El impacto de la temperatura en las formulaciones: comprensión de los puntos de nube y turbidez

En las formulaciones químicas, cada detalle cuenta, y la temperatura es uno de los factores que puede afectar directamente a la estabilidad y el aspecto final de un producto.

En sistemas que combinan tensioactivos, solventes, sales y aditivos, como detergentes, limpiadores y suavizantes, las variaciones térmicas pueden alterar completamente el comportamiento de la fórmula.

Cuando cambia la temperatura, pueden aparecer turbidez, separación de fases, formación de cristales o cambios en la viscosidad.

Hay dos parámetros especialmente importantes en este análisis: el punto de nube y el punto de turbidez. Ambos ayudan al formulador a predecir el comportamiento del producto en diferentes rangos de temperatura.

Punto de nube

El punto de nube es la temperatura a la que un tensioactivo no iónico comienza a perder solubilidad, haciendo que la formulación se vuelva visiblemente turbia.

Este comportamiento se debe a que, al aumentar la temperatura, la parte hidrofílica/etoxilada del tensioactivo pierde su afinidad con el agua debido a la ruptura de los enlaces de hidrógeno, lo que hace que las micelas comiencen a desorganizarse y el tensioactivo comience a comportarse como un aceite. El resultado es la aparición de la llamada "nube", un indicio visual de que el sistema ha superado su límite de solubilidad, separando el tensioactivo del agua y, con el tiempo, separándose en fases.

En la práctica, esto puede ocurrir en productos expuestos al calor durante el transporte o almacenados en lugares cálidos, lo que da lugar a una turbidez perceptible. En el transporte en camión, en regiones cálidas como el norte y el noreste, donde las temperaturas alcanzan fácilmente los 40 °C, la temperatura dentro del camión puede alcanzar entre 50 y 55 °C. Por lo tanto, es necesario que el producto soporte estas temperaturas sin enturbiarse ni separarse.

Por ello, se recomienda que, en el caso de las formulaciones que contienen tensioactivos no iónicos, el punto de nube sea superior a 50 °C.

En el video técnico de Macler Academy, se muestra la determinación del punto de nube en el laboratorio:

El punto de nube puede utilizarse como parámetro de control de calidad tanto en la liberación de lotes para su envasado y posterior comercialización, como en la recepción de tensioactivos no iónicos, como parámetro para comprender si ha habido variaciones en la solubilidad de la molécula tensioactiva.

Saber identificar este punto permite desarrollar formulaciones más estables, especialmente en regiones de clima cálido, garantizando que el producto mantenga su aspecto transparente y homogéneo a lo largo del tiempo.

Punto de turbidez

Mientras que el punto de nube indica el límite de solubilidad de un tensioactivo no iónico, debido a la ruptura de los enlaces de hidrógeno de la parte etoxilada/hidrofílica con el agua, el punto de turbidez indica otro mecanismo de insolubilidad.

Los tensioactivos aniónicos, que contienen sales en su constitución molecular, comienzan a insolubilizarse a medida que se someten a temperaturas más bajas. Cuando esto ocurre, las sales se cristalizan y precipitan. Lo mismo ocurre si disuelven una buena cantidad de sal de cocina en agua caliente: cuando el agua se enfría, parte de la sal vuelve a cristalizarse y precipitarse. El punto de turbidez es precisamente la temperatura a la que comienza a producirse este fenómeno de recristalización de los ingredientes salinos de la formulación.

Por debajo de esta temperatura, estos componentes se vuelven tan insolubles que precipitan formando un fondo blanco o de color, ya que también pueden contener colorante. Este comportamiento es común en productos almacenados en lugares fríos o sometidos a ciclos térmicos durante el transporte.

La temperatura ideal para el punto de turbidez puede variar dependiendo de la región donde se comercialice el producto. Si se comercializa en lugares donde el invierno es más riguroso, normalmente se recomienda trabajar con un punto de enturbiamiento máximo de 0 °C. Si se comercializa en lugares donde el clima es más cálido, se puede trabajar con un enturbiamiento máximo entre 10 y 12 °C.

En el video técnico de Macler Academy, se presenta de forma práctica el método para determinar el punto de turbidez:

Identificar este punto es esencial para prevenir inestabilidades que puedan comprometer la percepción de calidad del producto, incluso si su rendimiento técnico no se ve afectado.

Es una medida fundamental tanto en el Control de Calidad para la liberación de lotes de productos y el análisis del impacto de materias primas como el Ácido Sulfónico y el Lauril Éter Sulfato de Sodio en la formulación, como también en la Investigación y Desarrollo de nuevas formulaciones identificando, por ejemplo, las concentraciones ideales de sal en detergentes, tal y como se presenta en el video disponible de Macler Academy:

Por qué estos parámetros son fundamentales

Comprender el comportamiento térmico de una formulación va más allá de la estética.

Los puntos de nube y turbidez tienen un impacto directo:

• Apariencia y percepción de calidad: un producto turbio puede interpretarse como inestable, incluso cuando es funcionalmente correcto.
• Rendimiento técnico: los cambios en la estructura micelar o en la solubilidad de los aditivos pueden alterar la espuma, la viscosidad y la detergencia.
• Estabilidad logística: conocer los límites térmicos evita sorpresas durante el transporte o el almacenamiento en diferentes regiones.

Estos análisis ayudan al formulador a definir márgenes de operación seguros, garantizando que el producto se mantenga estable en condiciones reales de uso.

Los puntos de nube y turbidez son aliados del formulador, ya que revelan cómo interactúan los componentes en diferentes escenarios. Medir y ajustar estos parámetros en el laboratorio, en cada lote, es fundamental para liberar productos con seguridad y mantener la credibilidad en el mercado.

En el SmartLab de Macler, estas y otras pruebas de estabilidad se llevan a cabo con rigor técnico y una infraestructura de punta, lo que garantiza que cada formulación se evalúe en condiciones reales de uso. Póngase en contacto con nosotros y descubra las ventajas de tener a Macler como su socio químico estratégico.