Las sustancias tensioactivas, también llamadas tensioactivos, están compuestas por una parte hidrofílica y una parte hidrofóbica. Prefieren adherirse a las interfaces líquidas y reducir la tensión interfacial de esa interfaz. En la práctica, los tensioactivos se utilizan, por ejemplo, para lograr un buen efecto de lavado o para producir emulsionantes para la industria alimentaria.

¿Qué son los tensioactivos?

Los tensioactivos son sustancias tensioactivas. Influyen en la interacción de dos sustancias, a menudo líquidas, en su interfaz. Una molécula de tensioactivo consiste en un grupo cabeza polar y una cadena hidrocarbonada no polar (ver Figura 2). La parte polar de la molécula puede interactuar fuertemente con sustancias polares, como el agua. Por eso esta parte de la molécula también se llama hidrofílica, es decir, amante del agua. La parte no polar de la molécula puede interactuar fuertemente con sustancias no polares, como el aceite, por lo que se llama lipofílica, es decir, amante de las grasas, o hidrofóbica.

Clasificación de los tensioactivos

Una forma de clasificar los tensioactivos es por la carga de su grupo cabeza:

• los tensioactivos aniónicos tienen un grupo cabeza con carga negativa
• los tensioactivos catiónicos tienen un grupo cabeza con carga positiva
• los tensioactivos anfotéricos tienen un grupo cabeza zwitteriónico, que tiene cargas positivas y negativas
• los tensioactivos no iónicos tienen un grupo cabeza polar sin carga

Adhesión de los tensioactivos a las interfaces

Debido a su estructura bipartita, los tensioactivos prefieren adherirse a las interfaces, donde encuentran condiciones energéticamente favorables. En una superficie de agua, por ejemplo, los tensioactivos se orientan de tal manera que el grupo cabeza polar apunta hacia el agua y la cadena hidrocarbonada no polar apunta hacia la fase gaseosa, por ejemplo, hacia el aire ambiente (ver Figura 3). Debido a su estructura bipartita, los tensioactivos pueden interactuar bien con ambas fases. Así, actúan como mediadores entre los átomos o moléculas de las dos fases.

Cómo los tensioactivos influyen en la tensión interfacial

La acumulación de tensioactivos en la interfaz de dos fases influye en las propiedades de la interfaz. Específicamente, la adición de tensioactivos reduce la tensión interfacial. Esto significa que se necesita menos energía para aumentar la interfaz. Por tanto, la adición de tensioactivos facilita la mezcla de fases polares y no polares.

Un ejemplo bien conocido es el de un clip en un vaso de agua. En agua pura, el clip, si se coloca cuidadosamente, puede flotar en la superficie del agua debido a la alta tensión superficial del agua. Si se añade un tensioactivo, como detergente o jabón, la tensión superficial disminuye y el clip se hunde.

Cómo se utilizan los tensioactivos en la práctica

En la práctica industrial, la reducción de la tensión interfacial mediante la adición de tensioactivos da lugar a aplicaciones muy versátiles.

• detergentes y agentes de limpieza: Los tensioactivos ayudan a disolver la suciedad y la grasa de las superficies.
• emulsionantes para alimentos y bebidas: Los tensioactivos estabilizan las emulsiones en los alimentos. Un ejemplo es E 471 mono- y diglicéridos de ácidos grasos, que se utilizan para hacer margarina o helado.
• producción de cosméticos y productos de cuidado personal: Los tensioactivos se encuentran en champús y geles de ducha y también se utilizan para hacer emulsiones agua-aceite para cremas.
• barnices, pinturas y tintas: Los tensioactivos mejoran la humectación y distribución de pinturas y tintas.
• formulaciones farmacéuticas: Los tensioactivos se utilizan como excipientes en medicamentos para aumentar la solubilidad de los principios activos y controlar su liberación.
• productos fitosanitarios: Los tensioactivos mejoran la humectación y distribución de pesticidas en las hojas de las plantas.
• hormigón: Los tensioactivos se utilizan como aditivos para mejorar la fluidez del hormigón.
• emulsionantes de aceites pesados para lubricantes y combustibles: Los tensioactivos se utilizan en lubricantes y combustibles para emulsionar agua y otras impurezas.
• textiles: Los tensioactivos mejoran las propiedades de las fibras en cuanto a su humectabilidad en la preparación para el teñido u otros tratamientos superficiales.
• antiespumantes o generadores de espuma en procesos industriales: Los tensioactivos se utilizan como antiespumantes o generadores de espuma para reducir o aumentar la formación de espuma en diversos procesos industriales.
• procesamiento de metales y tratamiento superficial: Los tensioactivos se utilizan en el procesamiento de metales para lograr una humectación y desengrase uniforme de las superficies metálicas antes de su posterior procesamiento.
• recuperación mejorada de petróleo (EOR): Los tensioactivos se utilizan para extraer el petróleo crudo de las capas de roca.