TENSOACTIVOSTENSOACTIVOS

¿ Que son los tensoactivos?¿ Que son los tensoactivos?¿ Tensoactivos o Surfactantes?¿ Tensoactivos o Surfactantes?

Son sustancia que Son sustancia que presentan actividad en las presentan actividad en las superficies reduciendo la superficies reduciendo la

superficie del liquido en el superficie del liquido en el que esta disuelto o bien la que esta disuelto o bien la tensión superficial de la tensión superficial de la

intercara si es que hubiera intercara si es que hubiera otra fase presente. otra fase presente.

Para que una sustancia sea Para que una sustancia sea tensoactivo se requiere tensoactivo se requiere

que tenga dos grupos : uno que tenga dos grupos : uno polar ( hidrófilo) y otro no polar ( hidrófilo) y otro no polar ( hidrófobo) . polar ( hidrófobo) .

Surfactantes: derivado del Surfactantes: derivado del ingles surface active agentsingles surface active agents

CLASIFICACIONCLASIFICACION SE FUNDAMENTA EN EL PODER DE SE FUNDAMENTA EN EL PODER DE

DISOCIACION DEL TENSOACTIVO EN DISOCIACION DEL TENSOACTIVO EN PRESENCIA DE UN ELECTROLITO Y DE PRESENCIA DE UN ELECTROLITO Y DE SUS PROPIEDADES FISICOQUIMICASSUS PROPIEDADES FISICOQUIMICAS . .

CLASIFICACION CLASIFICACION Por la carga iónica de la parte Por la carga iónica de la parte

superficialmente activa de la molécula, se superficialmente activa de la molécula, se clasifican en:clasifican en:

TENSOACTIVOS

1.IONICOS 2.NO IONICOS 3.ANFOTEROS 4.- NO HIDROCARBONADOS

1. TENSOACTIVOS 1. TENSOACTIVOS IONICOSIONICOS

IONICOS

ANIONICOS CATIONICOS

Son aquellos que en solución se ionizan, el grupo hidrófobo queda cargado

negativamente

En solución forman iones, resultando cargado positivamente el grupo hidrófobo

de la molécula

Los iónicos con fuerte afinidad por el agua, motivada por su atracción electrostática hacia

dipolos del agua puede arrastrar consigo a las soluciones de cadenas de hidrocarburos.

TENSOACTIVOS TENSOACTIVOS ANIONICOS ANIONICOS Se caracterizan por la Se caracterizan por la

existencia en su molécula de existencia en su molécula de cationes orgánicos e cationes orgánicos e inorgánicos (Na+, K+, etc.) inorgánicos (Na+, K+, etc.) y una parte hidrofílica que y una parte hidrofílica que contiene los grupos contiene los grupos aniónicos (-COO-, -SOaniónicos (-COO-, -SO33-, etc.) -, etc.) unido a la fracción orgánica.unido a la fracción orgánica.

Están constituidos por una Están constituidos por una cadena alquilica lineal o cadena alquilica lineal o ramificada que va de 10 a 14 ramificada que va de 10 a 14 átomos de carbono, y en su átomos de carbono, y en su extremo polar de la extremo polar de la molécula se encuentra un molécula se encuentra un aniónanión

Es de tipo aniónico si la carga eléctrica Es de tipo aniónico si la carga eléctrica presente en el grupo hidrófilo es presente en el grupo hidrófilo es negativa. Hay casos (ácidos negativa. Hay casos (ácidos carboxílicos), que a bajo pH no carboxílicos), que a bajo pH no presentan carga eléctrica neta, pero que presentan carga eléctrica neta, pero que a pH más elevados son aniónicos. a pH más elevados son aniónicos.

Tensoactivos aniónicosTensoactivos aniónicos

Ácidos carboxílicos Ácidos carboxílicos

Esteres de sulfúrico Esteres de sulfúrico

Ácidos sulfónicos alcanos Ácidos sulfónicos alcanos

Ácidos sulfónicos alquilaromáticos Ácidos sulfónicos alquilaromáticos

Grupos mixtos aniónicos Grupos mixtos aniónicos hidrofílicoshidrofílicos

TENSOACTIVOS TENSOACTIVOS ANIONICOSANIONICOS

Ácidos carboxílicosÁcidos carboxílicos

Ésteres del sulfúricoÉsteres del sulfúrico

Ácidos sulfónicosÁcidos sulfónicos

TENSOACTIVOS TENSOACTIVOS ANIONICOSANIONICOS Son importantes para la Son importantes para la

elaboración de detergentes elaboración de detergentes de uso domestico e industrial de uso domestico e industrial

Probablemente los mas Probablemente los mas antiguos y ciertamente antiguos y ciertamente mejor conocidos agentes mejor conocidos agentes emulsionantes aniónicos son emulsionantes aniónicos son los jaboneslos jabones

Los jabones son las sales de Los jabones son las sales de los ácidos grasos de largas los ácidos grasos de largas cadenas. Los jabones cadenas. Los jabones empleados en la empleados en la emulsificación se obtiene de emulsificación se obtiene de aceites naturales, como aceites naturales, como aceite de coco, de palma , aceite de coco, de palma , etc.…etc.…

TENSOACTIVOS TENSOACTIVOS CATIONICOS CATIONICOS Compuestos de por lo menos Compuestos de por lo menos

una cadena de 8 a 25 átomos una cadena de 8 a 25 átomos de carbono, derivada de de carbono, derivada de ácidos grasos o de un ácidos grasos o de un derivado petroquímico y un derivado petroquímico y un nitrógeno cargado nitrógeno cargado positivamente, el anión suele positivamente, el anión suele ser un Cl-, Br-, OHser un Cl-, Br-, OH--, SO, SO44

2-2-, etc., etc.

La mayoría están constituidos La mayoría están constituidos por una cadena larga de sales por una cadena larga de sales de amonio cuaternarias o de amonio cuaternarias o sales alquilaminas. sales alquilaminas.

La cadena larga es el grupo La cadena larga es el grupo hidrofóbico y el grupo hidrofóbico y el grupo hidrófilo pequeño y altamente hidrófilo pequeño y altamente ionizado lo constituye el N-ionizado lo constituye el N-cuaternario.cuaternario.

Poseen una carga eléctrica neta positiva Poseen una carga eléctrica neta positiva en su parte hidrófila. Las sustancias que en su parte hidrófila. Las sustancias que a pH altos no presentan carga neta pero a pH altos no presentan carga neta pero a pH menores son catiónicas también se a pH menores son catiónicas también se incluyen en este grupo, como es el caso incluyen en este grupo, como es el caso de las alquil aminas. de las alquil aminas.

CatiónicosCatiónicos

Sales de aminas ( Primarias, Secundarias Sales de aminas ( Primarias, Secundarias y Terciarias).y Terciarias).

Compuestos de amonio cuaternario Compuestos de amonio cuaternario

Otras bases nitrogenadas Otras bases nitrogenadas

Bases no nitrogenadas Bases no nitrogenadas

TENSOACTIVOS TENSOACTIVOS CATIONICOSCATIONICOS

AlquilaminasAlquilaminas

Amino cuaternarioAmino cuaternario

TENSOACTIVOS TENSOACTIVOS CATIONICOSCATIONICOS Son importantes en la Son importantes en la

industria por su eficiencia industria por su eficiencia bactericida, germicida, bactericida, germicida, algicida, etc.…algicida, etc.…

Su efectividad a pH bajo , Su efectividad a pH bajo , han inducido su empleo en han inducido su empleo en formuladores de formuladores de emulsiones cosméticas, en emulsiones cosméticas, en especial en las que especial en las que permanecen largo contacto permanecen largo contacto con la piel.con la piel.

2.2. TSA NO IONICOSTSA NO IONICOS

TENSOACTIVOSNO IONICOS

Sin ionizarse, se solubilizan mediante un efecto combinado de un cierto

número de grupos solubilizantes débiles (hidrófilos) como éter, y OH-.

El grupohidrofóbico esta formado por una cadena larga

que tiene grupos débilmente solubilizantes,por ejemplo enlaces etéreos y grupos OH.

La repetición de estas unidades tiene el mismo

efecto que un hidrófilo fuerte salvo que no hay ionización.

2.2. TSA NO IONICOSTSA NO IONICOS No poseen carga eléctrica No poseen carga eléctrica

neta.neta.

Una característica común Una característica común en muchos de ellos es la en muchos de ellos es la etoxilación. etoxilación.

Como consecuencia, Como consecuencia, muchos tensioactivos no muchos tensioactivos no iónicos podrían ser iónicos podrían ser clasificados como éteres o clasificados como éteres o alcoholes.alcoholes.

Por orden de importancia Por orden de importancia industrial vienen justo después de industrial vienen justo después de los aniónicos, y hoy en día sulos aniónicos, y hoy en día su

producción está aumentando. producción está aumentando.

Una gran parte de estos Una gran parte de estos surfactantes son alcoholes o surfactantes son alcoholes o fenoles etoxilados (lavaplatos, fenoles etoxilados (lavaplatos, champúes). champúes).

Ciertos derivados del sorbitol Ciertos derivados del sorbitol producen surfactantes no-tóxicos producen surfactantes no-tóxicos para uso farmacéutico o para uso farmacéutico o alimenticio.alimenticio.

TSA NO IONICOSTSA NO IONICOS

TSA NO IONICOSTSA NO IONICOS Su naturaleza química los Su naturaleza química los

hace compatibles con otros hace compatibles con otros agentes tensoactivos agentes tensoactivos catiónicos, aniónicos y catiónicos, aniónicos y coloides cargados + y -.coloides cargados + y -.

Son derivados Son derivados polioxietilenados y polioxietilenados y polioxipropilenados, polioxipropilenados, derivados de sorbitán y derivados de sorbitán y alcanolamidas grasas, etc.alcanolamidas grasas, etc.

TSA NO IONICOSTSA NO IONICOS Enlace éter Enlace éter

Enlace ester Enlace ester

Enlace amidaEnlace amida

Enlaces variosEnlaces varios

TSA NO IONICOSTSA NO IONICOS Altamente valiosos como Altamente valiosos como

materias primas, base para materias primas, base para formulación de diversos formulación de diversos productos para la industria productos para la industria de la agricultura, curtido, de la agricultura, curtido, latex, textiles,procesos de latex, textiles,procesos de metales, pinturas en metales, pinturas en emulsión, petróleo, pulpa y emulsión, petróleo, pulpa y papel. papel.

Se utilizan como Se utilizan como limpiadores de pisos limpiadores de pisos combinados con algunos combinados con algunos TSA aniónicos, y se utilizan TSA aniónicos, y se utilizan para detergentes de para detergentes de lavandería. lavandería.

Dentro de los no ionicos tenemos Dentro de los no ionicos tenemos a los biotensoactivosa los biotensoactivos

Son obtenidos de microorganismosSon obtenidos de microorganismos

1) glicolipidos1) glicolipidos 2) fosfolipidos 2) fosfolipidos 3) lipoproteinas 3) lipoproteinas 4) surfactantes polimericos4) surfactantes polimericos 5) particulados5) particulados

BioTSABioTSA

3.TSA ANFOTERICOS3.TSA ANFOTERICOS Tensoactivos Anfotericos

Presentan en su molécula grupos aniónicos y catiónicos, formados por

una cadena grasa y un nitrógeno cuaternario conteniendo un radical

aniónico

Son completamente estables en sistemasácidos y alcalinos

La carga eléctrica de la parte hidrofílica La carga eléctrica de la parte hidrofílica cambia en función del pH del medio. cambia en función del pH del medio. Poseen una carga positiva en ambientes Poseen una carga positiva en ambientes fuertemente ácidos, presentan carga fuertemente ácidos, presentan carga negativa en ambientes fuertemente negativa en ambientes fuertemente básicos básicos

AnfotéricosAnfotéricos

AnfotéricosAnfotéricos

COCOAMIDOPROPIL BETAINA

Amino y carboxy Amino y carboxy

- Amino y ester sulfúrico - Amino y ester sulfúrico

Amino y ácido alcano sulfonico Amino y ácido alcano sulfonico

Amino y ácido aromático sulfonico Amino y ácido aromático sulfonico

Combinaciones varias de grupos Combinaciones varias de grupos básicos y ácidos básicos y ácidos

3.TSA ANFOTERICOS3.TSA ANFOTERICOS

3.TSA ANFOTERICOS3.TSA ANFOTERICOS Básicos en el área Básicos en el área

cosmética, por su cosmética, por su buena tolerancia buena tolerancia cutánea y en la cutánea y en la formulación de formulación de limpiadores limpiadores alcalinos alcalinos

Inhibidores de Inhibidores de corrosión.corrosión.

La carga eléctrica de la parte hidrofílica La carga eléctrica de la parte hidrofílica cambia en función del pH del medio. cambia en función del pH del medio. Poseen una carga positiva en ambientes Poseen una carga positiva en ambientes fuertemente ácidos, presentan carga fuertemente ácidos, presentan carga negativa en ambientes fuertemente negativa en ambientes fuertemente básicos básicos

AnfotéricosAnfotéricos

AnfotéricosAnfotéricos

COCOAMIDOPROPIL BETAINA

PolisiloxanosPolisiloxanos

FluorotensoactivosFluorotensoactivos

4. TSA NO 4. TSA NO HIDROCARBONADOSHIDROCARBONADOS

Polisiloxanos: Polisiloxanos: Copolioles de dimeticonaCopolioles de dimeticona Son organosiliconesSon organosilicones Diferentes rangos de solubilidad (EO y Diferentes rangos de solubilidad (EO y

PO)PO) Muy establesMuy estables Gran uso en cosméticaGran uso en cosmética

4. TSA NO 4. TSA NO HIDROCARBONADOSHIDROCARBONADOS

Fluorotensoactivos : Fluorotensoactivos :

Excelente estabilidad Excelente estabilidad térmica y químicatérmica y química

Usados a nivel Usados a nivel industrial, poco uso a industrial, poco uso a nivel humanonivel humano

4. TSA NO 4. TSA NO HIDROCARBONADOSHIDROCARBONADOS

FORMULACIONES TÍPICAS DE EMPLEO DE LABS EN FORMULACIONES TÍPICAS DE EMPLEO DE LABS EN PRODUCTOS SHAMPOO PARA EL CABELLO PRODUCTOS SHAMPOO PARA EL CABELLO FORMULA DOW # 53FORMULA DOW # 53

Características: Características: Shampoo Cremoso Shampoo Cremoso Espuma jabonosa.Espuma jabonosa. Se enjuaga fácilmenteSe enjuaga fácilmente INGREDIENTES % en INGREDIENTES % en

pesopeso Surfactante TRITON X-200 (Sulfonato ) Surfactante TRITON X-200 (Sulfonato )

50.0050.00 Dietanolamida de ácido C12 Dietanolamida de ácido C12

5.005.00 Miristato de Isopropilo Miristato de Isopropilo

0.500.50 EDTA tetrasodio EDTA tetrasodio

0.050.05 Agua Agua

44.944.9

EJEMPLOSEJEMPLOS

Es no iónico. Es no iónico.

Formula general es : Formula general es : CH3(CH2)CH3(CH2)xx(OCH2CH2)(OCH2CH2)y y OHOH

Es de una series de glicol éteres de polioxetileno de n-Es de una series de glicol éteres de polioxetileno de n-alcoholes( lauryl, myristyl, stearyl y otros). alcoholes( lauryl, myristyl, stearyl y otros).

X = 12 – Lauryl , 14-Myristyl, 16- Cetyl, 18-Stearyl X = 12 – Lauryl , 14-Myristyl, 16- Cetyl, 18-Stearyl Y = el numero tipico de grupos de oxido de etileno en Y = el numero tipico de grupos de oxido de etileno en

la cadena hidrofilicala cadena hidrofilica

Los alquil polioxetilen éteres son empleados en Los alquil polioxetilen éteres son empleados en cosmético y son llamados laureth-N , myreth-N, cosmético y son llamados laureth-N , myreth-N, Steareth-N Steareth-N

Sus sinónimos también son brij, cremophor A , procol Sus sinónimos también son brij, cremophor A , procol , Volpo , Empilan KM, etc…., Volpo , Empilan KM, etc….

BRIJBRIJ

El numero “10” se refiere a El numero “10” se refiere a aproximadamente la longitud del aproximadamente la longitud del polimero en unidades de oxetileno. polimero en unidades de oxetileno.

- Polioxil 2 estearil eter : Brij 72 , Polioxil 2 estearil eter : Brij 72 , steareth-2 ,steareth-2 ,

- Polioxil 4 lauril eter : Brij 30 , Polioxil 4 lauril eter : Brij 30 , Laureth-4 Laureth-4

El numero “1000” refiere a el peso El numero “1000” refiere a el peso molecular de la cadena polimerica.molecular de la cadena polimerica.

BRIJBRIJ

Se utilizan en formulaciones tópicas y Se utilizan en formulaciones tópicas y cosméticos, como emulsificantes W/O –cosméticos, como emulsificantes W/O –O/W . O/W .

Se utilizan también para perfumes, Se utilizan también para perfumes, vitaminas , como gelificantes y vitaminas , como gelificantes y espumantes en farmacos con baja espumantes en farmacos con baja solubilidad principalmente Brij 72 y Brij solubilidad principalmente Brij 72 y Brij 9797

Brij Brij

Es un ester de ácido graso de sorbitanEs un ester de ácido graso de sorbitan

Es un surfactante no iónico Es un surfactante no iónico

Se utiliza como emulsificante y agente Se utiliza como emulsificante y agente solubilizante de fármacos.solubilizante de fármacos.

Estructura y sinónimosEstructura y sinónimos

Sinónimos son : sobirol, crill, arlacel Sinónimos son : sobirol, crill, arlacel 85 , sorbester P18 , etc… 85 , sorbester P18 , etc…

Span Span

TensioactivosTensioactivos

Compuestos solubles en agua que se concentran en la superficie reduciendo la tensión superficial de las disoluciones y formando micelas.

HumectantesLimpiadoresEmulsionantesDispersantesSolubilizantes

HIDROFÓBICAHIDROFÍLICA

HIDROFÓBICAHIDROFÓBICA Cadenas carbonadas de alquilo o arilaquilo Cadenas carbonadas de alquilo o arilaquilo

lineales o ramificadaslineales o ramificadas

HIDROFÍLICAHIDROFÍLICA Grupos carboxilo, amonio, esteres, fosfatos, Grupos carboxilo, amonio, esteres, fosfatos,

sulfonatos, sulfatos, eter de poliglicol....sulfonatos, sulfatos, eter de poliglicol....

TENSIOACTIVOSTENSIOACTIVOS

TensioactivosTensioactivos

Tejido

Tensioactivo

Agua

TensioactivosTensioactivosClasificación generalClasificación general

ANIONICOS

NO IONICOS

CATIONICOS Y ANFOTERICOS

SO3-

CH3-(CH2)m-CH-(CH2)n-CH3

m + n = 7-11

O-(CH2-CH2-O)nHCH3-(CH2)7-CH2 n = 2-22

m, n = 16,18CH3-(CH2)n-CH2-N-CH2-(CH2)m-CH3

CH3

CH3+

Jabón obtenidos de la grasa animal y las cenizas de madera.Jabón obtenidos de la grasa animal y las cenizas de madera. Siglo XIX. Primeros detergentes sintéticos para la industria de Siglo XIX. Primeros detergentes sintéticos para la industria de

tintes textilestintes textiles Principios siglo XX. Introducción de las sales sódicas de Principios siglo XX. Introducción de las sales sódicas de

sulfonatos de petróleo.sulfonatos de petróleo. 1930. Introducción del tensioactivo aniónico alquilbencenos 1930. Introducción del tensioactivo aniónico alquilbencenos

sulfonados (ABS). Tensioactivo más importante en Estados sulfonados (ABS). Tensioactivo más importante en Estados Unidos y otros países.Unidos y otros países. Resistencia a la biodegradación debido a su cadena Resistencia a la biodegradación debido a su cadena

carbonada ramificada carbonada ramificada Problemas ambientales por formación de espumas en plantas Problemas ambientales por formación de espumas en plantas

depuradoras y ríos.depuradoras y ríos. 1960-70. Sustitución de ABS por alquilbencenos sulfonados de 1960-70. Sustitución de ABS por alquilbencenos sulfonados de

cadena lineal.cadena lineal. 1960-70. Introducción de tensioactivos no iónicos (NPE) y 1960-70. Introducción de tensioactivos no iónicos (NPE) y

catiónicos (DTDMAC).catiónicos (DTDMAC). 1990- ..Substitución de NPE y DTDMAC por otras substancias 1990- ..Substitución de NPE y DTDMAC por otras substancias

menos tóxicas.menos tóxicas.

Tensioactivos. HistoriaTensioactivos. Historia

Agentes limpiadoresAgentes limpiadores DomésticosDomésticos Detergentes ropa, vajillas, limpiadores generalDetergentes ropa, vajillas, limpiadores general ComercialesComerciales Lavanderías, suelos, limpiadores industrialesLavanderías, suelos, limpiadores industriales Cuidado personalCuidado personal Champús, cosmética, jabonesChampús, cosmética, jabones

IndustrialIndustrial Textil, cuero, químicaTextil, cuero, química Suavizantes textiles, humectantes, emulsionantesSuavizantes textiles, humectantes, emulsionantes FarmacéuticaFarmacéutica Emulsionantes, solubilizantes, estabilizantes de cremasEmulsionantes, solubilizantes, estabilizantes de cremas Papel y celulosaPapel y celulosa Humectantes, dispersantesHumectantes, dispersantes ConstrucciónConstrucción Agentes espumantes en cementosAgentes espumantes en cementos MineraMinera Agentes para flotaciónAgentes para flotación Pinturas y impresionesPinturas y impresiones DispersantesDispersantes Producción de petróleoProducción de petróleo DesemulsionantesDesemulsionantes AlimentosAlimentos EmulsionantesEmulsionantes para margarinas y productospara margarinas y productos instantáneosinstantáneos

AgriculturaAgricultura Agentes emulsionantes y dispersantes en fertilizantes, insecticidas y germicidasAgentes emulsionantes y dispersantes en fertilizantes, insecticidas y germicidas

Tensioactivos. Tensioactivos. AplicacionesAplicaciones

Tensioactivos. Producción mundial en 1998 (10Tensioactivos. Producción mundial en 1998 (1066 Tm/año)Tm/año)

Surfactant type Thousand tonsAnionics (47 %)Linear alkylbenzene sulfonates (LAS)Alkyl ethersulfates (AES)Alkyl sulfates (AS)Branched alkylbenzene sulfonates (ABS)

3027911479198

Non-ionics (17 %)Alcohol ethoxylates (AE)Alkylphenol ethoxylates (APEO)Alkyl polyglucosides (APG)Alkyl glucamides (AG)

8497018040

Cationics (5 %)QuaternariesAmine oxides

43450

Amphoterics (1 %)Betaines 85

Others* (32 %) 3110

TOTAL 9861

*Does not include soap. Source CEH, 1998; Karsa, 1998

Plantas Depuradoras. Esquema Plantas Depuradoras. Esquema GeneralGeneral

TRATAMIENTO BIOLOGICO

TRATAMIENTOLODOS

AGUAS

?

AGUASRESIDUALES

TRATAMIENTO MECANICO

EFLUENTEPRIMARIO

EFLUENTE SECUNDARIO

EFLUENTE

LODOPRIMARIO

LODOSECUNDARIO

Composición aguas residualesComposición aguas residuales Tipo de planta depuradora, tratamiento y tiempoTipo de planta depuradora, tratamiento y tiempo Propiedades físico-químicas del tensioactivoPropiedades físico-químicas del tensioactivo

Plantas depuradorasPlantas depuradoras Tratamiento primarioTratamiento primario Separación mecánica de sólidosSeparación mecánica de sólidos Tratamiento secundarioTratamiento secundario Degradación microbiana aeróbicaDegradación microbiana aeróbica Tratamiento terciarioTratamiento terciario

Tensioactivos. Comportamiento en plantas Tensioactivos. Comportamiento en plantas depuradorasdepuradoras

Degradación de tensioactivos CO2, agua, sales inorgánicas

Tensioactivos. Problemática Tensioactivos. Problemática ambientalambiental

Tensioactivo(10 mill. Tn)

Planta depuradora de aguas residuales

AguasSuperficiales

Lodos de depuradora

Suelos

Biota

Aguassubterráneas

AguasPotables

Hombre

Sedimentos

Aguas estuariosy costas

Biota

Océanos

SedimentosSedimentos

AgriculturaAcumulación envertederos

Vertido al mar

Tensioactivos. Problemática Ambiental

Detección en aguas superficiales y subterráneas

Agua para el consumo humano y bioacumulación en organismos

Toxicidad de alguno de ellos y sus intermedios de degradación (nonilfenoles polietoxilados).

Removilización de otros contaminantes orgánicosadsorbidos en sedimentos y suelos ()

Tensioactivos aniónicosTensioactivos aniónicos

Estearato de sodio(jabón) Tetrapropilenbenceno sulfonato de sodio

(Alquilbencenosulfonato ramificado (ABS))

5-dodecilbencenosulfonato de sodio(Alquilbencenosulfonato lineal (LAS))

CO

O - Na+(CH2)16CH3 SO3- Na+

(CH2)13CH3

CH3

SO3- Na+

2-hexadecanosulfonato de sodio(alcanosulfonato)

SO3- Na+

Dodecil sulfato de sodio(alquilsulfato AS)

(CH2)10CH3OSO3

- Na+

LAS. Síntesis industrialLAS. Síntesis industrial

R

SO3H

R'

R CH2 CH CH CH2 R'A lCl3

R CH2 CH CH2 R'

SO3

R + R’ =7-11LAS

LABs (aprox. 1,3 %)Fracción de petróleo

LASLAS

0

20

40

60

80

100

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Longitud cadena sulfonatos de alquilbenceno

BiodegradabilidadDetergenciaToxicidad en peces

Zona óptima

Óptimo

LAS en el medio ambienteLAS en el medio ambiente..

3-7 ppm < 0.07 ppm

< 0.01 ppm

0.2-3.4 ppm sedimentos de ríos y lagos

PLANTA DEPURADORA RIOS

LODOSDEPURADORA

Suelos, aguas subterráneasvegetación, alimentos, organismos

ESTUARIOS MAR

Menor degradaciónAcumulación en sedimentos(persistencia en condiciones anaeróbicas)

LAS. Comportamiento en suelosLAS. Comportamiento en suelos

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

dias

mg/

kg p

eso

seco

Concentración de LAS en suelos tratados con lodos de depuradora. Resultados correspondientes a un año después de la última aplicación (Giger et al., 1989)

LAS en el medio ambienteLAS en el medio ambiente

Concentración en el rio Macacu (Rio de Janeiro). Principales ciudades:Cachoeiras de Macacu (18.000 Hab)Japuíba (20.000 Hab)Ref. Eichhorn (2001)

LAS en el medio ambienteLAS en el medio ambiente

0

20

40

60

80

100

120

140

160

µg / L

AntesCachoeiras

DespuesCachoeiras

AntesJapuiba

DespuesJapuíba

BahíaGuanabara

LASSPC

Concentración en el rio Macacu (Rio de Janeiro). Principales ciudades:Cachoeiras de Macacu (18.000 Hab)Japuíba (20.000 Hab)Ref. Eichhorn (2001)

LAS. Bioacumulación en laboratorio.LAS. Bioacumulación en laboratorio.

Compuesto

CR = Corg/Cagua

Con. tensioactivo

(µM)C12-LAS 108 0.23

145 0.23

227 2.30

280 2.30

173 0.30

C13-LAS 385 0.28

293 0.31

142 0.25

C12-AS 7.1 13.9

2.7 0.093

4.6 1.39

2.6 13.9

Tóxico para los organismos acuáticosTóxico para los organismos acuáticos ECEC5050 (Daphnia): 8.8 mg/L (Daphnia): 8.8 mg/L ECEC5050 (peces): 4.8 mg/L (peces): 4.8 mg/L NOEC (Daphnia): 0.3 mg/LNOEC (Daphnia): 0.3 mg/L NOEC (peces): 0.12 mg/lNOEC (peces): 0.12 mg/l

LAS. ToxicidadLAS. Toxicidad

LABs en el medio ambienteLABs en el medio ambiente

R R' •Apolares e hidrobóficos•Vida media en sedimentos : 20 años•Persistentes en el medio acuático•Directamente asociados a la síntesis de LAS

MARCADORES DE CONTAMINACIÓN DE ORIGEN URBANO EN SISTEMAS ACUÁTICOS

R+R’ = 9-13

LABs. Marcadores de contaminación urbanaLABs. Marcadores de contaminación urbana

60-400 µg/g peso seco

6.9-66 µg/g peso seco

0.015-0.2 µg/g peso seco*

Lodos de depuradora

Trampa de sedimentos

Sedimentos marinos

Takada et al., ES&T (1994)

*dos órdenes de magnitud mayor que la zona de referencia

LABs en el medio ambienteLABs en el medio ambiente

ESPAÑA

MAR MEDIT

ERRANEO

FUENTES DE CONTAMINACIÓN

Vertido de aguas residuales urbanas e industriales

Desembocadura de ríos con cuencas industriales y urbanas

Emisarios de lodos de depuradoras urbanas

Puertos de gran actividad

Transporte y deposición de contaminantes presentes en la atmósfera urbana

FRANCIA

MARSELLA

BARCELONA

LABs en sedimentos marinosLABs en sedimentos marinos

8.4

35

24

0.3 0.14 0.43.7 5.3 3.6 3 4

0

5

10

1520

25

30

35

µg/g peso seco

Zona devertido

Mar abierto Rio Besós Rio Ródano

Más efectivos a diferentes durezas del aguaMás efectivos a diferentes durezas del aguaMás efectivos en la eliminación de residuos grasos en Más efectivos en la eliminación de residuos grasos en

tejidostejidosPoca formación de espumas, mejor solubilidad en agua fríaPoca formación de espumas, mejor solubilidad en agua fría

Más efectivos a bajas concentracionesMás efectivos a bajas concentracionesMejor compatibilidad con tensioactivos catiónicosMejor compatibilidad con tensioactivos catiónicos

Éteres poliglicólicosÉteres poliglicólicos Productos de adición del óxido de Productos de adición del óxido de etileno o etileno o propilenopropileno

Tensioactivos no-Tensioactivos no-iónicosiónicos

Tensioactivos no iónicosTensioactivos no iónicosAlcoholes etoxilados: Adición de óxido de etileno a ácidos grasos. Mezcla de compuestos con longitudes de cadena en el intervalo 11-17

Alquilfenoles etoxilados: Etoxilación catalítica de alquilfenoles. Grupos alquilo pueden ser lineales o ramificados. Cadenas alquílicas de 8 (15 %), 9 (80 %) y 12 (1 %) átomos de carbono. n = 0-20

Ácidos etoxilados (PEG Esters)

Alcanolamidas de ácidos grasosAlcanolamidas etoxiladasEsteres etoxiladosAlquil poliglucosidos (derivados de la glucosa)

O(CH2CH2O)nCH2CH2OHCH3(CH2)m m = 11-17n = 7-9 (1-22)

O(CH2CH2O)nCH2CH2OHR

CH3 CH2)x CO(CH2CH2O)nCH2CH2OHO

(

Test de biodegradación de la OECD Test de biodegradación de la OECD (Organization for Economic (Organization for Economic Cooperation and Development)Cooperation and Development)

OECD Confirmatory testOECD Confirmatory test OECD Screening test OECD Screening test

Nonilfenol polietoxilado (NPE)Nonilfenol polietoxilado (NPE)

Degradación de Nonilfenol polietoxiladosO(CH2CH2O)nCH2CH2OHR

O(CH2CH2O)nCH2COOHR O(CH2CH2O)nCH2CH2OHR

OHR

aeróbicaanaeróbica

nonilfenol

n = 0-20

80 % degradación, una semana

n= 0-1 n= 0-1

Nonilfenol polietoxilado en el medio Nonilfenol polietoxilado en el medio ambienteambiente

Nonilfenol polietoxilados de 7 a 12 grupos etoxilo

Planta depuradoraRios, lagosZonas costeras

Sedimentos

Nonilfenol, 1, 2 grupos etoxiloNonilfenol, 1, 2 grupos etoxilo

Lodos de depuradora

NPEO en plantas depuradorasNPEO en plantas depuradoras

NPEO NP 1EO+2EO NP1EC+2EC NP

Efluente primario1440 mg/m3

Efluente secundario400 mg/m3

Lodo de depuradora

Ahel et al., 1994

82 %

12 %28 %

22 %

46 %95 %

Nonilfenol con 6-12 grupos etoxilo. Nonilfenol con 6-12 grupos etoxilo. Toxicidad alta para organismos marinosToxicidad alta para organismos marinos

Nonilfenol, nonilfenol monoetoxilado y Nonilfenol, nonilfenol monoetoxilado y dietoxilado, nonilfenol monoetoxil dietoxilado, nonilfenol monoetoxil carboxilicocarboxilico

Tóxicos en organismos acuáticosTóxicos en organismos acuáticos Disruptores endocrinos probadosDisruptores endocrinos probados

Ensayos Ensayos in vitroin vitro e e in vivoin vivo (peces, pájaros y mamíferos) (peces, pájaros y mamíferos)

Nonilfenol polietoxilados. Toxicidad.Nonilfenol polietoxilados. Toxicidad.

Nonilfenol en alimentosNonilfenol en alimentos

0 5 10 15 20

Peanut creamMarmalade

MayonnaiseSugarTuna

ButterLard

SpinachMilk Chocolate

Hen's eggPineapple

Fresh cheesePasta

Liver sausageApples

Chiken meatTea

PotatoesTomatoes

Whole milkBreadBeerCoffe

Orange juice

NPs (µg/kg)

Daily IntakeAdult : 75 µg/day

Ref.:Guenther et al., ES&T , 2002

Origen : •Materiales de empaquetado•Aplicación de plaguicidas

CatiónicosCatiónicos BactericidaBactericida Cosmética y medicinaCosmética y medicina AntiestáticoAntiestático Suavizantes textilesSuavizantes textiles

Anfotéricos. Grupos electronegativos y Anfotéricos. Grupos electronegativos y electropositivos (alquilbetainas). electropositivos (alquilbetainas).

pH = 8, tensioactivo aniónicopH = 8, tensioactivo aniónico pH = 4, tensioactivo catiónicopH = 4, tensioactivo catiónico

Tensioactivos catiónicos y anfotéricosTensioactivos catiónicos y anfotéricos

Tensioactivos Tensioactivos catiónicoscatiónicos

DTDMAC : Ditallowdimethylammonium chloride

DEQ : Diester quat (Ditallow ester of 2,3-dihydroxypropanetrimethylammonium chloride)

DTIE: Ditallow imidazoline ester

TEA-Esterquat: Tris Ethoxy ammonium

Síntesis Industrial

DTDMAC. DTDMAC. Síntesis industrial e impurezasSíntesis industrial e impurezas

Elevada tendencia a adsorberse sobre cualquier Elevada tendencia a adsorberse sobre cualquier superficie (suelos, sedimentos, tejidos, vidrio, etc) superficie (suelos, sedimentos, tejidos, vidrio, etc) por interacción hidrofóbica y electrostática.por interacción hidrofóbica y electrostática.

Aplicado durante el último ciclo de lavado, Aplicado durante el último ciclo de lavado, se adsorbe a los tejidos, se elimina en el se adsorbe a los tejidos, se elimina en el siguiente lavado mediante formación de siguiente lavado mediante formación de pares iónicos con los tensioactivos pares iónicos con los tensioactivos aniónicos, pasando a las aguas residuales.aniónicos, pasando a las aguas residuales.

Baja solubilidadBaja solubilidad Kow moderadamente alta (log Kow = 2.69) Kow moderadamente alta (log Kow = 2.69)

(bioacumulación)(bioacumulación) Nula degradación en ambientes anóxicos, difícil en Nula degradación en ambientes anóxicos, difícil en

óxicos.óxicos. Toxicidad en organismos acuáticos Toxicidad en organismos acuáticos

Toxicidad aguda (96 h, LC50 varios Toxicidad aguda (96 h, LC50 varios organismos : 4.5-18 mg/L)organismos : 4.5-18 mg/L)

Toxicidad crónica (NOECs de 0.32-1.3 mg/L)Toxicidad crónica (NOECs de 0.32-1.3 mg/L)

DTDMACDTDMAC

DTDMAC. Ecotoxicología y niveles DTDMAC. Ecotoxicología y niveles ambientalesambientales

Nivel máximo de riesgo permitido 50 µg/L (0.05 ppm)Nivel de riesgo mínimo 0.5 µg/L

Niveles en aguas (1990)Río Rhin (Alemania) 4-92 µg/L (0.05 ppm)Holanda (diferentes ríos) 5-34 µg/L (0.02 ppm)

Aguas residuales5 ppm

Efluentes0.05 ppm

Lodos0.3 ppm

Aguas superficiales< 0.04 ppm

PlantaDepuradora

DTDMAC eliminación en plantas depuradoras : 95-98 %Degradación: 36-43 %

DTDMAC. Medio ambiente vs IndustriasDTDMAC. Medio ambiente vs Industrias TóxicoTóxico No biodegradableNo biodegradable BioacumulableBioacumulable Superfluo, no necesarioSuperfluo, no necesario

Previenen la formación de Previenen la formación de electricidad estática en los tejidoselectricidad estática en los tejidos

Aumentan su vida útilAumentan su vida útil Evitan o repelen la redeposición Evitan o repelen la redeposición

de las manchas (lavados menos de las manchas (lavados menos enérgicos)enérgicos)

Facilitan el planchado (ahorro Facilitan el planchado (ahorro energético)energético)

Repelen el agua, reducen el tiempo de Repelen el agua, reducen el tiempo de secado (ahorro energético).secado (ahorro energético).

Proporcionan un aroma agradableProporcionan un aroma agradable

0

1

2

3

4

5

6

7

g/kg

pes

o se

co

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Depuradoras Zürich

19911992

Tensioactivos CatiónicosDTDMAC en lodos de depuradora Producción vs Concentración

0

20

40

60

80

100

1990 1991 1992 1993 1994

Años

%

DTDMAC en lodos depuradora

DTDMAC producción

SEDIMENTO MARINO MEDITERRANEO NOROCCIDENTAL

Zona de vertidos lodos de depuradora 1.14±0.08 g/kg

Zona alejada fuentes de contaminación 0.042±0.001 g/kg

Media 1991 4,2±1,2 g/kgMedia 1992 0,96±0,32 g/kg

Síntesis Industrial

DTDMAC. DTDMAC. Síntesis industrial e impurezasSíntesis industrial e impurezas

Trialquilamines (TAMs)Trialquilamines (TAMs)Sample type Area of study TAMs LABsUntreated wastewater (µg/L)

Barcelona (Spain)Tokyo

18688

560.94

Sewage sludge (mg/g) Barcelona 1.01 0.05

Munich 0.38 -----

JWPCP (California) 0.11 0.20

River water (µg/L) Tamagawa (Japan) 13.3 0.12

Sea water (µg/L) Mediterranean 0.002 0.002

Marine sediments (ng/g)

Nile estuary (Egypt) 588 876

Guanabara Bay (Brazil) 19080 199

Tokyo Bay 4430 479

Mediterranean 980 587

San Pedro Basin (California) 5440 -----

Santa Mónica Basin (California)

585 236Adapted from Bayona et al., 1997

Nueva generaciónNueva generaciónde tensioactivos catiónicosde tensioactivos catiónicos

Punto de ruptura

+ 2