 
Figura 16. Familia del DOE factorial 2k. 42 
Figura 17. Tipos de Diseños factoriales disponibles en Minitab 16. 51 
Figura 18. Muestra de la optimización con Centurion XVI. 54 
Figura 19. Gráfica de efectos principales para Penetración. 60 
Figura 20. Gráfica de efectos principales para Humedad Relativa. 60 
Figura 21. Gráfica de interacción para penetrabilidad. 61 
 
 
Lista deEsquemas 
Página 
Esquema 1. Clasificación de los diseños experimentales. 41 
 
 
 
VIII 
 
 
 
Lista de Tablas 
 
 Página 
Tabla 1. Composición típica de las secreciones sebáceas. 2 
Tabla 2. Tipos de enzimas y reacciones catalizadas. 26 
Tabla 3. Efecto de polímeros en detergentes. 29 
Tabla 4. Modificadores reológicos comerciales. 29 
Tabla 4. Modificadores reológicos comerciales (Continuación). 30 
Tabla 5. Producción mundial de jabones, detergentes y otros 
limpiadores. 
33 
Tabla 6. Formulaciones de detergentes líquidos para lavar a mano 
(ropa, platos). 
35 
Tabla 7. Formulaciones típicas de detergentes lavaplatos. 35 
Tabla 7. Formulaciones típicas de detergentes lavaplatos 
(Continuación). 
36 
Tabla 8. Comparación entre jabones duros y jabones sintéticos en 
barra. 
37 
Tabla 9. Formulación de barras/pastas para lavandería. 38 
Tabla 10. Formulación de pastas lava trastes. 38 
Tabla 11. Ejemplo de notación de tratamientos para un DOE 22. 43 
Tabla 12. Pruebas con carbonatos ligeros y densos. 51 
Tabla 13. Diseño de experimentos 1. 52 
Tabla 14. Formulación de pasta lava trastes DOE 1. 52 
Tabla 14. Formulación de pasta lava trastes DOE 1 (Continuación). 53 
Tabla 15. Formulación de pasta lava trastes óptima. 54 
Tabla 16. Diseño de experimentos 2. 55 
Tabla 17. Incorporación de modificadores reológicos en formulación de 
pasta lava trastes óptima. 
55 
Tabla 18. Resultados de pruebas con carbonatos. 58 
Tabla 19. Resultados DOE 1: pruebas 1, 2, 3 y 4 58 
Tabla 20. Resultados DOE 1: pruebas 5, 6, 7 y 8 59 
Tabla 21. Resultados DOE 1: pruebas 9, 10, 11 y 12 59 
Tabla 22. Resultados DOE 1: pruebas 13, 14, 15 y 16 59 
Tabla 23. Resultados DOE 2: pruebas 17, 18 y 19 62 
Tabla 24. Resultados DOE 2: pruebas 20, 21, 22 y 23 62 
 
 
 
 
IX 
 
Siglas y abreviaturas 
 
Sigla/abreviatura Significado 
 
Ɵ Ángulo de contacto 
°C Grados centígrados 
cm Centímetros 
µm Micrómetros 
A Aire 
ABS Alquilbencensulfonatos 
AGES Alquilglicerilestersulfonatos 
AST 
Espesantes hinchables alcalinos 
(AlkaliSwellableThickeners en inglés) 
cmc Concentración Micelar Crítica 
CMC Carboximetilcelulosa 
d Distancia 
DLVO Teoría de Derjaguin, Landau, Verwey y Overbeek 
DOE 
El diseño de experimentos 
(Design of Experiments en inglés) 
EDTA Tetracetato de etilendiamina 
EUA EstadosUnidos de América 
FWA Agente blanqueador fluorescente 
g/L Gramos por litro 
Hz Hertz 
HASE 
Polímeros “hinchables” o solubilizables en medio 
alcalino modificados hidrofóbicamente 
LAS Alquilbencensulfonato lineal 
LSDA 
Agentes dispersantes de jabones de calcio 
(Lime soap dispersing agents en inglés) 
NTA Nitrilo-triacetato de sodio 
O Sucio orgánico líquido de tipo grasoso 
pH Potencial de Hidrógeno 
S Sustrato 
SCMC Carboximetilcelulosa de sodio 
STTP Tri(poli)fosfato de sodio 
TMETA Tris-(carboximetoximetil)-etano 
T.S. Tensión Superficial 
V Energía potencial total de interacción 
TAED Tetraacetiletilendiamina 
VA Energía potencial de atracción 
Vm Barrera energética 
VR Energías potencial de repulsión 
W Gota de agua/fase acuosa 
 Capítulo I Detergencia 
1 
 
Capítulo I Detergencia 
 
Generalidades 
 
La detergencia se puede definir como la teoría y práctica de la eliminación de materiales 
extraños de las superficies sólidas por medios químicos superficiales. (Adamson, 1990) Se 
refiere al proceso de limpieza de una superficie sólida o de una estructura fibrosa 
mediante un baño líquido, en el cual, la acción limpiadora del solvente está 
considerablemente aumentada por procesos físico-químicos atribuibles al surfactante y 
demás componentes del detergente. 
Se denomina generalmente “suciedad” a los materiales indeseables que llegan a 
acumularse en la superficie de un sólido o en la trama fibrosa de un textil. Existen 
esencialmente dos tipos de suciedad. El primero es de carácter grasoso y puede 
considerarse como aceite o grasa,y proviene de origen animal, vegetal o industrial. El 
segundo es la suciedad sólida en forma de partículas solubles en agua u otros solventes. 
Se denomina “mancha” generalmente a un depósito de material extraño localizado en un 
sitio, a menudo de color diferente al sustrato (superficie que se busca limpiar), que puede 
tener un carácter de suciedad líquida o sólida, o adherir al sustrato mediante enlaces 
químicos (colorantes, óxidos). 
En muchos casos, en lo que refiere a la suciedad doméstica, se denomina como una 
combinación de los diferentes tipos: grasoso, sólidos solubles, partículas insolubles. 
(Michael, 1998) 
 
Suciedad grasosa 
 
Las glándulas sebáceas de la piel secretan una sustancia del mismo nombre cuyo papel es 
lubricar el sistema piloso, mantener la flexibilidad de la piel y retardar la penetración de 
sustancias extrañas en la dermis, estas secreciones sebáceas generalmente están en 
forma emulsionada con el sudor. 
Las secreciones sebáceas representan por lo tanto la mayor suciedad presente en la ropa y 
debe removerse completamente porque ayudan en parte a la acumulación de partículas 
sólidas y por otra parte, producen un tono amarillento al oxidarse al aire. Estas 
secreciones contienen hidrocarburos (principalmente escualeno), triglicéridos, ácidos 
grasos, esteres grasos y cantidades menores de otras sustancias como el colesterol. 
El escualeno es un hidrocarburo aciclico insaturado que contiene seis unidades de 
isopreno. Su nombre deriva de la palabra "escualo" porque se encuentra en el aceite de 
hígado de tiburón. El escualeno está producido en las glándulas sebáceas y es un 
precursor de varios triterpenos cíclicos y de los esteroles relacionados (Tabla 1). 
Los aceites y grasas presentes en la suciedad de loza o de cocina son en su mayoría 
triglicéridos de origen animal o vegetal. Los sucios grasosos industriales son, según la 
naturaleza de la industria, hidrocarburos, triglicéridos, o polímeros. (Salager, Detergencia. 
Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
 
 
 Capítulo I Detergencia 
2 
 
Tabla 1. Composición típica de las secreciones sebáceas 
Sustancias Porcentaje (%) 
Triglicéridos 40 
Mono/diglicéridos 5 
Ácidos grasos 25 
Esteres grasos 15 
Escualeno 10 
Colesterol 2 
Otros 3 
(Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
Suciedad de partículas sólidas 
 
Las partículas sólidas presentes en la ropa sucia pueden clasificarse en sustancias de 
origen orgánico (finas escamas de piel, proteínas, residuos vegetales o animales) o 
inorgánica (arcillas, partículas de humo, carbón, óxidos, cenizas). 
Las partículas orgánicas pueden adherirse sobre un sustrato orgánico (fibra) por enlaces 
de tipo químico, mientras que las partículas inorgánicas coloidales presentan a menudo 
una geometría muy compleja que favorece un agrupamiento físico, particularmente sobre 
un sustrato grasoso; además de la intervención de fuerzas electrostáticas de atracción. 
La deposición de partículas de suciedad en ambientes industriales está favorecida por la 
presencia de superficies porosas o rugosas (corrosión) o de películas grasosas. 
En ciertos casos la suciedad puede formar una costra sólida (escama) depositada por 
insolubilización (carbonato de calcio), condensación (calamina), o reacción química 
(calcinación). En estos casos la acción detergente debe acompañarse por un proceso 
mecánico de abrasión o de un proceso químico de disolución. 
 
Sustratos 
 
“El sustrato es la superficie a limpiar” (Rosen & Kunjappu, 2012).Los sustratos pueden clasificarse 
según su naturaleza química (superficie de alta o baja energía) que determina sus 
características eléctricas (doble capa) y su mojabilidad, también según su estructura 
geométrica (poros, fibras, área específica) que influye sobre ciertos aspectos físicos del 
proceso de remoción del sucio (agitación). (Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
El sustrato puede variar casi sin limitación en lo que respecta a la configuración de su 
superficie. Puede ser liso y plano, como un vidrio de una ventana o un plato de porcelana, 
o presentar una superficie muy compleja, como un tejido.(Cortes Vite, 1999) 
 
Cohesión y Adhesión 
 
Las moléculas en estado líquido experimentan una fuerte fuerza de atracción 
intermolecular. Cuando esas fuerzas son entre moléculas iguales, entonces las referimos 
como fuerzas cohesivas, estas fuerzas de cohesión son especialmente fuertes en la 
superficie y constituyen la tensión superficial. 
 Capítulo I Detergencia 
3 
 
Las fuerzas de atracción entre moléculasson las fuerzas de adhesión. Las fuerzas de 
adhesión entre las moléculas de agua y las paredes de un tubo de vidrio, son más fuertes 
que las fuerzas cohesivas, con lo que se desarrolla un mecanismo de elevación del agua 
sobre las paredes de la vasija y contribuyendo por tanto a la acción capilar. 
Las fuerzas atractivas entre las moléculas de un líquido, se pueden considerar como 
fuerzas electrostáticas residuales y algunas veces son llamadas fuerzas de Van Der Waals o 
adherencia Van Der Waals. 
 
Tensión Superficial 
 
Las fuerzas cohesivas entre las moléculas dentro de un líquido están compartidas con 
todos los átomos vecinos; las de la superficie no tienen átomos por encima por lo que 
presentan fuerzas atractivas más fuertes sobre sus vecinas próximas de la superficie. 
Las moléculas de la superficie son diferentes en todos sus lados, y por lo tanto se 
cohesionan más fuertemente con aquellas asociadas directamente en la superficie. Esto 
forma una película de superficie, que hace más difícil mover un objeto a través de la 
superficie cuando está completamente sumergido. Esta mejora de las fuerzas de atracción 
intermoleculares en la superficie, se llama tensión superficial (T.S.). 
La T.S. se mide normalmente en dinas/cm y es la fuerza que se requiere (en dinas) para 
romper una película de 1 cm de longitud. El agua a 20°C tiene una tensión superficial de 
72.8 dinas/cm en comparación con 22.3 dinas/cm del alcohol etílico y 510 dinas/cm para 
el mercurio.(Mejía Garcés, 2015) 
Los jabones y detergentes ayudan a la limpieza de la ropa al disminuir la tensión 
superficial del agua, de modo que ésta penetra más fácilmente en los poros y las 
superficies manchadas. 
Al lavar con agua fría o agua caliente se puede ver la diferencia en el comportamiento de 
la tensión, al usar agua caliente, la T.S. es menor, por ende se tiene un mejor agente de 
mojado, pero si el detergente baja la T.S., puede ser innecesario el uso de calor. 
El comportamiento de la Tensión Superficial con desinfectantes generalmente es de baja 
tensión superficial. Esto permite que se propaguen a través de las paredes celulares de las 
bacterias y eliminar su desarrollo. (Nave, 1998) 
 
Comportamiento de la tensión superficial según el medio 
 
Los pequeños insectos como el zapatero de agua pueden caminar sobre el agua, porque 
su peso no es suficiente para penetrar la superficie. 
Si se coloca cuidadosamente sobre la superficie, una pequeña aguja puede flotar en la 
superficie del agua a pesar de ser varias veces más densa que el agua. Si se agita la 
superficie para romper la tensión superficial, entonces la aguja se hunde rápidamente. 
Los materiales comunes de lonas, son de alguna forma impermeables, en los cuales la 
tensión de superficie del agua, llenará los poros del tejido fino del material. Pero si toca la 
lona con los dedos, se rompe la tensión superficial y el agua comenzará a atravesar la lona 
comenzando el goteo. (Nave, 1998) 
 
 Capítulo I Detergencia 
4 
 
Retención de la suciedad 
 
Las suciedades líquidas, especialmente las aceitosas, pueden estar retenidas por fuerzas 
capilares, mientras que las suciedades sólidos pueden estar retenidas por simples razones 
geométricas. Para completar los fenómenos físicos que originan la retención se debe 
también citar las fuerzas electrostáticas, aunque no tienen en general mucha importancia 
en un medio acuoso. 
La retención tanto de los líquidos como de los sólidosse debe principalmente a las fuerzas 
de adhesión de Van Der Waals tanto de tipo polar como apolar. Tales fuerzas tienen 
mayor intensidad cuando las estructuras del sustrato y de la suciedad coinciden; por lo 
tanto las suciedades apolares (hidrocarburos, aceites) se adhieren más en las sustratos 
hidrofóbicos (poliéster, polietileno) que en los sustratos hidrofílicos (algodón, vidrio) y vice 
versa para las suciedades polares (ácidos grasos, arcillas). 
Asimismo, ciertas suciedades polares pueden producir manchas de difícil remoción sobre 
sustratos polares, mediante una adhesión por puente hidrógeno. (Salager, Detergencia. 
Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
Remoción de suciedad orgánica líquida 
 
La remoción de suciedad orgánica líquida de un sustrato involucra varios mecanismos que 
actúan en forma separada o concurrente: cambio de mojabilidad, solubilización, 
emulsificación. 
 
Mojabilidad de una superficie 
 
Cuando una gota de líquido (W) (agua) se coloca sobre un sustrato sólido (S) (fibra, etc.) 
en el aire (A), la gota se expande hasta tanto el contacto trifásico SWA presente un 
equilibrio entre los diferentes fuerzas de tensión (Fig. 1). 
El balance vectorial de las fuerzas de tensión (γ). 
 
���
�� +
���
�� +
���
�� = 0 
Según describe la ecuación de Neumann, en la proyección sobre la normal a la interface 
SW, el ángulo de contacto se mide dentro de la fase condensada W. 
 
Figura1. Tensiones involucradas en un equilibrio trifásico sobre un plano. 
Sustrato (S), agua (W), aceite (O).(Rosen & Kunjappu, 2012) 
 
 Capítulo I Detergencia 
5 
 
En el punto donde convergen las fases sólida, liquida y gaseosa, la fuerza de tensión entre 
W y A representa la tensión. 
Cuanto menor es el ángulo θ, mayor la mojabilidad de (S) debido a (W). Si θ tiende a cero 
la gota se extiende completamente, lo que ocurre cuando: 
 
|��
| ≥ |��
| + |���| 
 
Tal condición de extensión puede satisfacerse eventualmente al disminuir la tensión 
interfacial entre W y A, lo cual produce siempre un aumento de la mojabilidad (con lo que 
se tiene el descenso de θ) ya que: 
cos � = (��
 ∙ ���)/��
 
 
En el otro caso extremo el ángulo de contacto θ llega a ser igual a 180°, y la gota es 
entonces tangente a la superficie, es decir que no la moja. 
Al despegar o separar un área unitaria de la interface SW, se forman dos nuevas interfaces 
de área unitaria entre S y A, una S-W y S-A. Donde cada una de las energías involucradas 
corresponde al producto de la tensión por el área. El trabajo de adhesión se define como 
la diferencia entre las energías después y antes de la separación de un área unitaria 
establecido por la Ecuación de Dupré: 
 
��� = ��� + ��� − ��� 
 
 
Combinando con la ecuación de Neumann, se obtiene la llamada ecuación de Young.(Rosen 
& Kunjappu, 2012) 
 
��� = ��� 	 ∙ 	 (1 + �� �) 
 
Mecanismo de "cambio de mojabilidad" 
 
En un caso típico de lavado el sustrato (S) está recubierto parcialmente por un sucio 
orgánico líquido de tipo grasoso (O), y el conjunto baña en una fase acuosa (W). En tales 
circunstancias se encuentra una analogía formal con el caso anterior 
 
 
Figura 2. Ángulos de contacto en un equilibrio trifásico sobre un plano. 
 (Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 Capítulo I Detergencia 
6 
 
 
El ángulo de contacto θ corresponde al ángulo de contacto entre O y S (θOS). De igual 
forma se podría definir el ángulo de contacto entre W y S como el ángulo suplementario 
θWS = 180° - θOS. Por lo tanto, la ecuación de Neumann puede escribirse de dos formas: 
 
�� 	�!� = (��� − ��!)/�!� 
 
�� 	��� = (��! − ���)/�!� 
 
En el caso de la figura θOS< 90°, el sustrato es mojado por la fase orgánica 
preferentemente. 
Al introducir un surfactante en la fase acuosa para remover la suciedad pueden producirse 
varios cambios. La mayoría de los detergentes utilizados son muy poco solubles en la fase 
orgánica y por lo tanto la tensiónγOSno se ve afectada. Por el contrario el surfactante se 
adsorbe en las interfaces SW y OW y reduce ambas tensiones interfaciales. En 
consecuencia cos� WS tiende a aumentar, es decir que el ángulo θWS disminuye, 
aumentando la mojabilidad al agua. 
Esta situación llamada cambio de mojabilidad produce como efecto un encogimiento de 
la gota sobre si-misma, denominado rolling-up en inglés. 
 
 
 
Figura 3. Encogimiento de una gota de sucio orgánico (O) por aumento de la mojabilidad del sustrato (S) por 
la fase acuosa (W) mediante adición de surfactante. 
 (Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
Cuando la mojabilidad del sustrato por la solución acuosa de surfactante es casi completa 
(θWS es casi 0°) la gota de sucio orgánico puede desprenderse fácilmente del sustrato bien 
sea por la fuerza de Arquímedes, bien sea por las fuerzas de cizallamiento producidas por 
la agitación mecánica del líquidoW. Al desprenderse la gota, puede despegarse 
completamente (snap off en inglés), romperse en varias gotas, y eventualmente dejar un 
residuo de suciedad sobre el sustrato. 
La eficiencia del mecanismo de cambio de mojabilidad puede discutirse con las ecuaciones 
de Dupré y de Young, en función de la afinidad relativa del sucio orgánico por el sustrato, 
y de la disminución de tensión entre la fase orgánica y la fase acuosa. 
 
��! = (1 + �� �)	∙ 	��! 
��! = ��! + ��� − �!� 
 Capítulo I Detergencia 
7 
 
 
El trabajo de adhesión (WSO) es una medida relativa de la afinidad de la fase orgánica para 
el sustrato con respecto a la afinidad de la fase acuosa para el sustrato, en este caso 
disminuye cuando la polaridad del sustrato aumenta, como por ejemplo en la serie del 
polietileno, cloruro de polivinilo, poliacrilonitrilo, y la poliamida. Para una misma solución 
detergente, una disminución de WSO resulta en una disminución de cos��! es decir en un 
aumento de θOS o en un aumento de la mojabilidad al agua. De igual forma, la ecuación de 
Dupré indica que una disminución de WSO resulta en una disminución de γSW y un 
aumento de γSO. Para un sustrato dado, la introducción de un surfactante reduce a la vez 
ambos términos cosθ#$y,γWO, lo que resulta en una disminución de WSO. 
El cambio en la mojabilidad es probablemente el principal mecanismo de remoción de 
suciedad orgánica líquida de un sustrato, pero existen otros. (Ho Tan Tai, 2000) 
 
Solubilización 
 
En solución acuosa las moléculas de surfactantes forman agregados llamados micelas. Las 
cuales pueden solubilizar moléculas orgánicas de varias formas como sustancias de tipo 
hidrocarburo; y en general las sustancias netamente apolares solubilizadas en el interior o 
corazón de las micelas, el cual está constituido por las partes lipofílicas de las moléculas de 
surfactante. 
Con respecto a las moléculas orgánicas con cierto carácter polar (ácidos, alcoholes) se 
solubilizan en la superficie de la micela mediante un proceso conocido como co-
micelización. Cuando la solubilización es parte del mecanismo principal de la detergencia, 
se observaría un aumento del poder detergente con el número de micelas, por otra parte 
no ocurriría la detergencia alguna a concentración inferiores de surfactante, ni a la 
concentración micelar crítica (cmc). Pese a ello, se observa que el poder detergente 
aumenta con la concentración del surfactante hasta que alcanza la cmc; por encima de la 
cmc el poder detergente en general es independiente de la concentración del surfactante. 
Esto indica que la acción detergente se debe a las moléculas no micelizadas del 
surfactante, es decir a la actividad interfacial (adsorción y cambio de mojabilidad del 
sustrato, disminución de la tensión) y no a la presencia de micela. 
Por consiguiente el mecanismo de solubilización es menos importante generalmente; sin 
embargo existe una excepción, que corresponde a la formación de cristales líquidos o 
mesofases. En estas circunstancias, el tamaño de las micelas puede crecer 
descomunalmente (hasta 0,1 μm) y se pueden formar geles o cristales líquidos, los cuales 
incorporanuna considerable cantidad de fase acuosa y de fase orgánica. Un caso extremo 
de tales mesofases son las microemulsiones. 
La formación de tales estructuras está favorecida debido a factores que tienden a producir 
un aumento del tamaño micelar (o una disminución de la cmc) como electrolitos, 
acercamiento al punto de turbidez para los surfactantes no iónicos, etc. Otras mesofases 
se originan cuando las afinidades del surfactante para las fases orgánica y acuosa están 
cerca del equilibrio, es decir cerca de la formulación óptima. Sin embargo eso no es la 
situación normal de uso de los detergentes comerciales, los cuales son en general 
netamente hidrofílicos. (Kuo-Yann, 1997) 
 Capítulo I Detergencia 
8 
 
 
 
Figura 4. Tipos de solubilización micelar en agua. 
(a) de sustancia apolar, hidrocarburo, aceite. 
(b) co-micelización de un anfífilo, alcohol, amina. 
 (c) de un sólido insoluble en ambas fases, talco, arcilla. 
 (d) de sustancias polares en cadenas poli-óxido de etileno. 
 (Kuo-Yann, 1997) 
 
Emulsificación espontánea 
 
En ciertos casos se ha observado que se pueden formar gotas de fase acuosa en el interior 
de las gotas de fase orgánica. Esto implica una transferencia de masa por difusión a través 
de la fase orgánica, lo que puede resultar en un fenómeno de emulsificación espontánea. 
Eso puede producirse también cuando el agente surfactante se forma in-situ en la 
interface por reacción de una fase acuosa alcalina con ácidos grasos libres de la fase 
orgánica. 
Tal mecanismo no parece sin embargo tener una importancia sino en algunos casos 
particulares. 
 
Remoción de sucio sólido (Partículas) 
 
El mecanismo de remoción de partículas de sucio sólido de un sustrato difiere 
completamente de aquel visto para el sucio líquido. La retención de las partículas de sucio 
proviene de la combinación de las fuerzas de atracción de Van Der Waals y de las fuerzas 
eléctricas de repulsión; este problema está íntimamente relacionado con aquel de la 
floculación y de la coagulación de coloides hidrofóbicos, eventualmente con correcciones 
para tener en cuenta la hidratación de los sustratos celulósicos hidrofílicos o de partículas 
hidrofílicas como arcillas o sílice. (Michael, 1998) 
 Capítulo I Detergencia 
9 
 
 
 
 
Bases de la teoría de Derjaguin, Landau, Verwey y Overbeek (DLVO) 
 
La teoría de floculación y coagulación de los coloides hidrofóbicos fue desarrollados por 
varios investigadores, específicamente Derjaguin, Landau, Verwey y Overbeek, de donde 
su nombre DLVO. Se basa sobre una expresión de la energía potencial en función de la 
distancia entre superficies, en la cual se combinan las fuerzas atractivas de London — Van 
Der Waals y las fuerzas repulsivas de carácter electrostático. 
 
La energía potencial total de interacción (V) se escribe como la suma de las energías 
potencial de atracción (VA) y de repulsión (VR). 
Típicamente VA es inversamente proporcional a la distancia (d) entre las superficies 
sólidas (sustrato-partícula) y es negativo. 
 
V� = −A d( 
 
Donde A es la llamada constante de Hamaker, que debe corregirse si el medio dispersante 
es un líquido. La energía potencial de repulsión depende de la dimensión y de la forma de 
las partículas, del potencial de la superficie (zeta), de la fuerza iónica y de la constante 
dieléctrica del medio dispersante. Para el caso de una doble capa eléctrica espesa, 
decrece exponencialmente con la distancia (d). 
 
)* = +,
-./ 
 
Estas expresiones son aproximadas o válidas sólo en caso particulares, pero son 
suficientes para la siguiente discusión. La suma V tiene uno de los aspectos típicos 
ilustrados a continuación. La distancia d se toma como cero a la mínima distancia 
permitida por las fuerzas de repulsión estéricas de Born (que varían de manera 
inversamente proporcional a la décima segunda potencia de d, que pueden resultar en 
una cierta deformación). 
 
 
 
Figura5. Varios casos de energía potencial al acercarse dos partículas.
VR: energía pote
VA: energía potencial de atr
V: energía potencial total en función de la distancia “d”.
(Salager, Teorías relativa a la estabilidad de coloides liofóbicos, 2007)
En el diagrama (a) la energía potencial V decrece continuamente cuando
coagulación o adhesión es espontánea. En el caso (b), que es el más común, existe un 
máximo de energía potencial llamado barrera energética (V
llegar a la zona donde V decrece cuando d disminuye. Y para (c) s
de la partícula es mucho mayor que el espesor de la doble capa eléctrica (1/
caso existe un mínimo secundario de energía potencial que corresponde al fenómeno de 
floculación para diferenciarlo de la coagulación o adhesión
Debido a que este mínimo tiene un valor negativo en general pequeño y que corresponde 
a un valor relativamente grande de la distancia sustrato
estado muy estable. 
Por lo tanto las partículas floculadas pueden en general de
agitación mecánica del fluido. Sobre todo de partículas grandes (varias micras), 
particularmente de forma plana. En caso contrario cuando la concentración de electrolito 
en la fase dispersante aumenta, la doble capa se compri
en la figura (b) se desplaza para valores menores de d, la altura de la barrera disminuye, y 
finalmente se obtiene el tipo (a). Esta disminución del potencial de superficie tiende a 
 
1
 Donde k es la Constante de Boltzman 
 Capítulo 
. Varios casos de energía potencial al acercarse dos partículas.
: energía potencial de repulsión (eléctrica);. 
: energía potencial de atracción (Van Der Waals). 
V: energía potencial total en función de la distancia “d”. 
(Salager, Teorías relativa a la estabilidad de coloides liofóbicos, 2007) 
 
En el diagrama (a) la energía potencial V decrece continuamente cuando d disminuye, y la 
coagulación o adhesión es espontánea. En el caso (b), que es el más común, existe un 
máximo de energía potencial llamado barrera energética (Vm) que debe vencerse antes de 
llegar a la zona donde V decrece cuando d disminuye. Y para (c) sucede cuando el tamaño 
de la partícula es mucho mayor que el espesor de la doble capa eléctrica (1/
caso existe un mínimo secundario de energía potencial que corresponde al fenómeno de 
floculación para diferenciarlo de la coagulación o adhesión. 
Debido a que este mínimo tiene un valor negativo en general pequeño y que corresponde 
a un valor relativamente grande de la distancia sustrato-partícula, no corresponde a un 
Por lo tanto las partículas floculadas pueden en general deflocularse fácilmente mediante 
agitación mecánica del fluido. Sobre todo de partículas grandes (varias micras), 
particularmente de forma plana. En caso contrario cuando la concentración de electrolito 
en la fase dispersante aumenta, la doble capa se comprime, la posición del máximo de V 
en la figura (b) se desplaza para valores menores de d, la altura de la barrera disminuye, y 
finalmente se obtiene el tipo (a). Esta disminución del potencial de superficie tiende a 
 
ante de Boltzman k = 1.38041 10
-23 J.K-1
. 
Capítulo I Detergencia 
10 
 
. Varios casos de energía potencial al acercarse dos partículas. 
d disminuye, y la 
coagulación o adhesión es espontánea. En el caso (b), que es el más común, existe un 
) que debe vencerse antes de 
ucede cuando el tamaño 
de la partícula es mucho mayor que el espesor de la doble capa eléctrica (1/κ)1. En este 
caso existe un mínimo secundario de energía potencial que corresponde al fenómeno de 
Debido a que este mínimo tiene un valor negativo en general pequeño y que corresponde 
partícula, no corresponde a un 
flocularse fácilmente mediante 
agitación mecánica del fluido. Sobre todo de partículas grandes (varias micras), 
particularmente de forma plana. En caso contrario cuando la concentración de electrolito 
me, la posición del máximo de V 
en la figura (b) se desplaza para valores menores de d, la altura de la barrera disminuye, y 
finalmente se obtiene el tipo (a). Esta disminucióndel potencial de superficie tiende a 
 Capítulo I Detergencia 
11 
 
producir el mismo tipo de transición, con un desplazamiento mínimo de la distancia a la 
cual se produce el máximo.(Salager, Teorías relativa a la estabilidad de coloides liofóbicos, 2007) 
 
 
Efecto del surfactante 
 
La presencia de surfactante puede modificar el potencial de superficie por adsorción, así 
mismo puede modificar el valor de la constante de Hamaker, y afectar la fuerza iónica del 
líquido dispersante (surfactante iónico) y el espesor de la doble capa eléctrica. Debido a 
que los surfactantes se usan en general a muy baja concentración, sólo el primer efecto 
puede ser significativo. 
Por ejemplo, la adición de un surfactante catiónico en un sistema en el cual ambos 
sustrato y partículas poseen una carga superficial negativa, tiende a disminuir el potencial 
superficial por adsorción, hasta llegar al punto de carga cero en el cual el potencial zeta se 
anula. 
En este punto se observa un máximo de coagulación. Si la adsorción de surfactante 
catiónico aumenta, el potencial superficial se torna positivo y aparece de nuevo una 
barrera energética. Y al aumentar la concentración de surfactante catiónico más alfa del 
punto de carga cero se observa una menor coagulación. Sin embargo esta tendencia está 
limitada por el aumento correspondiente de la fuerza iónica de la fase dispersante 
(surfactante iónico) que tiende a reducir el espesor de la doble capa eléctrica y por lo 
tanto producir el efecto inverso. 
Además la adsorción del surfactante sobre el sustrato puede modificar el ángulo de 
contacto entre la solución y el sustrato o las partículas, lo que pueda favorecer la 
floculación o la flotación. Asimismo ciertos tipos de surfactantes de alto peso molecular 
pueden, al adsorberse, añadir una barrera de repulsión de tipo estérico que impide la 
coagulación aún en ausencia de repulsión electrostática. (Kuo-Yann, 1997) 
 
Modelo energético de remoción de partículas 
 
Se pueden ilustrar las diferentes etapas involucradas en la remoción de una partícula 
sólida de un sustrato, mediante el modelo simple de una partícula con superficie plana 
unitaria adherida al sustrato, ver figura 6. 
En el estado inicial (a) la partícula aglutinada a la superficie del sustrato tiene una energía 
potencial V(a) está dominada por el término de atracción de Van Der Waals. 
En la primera etapa (a - b), una fina capa de fase dispersante (cuyo espesor se denomina 
"e") penetra entre el sustrato y la partícula, resultando en el estado (b). El espesor "e" 
corresponde a una capa de solvatación o de adsorción de sustancia surfactante. En vista 
de la existencia de la distancia "e", se forman las dobles capas eléctricas y existen ambos 
términos VA y VR. 
Luego en la segunda etapa (b - c) la partícula se aleja de la superficie a distancia 
suficientemente grande para que las fuerzas de atracción de Van Der Waals sean 
esencialmente nulas 
 
 Capítulo I Detergencia 
12 
 
 
Figura 6. Mecanismos de remoción de una partícula 
 
(a) Estado inicial 
(b) Primera etapa de remoción de partículas 
(c) Segunda etapa de remoción de partículas 
(Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
 
 
Figura 7. Términos de energía potencial involucrados en la remoción de una partícula de un sustrato.(Salager, 
Teorías relativa a la estabilidad de coloides liofóbicos, 2007) 
 
Efectos especiales de los surfactantes 
 
Los conceptos anteriores destacan que la presencia de un surfactante favorece la 
remoción de partículas por disminución de las energías superficiales. Sin embargo, la 
adsorción de surfactantes puede también reducir el potencial zeta y por lo tanto inhibir la 
remoción; por eso no se usan surfactantes iónicos de carga opuesta a la de los sólidos 
involucrados. 
Otros efectos de importancia son los efectos estéricos de los surfactantes poliméricos que 
tienden a favorecer la dispersión de partículas al introducir términos de repulsión no-
eléctrica. 
Definitivamente se debe notar que tanto en la remoción del sucio líquido por cambio de 
mojabilidad como en la remoción de partículas sólidas adheridas, se tiene que suministrar 
una cierta energía mecánica para vencer las fuerzas de adhesión. Es el papel de la 
agitación en las máquinas de lavar u otros dispositivos de limpieza. Cuando más pequeño 
el tamaño de la gota o de la partícula a remover, mayor tiene que ser la agitación para que 
la sustancia a remover este sometida a un cizallamiento suficiente. (Salager, Detergencia. 
Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 Capítulo I Detergencia 
13 
 
Suspensión de la suciedad 
 
Deposición y re-deposición de la suciedad 
 
Una vez removida la suciedad en forma de gotas o de partículas, es importante que la 
suspensión de la suciedad en la fase acuosa sea estable, para que no vuelva a adherirse 
sobre el mismo (re-deposición) u otro (deposición) sustrato presente en el sistema. 
La re-deposición es el fenómeno inverso de la remoción y está regido por los mecanismos 
inversos. Durante el lavado con una solución detergente, las condiciones son en general 
tales que la remoción excede considerablemente la re-deposición (cambio de mojabilidad, 
aumento de fuerzas repulsivas suciedad-sustrato); asimismo la agitación del líquido evita 
la acción de la gravedad sobre la suciedad, la cual podría sedimentarse; también la 
agitación favorece el contacto suciedad dispersada – sustrato, lo que ayuda a evitar que 
esta se re-deposite en el sustrato. 
La deposición o re-deposición del sucio ocurre en general cuando se produce una 
inestabilidad o un cambio repentino en el líquido dispersante, por lo tanto pueden 
producirse cuando la solución detergente se satura de suciedad, o en la precipitación de 
suciedades como jabones de calcio, o bien al diluir considerablemente la solución como 
por ejemplo en la operación de enjuague. En tales circunstancias el líquido puede perder 
su capacidad dispersante y como consecuencia la suciedad puede depositarse o 
redepositarse. 
 
Factores involucrados en la remoción y la re-deposición 
 
Existen diversos factores que pueden influenciar el equilibrio entre remoción y re-
deposición de la suciedad como son: el surfactante, los mejoradores o secuestradores de 
iones polivalentes en caso de agua dura, el tipo de sustrato, el tipo de suciedad, la 
agitación del sistema, y la presencia de agentes llamados de antire-deposición. 
Para ver la importancia y del efecto de cada uno, se realizan diversos ensayos de lavado 
en textiles con una solución detergente cargada de una suciedad en forma de partículas o 
de emulsión, para cada ensayo se mide la deposición de suciedad, por balance (lo que 
queda en el líquido), o por medición de la reflectancia del textil (blancura). Los resultados 
dependen notablemente de las condiciones (dureza del agua, tipo de sustrato, tipo de 
suciedad) y pueden solamente enunciarse algunas reglas generales para cada resultado, 
las cuales pueden sufrir excepciones. 
Del análisis de resultados obtenidos se llegó a las siguientes generalizaciones: 
a) Los jabones de ácidos grasos producen soluciones con mejor poder suspensor2 
que los detergentes sintéticos. 
b) Los iones divalentes reducen considerablemente el poder suspensor, 
particularmente cuando se usan surfactantes aniónicos (los jabones pueden 
precipitarse en forma de sal de calcio de muy difícil remoción). 
c) La naturaleza del sustrato y de la suciedad es determinante en cada prueba. 
 
2
 Poder suspensor se refiere a la capacidad de los materiales de suspender o levantar ciertas partículas 
sólidas en un medio. 
 Capítulo I Detergencia 
14 
 
d) Los jabones de bajo peso molecular (C12) son menos eficientes, en particular 
en caliente, que los jabones de alto peso molecular (C16-18). 
e) La presencia de agentes secuestrantes de cationes divalentes mejora el poder 
suspensor. 
f) La presencia de agentes de antire-deposición puede aumentar notablementeel 
poder suspensor. 
g) La agitación evita la floculación de las partículas de sucio entre sí o la 
coalescencia de gotas de suciedad, y reduce la re-deposición. 
 
De lo anterior se puede concluir que cada situación es un caso particular que debe 
optimizarse. Si bien es cierto que existen múltiples formulaciones detergentes para usos 
particulares, en la mayoría de los casos una solución de detergente debe ser efectiva en 
circunstancias muy variadas. Un detergente para lavar ropa debe: ser efectivo con fibras 
hidrofílicas como algodón o hidrofóbicas como poliacrilonitrilo o polietilentereftalato; por 
otra parte debe poder remover y suspender suciedades hidrofóbicas como grasas o 
partículas hidrofílicas de arcillas. Visiblemente no hay solución general a para realizar una 
buena limpieza en todas las fibras, lo que explica la gran variedad de formulaciones en 
cuanto a surfactantes, secuestrantes y aditivos. (Michael, 1998) 
 
Agentes de antire-deposición 
 
Los surfactantes sintéticos del tipo alquilbencensulfonatos (ABS) que se desarrollaron 
después de la segunda guerra mundial presentaban un poder suspensor netamente 
inferior al de los jabones. Se hizo por lo tanto necesario añadir a las formulaciones 
sintéticas un agente que favorezca la suspensión del sucio. 
El primero y todavía muy utilizado agente de antire-deposición fue la carboximetilcelulosa 
(CMC) la cual es uno de las poliéteres de celulosa, con carácter iónico, el cual es único en 
su especie. La acción de la carboximetilcelulosa ha sido estudiada en detalles con 
sustratos celulósicos (algodón) y sucios cargados negativamente. El efecto que esta tiene 
es producir una adsorción de la CMC sobre ambos sustrato y suciedad; por otra parte la 
CMC adsorbida puede hidratarse, lo que produce una capa protectora sobre la fibra y/o 
sobre la suciedad En tales condiciones existen fuerzas de repulsión eléctrica y fuerzas de 
repulsión estérica suficientes para evitar la adhesión. 
El tipo, la cantidad y la uniformidad de los grupos sustituyentes tienen una gran 
importancia sobre el desempeño del poliéter de celulosa como agente de antire-
deposición. Ya que como polielectrolito que se adsorbe sobre las fibras de algodón 
mediante puentes hidrógenos, y evita la deposición de los sucios cargados negativamente 
por repulsión electrostática. Sin embargo la misma sustancia tiene poco efecto sobre 
fibras sintéticas hidrofóbicas. Por lo que es necesario usar un poliéter del tipo 
hidroxietilcelulosa, que produce mejores resultados, o utilizar otras sustancias poliméricas 
como el polivinil alcohol o la polivinilpirolidona. 
Todavía no existe un agente de antire-deposición perfectamente satisfactorio para 
sustratos hidrófobos y sucios hidrófobos. En la actualidad se evita el problema mediante 
 Capítulo I Detergencia 
15 
 
una operación de lavado en medio apolar (lavado en seco) o un tratamiento de 
mercerización de la fibra hidrófoba. (Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
Aspectos mecánicos de la detergencia 
 
La agitación mecánica del líquido dispersante tiene varios papeles. De una parte mantiene 
el líquido homogéneo a la escala del sistema, es decir asegura la misma concentración de 
detergente y de suciedad en todas partes y evita fenómenos de sedimentación. 
Por otra parte tiene un papel indispensable a nivel de la capa límite ya que produce el 
cizallamiento necesario para remover, disolver o solubilizar la suciedad retenida, y 
emulsionarla o deflocularla según el caso. 
En la mayoría de los casos se usa una agitación que produce turbulencia, lo cual favorece 
la transferencia de masa y la suspensión de la suciedad. En cierto tipo de aplicaciones 
como máquinas lavaplatos, se usa un chorro turbulento lo que resulta en general en un 
movimiento rápido del líquido paralelo a la superficie a limpiar. El efecto global de mezcla 
está asegurado por un reciclo del líquido detergente en el transcurso del cual se filtran las 
partículas de sucio. 
En aplicaciones especiales donde es necesaria la agitación dentro de los poros u otras 
ubicaciones, que no se pueden normalmente alcanzar por la simple turbulencia externa, 
se usan generadores de energía ultrasónica. La energía ultrasónica corresponde a 
vibraciones mecánicas de alta frecuencia (20.000-200.000 Hz) producidas por excitación 
piezoeléctrica o electrostrictiva de un cristal refractario (titanato de bario, zirconato de 
plomo), o por excitación magnetostrictiva de un cristal de níquel o de ferrita. 
Las ondas ultrasónicas de presión alcanzan en la amplitud de su fase negativa una presión 
debajo de la tensión de vapor del agua. En estas condiciones se producen burbujas de 
vapor, es decir el fenómeno conocido como cavitación. Al aumentar de nuevo la presión, 
la burbuja de vapor reviente violentamente. En ausencia de gas disuelto esta implosión 
genera ondas de choque de muy alta presión, capaces de producir cizallamientos intensos 
a la escala microscópica. La energía ultrasónica es particularmente útil para remover 
sucios que han formado depósitos compactos o escamas. Sin embargo su aplicación es 
todavía reducida a otros casos particulares, de una parte debido al costo elevado de los 
equipos de gran tamaño y de otra parte por la contaminación acústica que produce.(Broze 
Guy, 1999) 
 
 Capítulo II Detergentes 
16 
 
Capítulo II Detergentes 
 
Semblanza de los detergentes 
 
Los detergentes, tanto en polvo como líquidos, de uso doméstico o industrial, son 
formulaciones complejas en las cuales un surfactante (o una mezcla de surfactantes) juega 
un papel determinante en la combinación de efectos que se desean como: mojabilidad, 
descenso de la tensión interfacial, adsorción en las interfaces líquido-líquida y sólido-
líquida, solubilización y emulsionación. Por lo tanto puede decirse queundetergentees un 
producto que posee un poder limpiador al aplicarse a una superficie. 
Durante décadas los detergentes de lavandería se caracterizaron por ser polvos sintéticos 
de baja densidad que contienen un número relativamente limitado de ingredientes, es 
decir, alquilbencensulfonato y surfactantes de sulfato de alquilo, los builders de fosfato, 
carbonato de sodio y silicato para la alcalinidad y protección de la máquina, y relleno de 
sulfato de sodio. 
La distribución del mercado comenzó a cambiar a mediados de 1960 cuando, bajo la 
presión del medio ambiente, la industria inició una transición gradual de fosfato a 
sistemas basados en agente secuestrantede zeolita (builder). La multiplicación del 
producto comenzó a principios de 1970 con la introducción de los detergentes líquidos. 
Sin embargo, a través de la década de 1980 las formas leves de productos básicos con sus 
dosis de alto volumen y voluminosos envases de tamaño gigante que se mantuvieron 
prácticamente sin cambios. 
Sin embargo, a partir de finales de 1980, una revolución en la industria de los detergentes 
permitió la introducción y expansión del mercado rápidamente de detergentes con forma 
de polvos compactos. La revolución iniciada en Japón (1987), en la KaoCorporation 
presentó un producto en polvo de alta densidad compacta. Dentro el primer año de la 
conversión a polvos compactos, fue del 60% en el mercado japonés de lavandería, 
creciendo a más del 90%. A principios de 1989 los polvos compactos comenzaron a 
aparecer en Europa, y a finales de ese año se expandieron hacia los Estados Unidos. 
De 1990 a 1994, polvos compactos concentrados crecieron de 2% a más del 90% en el 
mercado de polvo de los Estados Unidos(Michael, 1998). Los polvos compactos hoy han 
suplantado en gran parte a los productos tradicionales de baja densidad en los Estados 
Unidos, Europa y Japón, y se extiende a los mercados en desarrollo en la región del 
Pacífico de América Latina, Europa del Este y Asia. 
¿Qué es exactamente un polvo compacto? En comparación con polvos tradicionales, 
compactos se caracterizan por: 
1. Densidades aparentes superiores. En comparación a los polvos tradicionales quetienen 
densidades aparentes en el rango de 200 a aproximadamente 500 g/L, las densidades 
compactos típicamente oscila de 600 a 900 g/L y más, aunque hay algunas excepciones 
regionales, por ejemplo, los polvos compactos que se encuentran en el mercado 
canadiense tienen densidades del orden de 400 g/L. Esto generalmente resulta en la 
misma cantidad de polvo de lavado entregado en un volumen mucho menor de producto. 
 Capítulo II Detergentes 
17 
 
2. Los niveles de surfactante superiores. En productos de baja densidad por lo general los 
niveles de surfactantes no superan el 20% en peso, contrario a los polvos compactos 
cuyos niveles de surfactante están en un 25% en peso o más. 
3. Dosis más bajas. En América del Norte, se recomiendan trabajar dosis de polvos de baja 
densidad van desde 85 hasta 100 gramos por carga de lavado. Las dosis de detergentes 
compactos actualmente van desde alrededor de 60 a 90 gramos por carga. En términos 
de volumen de producto utilizado por carga, las dosis en los Estados Unidos han pasado 
de 1 taza y 1/2 de taza o menos. En 1986, una dosis de detergente en polvo típico europeo 
era ~ 200 gramos por carga de lavado. Los compactos están en el mercado hoy con las 
dosis recomendadas de ~ 70 gramos por carga. 
El paso a polvos compactos ha impulsado cambios significativos tanto en el proceso de 
fabricación de detergentes y las tecnologías químicas utilizadas en la formulación de 
detergente. Los fabricantes se están alejando de la operación estándar torre de 
pulverización que ha sido el sello distintivo de la producción de detergente en polvo 
durante casi 50 años. La demanda de cada vez mayores densidades de productos ha 
obligado a los fabricantes a los procesos alternativos como la aglomeración (Michael, 1998). 
 
Componentes de las formulaciones de detergentes 
 
Para lograr su papel limpiador, el detergente debe producir numerosos fenómenos, los 
cuales dependen en general del tipo de sustrato, tipo de sucio y de las condiciones 
(temperatura de lavado, dureza del agua, entre otras). Así se han diseñado fórmulas 
específicas capaces de actuar con eficiencia en casos particulares, y fórmulas generales 
con resultados más o menos satisfactorios en la mayoría de los casos. 
En estas formulaciones entran un gran número de componentes cuyos papeles se 
complementan, a menudo con un efecto de sinergia, lo que proporciona un mejor 
resultado al sumar los efectos independientes de cada uno de los componentes. 
Existe un gran número y diferentes tipos de componentes en las formulaciones de 
detergentes, los cuales juegan diversospapeles en forma simple o en simbiosis, como son 
los surfactantes, agentes secuestrantes, agentes dispersantes, agentes antire-deposición, 
agentes espumantes y no espumantes, agentes blanqueadores, mejoradores ópticos, 
entre otros,cuyas funciones se explicaran a continuación. 
 
Surfactantes 
 
Surfactante es un término que deriva de surfactant, un vocablo inglés. Éste, a su vez, es un 
acrónimo formado a partir de la expresión surface active agent (que puede traducirse 
como “agente activo de superficie”).Un surfactante es un elemento que actúa como 
detergente, emulsionante o humectante y que permite reducir la tensión superficial que 
existe en un fluido. 
 
 
 
 
 Capítulo II Detergentes 
18 
 
Clasificación de los agentes surfactantes 
Una molécula de surfactante consta de dos partes, una parte hidrófoba (insoluble en 
agua) y una parte hidrófila (soluble en agua). Estas moléculas son altamente activos en las 
interfaces entre el aire y el agua o el aceite y el agua. (Ho Tan Tai, 2000) 
 
Las cuatro clases principales de agentes surfactantes son: aniónicos, no iónicos, catiónicos 
y anfóteros. 
 
a. Los surfactantes aniónicos se disocian en un anión anfífilo y un catión, el cual es en 
general un metal alcalino o un amonio cuaternario. A este tipo pertenecen los 
detergentes sintéticos como los alquilbencensulfonatos, los jabones (sales de sodio 
de ácidos grasos), los agentes espumantes como el lauril sulfato, los humectantes 
del tipo sulfosuccinato y los dispersantes del tipo lignosulfonatos. La producción de 
los surfactantes aniónicos representa alrededor del 55% de los surfactantes 
producidos anualmente en el mundo. (Cross, Anionics Surfactants Analytical Chemistry, 1998) 
 
b. Los surfactantes no iónicos en solución acuosa no se ionizan, puesto que ellos 
poseen grupos hidrófilos del tipo alcohol, fenol, éter o amida. Una alta proporción 
de estos surfactantes pueden tornarse relativamente hidrofílicos gracias a la 
presencia de una cadena poliéter del tipo polióxido de etileno. El grupo hidrófobo 
es generalmente un radical alquilo o alquilbenceno y a veces una estructura de 
origen natural como un ácido graso, sobre todo cuando se requiere una baja 
toxicidad.Los surfactantes no iónicos están en el segundo nivel por orden de 
importancia con un poco menos del 40% del total. (Schick, 1987) 
 
c. Los surfactantes catiónicosse disocian en solución acuosa en un catión orgánico 
anfífilo y un anión generalmente del tipo halogenuro. La gran mayoría de estos 
surfactantes son compuestos nitrogenados del tipo sal de amina grasa o de 
amonio cuaternario. La fabricación de estos surfactantes es mucho más cara que la 
de los anteriores y es por esta razón que no se les utilizan salvo en caso de 
aplicación particular, como cuando se hace uso de sus propiedades bactericidas, 
en los cuales están a menudo asociados con surfactantes no iónicos; o de su 
facilidad de adsorción sobre sustratos biológicos o inertes que poseen una carga 
negativa. Esta última propiedad hace que sean excelentes agentes antiestáticos, 
así como inhibidores de corrosión, y puedan ser utilizados tanto en productos 
industriales como para uso doméstico. (Cross & Singer, Cationic Surfactant. Analytical and 
Biological Evaluation, 1994) 
 
d. Los surfactantes anfóteros son producidos con la combinación dentro de una 
misma molécula de dos caracteres: aniónico y catiónico, como por ejemplo los 
aminoácidos, las betaínas o los fosfolípidos; ciertos anfóteros son insensibles al pH, 
otros son de tipo catiónico a pH ácido y de tipo aniónico a pH alcalino. Los 
anfóteros son en general tan caros como los catiónicos y por esta razón su 
utilización se reduce a aplicaciones particulares. (Salager, Surfactantes, 2002)Existen 
surfactantes anfóteros, que generalmente no se usan como surfactantes únicos en 
 
 
formulaciones detergentes por su alto costo, en este caso se utilizan como aditivos 
dispersantes de jabones de calcio (
inglés). (Michael, 1998) 
Figura 
 
Los surfactantes aniónicos (sulfonatos, 
fenoles etoxilados) actúan como agentes de mojabilidad del sustrat
interfacial, se adsorben y cambian el potencial superficial, ayudan a 
líquido, y dispersan las partículas sólidas.
 
Agentes secuestrantes mejoradores (
 
Estos agentes tienen como propósito mejorar la acció
mediante varias tareas. Su principal 
agua dura (calcio, magnesio) para evitar la interacción de estos iones con los surfactantes. 
La eliminación de los iones, se hace en form
intercambio iónico. 
Otra de las funciones es mantener el pH de la solución detergente a un valor alcalino, 
como neutralizar los ácidos grasos libres y formar jabones in
Además aumentan el potencial (negativo) de superficie de los textiles y de los sucios
consecuencia inhiben la re-deposición
Existen dos tipos de agentes: los inorgánicos y los orgánicos. Los más utilizados en la 
actualidad son los agentes mejoradores inorgánicos so
en menor grado silicatos y carbonatos de sodio, o insolubles como las zeolitas (alumino
silicatos naturales o sintéticos):
 
- Tripolifosfatode sodio Na5P3
- Pirofosfato de sodio Na4P2O7
- Silicato de sodio Na2O – y SiO
- Carbonato de sodio Na2CO3 
- Aluminosilicatode sodio (SASIL
 Capítulo 
formulaciones detergentes por su alto costo, en este caso se utilizan como aditivos 
dispersantes de jabones de calcio (Lime soap dispersing agents —
Figura 8.Ejemplos de moléculassurfactantes. 
(Sanz Tejedor) 
Los surfactantes aniónicos (sulfonatos, éster-sulfatos, jabones) y no iónicos (alcoholes o 
fenoles etoxilados) actúan como agentes de mojabilidad del sustrato, rebajan la tensión 
interfacial, se adsorben y cambian el potencial superficial, ayudan a emulsiona
líquido, y dispersan las partículas sólidas. 
Agentes secuestrantes mejoradores (Builders) 
Estos agentes tienen como propósito mejorar la acción limpiadora del surfactante 
. Su principal objetivo es secuestrar a los cationes divalentes del 
agua dura (calcio, magnesio) para evitar la interacción de estos iones con los surfactantes. 
se hace en forma de solubilización (quelado), precipitación, o 
es mantener el pH de la solución detergente a un valor alcalino, 
neutralizar los ácidos grasos libres y formar jabones in-situ en la interface
an el potencial (negativo) de superficie de los textiles y de los sucios
deposición. 
Existen dos tipos de agentes: los inorgánicos y los orgánicos. Los más utilizados en la 
actualidad son los agentes mejoradores inorgánicos solubles, principalmente fosfatos, y 
en menor grado silicatos y carbonatos de sodio, o insolubles como las zeolitas (alumino
silicatos naturales o sintéticos): 
3O10 (STTP) 
7 
y SiO2 
 
SASIL); Zeolita A Na2O – Al3O3 – 2 SiO2 – x H2O 
Capítulo II Detergentes 
19 
formulaciones detergentes por su alto costo, en este caso se utilizan como aditivos 
— LSDA — en 
 
sulfatos, jabones) y no iónicos (alcoholes o 
o, rebajan la tensión 
mulsionar el sucio 
n limpiadora del surfactante 
es secuestrar a los cationes divalentes del 
agua dura (calcio, magnesio) para evitar la interacción de estos iones con los surfactantes. 
o), precipitación, o 
es mantener el pH de la solución detergente a un valor alcalino, así 
interface. 
an el potencial (negativo) de superficie de los textiles y de los sucios,en 
Existen dos tipos de agentes: los inorgánicos y los orgánicos. Los más utilizados en la 
lubles, principalmente fosfatos, y 
en menor grado silicatos y carbonatos de sodio, o insolubles como las zeolitas (alumino-
 Capítulo II Detergentes 
20 
 
 
Estas sustancias secuestran los cationes divalentes por quelación(soluble) o intercambio 
iónico (insoluble) tiene dos mecanismos diferentes como lo indica la figura 9. 
El manejo extendido de fosfatos en formulaciones detergentes ha producido un nuevo 
tipo de contaminación de aguas llamada eutroficación. Este fenómeno proviene del 
enriquecimiento excesivo de las aguas en fitonutrientes, el cual tiene como resultado un 
crecimiento abundante de las algas y otras plantas, lo que agota el oxígeno disuelto y 
acaba con la fauna acuática. Este fenómeno, que había sido observado hace varias 
décadas cerca de la salida de aguas negras conteniendo materias orgánicas, se ha vuelto 
incontrolable en ciertos casos por la acción fertilizante adicional de los fosfatos 
proviniendo del uso amplio de detergentes. 
En los últimos 20 años se ha tratado de hallar un sustituto económico a los fosfatos para 
evitar los problemas mencionados, sin embargo, ni los silicatos ni los carbonatos han dado 
resultados comparables. La disposición actual es utilizar mezclas de 
quelatación/intercambio iónico (Sodio Tri(poli)Fosfato o STP/Sodio Alumino Silicato o 
SASIL) en exceso sobre la dureza del agua, lo que permite una acción secuestrante incluso 
durante el enjuague. 
 
 
 
Figura 9. Mecanismo de la acción secuestrante de dos mejoradores inorgánicos. 
Sodio Tri(poli)Fosfato STP y Sodio Alumino Silicato SASIL (Zeolita) 
(Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 Capítulo II Detergentes 
21 
 
 
Por otra parte se han realizado numerosas investigaciones para desarrollar sustitutos 
orgánicos a los fosfatos, sin embargo secuestrantes eficientes como el tetracetato de 
etilendiamina(EDTA) son demasiado costosos para su uso en detergentes corrientes. Hace 
aproximadamente 20 años, se descubrió que el nitrilo-triacetato de sodio (NTA) podía ser 
un excelente sustituto de los fosfatos; desafortunadamente hay cierta controversia de que 
pueda ser cancerígeno y por lo tanto su producción ha sido considerablemente reducida. 
La química orgánica provee actualmente de numerosas estructuras con capacidad 
secuestrante como los heteroátomos de Azufre (S), Nitrógeno(N), Fósforo(P)uOxigeno 
(O). Sin embargo los tres primeros pueden provocar problemas de contaminación 
ambiental, por lo cual quedan los derivados del Oxigeno. 
Por otra parte se han encontrado varias estructuras de tipo alfa-éter-carboxilato, véase 
Figura 10, que mimetizan el desempeño de los fosfatos, particularmente el tris-
(carboximetoximetil)-etano (TMETA). Tales sustancias presentan un poder secuestrante 
del mismo orden que el STP y pueden biodegradarse rápidamente en lodo activado. 
 
 
 
Figura 10. Agentes mejoradores secuestrantes orgánicos 
 (Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
 
 
También se han propuesto polielectrólitos para tales efectos; los cuales poseen un poder 
secuestrante netamente mejor que el STP pero no son fácilmente biodegradables. 
 
 
 
 
 
 Capítulo II Detergentes 
22 
 
 
 
Agentes dispersantes de jabones de calcio (LSDA) 
 
Se pueden encontrar diversas formulaciones detergentes liquidas y en polvo para 
máquina de lavar que contienen sales alcalinas de ácidos grasos, es decir jabones cuyo 
papel es reducir la espuma. Estos jabones en barra o en escamas contienen un alto 
porcentaje de esos productos y tienen excelentes propiedades limpiadoras, son seguros y 
fácilmente biodegradables; sin embargo son muy sensibles a los cationes divalentes, 
especialmente el calcio con el cual producen sales insolubles en agua. 
Los agentes dispersantes de jabones de calcio (LSDA) son surfactantes aniónicos o 
anfóteros que se comercializan con los jabones para formar soluciones que no producen 
precipitado en agua dura. Entre los agentes dispersantes de jabones de calcio se 
encuentran los alfa-sulfo-esteres de ácido grasos que son de los productos menos 
costosos, aunque con eficiencia relativamente moderada. Otros compuestos del mismo 
tipo son los alquilgliceriléstersulfonatos (AGES): R-CH(SO3Na)-COO-CH3 con Radicales de 
C16-18. 
La gran mayoría de los agentes dispersantes de jabones de calcio con buena eficiencia son 
surfactantes anfóteros con un grupo amina o amida (grasa). Las betainas, en las cuales el 
grupo aniónico es un carboxilato, son menos efectivas que las taurinas (grupo SO3-) o los 
compuestospolietoxilados. 
 
 
Figura 11. Agentes dispersantes presentes en jabón. 
 (Michael, 1998) 
 
Agentes antire-deposición 
 
Son ingredientes primordiales en los detergentes para ropa, cuya función es impedir que 
las manchas o suciedades separadas de los tejidos durante el lavado vuelvan a depositarse 
en el mismo. (Fernández Soto & Fernández Soto, 2007). Los agentes más utilizados son la 
carboximetilcelulosa y otros derivados noiónicos de la celulosa. 
Pero comercialmentese usan también la polivinilpirolidona, los polivinil alcoholes y otros 
copolímeros entre moléculas de este tipo. 
 Capítulo II Detergentes 
23 
 
 
 
Agentes espumantes y no espumantes 
 
La producción de espuma no tiene nada que ver con el poder detergente. Sin embargo el 
consumidor tiene siempre la impresión de que si no hay espuma no hay buena 
detergencia. Este malentendido es a menudo mantenido y acentuado por la publicidad de 
los propios fabricantesde detergentes. En consecuencia muchos productos para el lavado 
a mano producen una abundante espuma. 
Debe notarse sin embargo que en ciertas aplicaciones como el lavado a máquina tanto de 
ropa como de loza, una producción notable de espuma es un inconveniente; para estas 
aplicaciones se han desarrollado las formulaciones baja-espuma. 
Los agentes espumantes más utilizados son el lauril sulfato (aniónico), y los surfactantes 
no iónicos nitrogenados como óxido de aminas, alcanolamidas, aminas y amidas 
etoxiladas: También se usan compuestos complejos comoalcanolamidas o monoglicéridos 
sulfatados. En los detergentes de baja espuma se usan principalmente jabones, pero 
también sulfonatos de parafinas, copolímeros bloques de óxido de etileno y óxido de 
propileno, polietoxi esteres de ácidos grasos, glicoles acetilénicos etoxilados y esteres de 
etilenglicol o de glicerol. 
 
Agentes suavizadores 
 
La necesidad de agentes suavizadores surgió cuando se cambiaron los jabones por los 
detergentes sintéticos. Después de un lavado con jabón quedaba siempre sobre las fibras 
un residuo de jabón de calcio precipitado que actuaba como suavizador. Después de un 
lavado con detergentes sintéticos del tipo alquilbencensulfonatos formulados con 
secuestradores, el textil seco presenta una superficie cuyo contacto no es siempre 
agradable sobre la piel, especialmente si se trata de fibras naturales. Esta sensación de 
falta de suavidad proviene del hecho de que el textil es demasiado limpio. 
 
El residuo de surfactante sintético adsorbido tiende a aumentar la carga eléctrica estática 
de las fibras y la ausencia de sustancias con acción lubricante vuelve el textil relativamente 
rígido ya que las fibras no pueden deslizar una sobre otra. El papel de los agentes 
suavizadores es contrarrestar estos fenómenos. En un caso se debe reducir la carga 
estática remanente y en otrocaso se debe depositar una sustancia con acción lubricante, 
muchos surfactantes catiónicos producen estos efectos, sin embargo lossurfactantes 
catiónicos son incompatibles con los surfactantes aniónicos utilizados en las 
formulaciones. Consecuentemente deben usarse en un baño separado, o en máquinas de 
lavar, durante el ciclo de enjuague. Los mejores suavizadores de este tipo son los alquil 
amonios cuaternarios y las sales de imidazolinio. 
 
Sin embargo la introducción de un agente suavizador en el ciclo de enjuague complica la 
operación de lavado, y la tendencia actual es introducir el suavizador en la formulación 
detergente. Se debe por tanto utilizar un surfactante con cierto carácter catiónico para 
 Capítulo II Detergentes 
24 
 
que se adsorba en las fibras, pero compatible con los surfactantes aniónicos del 
tipoAlquilbencensulfonato(ABS) o Alquilbencensulfonato lineal (LAS). Para esta finalidad 
se usan varios surfactantes no iónicos que poseen un grupo nitrogenado, tales como las 
aminas etoxiladas, imidazolasetoxiladas, óxidos de aminas cuaternarias con uno o dos 
grupos hidroxi-etilos, y por otra parte algunos surfactantes anfóteros, particularmente los 
que contienen un grupo amido-amina (y que son también dispersantes de jabones de 
calcio).(Salager, Detergencia. Fenómenos y Mecanismos, 2000) 
 
Agentes blanqueadores 
 
La blancura de los textiles lavados es quizás la propiedad más importante para el 
consumidor. Desde milenios se sabe que el sol produce un efecto blanqueador, y hace 
más de 500 años que se empezaron a usar sustancias naturales (leche agria, arcillas 
alcalinas) para blanquear los textiles. Sin embargo, es solamente al final del siglo XVIII que 
se inició la carrera de los agentes blanqueadores con el descubrimiento del cloro por 
Scheele y del hipoclorito de sodio por Berthollet. Un empresario parisino de nombre 
Javelle comercializó el descubrimiento de Berthollet (solución de potasa cáustica clorada) 
que se volvió desde entonces el "eau de Javel" (agua de Javel), llamada comúnmente, 
pero equivocadamente, lejía o cloro. En la actualidad, en el mercado existen dos tipos de 
agentes blanqueadores para textiles, ambos con propiedades oxidantes: los hipo haluros, 
esencialmente el hipoclorito de sodio, y las sales inorgánicas per-oxigenadas, 
principalmente el perborato de sodio. 
Los agentes blanqueadores oxidantes deben ser intrínsecamente inestables para cumplir 
con su función, que consiste en oxidar. De manera paradójica deben ser lo más estables 
posible cuando están almacenados solo o en la mezcla detergente, e inestables cuando 
están en el baño de lavado. 
Entre las amplias propiedades de los blanqueadores se tienen: 1) Un aumento de 
temperatura aumenta la velocidad de descomposición; 2) Ciertos metales pesados a nivel 
de traza catalizan la descomposición; 3) La actividad blanqueadora aumenta con la 
concentración pero no describen un aumento lineal; 4) El pH tiene un efecto importante 
pues un pH ácido acelera la descomposición del hipoclorito, mientras que pH alcalino 
acelera la descomposición de las sales inorgánicas per-oxigenadas. 
Uno de los compuestos más usados como blanqueador es el hipoclorito, el cual se 
descompone por dos vías, de las cuales solo la segunda produce el efecto oxidante de 
interés. 
 
Vía del clorato 
312345 → 21234 + 12345� 
 
Vía del oxígeno 
212345 → 21234 + 5� 
 
El hipoclorito es un agente blanqueador más activo y más agresivo que el perborato. Este 
es particularmente eficiente al oxidar el sucio proteico, y en general todas las sustancias 
que contienen nitrógeno. Posee una acción blanqueadora aún a baja temperatura, y 
 Capítulo II Detergentes 
25 
 
adicionalmente es un efectivo bactericida. Por su acción sobre las sustancias nitrogenadas 
no se puede conservar en forma de polvo o de líquido en formulaciones de detergentes 
que contengan sales de amonio, aminas, amidas etc. Por eso se prefiere usar como un 
ingrediente aparte, que se conserva en solución acuosa separada y se añade al baño 
detergente en el momento. 
 
Las sales inorgánicas per oxigenadas que se utilizan como blanqueadores son las 
siguientes: 
 
Perborato de sodio tetra hidratado (más usada) Na BO3● 4 H2O 
Carbonato de sodio per-oxihidratado 2 Na2CO3● 3 H2O2 
Peroximonosulfato de potasio KHSO5 
 
Este tipo de sustancias trabajan a pH alcalino; para lavado en frio se puede acelerar su 
descomposición con la adición de peróxidos orgánicos como el ácido peracético o 
perácidos más largos. El perborato y sus compuestos semejantes exhiben una acción 
blanqueadora menos agresiva que el hipoclorito, y son sólidos compatibles con la gran 
mayoría de los componentes de los detergentes en polvo.(Michael, 1998) 
 
Mejoradores ópticos fluorescentes 
 
Ciertos colorantes orgánicos poliaromáticos pueden absorber la luz ultravioleta y remitir 
una luz visible azulada mediante el proceso conocido como fluorescencia, por ello se les 
conoce como ópticos fluorescentes. Este tipo de compuesto añade un tono azulado que 
compensa el tono amarillento del textil y mejora la blancura o la profundidad de los 
colores a la luz del sol. Generalmente se encuentran como granitos azules, naranjas o 
verdesen ciertos polvos de lavar. Cuando la sustancia es alumbradaexclusivamente con 
luz ultra-violeta (luz negra) producen una fluorescencia muy notable. 
Esteingrediente se adsorbe sobre fibras hidrofílicas (algodón) o hidrófobas (poliéster) 
poseen grupos polares lo que realza su coloración o su blancura. 
Se han desarrollado hoy en día agentes fluorescentes solubles en agua que resisten al 
hipoclorito u otros blanqueadores, cuya resistencia se debe a que los átomos de 
nitrógenos presentes en las estructuras altamente aromáticas de tipo benzo-triazol o 
benzo-furano. 
 
Enzimas 
 
Los detergentes necesitan eliminar una amplia gama de suciedad compleja presente en 
diferentes superficies o tejidos, procedente de desechos que genera el cuerpo, de las 
bacterias que viven en la piel humana, de sustancias que derivan de productos de higiene 
personal (lociones, cremas, desodorantes, maquillaje, lacas, entre otros.), de compuestos 
del ambiente, de agregados de los tejidos (suavizantes, blanqueadores ópticos, fijadores 
de tintes, etc.), de restos de alimentos y otras sustancias (residuos proteicos y/o grasos) y 
de residuos de detergentes (aromas, suavizantes, etc.), entre otros. 
 Capítulo II Detergentes 
26 
 
Eliminar la totalidad de esa suciedad en un solo lavado sigue siendo en la actualidad un 
reto y el uso de enzimas supone un acercamiento a la consecución de este objetivo. 
Cuando existe una solubilidad óptima, la suciedad y