Los surfactantes o tensioactivos

Si os hablo de surfactantes, tensioactivos o tensoactivos muchos os vais a quedar patinando, aunque todos sean lo mismo (son sinónimos). Quizás me entendáis mejor si os digo que sirven para limpiar… pero es que no es sólo eso. También son importantes para regular si mojan o no, para que hagan espuma, para que tus potingues no se estropeen… Así que están presentes en muchísimos cosméticos, champús, limpiadores de la piel o incluso maquillajes (aunque no solo). ¡En muchísimos de tus «potingues»!

Hoy me he puesto un reto y es explicar fácil y sencillo qué son y cómo funcionan, y aplicarlo al mundo de la cosmética. Creo que todas lo podréis seguir… ¿Habré logrado que se entienda? (Decidme si lo he logrado o no en los comentarios, porfa, o contadme qué es lo que no se ha entendido… así lo puedo mejorar).

(Por cierto, volvemos a mi recién descubierta manía de hacer dibujitos ;). Como siempre, lo voy a explicar en serio pero sencillo, aunque use dibujos un poco más infantiles…).

Para empezar, pongamos que tenemos agua y aceite. Bueno, luego volveremos a este ejemplo, que seguro que conocéis; pero nos viene mejor luego. Vamos a usar un ejemplo que seguro que muchos de los interesados en cosmética ya conocéis: un desmaquillante bifásico. En ambos ejemplos, si mezclamos ambas partes agitándolo, al rato se separan ellos solos ¿verdad?

Esto se debe a que la parte que limpia, en este caso la azul, es grasa y por tanto apolar; y la parte que hidrata o refresca, en este caso la transparente, es polar. Por tanto, los elementos se rechazan entre sí, ya que esto funciona como los lados positivo y negativo de los imanes: algo polar atrae otros elementos polares, y rechaza los apolares; y algo apolar hace exactamente lo contrario.

Pues bien… los tensioactivos o surfactantes son un grupo de moléculas que se caracterizan por tener dos partes: una cabeza polar y un cuerpo alargado apolar. Por eso el dibujito de arriba… que sería una representación muy libre de una molécula de tensioactivo. ¿Qué significa esto a efectos prácticos? Pues que la cabeza atrae al agua y aleja a las grasas (es hidrófila y lipófoba), y el cuerpo al revés, atrae a la grasa y empuja lo más lejos que puede al agua (es lipófila e hidrófoba). Y esto tiene muchas utilidades que os voy a ir explicando, no os preocupéis 😉 . Pero dejadme ir pasito a pasito 🙂 .

La tensión superficial y los nombres que reciben los tensioactivos o surfactantes

Los distintos nombres de los surfactantes o tensioactivos vienen de una propiedad que tienen, que reducen la tensión superficial de los compuestos a los que se añaden. Suena raro, ¿verdad? No os preocupéis, que os lo explico 🙂

¿Os habéis preguntado por qué el agua moja unas cosas sí y otras no? Por ejemplo, puede mojar un algodón, pero no puede mojar al aceite directamente, porque el aceite lo rechaza. Químicamente, podríamos decir que la fuerza que hace que se unan sus moléculas es más fuerte que la que le lleva a mojar a su alrededor, es decir, a extenderse sobre del sólido sobre el que está y empaparlo.

Pues bien, esa fuerza que mantiene íntegra una porción de agua, o de cualquier otro elemento, se llama tensión superficial. Es una especie de tensión que se crea entre las distintas moléculas de un material para que no se separen, para tirar de ellas hacia las demás del mismo material.

Un ejemplo es por qué la gota de agua del rocío se mantiene sobre una hoja sin rodar ni expandirse sobre ella para mojarla, o por qué estas cremas se expanden o no por sí solas sobre nuestra piel como en la foto de abajo. Influyen más cosas, por ejemplo la gravedad, la densidad o la dureza de las mismas, claro, pero ¿veis que el sérum de la derecha del todo no se quedó como una gota sino que mojó la piel y se extendió sobre ella? En parte es porque la tensión superficial no era suficiente como para mantenerlo en forma de gotita.

Los tres productos que ya vimos de Essentia… y la gotita de la derecha, el śerum, se ha escurrido por nuestro dedo. ¿Por qué? Entre otras cosas, por la tensión superficial.

Pues bien, los tensioactivos pueden reducir la tensión superficial de aquella sustancia a la que se añaden, de ahí sus nombres:

• Tensoactivos o tensioactivos, porque actúan sobre la tensión superficial que caracteriza a una sustancia.
• Surfactante por el inglés «surfactant», que viene de «surface active agent» (agente de actividad superficial)

Cómo se comportan los tensioactivos o surfactantes

Igual ya habéis sido capaces de deducirlo de lo anterior, pero al menos yo necesité ayuda la primera vez  para entender lo que es voy a contar ahora 😉 . El hecho de que a uno de los lados de los tensioactivos atraigan unas cosas y el otro otras significa que pueden orientarse u ordenarse en función de lo que tengan alrededor. Y esto tiene un potencial tremendo para la formulación química y cosmética.

Pero por si os cuesta un poco verlo (ya os digo que a mí me costó 😉 ), os cuento cómo suelen ordenarse las moléculas de tensioactivos. Creo que con los dibujos os será más fácil verlo… eso sí, tened en cuenta que los dibujos son en dos dimensiones y en la realidad esto pasa en tres…

De entrada, imagina que que tienes agua en contacto con el aire. No se mezclarán, entre otras cosas, por la tensión superficial: las moléculas de agua tiran entre ellas para no separarse, y así no se mezclan con el aire. ¿Vas pillando la idea? 🙂 (Influyen más cosas como la gravedad, su peso, etc. pero vamos, que también por ahí hay tensión superficial 😉 ).

  Ahora suponte que ponemos un poco de tensioactivo disuelto en el agua. Como el agua atrae las cabezas pero repele las partes más largas, las moléculas del tensioactivo quedarán colocaditas  con la cabeza pegada al agua y las colas fuera de ella, sin hundirse. Es decir, de esta manera:

Esto significa que los tensioactivos tienden a colocarse entre elementos de diferente polaridad,interviniendo en cómo se relacionan entre sí… y disminuyendo la tensión superficial del agua. Es decir, debilitando esa cohesión del agua que impide que una hoja que cae sobre el agua se hunda en ella de golpe. Os puede servir este vídeo para verlo mejor, aunque en este caso el ejemplo sea con clips. Y sí, os lo adelanto: el jabón es un tensioactivo 🙂

Este vídeo os adelanta algunas ideas interesantes sobre lo que es el jabón, y me gusta mucho porque permite ver lo que es la tensión superficial sin tener que creéroslo…

Pero hay otra idea que me parece también muy interesante: si añadís todavía más tensioactivo al agua en el ejemplo que estábamos haciendo, empezará a faltar sitio en la superficie y la cantidad extra se hundirá. Así que las colas, que no quieren ni tocar el agua,  buscarán la forma de hacerlo: irán agrupándose entre sí formando bolitas (aquí veis un círculo pero si añadimos la dimensión que falta serán bolitas), donde las cabezas que sí se llevan con el agua quedan por fuera y las partes alargadas que la repelen quedan hacia dentro, protegidas. Son las llamadas micelas, de las que vamos a explicar por qué son tan importantes en cosmética un poquito más abajo.

(Hace bastante tiempo ya os expliqué por arriba qué son las micelas en esta entrada. De todas formas, en esta os lo vamos a explicar dentro del contexto de los tensioactivos, que es más amplio, y yo creo que se puede entender incluso mejor…).

Por supuesto, os he explicado qué sucede cogiendo como ejemplo el agua, que es lo más útil en cosmética; pero esto vale para otros líquidos polares también y no sólo el agua. Los tensioactivos o surfactantes tienen esta propiedad también con otros elementos y compuestos químicos …

Utilidades de los tensioactivos

Puede parecer que os he soltado una chorrada de clase de química, y si os lo parece os pido disculpas desde ya. Lo cierto es que quería contaros todo lo anterior primero para explicaros por qué los tensioactivos funcionan como lo hacen, y por qué sirven para diferentes cosas y se añaden a fórmulas cosméticas. Y es que gracias a que tienen dos lados que funcionan justo al revés con las grasas y los lípidos, y que se colocan como se colocan, es que tienen las siguientes utilidades que os voy a explicar ahora:

Utilidad número 1: para mojar

¿Habéis visto alguna vez una gota de mercurio dentro de una redoma? Es curiosísimo, porque el mercurio tiene una tensión superficial tan alta, que se queda formando una bolita encima del cristal. En vez de extenderse sobre el cristal, lo que le pasa a los elementos con tensión superficial alta es que se quedan lo más pegados posible entre sí. Es lo mismo que le pasa a una gota de rocío sobre una hoja cuando el peso del agua aún no es suficiente para extenderse sobre la hoja.

Pues bien, algo que podemos hacer si queremos favorecer que el agua u otro material polar se extienda sobre otro material (es decir, que lo moje) es añadirle tensioactivos para reducir su tensión superficial y por tanto evitar que  se quede formando gotitas.

Utilidad número 2: para limpiar (detergentes)

Imaginaos una mancha de grasa en la tela. Si intentarais lavarla sólo con agua no podríais, ¿verdad? La grasa impediría que mojaseis la tela y que la mancha se separara de ella, ya que la grasa rechaza al agua… ¿qué podemos hacer entonces?

Pues primero que nada, frotar ;). Bueno, lo haremos nosotros o la lavadora; el caso es que lo haremos dentro del agua, para separar físicamente la grasa de la tela. Pero esto por sí solo no basta, porque si no hacemos nada más la grasa volvería a juntarse en vez de quedar suspendida en el agua, y volvería a manchar la tela. Así que en lugar de usar agua sola usamos agua con jabón, que limpia más. Y el jabón es… ¡un tensioactivo! ¿Qué es entonces lo que está haciendo el jabón para evitar que esa grasa vuelva a manchar la tela?

¿Recordáis lo que os conté de las micelas? Que rechazan el agua por fuera porque por dentro está la parte de las moléculas que atrae a la grasa. De esta forma, las micelas que se encuentren con moléculas de grasa irán recogiéndola en su interior, donde su cadena larga las atrae. Así quedarán separadas de la tela, y la grasa se irá con el agua al aclarar la tela 🙂

De esta forma, las micelas atrapan la grasa (la «encapsulan») para separarla del agua y de la tela, para que se pueda quitar con el agua, al retirarla y aclararla. De hecho, si lo miramos así, lo de aclararla es cambiar el agua llena de micelas con grasa por agua limpia…

En la práctica, esto es tremendamente importante en cosmética. ¿No os habíais preguntado nunca cómo limpia vuestra crema limpiadora o vuestra agua micelar? Pues precisamente, con tensioactivos. El sebo de la piel es grasa; y muchos de los maquillajes y cremas que usamos también contienen muchas grasas. La forma de retirarlos es un tensioactivo. Por eso también los productos limpiadores nos los tenemos que poner primero y retirarlos después, porque el producto separa la suciedad quedándose con ella; pero luego hay que quitar el producto que contiene la suciedad para que la piel quede limpia.

Ahora bien, hay muchos tipos de tensioactivos; el jabón es uno de ellos pero hay bastantes más. Quiero decir con esto que para distintas pieles o necesidades se usarán distintos tensioactivos. Por ejemplo, el jabón negro detox de Natura Sibérica del que os hablé hace poco lleva ácido esteárico; el agua micelar Sébium H2O de Bioderma que aún sigo usando (me encanta) tiene tensioactivos o surfactantes más suaves, y el jabón es bastante más fuerte como limpiador, así que quitará mucha más cantidad de grasa de la piel (incluido el sebo natural). Por eso hay tantos tipos de limpiadores, porque hay tensioactivos adaptados a muchos otros tipos de mancha. Y incluso hay más, volviendo a los cosméticos, muchos de los geles de ducha o champús que usamos no contienen realmente jabón estrictamente hablando, sino otros tipos de tensioactivos , generalmente más suaves.

Por otro lado, os advierto que yo os estoy poniendo ejemplos con agua y grasa porque es lo más habitual en los cosméticos; pero también hay otros tipos de tensioactivos, adaptados a otros tipos de manchas que no tienen nada que ver con la cosmética. Incluso más potentes, como los limpiadores de casa o los industriales.

Utilidad número 3: para estabilizar mezclas (emulgentes y dispersantes)

Una utilidad que aún no os he dicho de los surfactantes o tensioactivos es que pueden hacer de «pegamento» entre dos sustancias que normalmente se rechazarían, como por ejemplo el agua y la grasa. Al fin y al cabo, cuando las micelas se llenan de grasa, lo que están haciendo es permitir que la grasa se quede en el interior del agua de forma estable, ¿verdad?

El ejemplo típico es el agua y el aceite de cocina. Si mezcláis las dos cosas, al rato el agua y el aceite se mezclan, pero al cabo de apenas unos minutos se separan otra vez:

Sin embargo, si añadís un poco de jabón y removéis, se quedan mezclados durante mucho más tiempo… en este caso yo añadí Fairy (es ese producto verde que se ve en medio) y duró mezclado hasta el día siguiente… Incluso apareció espuma… pero estoy adelantándome de nuevo 😉 .

Pues esto es aplicable también a muchísimas fórmulas cosméticas, tanto en limpiadores como cremas hidratantes, maquillaje, tónicos… La mayoría esas fórmulas, incluso las que no son limpiadores, necesitan poder mezclar elementos grasos con elementos acuosos, que sin añadir elementos que estabilicen la mezcla se separarían. Y me diréis que esto no daría mal aspecto a la fórmula, estropeándola…

Dicho de otra manera más técnica pero que seguro que os suenan, la mayoría de nuestros cosméticos son emulsiones, es decir, mezcla de elementos grasos con elementos acuosos; y los tensioactivos o surfactantes, que permiten que ambas partes o fases permanezcan juntas, forman parte por tanto del grupo de los emulsionantes; es decir, permiten estabilizar emulsiones para que sus componentes no se separen. En este sentido, si aplicamos lo que vimos en aquella vieja entrada sobre la composición de los cosméticos, los tensioactivos funcionan también como correctores de las fórmulas en las que se añaden.

(No os quejaréis, sólo en este párrafo hay unas cuantas palabrejas utilísimas para entender lo que nos dicen las empresas cosméticas jejeje).

Claro está que luego hay fórmulas que no usan los tensioactivos y cuentan con que tú mezcles «a mano» los componentes y te lo apliques antes de que se separen… ¿no te vienen a la cabeza los desmaquillantes bifásicos como el que vimos antes 😉 ?

Utilidad número 4: hacer espuma

¿Nunca os habéis preguntado por qué el agua con jabón hace espuma, mientras que sin jabón las espuma del agua (por ejemplo de las olas) se deshace mucho más rápido?

A los componentes que permiten que las burbujas sean más duraderas o que fórmulas que de otra forma no tendrían espuma la tenga se les llama espumantes; y los tensioactivos o surfactantes están dentro de este grupo.

Para explicaros cómo lo hacen, sin embargo, tengo que volver a lo que os conté sobre cómo los tensioactivos se «colocan» para separar sustancias, y como su «cabeza» se ve atraída por el agua (y otros elementos polares) pero aleja otros elementos, y su «cola» lo hace al revés, rechazando y alejándose del agua todo lo que puede ^^. Es lo que pasaba en la superficie del agua del ejemplo de antes, ¿lo recordáis? Como una parte se queda «pegada» al agua y otra no puede ni verla, las moléculas de tensioactivo se quedan pegadas por un lado al agua y por otro por fuera de ella:

Pues si se cuela una burbuja de agua dentro del agua, sucederá algo parecido, pero de tal manera que la película o pielecita formada se creará también alrededor del aire dentro del agua. ¡Ya hemos creado una burbuja! 🙂

Si además esa burbuja de aire sale del resto del agua, el tensioactivo también rodeará al agua por fuera, separándola del exterior, y el agua será «sujetada» de esta manera por la barrera de tensioactivos entre el aire que tiene dentro y el aire que hay fuera. Es una pielecita finísima, de tan sólo una molécula de espesor, que los tensioactivos forman sobre el agua para que no se separe… Y si la pielecita es lo bastante fuerte, la burbuja se mantendrá más tiempo incluso aunque esté fuera del agua:

¿Lo veis en la foto? La pielecita que forman los tensioactivos por dentro y por fuera del agua permite al agua mantener esa forma más tiempo y atrapar al aire del interior con más fuerza que ella por sí misma… Es decir, hemos hecho una pompa de tensioactivos: así es como se forman las pompas de jabón.

Si la barrera es fuerte, permitirá que el agua atrape al aire más tiempo, haciendo la burbuja más resistente :). Esto explica también por qué las burbujas más grandes se rompen más fácilmente: porque la fuerza de los tensioactivos (o el espumante que sea) no es suficiente para sujetar tanta agua dentro de ellas.

Y bueno… no hace falta decir que si este proceso se repite muchas más veces, la unión de muchas burbujas causará la aparición de espuma… ¿verdad? 😉

Con esto ya tendréis clarísimo por qué los tensioactivos son espumantes, ¿verdad? 🙂

Ejemplos de tensioactivos o surfactantes

Resumiendo todo lo que os he estado contando (y mira que os he contado cosas hoy… 😉 ) , los surfactantes son detergentes, emulsionantes, espumantes; permiten que ciertos elementos puedan mojar a otros…

(Esto no quiere decir que todos los tensioactivos o surfactantes sean eficaces en estas funciones, ni que sólo los tensioactivos sean detergentes, emulsionantes, espumantes o «mojantes», que conste)

En los ejemplos he usado muchísimo el jabón, pero esto no quiere decir que el jabón sea el único tensioactivo, al igual que los tensioactivos no sólo funcionan con agua y grasa, sino que también los hay que actúan con otros elementos según su polaridad. Lo que pasa es que como casi todos los que me leéis estaréis familiarizados con él, es muy útil para poneros ejemplos. Pero hay muchos más… aquí os pongo algunos ejemplos famosos:

• Laureth Sulfato sódico y Lauril sulfato de sodio, muy a menudo usados en champús como espumantes.
• Laureth-XX que se suelen usar para limpieza suave.
• Sorbitol. Además de endulzar y dar frescor, también funciona como tensioactivo.
• Steareth-XX, también para limpieza suave.
• Ácido esteárico (tenemos una pequeña entrada sobre este aquí, puedes hacer click). Lo lleva entre otros muchos cosméticos el jabón negro detox de Natura Sibérica. Empecé investigando este ingrediente (y os hablaré de él en breve, espero) y al final mirad todo lo que averigué sobre los tensioactivos en general… 😉

Pero hay muchos más muy usados en cosmética, casi todos ellos con nombres súper científicos (ved este enlace si queréis ver una buena lista; a ver si con el tiempo vamos descubriendo algunos más en futuras entradas del blog al mirar sus INCIs…).

Tengo que deciros que hay mucho más que hablar de los surfactantes de lo que os cuento por aquí. De hecho hay varios tipos de tensioactivos según si la carga o polaridad de la cabeza es positiva, negativa o puede variar de carga según la situación. Y se usan con unos u otros ingredientes también tipos distintos de tensioactivos. Pero creo que de momento ya hemos aprendido la parte más útil jejeje. Si queréis saber más, de todas formas, os recomiendo estos lugares donde las explicaciones son relativamente asequibles… ¡Y no olvidéis decirme si hay alguna parte que no se ha entendido! Así podré corregirlo para que lo puedan entender todos. ¡Un beso!

Fuentes:

http://es.slideshare.net/asolengin/tensioactivos, una presentación en Slideshare de Antonio Solé que se entiende del 10, ¡bravo!

http://cosmeticosaldesnudo.blogspot.com.es/2013/06/tensioactivos-ese-gran-desconocido.html

http://sidibeauty.blogspot.com.es/2013/01/diccionario-cosmetico-los-tensioactivos.html

Las fotos y dibujos que hay en esta entrada están todas realizadas por mi. Además quiero agradecer a mi amiga Sory que me dejase un desmaquillante bifásico para poder fotografiarlo, porque yo no tengo ninguno y sin su amabilidad esta entrada no habría podido ser «tan cosmética»… ¡Gracias! 🙂

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