Sistemas Dispersos Heterogéneos: Emulsiones, Suspensiones y Coloides en Formulaciones
Sistemas Dispersos Heterogéneos: Fundamentos y Aplicaciones
Introducción a las Dispersiones
Las dispersiones son un grupo de sistemas que permiten incorporar sustancias de distinta naturaleza en una misma fórmula. Ello proporciona una gran versatilidad, y sus propiedades físicas permiten un fácil manejo y aplicación de estos productos. La mayoría están constituidos por sistemas dispersos como emulsiones, suspensiones, geles, espumas y aerosoles.
Clasificación de los Sistemas Dispersos Heterogéneos
Los sistemas dispersos se clasifican dependiendo del tamaño de partícula de la fase dispersa. Las disoluciones tienen un tamaño de partícula muy pequeño y constituyen sistemas homogéneos, a diferencia del resto, que son sistemas heterogéneos o polifásicos.
Factores que Afectan la Estabilidad de los Sistemas Dispersos
Los sistemas dispersos son inherentemente inestables. Los principales factores que influyen en su estabilidad son:
- Tamaño de partícula de la fase dispersa: Cuanto más pequeño sea el tamaño de la fase dispersa, el sistema será más estable.
- Viscosidad: Una mayor viscosidad reduce la tendencia a la separación de las fases.
- Carga eléctrica: En muchos casos, la estabilidad depende del pH. Las partículas con carga similar se repelen, lo que ayuda a mantenerlas separadas.
- Temperatura: Un aumento de la temperatura incrementa la energía y el movimiento de las partículas de la fase dispersa, y disminuye la viscosidad de la fase dispersante, lo que puede reducir la estabilidad.
- Tensioactivos: Estos compuestos rebajan la tensión interfacial y favorecen el contacto y la estabilidad entre ambas fases.
Dispersiones Coloidales: Características y Tipos
Las dispersiones coloidales pertenecen a la categoría de sistemas dispersos. Constituyen sistemas en los que la fase dispersa está distribuida de manera uniforme en una fase externa o dispersante.
Características de los Coloides
- La fase dispersa no se aprecia a simple vista, aunque las dispersiones coloidales no son totalmente transparentes.
- Los cambios de pH pueden alterar significativamente su estabilidad.
- Se clasifican en función de la afinidad entre la fase dispersa y la fase dispersante (liófilos, liófobos).
Geles: Un Tipo Específico de Coloide
El término gel incluye a un grupo de excipientes semisólidos que pueden ser suspensiones de pequeñas partículas inorgánicas o grandes moléculas orgánicas interpenetradas por un líquido.
En el primer caso, constituye una suspensión; si es lo suficientemente pequeño, podría considerarse un coloide. En el segundo caso, se trata de disoluciones, pero se las puede considerar como sistemas heterogéneos, es decir, coloides liófilos.
Propiedades y Aplicaciones de los Sistemas Coloidales
Los sistemas coloidales presentan tres propiedades fundamentales:
- Comportamiento reológico: La viscosidad que alcanzan los geles favorece la estabilidad de emulsiones y suspensiones. Constituyen un excipiente cosmético idóneo, dado que se pueden obtener geles transparentes.
- Capacidad dispersante: Los coloides de asociación permiten dispersar en medios acuosos sustancias insolubles de naturaleza lipófila, sin adicionar disolventes orgánicos y sin modificar la apariencia del medio acuoso.
- Estabilidad: Son capaces de proporcionar estabilidad a otras formulaciones.
Uno de los inconvenientes de los geles es su tendencia a exudar agua (sinéresis). Por ello, se les suele incorporar glicerina o polioles para mitigar este efecto.
Suspensiones: Sistemas Dispersos Sólido-Líquido
Las suspensiones son sistemas dispersos heterogéneos en los que la fase dispersa es sólida e insoluble en la fase dispersante. Tienen un aspecto turbio.
Propiedades de las Suspensiones
- Se depositan con lentitud.
- Se redispersan fácilmente por agitación.
- No se apelmazan al sedimentar.
- Tienen una viscosidad que permite su vertido adecuado.
Emulsiones: Sistemas Dispersos Líquido-Líquido
Una emulsión es un sistema disperso heterogéneo, constituido por dos fases líquidas no miscibles, de las cuales una se encuentra finamente dividida. A la fase dividida se la llama interna, dispersa o discontinua, y a la otra, fase externa, dispersante o continua.
Características de las Emulsiones
Las emulsiones presentan una consistencia fluida; si la consistencia aumenta, hablamos de cremas.
Tipos de Emulsión
Las emulsiones se suelen clasificar en función de su “signo”, el cual indica cuál es la fase interna y cuál es la externa. Este signo viene dado principalmente por el emulgente utilizado.
La nomenclatura utiliza “O” para óleo (fase oleosa) y “A” para agua (fase acuosa). La primera inicial corresponde a la naturaleza de la fase interna y la posterior a la barra, a la fase externa.
- Emulsión O/A (Oleo-Acuosa):
- Conducen la corriente eléctrica.
- Tienen tacto suave y se absorben con facilidad.
- Se tiñen con colorantes hidrosolubles.
- Se encuentran comúnmente en cremas de día, cremas base y leches corporales.
- Emulsión A/O (Acuo-Oleosa):
- No conducen la corriente eléctrica.
- Son viscosas y untuosas.
- Se tiñen con colorantes lipófilos.
- Se utilizan frecuentemente en cremas de noche y tratamientos específicos.
- Emulsión A/S (Silicónicas):
- La fase interna es acuosa y la externa está formada por derivados silicónicos (a menudo etiquetadas como oil-free).
- Emulsiones Múltiples A/O/A:
- Consisten en una fase acuosa dispersa en una fase oleosa, que a su vez está dispersa en una fase acuosa.
- Emulsiones Múltiples O/A/O:
- Consisten en una fase oleosa dispersa en una fase acuosa, que a su vez está dispersa en otra fase oleosa.
Componentes Clave de una Emulsión
- Fase Acuosa:
El agua es el componente mayoritario de esta fase y debe ser agua desionizada para evitar interferencias.
- Fase Oleosa:
Está formada por sustancias lipófilas. En ella se incorporan todas las sustancias grasas como hidrocarburos, alcoholes grasos, ceras, ácidos grasos y sus ésteres, lanolina y sus derivados, o siliconas.
- Emulgentes o Tensioactivos:
Las sustancias emulgentes son aquellas que facilitan la formación de la emulsión y la estabilizan, disminuyendo la tensión superficial entre las fases.
Se les denomina tensioactivos. Tienen una característica común: su molécula posee dos partes diferentes; una es soluble en agua (hidrófila) y la otra es soluble en grasa (lipófila). Todos estos compuestos son solubles, o parcialmente solubles, tanto en agua como en grasa.