Medio Ambiente

PK-CM-93-MA PASTILLAS LAVATRASTES

Producción y consumo responsables
Acción por el clima

Asesor: MARIA ALEJANDRA ROMO SABUGAL

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

Resumen

En este trabajo me propuse hacer una investigación sobre los detergentes lavatrastes más populares que se encuentran disponibles en tiendas de autoservicio y supermercados; me dediqué a analizar sus costos, los ingredientes con que son elaborados; tiempo de degradación y daños que ocasionan al medio ambiente.

Después de reflexionar esta información me propuse crear una alternativa casera que sustituya estos detergentes comerciales que sea más económica, fácil de preparar y más agradable con el medio ambiente.

 

Pregunta de Investigación

¿Qué alternativa más barata y agradable con el medio ambiente, puede sustituir los detergentes lavatrastes que venden en el supermercado?

Planteamiento del Problema

Los detergentes lavatrastes del supermercado son dañinos para el medio ambiente, poco duraderos y tienen precios elevados

Antecedentes

Antecedentes.

El origen del detergente: una historia de ciencia, guerra y espuma

La invención del detergente para lavar la ropa ha sido una de las innovaciones más significativas en la historia del hogar moderno. Antes de su creación, dependíamos de métodos tradicionales como el uso de jabón en barra o ceniza para lavar la ropa, lo que requería una cantidad considerable de tiempo y esfuerzo.

 

A principios del siglo XX, los científicos comenzaron a explorar la posibilidad de crear productos químicos que facilitaran la limpieza de la ropa más allá del jabón, que sabemos que se usaba en Babilonia hace 4 800 años. El camino había sido abierto en 1890 por el alemán S. Krafft, cuando observó que ciertas sustancias que no eran jabonosas producían espuma al unirse con el alcohol. Pero este hallazgo quedó como una curiosidad química salvo para el norteamericano Ernst Twitchell, inventor del acetímetro, un dispositivo para medir el contenido de ácido acético del vinagre. Pero su pasión era el estudio de la grasa, que le llevó a patentar cinco procesos sobre la división de grasa o hidrólisis de lípidos. Fue en una de su patente de 1898 donde describe el catalizador utilizado: ácido oleico tratado con ácido sulfúrico concentrado y naftaleno. La grasa se trataba con un 1% de catalizador, añadiendo medio volumen de agua y dejando la mezcla hervir en un tanque abierto 12 a 20 horas. Después se elimina el agua y la glicerina y lo que queda son ácidos grasos aptos para jabón o velas.

 

El primer jabón en polvo

Siguiendo estos pasos, en 1907 el químico alemán Otto Rohm, propietario de Burnus, una empresa fundada en 1836 para fabricar velas y jabón, logró desarrollar una versión eficiente y práctica del jabón en polvo, que se comercializó bajo el nombre de “Persil“. La fabricación de jabón se mantuvo igual hasta 1916. Con el estallido de la Primera Guerra Mundial llegó, primero, la escasez de materias primas y segundo el bloqueo comercial aliado a Alemania. Así que a sus científicos no les quedó más remedio que ponerse a buscar formas de sustituir las grasas naturales, utilizadas para fabricar lubricantes, por sustancias sintéticas.

Fue entonces cuando dos químicos, H. Gunther y M. Hetzer, recuperaron el descubrimiento de Krafft y elaboraron en 1916 el primer detergente sintético de uso comercial, Nekal. Estos detergentes eran productos químicos con uno de esos nombres horribles de la química, como el alquilnaftalenosulfonato de cadena corta o los sulfato de éter de alquilo, que se elaboraban acoplando un tipo de alcoholes llamados propílicos o butílicos con naftaleno. Estos productos eran sólo detergentes aceptables pero buenos agentes humectantes (que atrapan y retienen la humedad) y todavía se utilizan en la industria textil.

El problema de la espuma

En la década de 1930, se desarrollaron nuevos procesos comercialmente viables para los alcoholes grasos, lo que llevó a desarrollar nuevos detergentes como FEWA, producida por la empresa alemana BASF, o Dreft, producido por la estadounidense Procter & Gamble. Estos detergentes se utilizaron principalmente en la industria hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Un efecto indeseable de estos detergentes (como los alquilbencenosulfonatos) era que, a diferencia de los jabones y los detergentes sintéticos a base de alcoholes grasos, producían una gran cantidad de espuma muy difícil de eliminar. Esta espuma permanece en la superficie de las aguas residuales a medida que pasa a través de los desagües al sistema de alcantarillado, para acabar en los ríos y, finalmente, en el mar. El impacto ambiental fue importante, pues dificultaba la navegación fluvial y como la espuma retarda la degradación biológica del material orgánico presente en las aguas residuales, causó problemas en las centrales depuradoras de agua. Fue tras una intensa investigación que en 1960 se descubrieron variantes de estas sustancias que las bacterias podían descomponer con facilidad.

Sin embargo, hasta 1946 los detergentes se utilizaron casi exclusivamente para lavar los platos y las prendas delicadas. El primer gran detergente para lavar la ropa en casa apareció aquel año: se llamó Tide y coincidió en el tiempo con el boom de las lavadoras automáticas, que junto con el lavavajillas deberían encontrarse entre los inventos más importantes de la historia de la humanidad.

Pero el principal problema que tenían esos primeros detergentes no era su impacto medioambiental, sino que las prendas de algodón no quedaban tan blancas como debían. Al parecer, los principios activos eran capaces de arrancar la suciedad pero no de mantenerla en suspensión, con lo que volvía a depositarse sobre la ropa formando una película uniforme. Para evitarlo tuvieron que añadir un nuevo compuesto: la carboximetilcelulosa o CMC (que también se usa como espesante en la industria de los jarabes).

Los blanqueadores ópticos

Muchos recordaremos aquellos anuncios donde se decía que cierto detergente dejaba la ropa más blanca que blanca, o aquel otro que aseguraba un blanco nuclear a las sábanas. Pues bien, quienes consiguen ese blanco purísimo son los llamados blanqueadores ópticos, que no son otra cosa que sustancias fluorescentes cuyo descubridor fue Hans Krais en 1929.

Estos productos químicos se cuelan entre las fibras de las prendas durante el lavado y no se van al escurrirlas, sino que se fijan al tejido. El brillo casi mágico de camisas y sábanas es debido a que esas sustancias reaccionan ante la radiación ultravioleta, la misma que nos pone morenos en la playa. La diferencia estriba en que, mientras a nosotros nos ennegrece la piel, las sustancias fluorescentes convierten los ultravioleta en luz visible ligeramente azulada. Ese tono azul combinado con el tono natural de las fibras las hace aparecer más blancas a nuestros ojos. En definitiva, la tela refleja más luz que de ordinario y por eso parece más blanca y brillante, pero no quiere decir que esté más limpia. Éste es el pequeño engaño de los detergentes.

Detergente para lavavajillas o jabón para lavavajillas: ¿cuál es la diferencia?

Aunque es muy común que se crea que son lo mismo, los jabones y detergentes son sustancias muy diferentes que, a su vez, cumplen distintas funciones y se utilizan para diferentes aplicaciones. Para cualquier negocio del sector Horeca o de la industria de alimentos, la limpieza y sanitización de la loza y utensilios en donde se preparan y sirven los alimentos es clave para ofrecer la mejor experiencia a los consumidores  y sobre todo para garantizar la inocuidad alimentaria. En este sentido, para encontrar un producto químico que asegure resultados de lavado perfectos en todos los tipos de material y que logre eliminar la suciedad más difícil, es muy importante entender la diferencia y el correcto uso de los términos: jabones para lavavajillas y detergentes para lavavajillas.

¿Qué son los jabones?

 

El jabón es un producto comúnmente utilizado para la higiene personal y para el lavado de ciertos objetos, se puede encontrar en distintas presentaciones como: en barra, líquido, en polvo o en pastillas. El jabón se caracteriza por ser soluble en agua y está compuesto básicamente por una sal sódica o potásica que resulta de la reacción química entre un álcali y un lípido. Esta reacción se conoce como saponificación

¿Cuál es el origen de los jabones?

 

Se puede decir que los jabones son los antecesores de los detergentes, ya que la historia de los jabones se remonta a la antigüedad. Existen diversas versiones que atribuyen el descubrimiento del jabón a diferentes culturas; la más común dice que el jabón fue descubierto en la antigua Roma. Cuenta la leyenda que las mujeres que lavaban la ropa en las aguas del río Tiber, en la región de monte Sapo en Italia, empezaron a notar que las prendas quedaban mucho más limpias gracias a una sustancia que bajaba mezclada con las aguas del río.

Se dice que en la cima del monte Sapo se realizaban sacrificios de animales a los Dioses, y luego sus restos eran incinerados. La hipótesis es que las aguas lluvias arrastraban hasta el río la grasa animal, un lípido, mezclada con las cenizas, un alcalí, dando como resultado un líquido jabonoso que era el que aprovechaban las mujeres de la región de monte Sapo para lavar sus prendas. Esta sustancia evolucionó en el jabón que conocemos actualmente. Otras versiones aseguran que el jabón fue creado en Babilonia en el año 2800 A.C.

Una curiosidad sobre el jabón, es que su uso tardó mucho en popularizarse. En la Edad Media el jabón era un artículo de lujo que solo era utilizado por algunos miembros de la realeza; en esa época se desconocía la importancia de la higiene y su relación con el uso del jabón. Fue precisamente la falta de higiene lo que ocasionó gran parte de las pestes y enfermedades que mataron a millones de personas en esa época. Fue solo hasta finales del siglo XVIII que se popularizó el uso del jabón en Europa y EEUU, gracias a las campañas publicitarias que promocionaban la relación entre la buena higiene personal y la salud.

Luego de la Primera Guerra Mundial, los ingredientes naturales que se usaban para los jabones comenzaron a escasear. Esta situación obligó a los fabricantes a inventar una nueva fórmula para los jabones a partir de ingredientes sintéticos. Es en este momento cuando nacen los detergentes. Para 1950 el uso de detergentes se popularizó en todo el mundo.  Actualmente existen diversos tipos de detergentes para una gran variedad de aplicaciones como, por ejemplo, para el lavado de ropa, platos, cristalería, espacios, muebles, etc., y en general para realizar cualquier proceso de limpieza.

¿Qué son los detergentes?

Los detergentes son una sustancia química que se caracteriza por tener su capacidad de peptizar, es decir, tiene la propiedad de dispersar en el agua la suciedad o impurezas de un objeto sin alterarlo.  Los detergentes se caracterizan por tener una estructura más compleja que los jabones. A grandes rasgos se podría decir que los detergentes tienen una estructura básica compuesta por dos partes: la lipofílica, es decir, moléculas que tienen la afinidad con los lípidos, y la hidrofílica que se refiere a las moléculas que tienen afinidad con el agua.

 

El riesgo químico en la industria de los detergentes

Los orígenes de la limpieza se remontan a la prehistoria. Debido a que el agua es imprescindible para la vida, los primeros hombres vivían cerca del agua y conocían sus propiedades de limpieza.

Los detergentes se desarrollaron durante la primera y la segunda guerra mundial como consecuencia de una penuria de grasas animales y vegetales así como de aceites. Por otro lado, una sustancia resistente al agua dura era necesaria para que la limpieza fuera más eficaz. En aquella época, el petróleo constituyó una fuente rica para la fabricación de detergentes. Hoy en día los detergentes se fabrican principalmente a partir de una variedad de productos petroquímicos y/o productos oleoquímicos (derivados de grasas y aceites).

Según las últimas tendencias, los productos de limpieza líquidos superan los productos de limpieza en polvo.

Los detergentes pueden ser por ejemplo

  • Productos para lavar la ropa: tienen una fórmula que permite quitar la suciedad, blanquear, suavizar y condicionar el tejido.

  • Lavavajillas
    : entre ellos, se encuentran los detergentes para las manos y para los lavavajillas así como otros productos específicos.
  • Productos de limpieza: se utilizan para limpiar superficies pintadas, plásticas, metálicas, la porcelana, cristales… Porque ningún producto tiene una eficacia óptima en todas las superficies y manchas, una gran variedad de productos ha sido desarrollada para limpiar de manera fácil y eficaz.

Entre la distintas empresas productoras de detergentes se encuentran: Solvay, Henkel, Procter & Gamble, Unilever…

Riesgo químico

Un detergente (o surfactante) es un compuesto químico que tiene propiedades tensoactivas que le hacen capaz de disolver la suciedad.

Productos químicos utilizados

La selección de las materias primas constituye la primera etapa de fabricación de los detergentes. Las materias primas se eligen según numerosos criterios, incluyendo la seguridad humana y medioambiental, el coste, la compatibilidad con otros ingredientes, así como la forma y las características de eficacia de los productos terminados.

Entre los diferentes ingredientes se encuentran:

  • El hipoclorito de sodio para blanquear, aclarar y eliminar las manchas.
  • Productos alcalinos (amonio, hidróxido de sodio…). La alcalinidad es útil para eliminar la acidez, la grasa y las manchas de aceite. Por lo tanto, los detergentes son más eficaces cuando son básicos.
  • Los ácidos (ácido nítrico, ácido acético, ácido clorhídrico…) para neutralizar o ajustar la alcalinidad de otros ingredientes y porque algunos productos de limpieza específicos necesitan más acidez para poder disolver los sedimentos minerales.
  • Los agentes colorantes (pigmentos o colorantes).
  • Los solventes: con el fin de evitar la separación o el deterioro de los ingredientes en los productos líquidos y para disolver las manchas orgánicas.

Las zonas más expuestas

Descarga y almacenamiento de materias primas.

Caso de la producción de detergentes líquidos

  • Fabricación de la pre mezcla: Los detergentes líquidos contienen jabón y surfactantes. Se constituyen a partir de una pre mezcla a la cual otros ingredientes se añaden y se mezclan. Esta etapa consiste simplemente en la neutralización de los ácidos grasos, con sosa cáustica o hidróxido de potasio (potasa).
  • La mezcla de ingredientes: se añaden y se mezclan todos los ingredientes a una temperatura elevada. Los ingredientes utilizados en la fabricación de detergentes líquidos suelen ser sosa cáustica, ácido, perfumes y agua.

Caso de la producción de detergentes en polvo: se pueden utilizar varios métodos para la fabricación de detergentes en polvo (pulverización de secado, aglomeración, mezcla en seco). En todo caso, ingredientes secos y líquidos se mezclan primero. Por lo tanto, esta etapa tiene riesgos químicos.

Laboratorios de control y de I+D: se realizan análisis con el fin de comprobar la calidad y la eficacia de los detergentes, mejorar y crear nuevas formulaciones.

El envase y el almacenamiento de los detergentes.

Objetivo

Crear un lavatrastes casero con ingredientes que sean fáciles de conseguir, baratos y que no contaminen el medio ambiente.

Justificación

Elegí este tema porque en todos los hogares del mundo se lavan trastes y en la mayoría de los casos los detergentes utilizados son caros y además dañan el medio ambiente

Hipótesis

Si utilizo ingredientes naturales y materiales que son fáciles de conseguir puedo crear un detergente lavatrastes económico, biodegradable, duradero y funcional.

Método (materiales y procedimiento)

  1. INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL

¿Qué ingredientes predominan en los detergentes lavatrastes más populares del mercado?

En el mercado existen detergentes para trastes en diversas presentaciones, ya sea en polvo, líquidos o en pasta, todos elaborados a base de ingredientes químicos cuyo propósito es desincrustar y retirar la suciedad, especialmente la grasa, el ingrediente más rebelde.

La base de un detergente son unos compuestos denominados tensoactivos o “materia detergente activa”, principalmente los que determinan la efectividad de lavado. Además de los tensoactivos, los lavatrastes pueden contener otros ingredientes, como: • Agente secuestrante, que se agrega para disminuir la dureza del agua1 (la cual disminuye el efecto detergente)

  • Compuestos abrasivos como carbonatos y silicatos, aparte de conservadores para mantener la estabilidad del producto y evitar la contaminación bacteriana del detergente • Agentes antibacteriales como el triclosán o el cloroxilenol • Otros compuestos para ayudar a no maltratar la piel, como glicerina y extractos de aloe o de manzanilla • También se añaden colorantes y perfumes para mejorar el aroma del producto

¿Cuál es el daño ambiental que estos ingredientes ocasionan?

Miles de litros de agua con detergentes son vertidos a los cauces, provocando trastornos al ecosistema, por lo que hoy se fomenta el uso de tensoactivos biodegradables en la formulación de los detergentes. Los materiales biodegradables son aquellos que pueden reintegrarse a la tierra o al agua por acción de la naturaleza. La tendencia también es a disminuir, o de ser posible eliminar, el uso de fosfatos, pues estas sustancias favorecen la proliferación de algas en el agua, haciendo que se reproduzcan tan deprisa que al descomponerse agotan el oxígeno del agua, convirtiéndola en un medio inútil para la vida. Este fenómeno se llama eutrofización, y ha causado importantes desequilibrios en varios lagos y ríos.

¿Con qué ingredientes se podrían sustituir y que tengan la misma eficacia para dejar limpios los trastes?

  • Bicarbonato de sodio
  • Ácido Cítrico
  • Aceite de oliva
  • Esencias o jugo de limón natural
  • Vinagre blanco
  • Sal de grano
  1. INVESTIGACIÓN DE CAMPO

Para este proyecto visité supermercados con el fin de comparar las opciones de lavatrastes que se encuentran, así como sus costos, rendimiento y los ingredientes y sustancias para su elaboración; lo que encontré fue lo siguiente:

¿Cuáles son las marcas más populares de detergentes lavatrastes que se encuentran en el supermercado?

  1. SALVO
  2. ACCIÓN
  3. EFICAZ

Comparación de precio, calidad y rendimiento.

El precio promedio es de 44 pesos por 500 mililitros.

El rendimiento promedio es de 5 pesos por lavar 100 platos.

 

Los ingredientes más comunes son:

  1. Aquil sulfato de sodio.- Es un detergente y agente humectante, efectivo en soluciones ácidas y alcalinas y en aguas duras. En detergentes y lavavajillas en crema o en polvo, como tensoactivo y agente espumante. Es usada para aumentar la viscosidad de productos que requieran de una mejor consistencia.Gracias a su afinidad tanto al agua como al aceite es utilizado principalmente como agente limpiador o removedor de grasas.
  2. Oxido de amina El óxido de amina es un compuesto químico utilizado en una variedad de aplicaciones industriales, como agentes humectantes, agentes de limpieza, agentes espumantes y agentes antiestáticos.
  3. es un potente agente antibacterianofungicida. En condiciones normales se trata de un sólido incoloro con un ligero olor a fenol.
  4. El cloroxilenolpara-cloro-meta-xilenol y no tan conocido como cloro-dimetilfenol) es un compuesto orgánico fenólico clorado, derivado del xileno, pero con un grupo hidroxilo y un cloro, utilizado como desinfectante. Al no ser soluble en agua, se vende disuelto en solución acuosa de jabón.
  5. Perfume
  6. Colorante
  7. Conservadores
  1. INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL

para mi investigación experimental elaboré unas pastillas lavatrastes caseras siguiendo los siguientes pasos:

Materiales

  • 100 g Bicarbonato de sodio
  • 30 g Sal gorda
  • 100 g Acido cítrico
  • 1 cucharadita de Aceite de oliva
  • 5 gotas de aceite esencial (naranja, limón o menta)
  • 4 cucharadas de Agua
  • Bowl
  • Molde para hacer hielos
  • Cuchara

Procedimiento

  • En un bowl seco mezclaremos el bicarbonato, la sal y el ácido cítrico hasta que los tres queden bien integrados.
  • Después poco apoco integraremos el agua una vez que queden húmedo agregaremos los aceites y mezclamos bien.
  • Con la cuchara pondremos la mezcla en el molde para hacer cubitos de hielo presionando muy fuerte para que todo quede compacto.
  • Dejaremos secar los cubos por al menos 24 horas a temperatura ambiente.
  • Las pastillas están listas para utilizarse.

Galería Método

Resultados

  • Obtuvimos al menos 16 pastillas lavatrastes
  • Cada pastilla lavatrastes rinde 1 día lavando trastes de una familia de 4 personas.
  • El bicarbonato de sodio y la sal apoyan y mejoran el efecto de limpieza de las pastillas del lavavajillas.
  • Aunque no hace mucha espuma, los trastes quedan limpios y con un agradable olor.
  • Elimina la grasa y manchas de chile y alimentos rojos.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

  • El lavatrastes ideal debe ser un producto que, aparte de limpiar eficientemente, sea amigable con la piel y con el medioambiente
  • Los detergentes comerciales no se descomponen y contaminan el agua y el medio ambiente.
  • Sea cual sea el detergente que uses, mantenlo fuera del alcance de los niños y niñas
  • Si tu piel es delicada, procura usar guantes tanto para lavar los trastes como para otras tareas domésticas
  • Para evitar el desperdicio o contaminación del producto, prepara únicamente la cantidad de detergente que vas a usar, ya que cuando empleamos una cantidad mayor, la ensuciamos al depositar la “mugre” de los trastes lavados

Ventajas de crear nuestro propio lavatrastes:

  • No es difícil hacer nuestro propio lavatrastes
  • Conocemos los ingredientes con que se fabricó
  • Ahorramos en residuos y envases de plástico.
  • Es más barato.
  • Contaminamos menos el entorno

Bibliografía

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography