¿Qué son los biocidas industriales y cómo prolongan la vida útil de los productos?

Una planta de pastas de color base agua exportó su producto al Sudeste Asiático por primera vez. En la inspección de salida, la finura, la viscosidad y la diferencia de color cumplían, y al abrir las cubetas no había ningún olor. El contenedor pasó más de cinco semanas entre el mar y los patios del puerto, y al abrirlo en destino el distribuidor encontró que muchas cubetas tenían la tapa abombada; dentro, la pasta despedía un olor agrio y podrido, se había adelgazado a simple vista y tenía una capa de agua flotando en la superficie. Devolvieron el contenedor completo, y el distribuidor además reclamó una compensación por la producción de pintura que ya tenía programada. Al rastrear el origen, el problema estaba en dos puntos: el agua de enjuague que se reutilizaba en la planta se había quedado demasiado tiempo en un tanque y ya venía contaminada, y el conservador de la fórmula, suficiente para el ciclo de almacenamiento en el mercado nacional, se descomponía rápido en el ambiente caliente y ligeramente alcalino del contenedor y no aguantó el largo viaje.

¿Qué son los biocidas industriales y cómo prolongan la vida útil de los productos? Los biocidas industriales son productos químicos que se agregan a productos base agua y al agua industrial para eliminar o inhibir bacterias, levaduras y mohos. Impiden que los microorganismos descompongan los componentes de la formulación durante el almacenamiento y el uso, mantienen estables la viscosidad, el olor y el color y, con ello, prolongan la vida útil.

Todo producto que contiene agua está expuesto al ataque de los microorganismos desde el día en que sale de la planta. Las emulsiones, las pastas de color, las pinturas y tintas base agua, los adhesivos, los fluidos para corte de metales, la pulpa y los productos de cuidado personal contienen mucha agua y también nutrientes que los microorganismos pueden aprovechar: espesantes celulósicos, dispersantes, tensoactivos, almidón y diversos aditivos orgánicos. Una temperatura que va del ambiente a poco más de 30 °C y un medio de neutro a ligeramente alcalino son justo lo que necesitan la mayoría de las bacterias, levaduras y mohos para crecer. Los microorganismos, además, llegan por muchas vías: el agua de proceso y las suspensiones de cargas, el agua reutilizada en la planta, los puntos muertos de tuberías y tanques, el material reprocesado, y el aire y las herramientas que entran en contacto con el producto cuando el cliente abre la cubeta. La degradación enzimática y el metabolismo de los microorganismos son lo que echa a perder una cubeta de producto. La celulasa que secretan las bacterias corta las cadenas moleculares de los espesantes de éter de celulosa, de modo que la viscosidad baja sin parar y después aparecen separación de fases y sedimentación. Los ácidos orgánicos y los gases que produce el metabolismo microbiano hacen que el pH se desplace y que las tapas se abomben, y los metabolitos con azufre y nitrógeno generan un olor penetrante; cuando la emulsión se desestabiliza, se rompe, el color se vuelve gris y opaco, y en las paredes de la cubeta y en la superficie del líquido crecen manchas de moho. En los fluidos para corte de metales, la contaminación provoca ruptura de la emulsión, mal olor y corrosión de las piezas, y acorta mucho el intervalo entre cambios de fluido. Un producto puede aprobar la inspección en planta y aun así fallar al llegar a destino, porque el crecimiento microbiano tiene una fase de latencia. Al salir de la planta, el conteo de colonias puede ser muy bajo y los resultados, totalmente conformes; una vez en un almacén o contenedor caliente, la población se multiplica en cuestión de días o semanas, y cuando el ojo y la nariz ya lo detectan, el producto no tiene remedio. La prueba de salida solo refleja el estado del producto en ese momento; la vida útil depende de que el producto siga resistiendo a los microorganismos durante todo el almacenamiento y el transporte.

El biocida se queda en el producto y lo protege durante todo el ciclo de almacenamiento. Los biocidas industriales permanecen en el producto en dosis muy bajas y siguen eliminando o inhibiendo los microorganismos que entran en el sistema. Según su modo de acción, los más comunes se dividen a grandes rasgos en electrofílicos, de acción rápida y oxidantes. En la práctica, las formulaciones suelen combinar productos con distintos modos de acción para cubrir un espectro más amplio de microorganismos. Los biocidas electrofílicos desactivan enzimas clave de los microorganismos. Las isotiazolinonas son la clase más usada para la conservación en envase e incluyen BIT, MIT, CMIT/MIT, OIT y DCOIT. Reaccionan con las enzimas que contienen grupos tiol dentro de la célula microbiana, cortan la respiración y el metabolismo, y la célula deja de crecer y muere. La CMIT/MIT actúa rápido y tiene un espectro amplio, pero es menos estable en sistemas con pH alto, temperatura elevada o presencia de aminas y agentes reductores; la BIT es más estable en medio alcalino y a temperaturas más altas, actúa con relativa lentitud y suele combinarse con otros productos. Los biocidas de acción rápida y los oxidantes sirven para tratar el agua de proceso y los sistemas de recirculación. El bronopol, el DBNPA, el glutaraldehído y el THPS actúan rápido y son adecuados para tratar agua de proceso, pulpa y sistemas de agua de recirculación que ya están contaminados. El DBNPA se descompone rápido en el agua, todavía más en medio alcalino, por lo que conviene para dosificación de choque, y la protección a largo plazo del producto terminado tiene que venir de otros productos. El BCDMH libera bromo y cloro; es un biocida oxidante y se usa sobre todo en agua de recirculación industrial y torres de enfriamiento. En los sistemas de agua de recirculación y de pulpa, los microorganismos también forman limo biológico que tapa las tuberías y reduce la eficiencia del intercambio de calor, así que el biocida debe usarse junto con la limpieza del sistema.

La conservación en envase y la protección de la película seca contra el moho cuidan dos etapas distintas. La conservación en envase va desde la carga de materias primas hasta que el cliente termina la última cubeta. El conservador en envase debe disolverse en la fase acuosa, ser compatible con el pH del producto y con la temperatura del proceso, y mantener suficiente actividad durante todo el almacenamiento. Uno de los problemas de la planta de pastas del inicio de este artículo fue justamente que el rango de estabilidad del conservador no correspondía a las condiciones del producto. Los productos que se exportan a regiones cálidas y húmedas se almacenan a temperaturas más altas y viajan más tiempo, así que hay que volver a confirmar el tipo y la dosis según las condiciones reales. Una vez que el cliente abre la cubeta, cada vez que saca producto entran nuevos microorganismos, y el conservador en envase tiene que seguir trabajando durante el periodo de uso posterior a la apertura. Los fungicidas y alguicidas de película seca protegen la película de pintura y la pasta para muros después de aplicadas. Las pinturas para exteriores, las pastas para muros y la madera pasan mucho tiempo expuestas a la humedad después de aplicarse, y el moho y las algas crecen en la superficie y dejan manchas negras y verdes. El fungicida de película seca actúa desde dentro de la película de pintura; contra el moho se usan habitualmente IPBC, carbendazim, OIT y DCOIT, y contra las algas, diurón y activos similares. Estos productos deben tener baja solubilidad en agua para resistir el lavado de la lluvia, y además ser resistentes a la luz y no causar cambios de color.

Un biocida mal elegido o mal agregado puede acortar la vida útil en lugar de prolongarla. El pH, la temperatura y los componentes de la fórmula pueden consumir antes de tiempo los ingredientes activos. Si el biocida se agrega en la etapa de alta temperatura, se descompone más rápido; debe agregarse después de enfriar y mezclarse bien. Las aminas y los agentes reductores de la fórmula, como los sulfitos, reaccionan con algunas isotiazolinonas y hacen que pierdan eficacia poco a poco durante el almacenamiento; si el espectro no cubre todos los microorganismos, las levaduras o los mohos que sobreviven vuelven a multiplicarse unas semanas después. Usarlo por largo tiempo por debajo de la concentración eficaz también puede hacer que la población microbiana de la planta se adapte poco a poco a los biocidas que ya se usan. La higiene de la planta también cuenta, porque un biocida no sustituye un entorno de producción limpio. La dosis de biocida se diseña para una carga microbiana normal. Cuando los tanques de agua reutilizada, los puntos muertos de las tuberías y el material reprocesado están contaminados por largo tiempo, los microorganismos que entran al producto superan con mucho la carga de diseño, y hasta la mejor fórmula falla antes de tiempo. Limpiar con regularidad tanques y tuberías y vigilar el conteo de colonias del agua de proceso es tan importante como elegir el biocida.

Las pruebas de desafío y el análisis de residuos son los que deben definir la fórmula. Evaluar un biocida exige simular las condiciones reales del producto. La prueba de desafío inocula la muestra varias veces con bacterias, levaduras y mohos y hace conteos periódicos para comprobar si el sistema de conservación mantiene controlados a los microorganismos; la prueba debe repetirse con muestras después de un almacenamiento en caliente para simular el almacén y el transporte marítimo, y en los productos de exportación conviene fijar la temperatura y la duración del almacenamiento tomando como referencia la ruta de transporte real. El análisis de residuos de conservador confirma cuánto ingrediente activo queda después del almacenamiento. El centro de pruebas Vicente de Ningbo Reayoung, parte de Hongda Group, puede hacer análisis de residuos de conservador y formaldehído, identificación de microorganismos, conteo de colonias, pruebas de halo de inhibición y pruebas de desafío microbiano. El uso de biocidas está sujeto a la regulación de cada mercado, así que antes del primer pedido confirma el estado de registro del activo en tu mercado de destino y solicita la hoja de datos de seguridad.

Si el producto ya huele mal, ¿se puede salvar agregando más biocida? Agregar más biocida puede detener la multiplicación de los microorganismos, pero los ácidos, los gases, el mal olor y el espesante ya degradado por las enzimas no se recuperan. En los lotes muy contaminados hay que evaluar primero si se pueden reprocesar y, al mismo tiempo, rastrear el origen de la contaminación; agregar más biocida sin más suele limitarse a aplazar el problema. ¿Los productos base solvente y los productos en polvo también necesitan biocida? Los productos base solvente y los polvos secos tienen menos riesgo de contaminarse en el envase y por lo general no necesitan conservador en envase. Sin embargo, las materias primas en polvo pueden traer esporas, y una vez que se mezclan con agua pasan a formar parte de un sistema base agua y deben protegerse como un producto base agua; las pinturas para exteriores base solvente también desarrollan moho después de aplicarse y siguen necesitando un fungicida de película seca. ¿Cómo se elige el biocida para exportar a distintos países? Primero confirma qué activos permite el mercado de destino, con sus límites y requisitos de etiquetado, y después define el tipo y la dosis según el clima local y el tiempo de transporte. Para cada activo entregamos el número CAS, la pureza y la hoja de datos de seguridad, para que puedas cotejarlo punto por punto con los requisitos regulatorios de tu mercado de destino.

Hongda Group fabrica y exporta productos químicos en Ningbo desde 1992 y vende a más de treinta países. Nuestros biocidas y conservadores Vicentecide incluyen más de cuarenta activos con número CAS, además de líneas formuladas para conservación en envase, protección de película seca contra moho y algas, mezclas para cuidado personal y antimicrobianos a base de plata, para aplicaciones industriales, de cuidado personal y del hogar, y de tratamiento de agua. Si tus productos base agua han tenido mal olor, envases inflados o pérdida de viscosidad, o si te preparas para exportar a regiones cálidas y húmedas, cuéntanos tu sistema de formulación, el pH, el proceso de producción y el mercado de destino, y definiremos juntos la combinación y la dosis de biocida. Para conocer las formas de colaboración, visita hongda-chem.com, haz clic en "Become a strategic partner" y contáctanos por WhatsApp o WeChat.