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¿Cómo afectan los tensoactivos al medio ambiente?


¿Quieres saber Cómo afectan los tensoactivos al medio ambiente? Vamos a compartir con ustedes un estudio interesante sobre el mercado de los surfactantes o tensoactivos que sugiere un análisis determinante, ya que establece la producción de detergentes en el mercado y su impacto en el medio ambiente.

El consumo está encabezado por países como Canadá y Estados Unidos es de 3.5 millones de toneladas, seguido de Asia, Europa, China y Suramérica. Con un incremento muy marcado comparado con una década atrás, donde para el año 2006, la demanda fue de 12.5 millones de toneladas cuyas cifras solo se han reducido en Latinoamérica, Oriente Medio y Oceanía y siguen siendo altas para Estados Unidos y Canadá según informo Janshekar.

Efectos Medioambientales de los Tensoactivos

Aunque el mercado, uso y producción de tensoactivos trae consigo ventajas principalmente a la economía, producción industrial y sanitaria de las sociedades, existe un factor transversal primordial que cada vez adquiere mayor peso: los efectos e impactos ambientales que implica su uso.

Desde luego, como se ha visto hasta el momento, el uso de tensoactivos está encabezado principalmente en la limpieza y lavado de ropas o uso doméstico, lo que ha convertido en un contaminante de aguas (Willing, et. al., 2004). Esto, debido a que cuando son utilizados va directamente a depositarse a las estaciones depuradoras que son arrastrados por las aguas residuales o en muchos casos son vertidos a los suelos y aguas superficiales.

En el proceso de tratamiento de las aguas excedentes se lleva a cabo la eliminación de grandes cantidades de compuestos a través de la biodegradación y adsorción de partículas, sin embargo, los metabolitos que se producen en dicho procesos se liberan en diversos compartimientos ambientales.

Tensoactivos biodegradables

La biodegradación de las sustancias es la base de la transformación de los compuestos que recaen sobre los cuerpos de agua, ya que las bacterias buscan nuevas rutas para productos y residuos contaminantes para obtener energía, nutrientes, carbono, entre otros, sin embargo, el forzar este proceso natural es una labor casi imposible debida a la gran cantidad y diversa procedencia de las sustancias químicas y el desconocimiento de las nuevas sustancias que se forman debida a la
Efectos de la degradación bacteriana en el mismo ambiente. Por ello, los problemas ambientales están sujetos a biodegradabilidad primaria, avanzada y final segun Kolvenbach.

Según el estudio presentado por la Universidad Santiago de Cali, dentro de los efectos más importantes de los tensoactivos en el recurso hídrico, se deben:

1. Incrementan el pH de aguas residuales elevando sus niveles modificando el ciclo de vida de especies acuáticas.

2. Ocasionan incremento de nutrientes en los cauces de ríos que reciben las aguas residuales, produciendo incremento descomunal de algas y malos olores por la acumulación de grandes cantidades de fósforo.

3. Los fosfatos se sustituyen por sustancias como Ácido Nitrilotriacético NTA o Ácido Etilendiaminotetraacético EDTA que no minimizan los efectos de la eutrofización, contienen iones pesados los cuales se disuelven en el agua y pueden ser ingeridos por la población.

4. Mercurio, plomo y cromo que son metales pesados pueden disolverse en agua causando alteración de la cadena trófica o perjuicios de tipo genético en especies.

5. Cloro y compuestos organodorados pueden alcanzar aumento en su concentración convirtiéndose en una amenaza por sus efectos mutagénicos y cancerígenos.

6. La demanda de oxígeno para llevar a cabo la descomposición de compuestos de origen orgánico originados por los detergentes, produce condiciones de anoxia provocando la muerte de flora y fauna acuática.

7. Ciertos tensoactivos son tóxicos alterando las condiciones de vida de microorganismos y organismos superiores.

8. Tienen impacto directo en los procesos de sedimentación, floculación y coagulación sobre las plantas que permiten y facilitan la depuración.

9. Contamina las aguas subterráneas.

10. Generan grandes cantidades de espuma en aguas induciendo cambio en los términos de dilución de oxígeno, a su vez afecta la atributo atractivo del paisaje (Karpinská y Moskal, 2004).

Efectos Medioambientales de los Tensoactivos

Dichos efectos se ven reflejados en algunos estudios como el realizado por Orduz y Pinto donde se concluyó que, dentro de los efectos medioambientales más determinantes encontrando en los laboratorios, se destaca el desagüe de sustancias orgánicas como los tensoactivos (8.6 mg/L), DBO (3486 mg/L 02), DQO (8912 mg/L 02), grasas y aceites (923 mg/L), Hidrocarburos totales; igualmente elementos aromáticos como fenoles (1.18 mg/L), entre otros.

Superando por grandes cantidades los límites permisibles según lo expuesto en el artículo 8° de Resolución 631 de 2015, con respecto a los estándares físico químicos y las cantidades permisibles en vertederos de aguas residuales del servicio doméstico, de residuos industriales, de la empresas de servicios y de compañías de servicio de alcantarillado a las aguas superficiales, cuyos valores cuando las cargas son menores a 625 1<g/clia. , son de 180 mg/L 02 para DQO, 90 mg/L Os para DBO, 20 mg/L para grasas y aceites (Ministerio del Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible)

Estos compuestos modifican la calidad del recurso hídrico, ya que intervienen en diversos procesos como el canje de oxígeno, lo que reduce la disponibilidad de este dentro perturbando el debido proceso biológico así como la proliferación y crecimiento de diversos microorganismos.

Debido a ello, dentro de las principales incidencias y efectos relacionados con el vertimiento de aguas residuales de origen industrial, se resalta la reducción de agua y baja calidad del mismo.

Cuando los tensoactivos se degradan de manera acelerada bajo condiciones naturales óptimas, facilitará el uso general, en tanto que si presentan una biodegradación leve, determinará el uso restringido e incluso se puede privar dicho uso.

Tensoactivos y la Nanotecnología

La nanotecnología, filtración por membranas, biorreactores de membrana, entre otros que según los resultados del estudio realizado por Méndez et. al. (2008), para el caso del dodecilbencensulfonato sódico (SDBS) como contaminante modelo al tratarse de un surfactante aniónico comúnmente utilizado como tensoactivo en la composición de detergentes de uso industrial o doméstico.

El mecanismo de oxidación basado en el uso de ozono (03, 03/H202, O3/GAC y O3/PAC) mostró que el sistema ozono/carbón activado en polvo (PAC) resultó el más eficiente en la eliminación del SDBS, lo que es debido a la capacidad del PAC para favorecer la descomposición del 03 en radicales 110•, los cuales presentan un elevado poder oxidante (EO =2.80V).

Además, gracias a las propiedades adsorbentes del PAC, la presencia de éste durante la ozonización del SDBS es capaz de producir una notable reducción de la concentración de carbono orgánico total (C01) en estos sistemas lo que mejora la capacidad depurativa del tratamiento.
Sin embargo, no todo el panorama tiene un impacto totalmente negativo, puesto que algunos estudios como el realizado por Jurado et. al. (2012), donde se realizó un ensayo a través de un proceso de degradación biológica aerobia siguiendo los parámetros de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), según el procedimiento descrito en el capítulo 3, que mide la degradabilidad dependiendo de las propiedades de las substancias se estableció que dependiendo de la concentración de tensoactivos a través de mediciones del carbón orgánico que se disuelve, aquellos surfactantes derivados de ácidos alquil éter carboxilicos son los que presentan mayor degradación biológica.

Los resultados para los derivados de ácidos alquil éter carboxaicos, a los alcoholes grasos etoxilados, a los alquilpoliglucósidos, al nonilfenol polietoxilado y al lineal alquilbenceno sulfonato, muestran que la biodegradabilidad está influenciada por la concentración inicial de tensoactivo, es decir, el grado de biodegradación alcanzado es mayor cuando la concentración inicial de tensoactivo es más baja. Para bajas concentraciones, 15 mg/L y 25 mg/L, se obtienen porcentajes de biodegradación cercanos o superiores al 90%.

La legislación actual requiere un nivel mínimo de biodegradación del 80 °/0 para que el tensoactivo pueda considerarse biodegradable cuando se aplica el ensayo de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE). Para los óxidos de amina el efecto de la concentración es inverso, la biodegradación es mayor cuando la concentración inicial de tensoactivo también es mayor. (Jurado et. al. 2012).

Tensoactivos no ionicos

Para todos los tensoactivos estudiados no iónicos (alcoholes grasos etoxilados, Nonilfenol polietoxilado, Alquilpoliglicósidos y óxidos de amina) y aniónicos alquilbenceno sulfonato, ácidos alquil éter carboxílicos), cuánto más alta sea la concentración del tensoactivo, su proceso de biodegradación es menor a excepción de los óxido de amina, para los que el efecto es el contrario.

De acuerdo con el parámetro de velocidad media de biodegradación (velocidad hasta alcanzar el 50% de biodegradación), se calcula entre el cociente de biodegradación alcanzado y el tiempo necesario para su completa degradación, de los tensoactivos analizados en el estudio, los alcoholes grasos etoxilados pueden ser considerados como los más biodegradables y los derivados de ácidos alquil éter carboxílicos los menos biodegradables.

Regulación de Tensoactivos Biodegradables

Desde la regulación jurídica en el caso colombiano, se debe cumplir con lo contemplado en el Decreto 1076 de 2016, artículo 2.2.9.7.6.2., sobre el monitoreo del agua.

Los organismos ambientales deben ejecutar programas de supervisión de las aguas, al menos en los parámetros de calidad que controlan la demanda química de oxígeno, la temperatura de los cuerpos de agua, el grado de acidez o basicidad y los coliformes fecales y el DB05. Existe el estatuto técnico que instaura los límites máximos de fósforo y la biodegradabilidad de los tensoactivos presentes en detergentes y jabones, con el propósito de salvaguardar la salud y el ambiente de los efectos causados por dichas sustancias. Por ende, está impedida la producción, importación, distribución y comercialización de productos que superen los términos aquí establecidos.

A través de la resolución el porcentaje mínimo de biodegrabilidad requerido se enmarca entre el 60% y 70% de pendiendo del tipo de prueba a través de métodos de ensayo de biodegradabilidad final (mineralización): 150, US-EPA y CE (Ministerio del Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2016).

Las aguas superficiales reciben materias que se degradan en el propio medio acuático, las domiciliarias se vierten ahí en ocasiones sin someterlas a algún tipo de tratamiento así pues convierten los cuerpos de agua en un depósito de contaminantes; uno de ellos son los tensoactivos , aplicados en muchos sectores como por ejemplo la minería, petroleras, textiles, pesticidas, papeleras, productos del cuidado personal entre otros; resultado de su uso los residuos pasan a las aguas superficiales sin ser tratadas en su totalidad e inclusive directamente vertidas, estos se consideran significativamente nocivos para el agua por lo que es necesario que las residuales que se viertan sean lo más procesadas posibles para que estos componentes sean fácilmente biodegradables e inofensivos en cuando a su toxicidad.

Tensioactivos naturales

Naturalmente el ecosistema trata por proceso microbiológico los contaminantes, existen tensoactivos que pueden ser degradados de esta manera, pero algunos de estos persisten bajo condiciones inclusive carentes de oxígeno.

La presencia de tensoactivos en el medio acuático se dan fenómenos como es la producción de espumas, toxicidad para microorganismos, contaminación de acuíferos, inhibición en el crecimiento de algas, deducción del nivel de oxigenación que conlleva a variaciones en la propiedad del agua y consigo la existencia de organismos acuáticos.

El marco normativo va en vía de la preservación del medio ambiente con una producción más limpia y con menos impactos al ambiente. Estratégicamente desde la producción se puede hacer un aporte positivo realizando modificaciones de los procesos técnicos de manufactura de detergentes que debería ser elaborada con miras a reducir las huellas ambientales ocasionadas por los tensoactivos y beneficiar tratamientos menos costosos y rápidos de las aguas residuales que los contengan.

Seguido de esto la comunidad es el objeto a impactar, ya que ellos como consumidores ponen gran parte de los vertimientos en las aguas superficiales sin conciencia plena de que el agua que desechan es la misma que van a tener que utilizar.

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