SECCIÓN SECUNDARIA

TERCERO A

¿De qué manera afecta a la salud y al medio ambiente el uso

indiscriminado del uso de los detergentes?

Materia: Ciencias III (Química)

Alumno: Diego Alexandro Martínez Villeda

Profesor: Ariel Trejo Bahena

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Índice

ContenidoIntroducción..................................................................2

¿Qué es un detergente?.............................................3

Tensioactivos:...............................................................4

Tipos de tensioactivos:...............................................5

Familias de tensioactivos más frecuentes y más consumidos:..................................................................6

¿Qué y quién causa los problemas?.........................7

Orígenes de los tensioactivos en el mar:................8

Afecciones.....................................................................9

Perjuicios en la salud.................................................11

Soluciones...................................................................12

Conclusiones...............................................................14

Anexos.........................................................................15

Bibliografía..................................................................16

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Introducción La contaminación química es uno de los temas ambientales más frecuentes: la

contaminación del agua, del aire, del suelo, etc. Son asuntos que no le son

desconocidos a casi nadie y que ocupan titulares cuando se produce una catástrofe

o bien el incumplimiento de los límites establecidos legalmente

El afán por la limpieza, higiene, etc. es un elevado constituyente de la sociedad del

bienestar, incluso se ha utilizado como indicador de una sociedad desarrollada el

consumo de productos de limpieza por habitante.

Uno de los contaminantes que más afectan al medio ambiente en la actualidad son

los productos químicos que contienen los detergentes, por lo tanto es fundamental

tratar de disminuir el daño que causan. Para esto se necesita conocer las

concentraciones de las sustancias más dañinas, como: los tensoactivos iónicos y

anónicos, por mencionar algunas; una de las que más dañan son los sulfatos y el

presente trabajo se enfoca en ellos porque son los que producen la espuma del

detergente y debido a la creencia errónea de que mientras más espuma haga un

detergente, mejor es este, se le agregan más a la fórmula. Los daños más evidentes

causados a partir del uso de estos químicos son en la flora y fauna local por

modificar la tensión superficial del medio ambiente en donde se encuentran

Sea del tipo que sea, la contaminación química supone una alteración de la

normalidad de nuestro entorno que difícilmente pasa inadvertida.

Pero en nuestro día a día nos enfrentamos a una contaminación desconocida para la

mayoría por cuanto más sutil, y por tanto más difícil de prevenir o evitar: es la que se

produce en nuestro entorno más inmediato, el hogar, por el uso muchas veces

indiscriminado de productos químicos, en este caso detergentes.

En este proyecto investigaremos cuál es el daño, al medio ambiente y a la salud,

producido por el uso de los detergentes. También determinaremos la situación de

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contaminación y vulnerabilidad, ocasionada por detergentes. Al término de este

proyecto podremos tomar precauciones antes de comprar un detergente

¿Qué es un detergente?Detergente es una sustancia que se utiliza para limpiar ya que dispone de

propiedades que le permiten quitar la suciedad sin afectar el material sometido al

proceso de limpieza.

Como adjetivo, detergente es aquello que deterge. La Real Academia Española

(RAE) define a este verbo (deterger) como la acción de limpiar algo sin generar su

corrosión. Esto quiere decir que diversas clases de sustancias pueden enmarcarse

dentro del grupo de los detergentes de acuerdo al material que se pretende limpiar.

En química los detergentes se definen como agentes de limpieza que se basan en

propiedades superficiales. Un detergente es una suma de productos:

Posee una materia activa que es la que tiene las propiedades superficiales,

son los llamados tensioactivos.

Cuenta con otros componentes complementarios que facilitan la acción de

limpieza. Existen diversos tipos:

Coadyuvantes: ayudan a la acción de los tensioactivos. Principalmente

lo que hacen es secuestrar el calcio y el magnesio para evitar la

precipitación.

Aditivos: son los blanqueantes, suavizantes, etc.

Auxiliares de presentación: como el agua, para que el gel sea líquido, o

colorantes si se desea sólido. Productos que determinan la

presentación.

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Tensioactivos: Son la materia activa de los detergentes, la que limpia. Su principal propiedad es que

disminuyen la tensión superficial del medio en el que está inmerso. Este efecto

superficial se basa en su estructura molecular, en concreto en su carácter anfifilico,

moléculas que tienen un extremo polar (hidrófilo) y un extremo apolar (hidrófobo).

Por esta estructura tiende a estar en superficie, sumergiendo la parte polar en el

agua y la apolar fuera de ella.

Al colocarse en superficie los tensioactivos rompen los puentes de hidrogeno del

agua, disminuyendo la tensión superficial de la misma. No todas las moléculas

anfifilicas tienen carácter tensioactivos, para ello se debe cumplir:

Que la cadena hidrófoba tenga al menos 8 átomos de carbono (cuanto más larga

mayor carácter hidrófobo). La presencia de dobles enlaces o ciclos disminuye la

hidrofobicidad.

Hace falta una polaridad mínima. Relación entre el carácter hidrófobo e hidrófilo,

cuanta más polaridad mejor.

Puede formar agregados micelares. Las micelas son estructuras ordenadas con

diferentes geometrías y con capacidad de secuestrar a los agentes de suciedad

(clave de la limpieza).

Los elementos de la suciedad pueden ser polares, apolares o anfifilicos, pues para

cada tipo se requiere un tensioactivo.

Para partículas apolares: la micela atrapa la sustancia en su interior.

Para partículas apolares: las partículas se pueden atrapar en la superficie de

la micela.

Para partículas anfifilicas: pueden colocarse formando micelas, que se repelen

entre sí, así permanecen evitando la aglomeración y vuelven a unirse en la

superficie.

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Tipos de tensioactivos: Tensioactivo aniónicos: se ionizan en disolución acuosa originando iones

orgánicos con carga negativa. Son los más frecuentes, usados sobre todo en el ámbito doméstico.

Tensioactivo catiónico: son aquellos que en disolución presenta carga positiva. Son poco frecuentes, se emplea en algunos usos industriales.

Tensioactivos no iónicos: en disolución no originan iones (no cargas), pero si se solubiliza gracias al carácter polar. Estos productos son los mayoritarios en usos industriales.

Tensioactivo anfotérico: son los que pueden presentar carga negativa o carga positiva en función de las propiedades del medio, principalmente del pH.

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Familias de tensioactivos más frecuentes y más consumidos:

o Alquilfenol polietoxilados (APE): es un tensioactivo no iónico. No tiene carga pero tiene carácter anfifilico. La cadena apolar queda en superficie y la cadena polar se disuelve en el agua.

o Linealquil benceno sulfato (LAS): es el tensioactivo más abundante y consumido en el mundo. Es del tipo aniónico, la estructura es similar al anterior, solo que en vez de la cadena polietoxica tienen un sulfato en su zona polar.

o Alquil sulfato (AS): son fácilmente biodegradables. Es un tensioactivo aniónico.

o Alcoholes etoxilados (AE): desde un punto de vista químico seria más correcto llamarlos Alquil alcohol etoxilados. Se trata de un tensioactivo no iónico, donde la cadena etoxilada es la parte polar y la cadena alquil la parte apolar. Su estructura es de la forma:

o Alquil etoxi sulfatos (AES): igual que los anteriores pero en vez de acabar en un alcohol, termina en un sulfato.

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¿Qué y quién causa los problemas?Los más abundantes aquí señalados son los aniónicos o no iónicos. El principal uso

del (LAS) es como tensioactivo doméstico, mientras que el resto tienen usos

industriales. Los tensioactivos por su uso están destinados a acabar vertidos en la

naturaleza. Es el peligro de estos compuestos. El mayor destino es al medio acuático

y el receptor final el medio marino.

La producción mundial de tensioactivos es de 7.5 millones de toneladas al año, y casi

todo llega al medio acuático. Los aniónicos son mayoría con 6 millones de toneladas

al año, y dentro de este grupo está el LAS con 2.3 millones de toneladas al año. La

producción en México es de 100.000 Ton/año (6 gr habitante/día)

Los detergentes se aplican con agua por lo que terminan en el medio acuático

después de su uso, donde generan problemas, el motivo de dichos problemas es:

1. Los tensioactivos son sustancias toxicas.

2. Son sustancias orgánicas por lo que al degradarse en el medio consumen

oxígeno, pudiendo causar anoxia.

3. Además de los tensioactivos, los detergentes tienen otros componentes que

pueden provocar eutrofización.

4. En las depuradoras, los detergentes generan espumas, los tensioactivos

promueven la espuma para aumentar la superficie y poder situarse en la interface.

Esta espuma es perjudicial en las plantas depuradoras y en los ríos.

5. Contaminación de las aguas subterráneas (no es muy frecuente, ni demasiado

importante), los tensioactivos suelen adsorberse a los sólidos y quedan retenidos en

el suelo.

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6. Tiene efectos sobre la coagulación y sedimentación, las inhiben en plantas de

depuración.

Orígenes de los tensioactivos en el mar: Por descarga directa de las aguas residuales urbanas. Tanto en las aguas

tratadas como en las no tratadas. Las ciudades costeras vierten al mar.

Los ríos también vierten al mar lo que recogen en las ciudades interiores.

Los vertidos de lodo de las depuradoras que concentran tensioactivos y que

pueden ser vertido al mar.

Cuando se aplica directamente al mar un tensioactivo a causa de la lucha

contra los vertidos de petróleo.

El orden de magnitud en que suelen estar los tensioactivos en el agua de mar: se

puede medir un tensioactivo directamente en concentración (por ejemplo en µgr/L),

pero hay otro proceso que se denomina MBAS (sustancias activas al azul de

metileno). El azul de metileno reacciona con los tensioactivos dando un compuesto

coloreado que se puede medir. Es para tensioactivos aniónicos. Hay algunas

sustancias que también reaccionan con el azul de metileno, desviando los datos y

dando error.

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Afecciones 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 surfactantes, grasas, proteínas y lodos.

Toxicidad en la Agricultura: Al utilizar a-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 (LAS) 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.

Eutrofización: 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.

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

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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 del cuerpo de agua.

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).

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Perjuicios en la saludSangre:

Cambio significativo en el nivel ácido de la sangre (equilibrio en el pH) que lleva a

daño en todos los órganos del cuerpo

Ojos, oídos, nariz y garganta:

Pérdida de la visión

Fuerte dolor de garganta

Fuerte dolor o ardor en nariz, ojos, oídos, labios o lengua

Gastrointestinales:

Quemaduras y posibles orificios en el esófago

Dolor abdominal fuerte

Vómitos

Vómitos con sangre

Corazón y sangre:

Pulmones y vías respiratorias:

Dificultad respiratoria (por la inhalación del detergente)

Inflamación de la garganta (que también puede causar dificultad respiratoria)

Piel:

Quemaduras

Orificios (necrosis) en la piel o tejidos subyacentes

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Irritación

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SolucionesLos principales métodos que se utilizan para retirarlos del medio ambiente son:

Método de eliminación por espumación : agitamos el agua o introducimos aire,

generando espuma donde se acumula el tensioactivo o tiende a acumularse en ella,

luego se recoge la espuma. Es un método poco usado por su escasa utilidad,

además genera problemas en las depuradoras, resulta indeseable.

Eliminación por adición de detergentes catiónicos : para eliminar tensioactivos

aniónicos añadimos tensioactivos catiónicos, produciendo una reacción que tiene

como producto una sal insoluble (sin carga) que precipita y se elimina del agua. Es

un método caro y además los tensioactivos catiónicos son aún más tóxicos que los

aniónicos.

Eliminación por precolación sobre el terreno : hemos visto que los tensioactivos

tienen gran capacidad de adsorberse. Existen los llamados filtros verdes, los cuales

consisten en regar una superficie donde hay una serie de plantas de crecimiento

rápido. La materia orgánica y el tensioactivo se queda retenida en el sedimento, y el

agua es utilizada por las plantas. Esto solo es válido para poblaciones pequeñas con

mucha superficie de terreno.

Eliminación por adsorción : se utilizan adsorbentes, debido a la tendencia del

tensioactivo a adsorberse. Por ejemplo el carbón activo, las arcillas, la sílice, etc. Se

añaden estos adsorbentes en pequeñas partículas, que se vinculan al tensioactivo y

luego se retira todo una vez haya colmatado, más tarde se puede quemar, como en

el caso del carbón activo que al quemarse combustiona el tensioactivo y el carbón se

activa de nuevo.

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Eliminación mediante coagulantes : la coagulación es el proceso mediante el

cual se pretende que partículas coloidales (menos de 1 micra) se agrupen formando

partículas de mayor tamaño, que pueden retirarse por procesos de sedimentación.

Como coagulantes se suelen usar: Fe3+ y Al3+, pequeñas moléculas con mucha

carga. Los cationes con mucha carga forman complejos de tensioactivos coagulante,

interaccionando con otros, hasta alcanzar la suficiente capacidad como para

sedimentar.

Eliminación por oxidación química : el tensioactivo es materia orgánica que se

puede oxidar con agua oxigenada (H2O2), con ozono (O3), con oxígeno (O2), o con

cualquier otro oxidante. Se hace por vía química no biológica.

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ConclusionesLos detergentes son considerados como productos indispensables en el hogar.

Gracias a los conocimientos de la química, los científicos han mejorado estos

productos. Se han hecho tan populares en la actualidad para su uso. Día a día

aumenta la simpatía a emplearlos. Como ya se sabe, ningún detergente es

rápidamente biodegradable, por lo cual es necesario saber de dónde provienen, la

forma en la que actúan y los ingredientes que contienen, y sus precauciones de cada

detergente para poder usar la cantidad mínima para no generar desechos

contaminantes.

Hoy en día es necesario erradicar los hábitos incorrectos de consumo, la publicidad

en la mayoría de los casos, es propensa y deformante. En lugar de orientar confunde

y manipula.

Al término de este proyecto podemos las sustancias dañinas de los detergentes y

también podemos reconocer los daños de los detergentes hacia el medio ambiente, y

como consecuente a la salud de los habitantes del país.

Ahora sabemos que entre más espuma no es mejor, en cambio, entre más espuma

más contamina.

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Anexos

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Bibliografía PROFECO. (2007) Detergentes en polvo para ropa. Recuperado

17 de junio, 2015, de <http://www.profeco.gob.mx/revista/pdf/est_07/detergentes.pdf/>

GREENPEACE (2011) Trapos sucios. Recuperado 17 de junio de 2015, de <http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/contaminacion/DirtyLaundry3SPAIN.pdf/>

Altmajer, D. (2004) Formulaciones Detergentes Biodegradables. Granada, España: Universidad de Granada Facultad de Ciencias Departamento de Ingeniería Química. P. 30-33

AzulAmbientalistas. (2011) ¿Cómo contamina su detergente? Recuperado 12 de junio de 2015de: http://www.azulambientalistas.org,

Newen. (2015) Impacto de los químicos tradicionales en el lavado. Recuperado 15 de junio de 2015 de: http://newen.mx/impacto-de-los-detergentes-tradicionales-en-el-lavado

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