Estabilidad

SMLS: análisis de estabilidad de dispersiones concentradas

La técnica SMLS (Static Multiple Light Scattering) permite evaluar la estabilidad de dispersiones concentradas como emulsiones, suspensiones, espumas y geles, sin necesidad de diluir ni modificar la muestra.

Este método se utiliza en sectores como la industria farmacéutica, cosmética, alimentación, cerámica, electrónica y petroquímica, donde es necesario conocer el comportamiento de un producto durante su almacenamiento o utilización.

Al tratarse de una técnica no intrusiva, permite estudiar de forma continua la evolución de una dispersión en condiciones controladas, detectando fenómenos como floculación, coalescencia, sedimentación, flotación o separación de fases.

La tecnología SMLS permite analizar muestras con tamaños de partícula entre 0,1 y 1000 micras, proporcionando información sobre la cinética de inestabilidad y facilitando estudios de estabilidad a corto y largo plazo (shelf life).

Para estudios de estabilidad de dispersiones concentradas, la norma ISO TR 13097 recomienda el uso de métodos ópticos directos que no requieran preparación previa de la muestra. La automatización de estas medidas reduce la intervención del operador y proporciona resultados más reproducibles, evitando la subjetividad asociada a métodos manuales.

Potencial zeta para el estudio de estabilidad de dispersiones

El potencial zeta (o potencial Z) es un parámetro fundamental para evaluar la estabilidad de dispersiones coloidales líquido-líquido o sólido-líquido. Permite conocer la carga superficial de las partículas y predecir su tendencia a mantenerse dispersas o a formar agregados.

Cuando una dispersión se somete a un campo eléctrico, las partículas cargadas experimentan diferentes fenómenos electrocinéticos, entre ellos la electroforesis, la electroósmosis, el potencial de flujo y el potencial de sedimentación.

La medida del potencial zeta se basa en el principio de movilidad electroforética. Al aplicar un campo eléctrico, las partículas se desplazan hacia el electrodo de carga opuesta y su velocidad se determina mediante el efecto Doppler. A partir de esta medida, el potencial zeta se calcula utilizando la ecuación de Henry y se expresa en milivoltios (mV).

Relación entre potencial zeta y estabilidad

Un valor elevado de potencial zeta, tanto positivo como negativo, indica una mayor repulsión entre partículas y, por tanto, una dispersión más estable. Por el contrario, valores cercanos a cero favorecen la agregación de partículas, la floculación y la pérdida de estabilidad del sistema.

La medida del potencial zeta es una herramienta esencial para el desarrollo y control de formulaciones, ya que permite identificar problemas de estabilidad en fases tempranas, optimizar productos y reducir costes asociados a lotes no conformes.

Difracción láser para análisis de tamaño de partícula

La difracción láser, también conocida como dispersión de luz estática, es una de las técnicas más utilizadas para determinar la distribución del tamaño de partícula en materiales sólidos y dispersiones.

Esta técnica permite analizar muestras tanto en forma de suspensión líquida como directamente en polvo seco. Durante la medida, las partículas interaccionan con un haz láser generando un patrón de dispersión de luz que es registrado por una serie de detectores situados en diferentes ángulos.

A partir de la intensidad de luz dispersada se aplica un modelo matemático, como Mie o Fraunhofer, para calcular la distribución granulométrica de la muestra. El resultado se expresa normalmente como una distribución de volumen basada en la esfera equivalente, es decir, el diámetro de una esfera que produciría un patrón de dispersión equivalente.

Aplicaciones de la difracción láser

La medida del tamaño de partícula mediante difracción láser está reconocida por numerosos estándares internacionales como ISO, ASTM, USP, EP y JP, siendo una técnica ampliamente utilizada en control de calidad e investigación.

Su capacidad para analizar muestras mediante dispersión líquida o seca, junto con su rapidez de medida y amplio rango dinámico (desde partículas submicrométricas hasta milímetros), hace que sea una solución versátil para sectores como la industria farmacéutica, cerámica, cemento, alimentación, cosmética y ciencia de materiales.

La difracción láser permite caracterizar una gran variedad de muestras, incluyendo principios activos farmacéuticos (API), excipientes, cementos, cacao, café, productos lácteos, cenizas, aguas residuales y muestras ambientales.

Potencial zeta en dispersiones concentradas sin dilución

La medida del potencial zeta en dispersiones líquidas concentradas es posible mediante técnicas basadas en espectroscopia acústica, permitiendo analizar la muestra en su estado original sin necesidad de dilución.

Esta metodología utiliza una sonda de medida directa capaz de caracterizar dispersiones y emulsiones con una fracción de volumen superior al 1%, proporcionando información fiable sobre la estabilidad del sistema y evitando alteraciones causadas por la preparación de la muestra.

Parámetros de caracterización

• Potencial zeta en dispersiones y emulsiones concentradas.
• Densidad de carga superficial eléctrica.
• Punto isoeléctrico.
• Dosificación óptima de surfactantes.

La técnica está basada en la norma ISO 13099-3 para la determinación del potencial zeta en sistemas coloidales, proporcionando una herramienta avanzada para el desarrollo y optimización de formulaciones.