Aerosoles: Tipos, Componentes y Funcionamiento

Aerosoles: Definición y Componentes

Definición Fisicoquímica

Un aerosol es un sistema disperso heterogéneo que consta de una fase interna líquida (aerosol niebla) o sólida (aerosol humo) y una fase externa gaseosa. Como sistema heterogéneo, es inestable y tiende a la separación de fases.

Factores que influyen en la estabilidad:

• Carga, tamaño y dispersión de las partículas de la fase interna.
• Relación de densidades gas/líquido o gas/sólido.

Definición Tecnológica

Desde el punto de vista tecnológico, un aerosol se refiere al "envase aerosol", un producto conservado en un recipiente adecuado que se dispersa gracias a la fuerza propulsora de un gas contenido en el mismo envase.

Componentes principales:

• Producto o concentrado
• Propelente
• Envase
• Válvula

Componentes de un Aerosol

A. Concentrado o Producto

Está formado por el principio activo (p.a.) y los excipientes necesarios (vehículo, aromatizante, emulsionantes, etc.).

• Con gas comprimido como propelente: la fase líquida del envase contiene solo el concentrado.
• Con gas licuado como propelente: la fase líquida contiene el concentrado y una porción del propelente licuado.

El concentrado puede formularse como:

• Solución: Concentrado y propelente licuado son miscibles, formando un sistema homogéneo. El tamaño de las partículas es crucial para la eficacia y el uso. Por ejemplo, en desodorantes ambientales, partículas finas permanecen más tiempo en el aire. En insecticidas residuales, partículas más grandes se depositan rápidamente. En enfermedades respiratorias, el tamaño óptimo es de 2-5 micras; partículas mayores a 10 micras se depositan en la nasofaringe.
• Emulsión:
  • w/o: Agua como fase dispersa y una fase oleosa de propelentes y un tensoactivo (oleato de poliglicerol, monolaurato de sorbitán). Funcionamiento similar a los aerosoles en solución.
  • o/w: Generalmente producen espuma (limpiadores, espumas de afeitar).
• Suspensión: Partículas de polvo fino dispersas en propelentes licuados. Al accionar la válvula, los propelentes se evaporan, dejando un polvo seco.

Desventajas de las suspensiones:

• Obstrucción de la válvula.
• Pérdida del contenido.
• Mala precomposición de la suspensión.
• Aglomeración y destrucción de la suspensión.

Estos problemas se pueden mitigar con una formulación adecuada y materias primas de calidad.

Componentes básicos de las suspensiones:

• Sustancias sólidas.
• Propelentes.
• Tensoactivos: Trioleato de sorbitán.
• Coadyuvantes: Mejoran la adhesión de las partículas sólidas a la piel (miristato de isopropilo, estearato de zinc, sílice coloidal que retarda la aglomeración).

Factores que determinan las características de la aspersión:

• Solubilidad de los componentes.
• Miscibilidad de los solventes.
• Tipo de propelente.
• Viscosidad de la fase líquida.
• Tipo de válvula y actuador.

B. Propelente

Es el responsable de la sobrepresión interna del envase, permitiendo la descarga del producto al accionar la válvula.

Propiedades deseables de los propelentes:

• No tóxicos ni irritantes.
• Estables, inodoros e insípidos.
• Compatibles con los demás componentes.
• No deben atacar los envases, válvulas o pulsadores.

Clasificación de los Aerosoles

1. Gases Comprimidos

Generalmente insolubles en el preparado. La presión interna disminuye con cada descarga, siendo la presión final aproximadamente la mitad de la inicial. Según la formulación y la válvula, el producto puede ser semisólido, espuma o niebla fina.

Ventajas:

• Bajo precio.
• Inercia química.
• Baja toxicidad.
• Ausencia de contaminación ambiental.

Desventajas:

• Modificación de la presión interna con el uso.
• Presión de llenado alta (aprox. 6 Kg/cm²).
• Dispersión deficiente del producto.

2. Gases Licuados

Gases a temperatura y presión ambiente que se licúan fácilmente al aumentar la presión. A menudo se utilizan mezclas de gases propulsores.

C. Envases

Deben tener paredes uniformes y resistir la corrosión. En la industria farmacéutica, se prefieren envases metálicos de acero inoxidable o acero estañado.

D. Válvulas

Dispositivos que cierran el envase y permiten la salida del producto al presionar el pulsador.

Tipos de válvulas:

• No dosificadoras: Vierten el producto mientras se presiona el pulsador.
• Dosificadoras: Tienen una cámara dosificadora que libera solo el producto almacenado en ella durante la pulsación.

Impacto Ambiental y Alternativas a los CFCs

Los gases clorofluorocarbonos (CFCs) son altamente contaminantes y destruyen la capa de ozono. El Protocolo de Montreal de 1987 estableció la eliminación gradual de su uso. Los CFCs fueron reemplazados por hidrofluoroalcanos (HFAs), con un período de transición que en algunos países se extendió hasta 2005 para aerosoles dosificados con CFCs.