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detersivo

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Lessico

agg. e sm. [sec. XIV; da deterso].

1) Agg., atto a detergere.

2) Sm., prodotto capace di provocare il distacco delle particelle di grasso e di sudiciume dalla superficie degli oggetti e di disperderle in acqua sotto forma di emulsioni. È detto anche detergente.

Composizione e tipi di detersivi

I detersivi esplicano la loro azione modificando l'affinità superficiale delle particelle di sudiciume per le molecole dell'acqua. In una particella di grasso che aderisca a una superficie solida, le molecole del grasso, costituite da atomi uniti tra loro da legami covalenti, aderiscono le une alle altre a causa delle mutue forze di coesione e non presentano affinità per le molecole dell'acqua, che sono invece costituite da legami di tipo polare. Le molecole dei detersivi sono costituite da una lunga catena di atomi di carbonio legati solo con atomi di idrogeno (e cioè da una catena di idrocarburo), la quale porta legato a uno dei suoi estremi un gruppo a struttura polare, dotato cioè di una carica ionica, positiva o negativa, o almeno che contenga legami di tipo tale da conferirgli affinità per le molecole d'acqua: la parte della molecola a carattere di idrocarburo non presenta invece affinità per l'acqua ma un'elevata affinità per i grassi. Una struttura del genere compare, per esempio, nell'anione dell'acido stearico, CH₃(CH₂)₁6COO-, che, sotto forma di sale di sodio o di potassio e in miscela con gli analoghi sali di acidi a lunga catena, costituisce il prototipo dei detersivi, ossia il sapone. In modo schematico, la detergenza di un substrato avviene dapprima attraverso il bagnamento, poi per diminuzione dell'aderenza dello sporco al substrato e infine per sospensione dello sporco nella soluzione di lavaggio per impedire una successiva rideposizione dello stesso. La fase saliente del processo è quella dello “scollamento” dello sporco dal substrato ed è determinata dalla tensione superficiale del solvente, spesso acqua. Nell'interfase liquida di lavaggio sporco, le molecole di detersivo si dispongono parallelamente le une alle altre con il gruppo idrofilo immerso nella soluzione acquosa e la catena idrocarburica idrofoba alla superficie dello sporco o immersa in esso: la superficie della particella di grasso, che prima respingeva le molecole di acqua, viene così rivestita di uno strato di gruppi affini per l'acqua stessa, e la particella può quindi staccarsi e disperdersi nella massa dell'acqua. A partire dall'inizio di questo secolo, la struttura chimica dei saponi ottenuti dai grassi naturali è servita come modello per lo studio e poi per la produzione su scala industriale sempre più ampia di detersivi sintetici più efficaci e che non presentassero gli inconvenienti dei saponi, quali quello di non esplicare la loro azione detergente nelle acque dure e di presentare reazione nettamente alcalina. I numerosissimi detersivi sintetici noti rientrano in ogni caso nella struttura generale prima considerata; il gruppo idrofilo può essere a carica negativa, e il detersivo si dice allora anionico, come i saponi prima ricordati, oppure può essere a carica positiva, come nei detersivi detti cationici, o infine può presentare carattere idrofilo ma non cariche positive o negative libere, come nei detersivi non ionici. Un esempio di detersivo anionico è il laurilsolfato di sodio (che si ionizza liberando il sodio sotto forma di catione Na+ e il rimanente della molecola, che esplica l'azione detergente, sotto forma di anione); un tipico detersivo cationico è invece il bromuro di cetiltrimetilammonio (ionizzato in uno ione Br- e nel catione cetiltrimetilammonio); un tipico detersivo non ionico è l'estere monopalmitico della glicerina, nel quale i due gruppi OH liberi, pur non essendo in pratica ionizzabili, conferiscono alla parte terminale della molecola una forte affinità per l'acqua. I detersivi per usi domestici sono generalmente del tipo anionico e sono costituiti, oltre che dai sali di sodio, dagli esteri solforici di alcolialifatici a lunga catena, come appunto il laurilsolfato, dai sali di acidi solforici alifatici a lunga catena come il dodecansolfonico, C₁₂H₂5SO₃H, o dai sali di acidi benzensolfonici che portano unita al nucleo aromatico una catena del genere come il dodecilbenzensolfonico, C₁₂H₂5C6H4SO₃H. I detersivi cationici sono in genere meno efficaci e più costosi di quelli anionici. I detersivi non ionici trovano applicazioni quali tensioattivi, ecc.

Sostanze caricanti e coadiuvanti

Tutti i detersivi posti in commercio sono formati in percentuali, anche sino all'80%, di caricanti e coadiuvanti sia per diminuirne il costo sia per aumentarne o integrarne alcune caratteristiche. Tra essi vi sono sali alcalini, argille, carbossimetilcellulosa, per favorire la sospensione dello sporco in fase acquosa; fosfati alcalini sia come caricanti sia come addolcenti dell'acqua e comunque aventi un proprio potere detergente; perborati come sbiancanti ottici per fini estetici; alchilammidi come stabilizzanti della schiuma, ecc. L'impiego dei detersivi sintetici ha dato luogo a gravissimi inconvenienti dal punto di vista ecologico. Mentre infatti i tradizionali saponi risultano perfettamente biodegradabili, ossia vengono rapidamente trasformati dai microrganismi presenti nelle acque e nel terreno, i detersivi sintetici sono estremamente resistenti alla biodegradazione e permangono a lungo inalterati nelle acque di scarico e nel terreno agrario, formando schiume stabili che impediscono la sedimentazione dei materiali solidi presenti, alterando l'ossigenazione delle acque e producendo danni al patrimonio ittico e vegetale, rendendo difficile l'utilizzazione dei corsi d'acqua per l'irrigazione e per le acque potabili. La tendenza dei detersivi a essere biodegradati dipende dalla loro struttura chimica: quelli nei quali le catene di atomi di carbonio sono lineari risultano infatti più o meno rapidamente biodegradabili, quelli invece nei quali tali catene portano delle ramificazioni sono resistenti all'attacco microbico. In particolare, il tripolifosfato sodico impiegato come sequestrante è sotto accusa per quanto riguarda l'aspetto di eutrofizzazione delle acque, con sottrazione di ossigeno necessario alla vita acquatica. Pertanto è stata studiata la sua sostituzione con citrati ottenuti per via di fermentazione batterica (oggi però prodotti a costi ancora elevati). Più economica appare la sostituzione con zeoliti naturali, di cui in Italia vi è abbondanza, o artificiali che accoppiano inoltre un effetto di “sequestro” delle particelle di sporco nella loro struttura molecolare, comportandosi cioè come setacci molecolari la cui teoria è oggi abbastanza nota. Un altro componente assai dannoso dei detersivi, lo sbiancante che negli attuali detersivi ha raggiunto il 25%, è il perborato sodico, che esplica la sua azione liberando ossigeno sempre a elevata temperatura (80-90 ºC). Esso è pertanto messo sotto accusa oltre che per la presenza del boro anche per l'elevato consumo di energia termica che richiede. La sua sostituzione con altri persali (per esempio, il percarbonato di sodio), consente già di operare a temperature inferiori (intorno ai 60 ºC). Altra soluzione, adottata per esempio negli Stati Uniti, è quella di utilizzare ipoclorito, che agisce anche a basse temperature ma con un risultato all'apparenza meno “candido”; tale soluzione comporterebbe, però, una profonda trasformazione delle macchine lavatrici; più semplice sembra l'adozione di detersivi ad alta percentuale di biodegradabilità. La soluzione del problema si avrà, tuttavia, solo quando verranno generalizzati detersivi totalmente biodegradabili.

Diffusione dei detersivi

Pur risalendo al 1930 la produzione del primo detersivo sintetico (negli Stati Uniti da parte della Allied Chemical Corp.), la diffusione dei detersivi inizia negli anni Cinquanta a partire dalla Repubblica Federale di Germania e dagli Stati Uniti. L'impiego crescente delle lavabiancheria e delle lavastoviglie elettromeccaniche, nonché le esigenze delle industrie, ne hanno incrementato rapidamente e notevolmente l'uso. Al primo posto nel mondo, sia dal punto di vista qualitativo, sia per i quantitativi prodotti, si trovano gli Stati Uniti: il mercato è suddiviso tra alcune grandi industrie (Colgate-Palmolive, Procter & Gamble, Lever Bros. Co., Johnson & C., ecc.), le quali mediante filiali sparse in numerosi Paesi del mondo lanciano i loro prodotti con vaste campagne pubblicitarie, rese necessarie dal fatto che il mercato dei detersivi è caratterizzato da una fortissima concorrenza. Seguono, tra i grandi produttori, l'Europa e l'Asia. Il consumo pro capite dei detersivi sintetici e dei saponi si aggira sui 20 kg all'anno in Europa, e tende ad aumentare continuamente anche in Asia, America Meridionale e Africa dove prevale ancora l'uso dei saponi. In Italia, la produzione e la commercializzazione dei detersivi di sintesi è iniziata nella seconda metà degli anni Cinquanta, ed è rapidamente cresciuta tanto che oggi si produce anche per il mercato estero. Le principali industrie italiane si localizzano in prevalenza nell'Italia settentrionale e centrale; fra queste vi sono la Unilever Italia, la Colgate-Palmolive italiana, la Mira-Lanza, la Henkel italiana, la Procter & Gamble-Italia, la Johnson italiana.