TALLER SOBRE LA CONTAMINACIÓN (DETERGENTES)

JEFFERSON MONSALVE ÁLVAREZGrupo CTX02-49

Taller N° 1

DocenteJULIO EDUARDO HERRERA GARCIA

INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANOFRATERNIDAD MEDELLÍN

TECNOLOGÍA EN TELECOMUNICACIONESCIENCIA TECNOLOGIA Y SOCIEDAD

MEDELLÍNMAYO 24 DE 2010

Introducción

La siguiente investigación se realiza con el objetivo de brindar información y conocimiento sobre la contaminación del agua por componentes químicos de los detergentes.

Ante la situación, la búsqueda de la información he sido primordial y por esta razón se concentrará mucho en este amplio tema como lo son el contenido de los detergentes, para aclarar los principales elementos de los mismos. Se busca afianzar conocimientos consultando básicamente en la intranet.

A todas las personas se les recomienda leer y analizar esta investigación para conocer más a fondo el contenido de detergentes, para así atender mejor la contaminación causada.

Pregunta

¿Cómo nos afecta el contenido químico y la degradación de los detergentes usados para limpiar la ropa, luego de su respectivo uso en los hogares?

Justificación

Desde el mercado, las nuevas necesidades en consumidores generan mercados potenciales para las empresas, y la explotación de dichos mercados genera superávit económico y con este la consecución de nuevas riquezas, es entonces absolutamente inconciente pedirle a las empresas que no aprovechen estas oportunidades.

Estas oportunidades generan impacto en la naturaleza, el consumo tiende a volverse en excesivo por el aumento elevado de la población y la vanidad de algunas personas, lo cual implica que se tenga un alto grado de recursos naturales no renovables.

Es necesario entonces, generar conciencia social, enfocada en el buen uso y un adecuado consumo, centrando sus necesidades en el bien común, que incluye también el bien del planeta, por sobre el bien especifico.

Objetivo general

Generar conciencia en los consumidores y en la industria de cómo suplir las necesidades creadas y de esta forma mejorar las opciones de supervivencia y reducir los impactos al medio ambiente.

Objetivo específicos

Socializar y dar a conocer a las personas los posibles daños de los detergentes y promover el uso de detergentes biodegradables.

Generar conciencia ecológica con los diversos productos limpiadores (detergentes), con el fin de reducir a lo netamente necesario su consumo.

Buscar maneras de generar desarrollo económico mediante procesos ambientales sostenibles.

Impacto ambiental de los detergentes.

Los jabones son sustancias que alteran la tensión superficial (disminuyen la atracción de las moléculas de agua entre sí en la superficie) de los líquidos, especialmente el agua. Este tipo de sustancias se denominan tenso activas. Los jabones se utilizan como agentes limpiadores debido a la estructura singular de estos iones orgánicos especiales. Cuando un objeto está sucio, casi siempre se debe a la adhesión de capas de grasa o aceite que a su vez contienen polvo y partículas extrañas. Si el objeto es lavado con agua no se elimina gran parte de la suciedad, sin embargo, cuando se agrega jabón al agua, puede disolverse para dar iones carboxilato, estos iones tienen un extremo iónico que es muy soluble en agua y un extremo de la cadena larga de hidrocarburos tiene una fuerte atracción para las moléculas de aceite y grasa, los extremos que atraen al aceite penetran en las capas de aceite y grasa y las disuelven y a su vez, los extremos iónicos se siguen disolviendo en agua, éstos tienden a hacer que se desprendan las partículas de grasa y aceite a la solución, de manera que se puedan remover. Esta clase de acción limpiadora se denomina acción detergente.

     Los jabones presentan la desventaja de que si se usan en agua dura, tienden a formar sales con los cationes de los metales formando "natas" que neutralizan su acción. Una alternativa a este problema, surgió cuando se empezaron a sintetizar otros compuestos orgánicos a partir de compuestos químicos del petróleo, que tienen acción detergente por lo que se les denomina en forma genérica como detergentes. La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno substituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (las), hay otros que son los alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (abs) que se degradan mas lentamente que los las. El extremo sulfato es soluble en agua y el extremo del hidrocarburo es soluble en aceite, cumpliendo con ésto las características de los jabones antes mencionadas. La ventaja de los detergentes es que no forman natas con el agua dura. Por su amplia utilidad los detergentes se usan tanto en la industria como en los hogares, sin embargo, puesto que se emplean en grandes cantidades constituyen una fuente de contaminación del agua. En cuanto a la biodegradabilidad, tanto los detergentes como los jabones son biodegradables, pero la biodegradabilidad se ve limitada si estos compuestos se encuentran en exceso en un cuerpo de agua.

 En el mercado se encuentran cuatro tipos de detergentes sintéticos: detergentes aniónicos, que contienen comúnmente como grupos solubles, sulfatos y sulfonatos de sodio; detergentes catiónicos, que son principalmente compuestos cuaternarios

de amonio, detergentes no iónicos como los productos de condensación del óxido de etileno con materiales fenólicos o ácidos grasos y detergentes biológicos los cuales contienen enzimas para eliminar algunos tipos específicos de manchas de la ropa.

Los detergentes aniónicos y especialmente los sulfonatos, son los que se utilizan más, cuestan poco y son estables en aguas duras. Los detergentes catiónicos poseen las mejores propiedades bactericidas y bacteriostáticas, pero son bastante caros y sólo se usan en instituciones de salud para limpieza de utensilios. Los detergentes no iónicos tienen una aplicación industrial algo mayor que la doméstica. Por ultimo los detergentes biológicos, a los cuales se les llama así cuando además de contener uno de los surfactantes (las ó abs) contienen enzimas con lo cual proporcionan mayores ventajas en el lavado de la ropa; se encuentran muy distribuidos en el mercado a precios accesibles.

Uno de los principales problemas que causa el uso de detergentes, es que los de tipo comercial deben contener ciertos aditivos que se pueden convertir en graves contaminantes del agua. Entre los principales aditivos están pequeñas cantidades de perfumes, blanqueadores, abrillantadores ópticos, estos últimos son tinturas que le dan a la ropa un aspecto de limpieza; y los agentes espumantes; es importante recalcar que la producción de espuma de un detergente esta determinada por el tipo de surfactante que éste contenga, así de este modo, los surfactantes aniónicos producen abundante espuma, los surfactantes catiónicos producen una cantidad muy limitada de espuma y los surfactantes no iónicos casi no producen espuma, además de que la formación de espuma es ayudada por ciertos aditivos espumantes que se agregan a la fórmula, ya que la gente tiende a relacionar la capacidad de producción de espuma con la capacidad limpiadora, aunque la producción de espuma no tiene nada que ver con la eficacia del detergente. Además de los antes mencionados, el principal aditivo de los detergentes es un compuesto llamado trípolifosfató de sodio, al que se le denomina en forma genérica como fosfato. Actualmente se encuentran en el mercado los llamados detergentes antibacteriales, los cuales contienen agentes bactericidas, ésto en parte es bueno pero si se usa este detergente en exceso, entonces el agente bactericida llega a los cuerpos de agua y mata una buena proporción de los microorganismos presentes en éste, disminuyendo la capacidad de los microorganismos para degradar al detergente.

Hasta 1970 un detergente típico de lavandería de gran potencia contenía 50% de tripolifosfato de sodio (fosfato) y sólo un 18% de las (Dickson, 1980), que como se mencionó anteriormente es el las el que tiene la acción detergente, desde entonces algunos fabricantes han reducido el porcentaje de fosfatos. El aditivo de

fosfato (tripolifosfato de sodio) se le conoce como formador, estos formadores tienen tres funciones básicas: primero, actuando como bases, hacen que el agua de lavado sea básica ésto es, un pH alto necesario para la acción del detergente; en segundo lugar, los fosfatos reaccionan con los iones del agua dura, como los iones calcio y magnesio, en tal forma que éstos no llegan a interactuar con el detergente, no limitando así su acción limpiadora, y en tercer lugar, ayudan a mantener las grasas y el polvo en suspensión para que se puedan eliminar durante el lavado.

El inconveniente empieza cuando ya se ha desechado el detergente fosfatado, los fosfatos son arrastrados por el drenaje y la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas negras no están diseñadas para eliminar fosfatos y por lo tanto, éstos pasan al medio ambiente acuático a través del efluente de las agua negras. Se calcula que alrededor del 50% de los fosfatos de las aguas negras provienen de los detergentes, el porcentaje restante se deriva de compuestos fosforosos de desechos humanos y animales y fertilizantes de fosfato. El problema de los fosfatos, es que actúa como elemento nutritivo para algas y plantas acuáticas, lo que a su vez provoca la degradación de las aguas naturales.

Entre otros aditivos importantes se encuentran los enzimas, los cuales por lo general son sustancias de naturaleza proteínica, que se encargan de catalizar las reacciones en los seres vivos. La tecnología de enzimas en los detergentes se desarrolló a partir de la década de los años 60, como una herramienta más de éstos para atacar ciertos sustratos (generalmente proteicos) específicos. Las más comunes son las llamadas proteasas, las cuales degradan restos de proteínas; y las lipasas que pueden atacar restos de sustratos lípidos que son los que comúnmente se adhieren a la ropa y a ellas se les adhieren el resto de la suciedad como polvo, restos de otros compuestos orgánicos etcétera. Los detergentes que contienen enzimas se les llaman detergentes biológicos.

Principales problemas ocasionados por desecho desmedido de los detergentes.

Espuma: En las plantas de tratamiento de agua provoca problemas de operación, afecta la sedimentación primaria ya que engloba partículas haciendo que la sedimentación sea más lenta, dificulta la dilución de oxígeno atmosférico en agua y recubre las superficies de trabajo con sedimentos que contienen altas concentraciones de sur-factantes, grasas, proteínas y lodos. Toxicidad en la agricultura Al utilizar aguas negras que contengan detergentes para irrigación, se pueden contaminar los suelos y por consiguiente, los cultivos. Así por ejemplo se ha observado que el abs inhibe en un 70% el crecimiento de las plantas como el girasol en concentración de tan sólo 10 ppm. y en un 100% a 40 ppm.

Toxicidad en la vida acuática: No es posible dar un valor límite de toxicidad debido a que la sensibilidad de cada organismo varía con relación a la especie, tamaño, tipo de detergente y otros factores físicos del medio ambiente.

Eutrificación: La palabra proviene del griego "bien alimentado"; constituye un proceso natural de envejecimiento, en el que el lago sobrealimentado acumula grandes cantidades de material vegetal en descomposición en su fondo. Esto tiende a llenar el lago y hacerlo menos profundo, más tibio y con gran acumulación de nutrientes. Las plantas se apoderan del lecho del lago conforme se va llenando y se convierte poco a poco en un pantano para transformarse por último en un prado o un bosque. Es un proceso natural de envejecimiento de un lago que se puede desarrollar en un periodo de cientos de años. Al ingresar grandes cantidades de detergentes, de los que aproximadamente como vimos anteriormente el 50% en peso son fosfatos, los cuales son excelentes nutrientes para las plantas, y éstos sumados con los nutrientes ya existentes en un cuerpo de agua, se acelera el proceso de eutrificación antes mencionado, a tan sólo cuestión de unas décadas. Si hay un excesivo crecimiento de las plantas acuáticas, éstas tienden a cubrir la superficie del cuerpo de agua, impidiendo el libre intercambio de oxígeno y bióxido de carbono; al morir estas plantas, se descomponen en el lago consumiendo el oxígeno presente en éste, al cabo de un tiempo ya no hay oxígeno disponible y la descomposición tiene que hacerse de forma anaerobia, esto es, en ausencia de oxígeno, dando por consecuencia productos secundarios como metano, amoniaco, sulfuro de hidrógeno y otros compuestos que le confieren al cuerpo de agua un olor desagradable. Otro factor que se debe tomar en cuenta, es que los peces presentes en el cuerpo de agua también necesitan oxígeno disuelto en el agua para poder respirar y si éste se consumió con la degradación de las plantas muertas, entonces también los peces morirán. Todos estos procesos implican como consecuencia una degeneración de la calidad de las condiciones, tanto del agua como de la vida animal y vegetal.

Desperdicio de fósforos: Otra desventaja de usar grandes cantidades de fosfatos en los detergentes, es que el fósforo es uno de los elementos vitales necesarios para el crecimiento de cultivos alimenticios y que se utilizan profusamente en fertilizantes que contienen fósforo en forma de fosfato. Sin embargo, las fuentes de fosfatos son limitadas y a futuro se podrían reducir al grado en que se pudiera afectar la producción de alimentos. En vista de ésto, el uso de fosfatos en los detergentes, en forma desmedida, constituye un desperdicio de uno de los recursos más importantes en la naturaleza y una fuente de contaminación importante.

Efectos de enzimas activas: Como se mencionó anteriormente, algunos detergentes contienen enzimas, las cuales atacan sustratos orgánicos específicos. El problema se presenta al usar exceso de estos detergentes, con lo cual se desechan enzimas activas al drenaje, las cuales al llegar a los cuerpos de agua provocarán daños en los seres vivos presentes en éstos, por acción directa sobre ellos o sobre los nutrientes que componen su dieta alimenticia.

Otros efectos:  Entre otros efectos secundarios producidos por los detergentes es que afectan procesos de tratamiento de las aguas residuales, por ejemplo: cambios en la demanda bioquímica de oxígeno y en los sólidos suspendidos, efectos corrosivos en algunas partes mecánicas de las plantas, interferencias en el proceso de cloración y en la determinación de oxígeno disuelto y algunos aditivos en los detergentes pueden intervenir en la formación de flóculos (agrupaciones de partículas suspendidas

Daños producidos por el uso de detergentes.

Los componentes principales de los detergentes actuales son los siguientes: tensioactivos o surfactantes: son la sustancia detergente propiamente dicha. Según las propiedades químicas, se clasifican en anicónicos, catiónicos, no iónicos y anfóteros (cada tipo tiene propiedades limpiadoras diferentes).

Potenciadotes o constructores: retienen el calcio y el magnesio que pueda haber en el agua, y evitan que la suciedad se vuelva a depositar en el tejido. Se dice que el agua es dura si contiene mucho calcio o magnesio.

Enzimas: rompen las moléculas de las manchas proteínicas (huevo, leche, sangre), para que el agua se las pueda llevar.

Blanqueadores: dejan la ropa más blanca y eliminan las manchas más difíciles.

Abrillantadores ópticos: son sustancias fluorescentes que no se van al aclarar la ropa. Reflejan los rayos ultravioletas del sol, de manera que la ropa parece más blanca de lo que es (de hecho, le dan un tono azulado o verdoso, según la marca). En la ropa de color, los colores quedan más vivos.

Relleno: no tiene ninguna función limpiadora, sólo se pone para aumentar el volumen del detergente. Dependiendo de la fórmula, puede representar desde un 5% hasta un 45% del total de materia. Los detergentes concentrados no llevan.

Otros aspectos de cómo los detergentes interactúan con el

Medio ambiente.

Desde antes de que aparecieran los sintéticos, el jabón tenía el problema de que, en aguas muy duras, se combina con el calcio y deja una película insoluble en la superficie del agua. En la década de 1960 se introdujeron leyes para limitar la gran cantidad de espuma que generaban los detergentes sintéticos.

Los aspectos que se deben tener en cuenta desde un punto de vista medioambiental son los siguientes:

Biodegradabilidad

Producto o sustancia que puede descomponerse en elementos químicos naturales por la acción de agentes biológicos, como el sol, el agua, las bacterias, las plantas o los animales. Según la legislación vigente, en un paquete de detergente se puede poner la palabra "biodegradable" si el tensioactivo deja de tener un 90% de su propiedad de disminuir la tensión superficial del agua 28 días después de ser vertido al agua (las sustancias tensioactivas causan perjuicios a la vida acuática).

Según los fabricantes ecológicos, este grado de biodegradabilidad no es suficiente. Por otro lado, la ley no dice nada del resto de ingredientes, que pueden llegar a significar un 80% del detergente. En los detergentes convencionales, estos ingredientes no son biodegradables y son tóxicos para la vida acuática (en especial los derivados del petróleo). A pesar de la proliferación de depuradoras, en las aguas marinas se hallan residuos tóxicos de detergentes.

Eutrofización

En España, muchos detergentes convencionales utilizan fosfatos, fosfonatos o percarboxilatos como potenciadores. Estas sustancias actúan como fertilizantes de las algas, haciendo que se reproduzcan muy deprisa. La gran cantidad de algas agota el oxígeno del agua, que deja de estar disponible para la fauna acuática (microbios y peces), y genera malos olores. Este fenómeno se llama eutrofización, y ha causado desequilibrios muy graves en varios lagos y ríos.

En la mayoría de países europeos y en buena parte de Norteamérica ya está prohibido utilizar estos ingredientes (en algunos lugares desde 1970), pero en España aún no. El sustituto más utilizado son las zeolitas, unas sustancias minerales. Tienen el inconveniente de que no son solubles en el agua, por lo que se acumulan en el fondo de las plantas depuradoras.

Blanqueadores

Pueden estar basados en cloro o en oxígeno. Uno de los principales problemas de la industria del cloro es que genera sustancias organocloradas, como dioxinas y furanos, que causan muchos problemas de salud (disfunciones hormonales, malformaciones en el feto, cáncer) y se acumulan en los tejidos de los seres vivos (no se pueden metabolizar). Actualmente casi no se usan blanqueadores de este tipo para detergentes.

Entre los basados en oxígeno, están el perborato y el percarbonato. El perborato tiene el inconveniente de que libera boro al medio (es tóxico para la vida acuática), y que se debe acompañar de una sustancia, el TAED, que se combina con los metales pesados que hay en los fondos fluviales o marinos y los introduce en la cadena trófica. Además, se debe lavar al menos a 60ºC para que haga efecto. El percarbonato blanquea a cualquier temperatura y no libera ninguna sustancia tóxica.

Antibacterias

Últimamente, muchos detergentes (convencionales) contienen agentes antibacterias. No tienen ninguna utilidad práctica, y en cambio pueden causar problemas a la vida bacteriana acuática. Como los fabricantes mantienen las formulaciones en secreto, es muy difícil saber qué agentes antibacterias utilizan. Hay un acuerdo industrial para no utilizar triclosán, una sustancia muy problemática.

Volumen

Lo único que distingue a los detergentes no concentrados de los concentrados es que en estos últimos no hay relleno. El relleno no da ninguna cualidad al detergente, y en cambio implica utilizar más materias primas (el relleno propiamente dicho y envases más grandes), transportar más volumen y más peso (y por tanto consumir más energía y emitir más CO2), y generar más residuos.

Algunos fabricantes dicen que los consumidores españoles "no se fían" de los concentrados, quizás por aquello de "ande o no ande, caballo grande". Pero la verdad es que no se ha hecho ninguna campaña de información al respecto.

Envasado

Las cajas de cartón suelen ser de cartón reciclado, al menos en parte, y son reciclables. Se pueden tirar al contenedor para papel, aunque tengan restos de detergente. Últimamente hay la tendencia de presentar los detergentes (convencionales) en bolsas de plástico. Tienen el inconveniente de que para transportarlas se necesita un segundo empaquetado. Por otro lado, pocos fabricantes indican de qué plásticos está hecho el envase, con lo que no podemos saber si es reciclable o no. Lo más habitual es usar varios tipos de plástico que no se pueden separar posteriormente, y por lo tanto tampoco se pueden reciclar.

Mensaje para la comunidad: Sin duda alguna los detergentes contaminan el medio ambiente, se considera que debemos empezar a tocar el tema y a exponerlo en los hogares de cada uno de nosotros (Los estudiantes del ITM).

Tal vez no le prestemos mucha atención al tema pero a nadie le gusta ver lis ríos de esta forma:

Para no tener que ver esta imágenes tan a menudo es fundamental reducir el uso de detergentes al mínimo y en lo posible hacer uso de detergentes Biodegradables, claro esta que sin la ayuda de la industria la mejora no será muy notoria; sin embargo es hora de ponernos la mano en corazón y pensar, que va a pasar con nuestra casa (LA TIERRA) si cada día que pasa la llenamos más de basura y hacemos poco por recogerla.

Conclusiones

Cada vez es más necesario hacer conciencia sobre los productos que se fabrican y utilizan hoy en día para poner más atención en el uso que tienen los detergentes causantes de tantos daños al planeta, ya que es el costo de esta puede llegar a ser la extinción de una o varias especies.

La biodegradabilidad es el proceso en el que intervienen organismos vivos como bacterias, levaduras, hongos, algas o parte de los sistemas de los microorganismos presentes en el ecosistema. Un compuesto que es biodegradable, al entrar en contacto con el suelo o el agua es utilizado por los organismos como sustrato o fuente de energía, lo transforman, mineralizan en el mejor de los casos como oxigeno o agua siendo estos dos productos inocuos para la naturaleza.

Los productos biodegradables deben tener un enlace que sea reconocido por los microorganismos para que puedan ser reintegrados en la naturaleza en el caso de los detergentes los primeros no biodegradables o recalcitrantes (que no se degradan fácilmente) eran compuestos derivados del petróleo como el alquil sulfato ramificado que contaba con una estructura molecular muy ramificada, esto provocaba que no hubiese microorganismos capaces de degradarlos y entonces se acumulaban en el ambiente. Por ello, la legislación de los países restringe el uso incorporando al mercado los detergentes fosfatados que ya eran biodegradables pero introducían en los sistemas lacustres, ríos y suelos, gran cantidad de fósforo provocando la eutrofización y la propagación de plantas y micro algas ocasionando un cambio en el equilibrio del ecosistema.

Los detergentes fueron cambiando hasta llegar a los derivados del nonil fenol, tosilatos de nonil fenol, mismos que son utilizados actualmente. El problema con éstos es por su movilidad en los sistemas acuosos como ríos, lagos y el mar ocasiona que los organismos que viven en ese ecosistema como peces, crustáceos, patraceos, insectos, como receptores de los detergentes tengan un impacto en su ecosistema, estos disrruptores endocrinos no son tóxicos y pueden ser biodegradables, pero también pueden alterar el sistema endocrino de los organismos en el caso del nonil fenol altera los sistemas reproductivos de los organismos logrando feminizar las especies lo que ocasionaría una posible extinción de una especie en este lugar, este suceso no sólo pasa con batracios puede pasar con peces, crustáceos o una gran diversidad de organismos incluyendo el humano, es decir si este ultimo se expone a estos puede alterar su sistema hormonal.

Es de vital importancia saber que los detergentes biodegradables tienen un menor impacto ambiental que los disrruptores endocrinos. Pero para poder cuidar nuestro ecosistema es necesario contar con una sociedad organizada, basada en la retroalimentación a los consumidores e influyendo en la industria con aspectos como: que se entienda el proceso de degradación como la reintegración a la naturaleza de los materiales en la forma como fueron extraídos; también se debe regular más la dispersión del fosfato en el ecosistema.

Durante el proceso del trabajo no se destaca el hecho de no lograr encontrar una fuente confiable en la cual se evalué el costo del daño ambiental y las alteraciones al ecosistema por el uso de detergentes.

Cronograma

Marzo Abril Mayo

Del 8 al 15 Del 15 - 5 Del 12 al 26Del 26 al

17Del 24 al

31Selección de tema Consulta del tema y

recopilación de información

Corrección de la información y

profundización

Creación de

diapositivas

Exposición del temaInicio

Anteproyecto

Bibliografía y Cibergrafia

www.google.com

www.wikipedia.com

http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090225152715AAroohu

http://jabonesydetergentes.tripod.com/Impacto_Ambiental.html

http://www.lajornadamorelos.com/opinion/articulos/67934?task=view