O poder espumante dos Detergentes

Os detergentes possuem nas suas formulações, entre outros compostos, agentes tensioactivos que têm a propriedade de os tornar emulsionantes, dispersantes, « molhantes » ou então espumantes.

Neste parágrafo, interessamo-nos particularmente à forma como surge a espuma nos detergentes em escala molecular.

A espuma é uma dispersão instável de bolhas de gás num pequeno volume de líquido. Um líquido puro não faz espuma. Deve-se agitar uma mistura que contenha água e sabão para gerar inclusões de ar esféricas que sobem até à superfície e se acumulam sob a forma de espuma.

Essas inclusões ou bolhas de ar são delimitadas por um filme com uma espessura que se encontra na ordem dos 50 mícrones. Esse filme é composto pela formação de uma dupla camada de agentes tensioactivos em solução aquosa. A bolha mantém -se estável se se mantiver o equilíbrio entre a superfície do líquido e o gás que se encontra no interior da bolha.

Quando duas bolhas se encontram coladas uma à outra, a espessura da camada tende a diminuir para se tornar a mais fina possível, sendo o líquido drenado pela força gravitacional. Ao mesmo tempo, a tensão superficial do líquido aumenta. Logo que o filme já não aguenta a pressão, as duas bolhas rebentam e desaparecem.

A presença do tensioactivo evita a drenagem do líquido na camada e diminui a tensão superficial do líquido, o que favorece o aparecimento das bolhas.

Os tensioactivos não são sempre equivalentes entre eles. Os tensioactivos iónicos, em particular, formam bolhas mais estáveis e espessas que os não iónicos. São favorecidos pela formação de duplas camadas constituídas pelos compostos de carga equivalente. Repelem-se uns contra os outros evitando assim a diminuição demasiadamente importante da espessura de camada que divide as bolhas.

Por outro lado, os tensioactivos não iónicos não podem interagir entre eles porque ocupam uma superfície grande demais por molécula o que irá retardar a mobilidade dos compostos na zona de drenagem. O equilíbrio não se realiza então correctamente entre a drenagem do líquido na superfície lamelosa e a tensão superficial do líquido. A bolha é instável e bastante pequena.

A quantidade de tensioactivos em solução influencia também o tamanho das bolhas. Segundo a teoria de Marangoni, existe uma concentração de tensioactivos em solução para a qual o tamanho das bolhas é a máxima. Essa concentração é geralmente muito próxima da concentração micelare crítica ou CMC do tensioactivo. Esta concentração corresponde a um limite para além do qual os tensioactivos se irão reagrupar em agregados chamados micelas esférica.

Alguns aditivos permitem aumentar a estabilidade das bolhas diminuindo o valor do CMC do tensioactivo: são os electrólitos inorgânicos (o cloreto de sódio ou NaCl por exemplo), as moléculas orgânicas polares (os amidos de grande escala hidrocarboneto) ou as macro moléculas.

Em oposição, existem « anti-espumantes » que impedem a formação de micelas. Podem também reduzir a solubilidade do tensioactivo, diminuir a estabilidade electrostática da dupla camada, ou favorecer o colapso entre duas bolhas. São ácidos gordos ou dos ésteres de fraca solubilidade na água, compostos munidos de grupos polares (a sílica hidrófoba), álcoois (os compostos benzénicos) ou os ácidos com flúor.

Os detergentes fabricados e comercializados pela FRANKLAB apresentam poderes espumantes variados. Os produtos de utilização mecânica têm um poder espumante mínimo, e os de utilização manual têm um poder espumante elevado.

De facto, deve evitar-se a utilização de um produto espumante para uma utilização mecânica. Ao contrário, é preferível utilizar um produto espumante para uma utilização manual, a eliminação das sujidades insolúveis será mais eficaz.

Esta diferenciação obtém-se através da escolha dos tensioactivos introduzidos nas fórmulas dos produtos FRANKLAB. Por exemplo, o TFD 4 produto da utilização manual, contém agentes tensioactivos aniónico e não iónico, enquanto que o TFD 7 produto mecânico contém agentes tensioactivos não iónicos dissolvidos num solvente hidro-alcoolico.

A desinfecção com ácido peracético

Desinfecção: operação de resultado momentâneo que permite eliminar ou matar microrganismos e/ou de inactivar os vírus indesejáveis. O resultado desta operação fica limitado aos microorganismos e/ou vírus presentes no momento da operação (AFNOR – Março 1981 – NF T 72 101).
Descoberto em 1902, o APA responde à fórmula:
CH3-C
e apresenta-se em estado aquoso em equilíbrio com o ácido acético e o peróxido de hidrogénio.
CH3CO3H + H2O CH3CO2H + H2O2

Termodinamicamente instável, é visivelmente sensível à temperatura e aos metais pesados (ferro, cobre, cromo…). Nestas condições, a estabilização das formulações que contêm APA é uma verdadeira aposta!

A sua utilização como desinfectante apoia-se no seu alargado campo de actividade assim como à sua rapidez de actuação. Bactericida, fongicida, sporicida e virucida, é um peróxido, o que o classifica por entre os melhores desinfectantes quanto à eliminação do biofilme.

Pertencendo à família dos oxidantes, o APA actua sobre os germes por oxidação dos seus constituintes internos e das membranas levando a alterações letais da sua estrutura.

Inibe as catálises celulares, acabando com qualquer defesa antioxidante da célula, depois age desnaturando as proteínas celulares e notavelmente as membranas celulares, levando à destruição da sua função químico-osmótica. Já não estando assegurada a função de barreira que exercia a membrana frente às substâncias exteriores, a célula enche-se de água até à ruptura da sua membrana plásmica.

O Biofilme

Biofilme : comunidade de micróbios revestidos de um material de polímeros orgânicos que se colam a uma superfície.

Omnipresentes na placa dentária ou na água de algumas canalizações, os biofilmes colonizam pouco a pouco o seu meio, contaminando as instalações industriais, os materiais cirúrgicos…

O biofilme é um mecanismo através do qual os microorganismos atacam uma superfície e se multiplicam produzindo polímeros extra-celulares que facilitam a agregação e a formação de uma matriz. No seio do biofilme, os líquidos circulam numa rede de micro-condutas, fornecendo às micro-colónias o seu alimento e evacuando os desperdícios.

Os polímeros orgânicos constituem o biofilme agarrando-se com mais facilidade às superfícies rugosas e/ou hidrófobas. Favorecem a proliferação dos microorganismos diminuindo a sua sensibilidade aos agentes de limpeza e anti bacterianos.

Resistência do biofilme aumenta com o envelhecimento e poucos antibióticos ou desinfectantes serão eficazes para a sua eliminação. De facto, os agentes bactericidas, são muito eficazes sobre um determinado tipo de bactérias, e serão pouco ou nada, na mesma bactéria com a criação de biofilme porque, se algumas bactérias do biofilme sobreviveram ao tratamento, elas serão capazes de regenerar a matriz em espaço de algumas horas.

Uma vez formado, o biofilme pode ser considerado como um equilíbrio entre os factores que tendem a aumentar a sua espessura e os que tendem a diminui-las. Assim será suficiente um choque térmico ou variação térmica, química ou biológica para que os microorganismos que constituem o biofilme sejam libertados para o exterior.

O biofilme constitui então uma permanente infecção no domínio da medicina, assim como no da indústria onde poderá danificar as instalações e acelerar a corrosão das canalizações metálicas.

Bibliografia

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« Acide peracétique, formulation, efficacité, stabilité », L.Pineau, SFED (2003)

« Pour la science » n°287, (septembre 2001)

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« Surfactant science and technology » D. Myers, Ed VCH (1988)

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« La recherche » – « Le ballet moléculaire de l’huile et du savon » S. Karaboni. K. Esselink. B. Smit, p. 74. n° 284 (1996)