Guía docente de Tecnología y Aplicaciones de los Tensioactivos (M43/56/3/16)

Tensioactivos y tipos de tensioactivos. Caracterización de los tensioactivos: tensión interfacial, adsorción, mojabilidad, espumación, detergencia. Emulsiones y tecnología del emulsionado. Reología de los sistemas tensioactivos. Toxicidad, biodegradación e irritación cutánea. Productos de base tensioactiva: detergentes, cosméticos, formas farmacéuticas, alimentos emulsionados, pinturas y tintas. Aplicaciones industriales de los tensioactivos: flotación de minerales, industria textil, industria del petróleo e higiene industrial.

• Conocer los distintos tipos de tensioactivos y ser capaz de caracterizarlos según sus propiedades fisicoquímicas, de toxicidad, de seguridad de uso y medioambientales más relevantes.
• Capacidad para formular emulsiones estables y tecnológicamente viables.
• Conocer y formular diversos productos comerciales de base tensioactiva en los campos tecnológicos de la detergencia, cosmética, farmacia, alimentación, pinturas y tintas.
• Conocer las diversas aplicaciones de los tensioactivos y de los productos de base tensioactiva en la industria y en especial de la minería, textil, petróleo e higiene industrial.

MÓDULO I: LOS TENSIOACTIVOS, SUS PROPIEDADES Y PRODUCCIÓN

• Tema 1.  Tensioactivos y tipos de tensioactivos. Definición de tensioactivo. Tensioactivos aniónicos. Tensioactivos catiónicos. Tensioactivos anfóteros. Tensioactivos no iónicos. Concepto estructural de HLB.
• Tema 2. Caracterización fisicoquímica de los tensioactivos. Concepto de tensión interfacial. Ecuación de Gibbs. Concentración micelar crítica. Métodos de medida de la tensión interfacial. Equilibrio de adsorción y desorción, isotermas, doble capa eléctrica y potencial zeta. Ángulo de contacto y mojabilidad. Espuma, método de Ross-Miles. Detergencia. Mecanismos de la detergencia. Determinación de la detergencia. Concentración micelar crítica y comportamiento de los tensioactivos.
• Tema 3. Emulsiones y tecnología del emulsionado. Sistemas dispersos. Emulsiones y tipos de emulsiones. Distribuciones de tamaño de gota. Propiedades de las emulsiones: conductividad eléctrica, viscosidad, estabilidad. Diagramas de Winsor. HLBr y formulación de emulsiones. Tecnología industrial del emulsionado.
• Tema 4. Seguridad Humana y Toxicológica. Hoja de datos de seguridad. Toxicidad de los tensioactivos. Irritación cutánea de los tensioactivos y su determinación: ensayo de Draize con animales, ensayos con parches sobre voluntarios humanos, ensayo in vitro de la zeína, modelos in vitro con piel humana reconstruida.
• Tema 5. Aspectos medioambientales. Riesgos ambientales. Biodegradabilidad de los tensioactivos y metodologías para su determinación. Mecanismos de biodegradación. Ecotoxicidad. Ensayos de toxicidad con bacterias luminiscentes, Daphnia magna y pez cebra.
• Tema 6. Síntesis y producción de los tensioactivos. Saponificación. Sulfatación. Sulfonación. Síntesis de tensioactivos basados en óxido de etileno y en óxido de propileno. Amidación. Cuaternización. La industria de los tensioactivos. Fuentes renovables.
• Tema 7. Estrategias y tecnología de la formulación. Diseño de experimentos y análisis de superficies de respuesta. Efectos sinérgicos y antagónicos sobre las propiedades de los tensioactivos: espumación, viscosidad, detergencia, brillo, hidratación, peinabilidad, compatibilidad cutánea. Estabilización: hidrótropos, antioxidantes, secuestrantes de iones, conservantes. Modificación de las propiedades organolépticas: color y olor. Otros aditivos. Envases.

MÓDULO II: FORMULACIÓN DE PRODUCTOS DE BASE TENSIOACTIVA

• Tema 8. Formulación de detergentes. Detergentes textiles. Detergentes de superficies duras: limpiadores generales, lavavajillas manuales, lavavajillas de máquina, abrillantadores, desengrasantes, limpiacristales. Productos para el tratamiento de superficies: Suavizantes textiles, ceras y pulimentos. Otros detergentes.
• Tema 9. Formulación de cosméticos y formas farmacéuticas. Funciones higiénica, eutrófica y estética.  Productos de higiene personal: jabones, geles de baño, champues, suavizantes capilares, desodorantes. Cremas cutáneas. Emulsiones corporales.
• Tema 10. Otras formulaciones basadas en tensioactivos. Los tensioactivos como aditivos alimentarios. Formulación de alimentos emulsionados. Mayonesas, salsas, cremas, espumas, helados, chocolates, bollería, etcétera. Dispersiones de pigmentos. Parámetros de Hansen y fenómenos de dispersión. Pinturas para decoración. Barnices. Decapantes de pinturas. Productos para bellas artes. Tintas. Otros productos.

MÓDULO III: APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS TENSIOACTIVOS

• Tema 11. Aplicaciones industriales. Flotación de minerales. Industria textil. Industria del petróleo. Higiene industrial. Limpieza CIP. Otras aplicaciones.
• Tema 12. Aspectos legales de los tensioactivos y de los productos de base tensioactiva. Directiva europea REACH. Normativa de envasado y comercialización de productos detergentes. Normativa de los productos cosméticos.

• Práctica 1. Medida de la tensión superficial
• Práctica 2. Obtención de un alcohol gel
• Práctica 3. Obtención de un gel de baño
• Práctica 4. Preparación de una emulsión cosmética

•              Cuadernos FIRP. Laboratorio de Formulación, Interfases, Reología y Procesos. Universidad de Los Andes. [Recurso electrónico]. http://www.firp.ula.ve/site/es/cuadernos-firp-gratuitos

•              Davidsohn, A. y Milwidsky. Synthetic detergents. G. Godwin, John Wiley & Sons, 1978.

•              Uri Zoller (Ed.). Handbook of detergents - 6 Volume Set. CRC Press, 2008.

•              Chattopadhyay, P.K. Modern Technology of Soaps, Detergents and Toiletries: With Formulae and Project Profiles. National Institute of Industrial Re, 2003.

•              Friedli, Floyd E. (Ed.). Detergency of specialty surfactants. Marcel Dekker, 2001.

•              Simmons, John V. Cosméticos: formulación, preparación y aplicación. Vicente, 2000.

•              Carrasco Otero, Francisco José. Diccionario de ingredientes cosméticos. Montes, 2004.

•              Actas de las Jornadas Anuales del Comité Español de la Detergencia. Diversas ediciones.

•          FIRP. Universidad de los Andes. http://www.firp.ula.ve/site/es/

•          Henkel España. http://www.henkel.es

•          Kao Corporation. http://www.kao.com

•          Procter and Gamble España. http://www.pg.com/es_ES/

•          L'Oréal. http://www.loreal-paris.es

•          Max factor. http://maxfactor.es

•          CED. Comité Español de la Detergencia. http://www.ced.org.es/

•          STANPA. Asociación Nacional de Perfumería y Cosmética. http://www.stanpa.es

•          SEQC. Sociedad Española de Químicos Cosméticos. http://www.e-seqc.org/

•          AISE. International Association for Soaps, Detergents and Maintenance Products. http://www.aise.eu/

•          AEPSAT. Asociación Española de Productores de Sustancias para Aplicaciones Tensioactivas. http://www.aepsat.com/index.php

•          REACH- - Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals. http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/chemicals/reach/index_en.htm

60% de la nota final: realización de examen teórico. 

40 % de la nota final: realización de informes de prácticas de laboratorio y de casos prácticos.

Examen escrito teórico-práctico sobre el temario completo teórico y práctico de la asignatura (100% de la calificación final).

• Examen escrito teórico-práctico sobre el temario completo teórico y práctico de la asignatura (100% de la calificación final)