ES2211977T3 - Control de la bioincrustacion mediante la utilizacion de esteres de acidos grasos de poliglicol. - Google Patents
Control de la bioincrustacion mediante la utilizacion de esteres de acidos grasos de poliglicol.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION ESTA RELACIONADA CON UN METODO PARA INHIBIR EL CRECIMIENTO DE BACTERIAS SOBRE SUPERFICIES SUMERGIBLES. EL METODO PONE EN CONTACTO LA SUPERFICIE SUMERGIBLE CON UNA CANTIDAD EFECTIVA DE AL MENOS UN ESTER DE ACIDO GRASO Y POLIGLICOL QUE INHIBA LA ADHESION BACTERIANA A LA SUPERFICIE SUMERGIBLE. LA PRESENTE INVENCION TAMBIEN ESTA RELACIONADA CON UN METODO QUE CONTROLE LA INCRUSTACION BIOLOGICA DE UN SISTEMA ACUOSO. ESTE METODO AÑADE UNA CANTIDAD EFECTIVA DE AL MENOS UN ESTER DE ACIDO GRASO Y POLIGLICOL QUE INHIBA LA ADHESION BACTERIANA A LA SUPERFICIE SUMERGIDA EN UN SISTEMA ACUOSO. ESTE METODO CONTROLA EFECTIVAMENTE LA INCRUSTACION BIOLOGICA SIN ELIMINAR PRACTICAMENTE LOS ORGANISMOS QUE SE INCRUSTAN. LA PRESENTE INVENCION TAMBIEN ESTA RELACIONADA CON UNA COMPOSICION QUE CONTIENE ESTERES DE ACIDO GRASO Y POLIGLICOL Y QUE PUEDE USARSE EN LOS METODOS ANTERIORES. LAS COMPOSICIONES SE COMPONEN AL MENOS DE UN ESTER DE ACIDO GRASO Y POLIGLICOL EN UNA CANTIDAD LO SUFICIENTEMENTE EFECTIVA PARA QUE SE INHIBA LA ADHESION DE LAS BACTERIAS A LAS SUPERFICIES SUMERGIBLES O SUMERGIDAS.
Description
Control de la bioincrustación mediante la
utilización de ésteres de ácidos grasos de poliglicol.
La invención utiliza ésteres de ácidos grasos de
poliglicol para inhibir la adhesión bacteriana en superficies
sumergibles o sumergidas, en particular aquellas superficies que
están dentro de un sistema acuoso. La invención también se refiere
a métodos y composiciones para controlar la incrustación
biológica.
Los microorganismos se adhieren a una gran
variedad de superficies, en concreto superficies que están en
contacto con fluidos acuosos que proporcionan un entorno adecuado
para el desarrollo de microbios. Por ejemplo, se sabe que los
microorganismos se adhieren a los cascos de los barcos, a las
estructuras marítimas, a los dientes, a los implantes médicos, a
las torres de refrigeración, y a los intercambiadores térmicos.
Adhiriéndose a esas superficies sumergidas o sumergibles, los
microorganismos pueden contaminar la superficie o provocar el
deterioro de la misma.
En los mamíferos (por ejemplo: humanos, ganado v
mascotas), los microorganismos adheridos a una superficie pueden
causar problemas de salud. El sarro, por ejemplo, se produce por la
adhesión de microorganismos a la superficie dental. Los implantes
médicos que presentan adhesión de microorganismos no deseados sobre
sus superficies a menudo quedan recubiertos por una costra y tienen
que ser cambiados.
Los estudios científicos han demostrado que la
primera fase de la bioincrustación en sistemas acuosos consiste
generalmente en la formación de una biopelícula fina sobre
superficies sumergidas o sumergibles, es decir, superficies
expuestas al sistema acuoso. Adhiriéndose a superficies sumergidas
y colonizándolas, se cree que con carácter general microorganismos
como las bacterias forman la biopelícula y alteran la superficie
para favorecer el desarrollo de comunidades más complejas de
organismos que originan la incrustación biológica avanzada del
sistema acuoso y sus superficies sumergidas. Una revisión general
de los mecanismos de la importancia de la biopelícula como fase
inicial de la incrustación biológica es ofrecida por C.A. Kent en
"Biological Fouling: Basic Science and Models" (en
Melo, L.F., Bott, T.R., Bernardo, C.A. (eds.), Fouling Science
and Technology, NATO ASI Series, Series E, Applied Sciences: NO.
145, Kluwer Acad. Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1988).
Otras referencias bibliográficas incluyen M. Fletcher y G.I. Loeb,
Appl. Environ. Microbiol 37 (1979) 67-72; M.
Humphries et al., FEMS Microbiology Ecology 38 (1986)
299-308; y M. Humphries et. Al., FEMS
Microbiology Letters 42 (1987) 91-101.
La bioincrustación, o incrustación biológica, es
un inconveniente o problema constante en una gran variedad de
sistemas acuosos. La bioincrustación, tanto incrustación
microbiológica como macrobiológica, viene causada por la
acumulación de microorganismos, macroorganismos, sustancias
extracelulares y suciedad y desechos que quedan atrapados en la
biomasa. Los organismos implicados incluyen microorganismos como
bacterias, hongos, levaduras, algas, diatomeas, protozoos y
macroorganismos como macro-algas, percebes y
pequeños moluscos como almejas asiáticas o mejillones cebra.
Otro desagradable fenómeno de bioincrustación que
tiene lugar en sistemas acuosos, en concreto en fluidos acuosos de
procesos industriales, es la formación de limo. La formación de
limo puede tener lugar en sistemas de agua dulce, salobre o salada.
El limo consiste en depósitos apelmazados de microorganismos,
fibras y desechos. Puede ser fibroso, pastoso, gomoso con aspecto
de tapioca o duro, y tiene un característico y desagradable olor
que es diferente de aquél del sistema acuoso en el que se forma.
Los microorganismos involucrados en la formación de limo son
fundamentalmente diferentes especies de bacterias esporíferas y no
esporíferas, en concreto formas encapsuladas de bacterias que
segregan sustancias gelatinosas que envuelven o encierran las
células. Los microorganismos del limo también incluyen bacterias
filamentosas, hongos filamentosos de tipo moho, levaduras y
microorganismos tipo levaduras.
La bioincrustación, que a menudo degrada un
sistema acuoso, puede manifestarse en una variedad de problemas,
como pérdida de viscosidad, formación de gas, olor desagradable, pH
reducido, cambio de color v gelificación. Además, la degradación de
un sistema acuoso puede provocar la contaminación de los sistemas
de tratamiento de agua relacionados, que pueden incluir por
ejemplo: torres de refrigeración, bombas, intercambiadores térmicos
y tuberías, sistemas de calefacción, sistemas de lavado y otros
sistemas similares.
La bioincrustación puede tener un impacto directo
económicamente adverso cuando se produce en aguas de procesos
industriales, por ejemplo en aguas de refrigeración, fluidos de
trabajo del metal u otros sistemas de recirculación de agua como
los utilizados en la industria papelera o textil. Si no se
controla, la incrustación biológica en aguas de procesos
industriales puede interferir en el funcionamiento del proceso
reduciendo la eficacia del proceso, desperdiciando energía,
obturando los sistemas de tratamiento de agua, e incluso puede
degradar la calidad del producto.
Por ejemplo, los sistemas de refrigeración de
agua utilizados en centrales eléctricas, refinerías, plantas
químicas, sistemas de aire acondicionado y otras operaciones
industriales se enfrentan a menudo con problemas de
bioincrustación. Los organismos aerotransportados que son
arrastrados desde las torres de refrigeración, así como los
organismos transportados por el agua provenientes del suministro de
agua del sistema frecuentemente contaminan estos sistemas acuosos.
El agua en estos sistemas generalmente proporciona un medio
excelente para el desarrollo de estos organismos.
Los organismos aeróbicos y heliotrópicos se
desarrollan bien en las torres. Otros organismos se desarrollan y
colonizan otras zonas como sumideros de torres, tuberías,
intercambiadores térmicos, etc. Si no se controla, la
bioincrustación resultante puede taponar las torres, obturar las
tuberías y cubrir las superficies de intercambiadores térmicos con
capas de limo y otros mantos biológicos. Esto impide el
funcionamiento correcto, reduce la eficacia de la refrigeración y,
lo que quizá es más importante, incrementa el coste del proceso en
su conjunto.
Los procesos industriales susceptibles de
bioincrustación también incluyen la fabricación de papel, la
industria de pasta, papel, cartón, etc., y la industria textil, en
concreto textiles no tejidos puestos a remojo. Estos procesos
industriales por lo general hacen recircular grandes cantidades de
agua en condiciones que favorecen el desarrollo de organismos de
bioincrustación.
Las máquinas de papel, por ejemplo, manejan
grandes cantidades de agua en sistemas de recirculación denominados
"circuitos de aguas blancas". El suministro de una máquina de
papel contiene típicamente sólo aproximadamente 0,5% de sólidos
para la fabricación de papel fibrosos y no fibrosos, lo que
significa que para cada tonelada de papel casi 200 toneladas de
agua pasan a través del contenedor. La mayor parte de este agua
recircula en el circuito de aguas blancas. Los circuitos de aguas
blancas proporcionan un medio excelente para el desarrollo de
microorganismos de bioincrustación. Este desarrollo puede dar lugar
a la formación de limo y otros depósitos en contenedores, líneas
de agua y equipos para la fabricación de papel. Esta
bioincrustación no sólo puede interferir en el flujo de agua y
material, sino que además, cuando se desprende puede provocar
manchas, agujeros y malos olores en el papel, así como roturas en
el tejido; trastornos costosos en el funcionamiento de la máquina
de papel.
La bioincrustación en aguas recreacionales como
piscinas o spas, o aguas decorativas como estanques o
fuentes puede impedir en gran medida su disfrute por parte de la
gente. La incrústación biológica a menudo da lugar a olores
desagradables. Lo que es más importante, en concreto en aguas
recreacionales, la bioincrustación puede degradar la calidad del
agua hasta el punto de que resulte inadecuada para su utilización
e incluso puede suponer un riesgo para la salud.
Las aguas sanitarias, como aguas de procesos
industriales y aguas recreacionales, también son vulnerables a la
incrustación y los problemas asociados. Las aguas sanitarias
incluyen agua de tocador, agua de cisterna, agua séptica y aguas de
tratamiento de aguas residuales. Debido a la naturaleza de los
residuos contenidos en las aguas sanitarias, estos sistemas de agua
son especialmente susceptibles a la bioincrustación.
Para controlar la bioincrustación, la técnica
tradicionalmente ha tratado el sistema de agua afectado con
químicos (biocidas) en concentraciones suficientes para matar o
inhibir en gran manera el desarrollo de organismos de
bioincrustación. Véanse, por ejemplo, las patentes norteamericanas
n° 4.293.559 y 4.295.932. Por ejemplo, gas de cloro y soluciones de
hipoclorito hechas a partir del gas se han añadido durante mucho
tiempo a los sistemas de agua para matar o impedir el desarrollo de
bacterias, hongos, algas y otros organismos problemáticos. Sin
embargo, los compuestos de cloro pueden no sólo dañar los
materiales utilizados para la construcción de sistemas acuosos,
sino que también pueden reaccionar con orgánicos para dar lugar a
sustancias no deseadas en caudales de vertidos, como clorometanos y
dioxinas cloradas, ambos cancerígenos. También se han utilizado
determinados compuestos orgánicos, como metilen bistiocianato,
ditiocarbamatos, haloorgánicos y surfactantes de amonio
cuaternarios. Si bien muchos de estos compuestos son bastante
eficaces para matar microorganismos o impedir su desarrollo,
pueden resultar también tóxicos o nocivos para los humanos,
animales u otros organismos contra los que no se dirigen.
Una posible forma de controlar la bioincrustación
de los sistemas acuosos, que incluye las superficies sumergidas
relacionadas, consistiría en controlar o impedir la adhesión
bacteriológica a las superficies sumergidas dentro del sistema
acuoso. Esto puede hacerse por supuesto utilizando microbicidas
que, sin embargo, generalmente presentan algunas de las
desventajas arriba mencionadas. Como alternativa, la presente
invención proporciona métodos y composiciones útiles para impedir
sustancialmente la adhesión bacteriológica a una superficie
sumergida o sumergible y para controlar la bioincrustación de
sistemas acuosos. La invención evita las desventajas de los
métodos anteriores. Otras ventajas de esta invención se pondrán de
manifiesto a partir de la lectura de la descripción y de las
reivindicaciones adjuntas.
La JP-A-05186302
describe un agente anticontaminante para impedir la adhesión de
organismos acuáticos a superficies sumergibles, como la parte
inferior de los barcos. El agente, que se obtiene a partir de una
reacción de un ácido graso esterificado (por ejemplo, aceite de
palma) con óxido de etileno, tiene la fórmula (I) R_{1}COO
(CH_{2}CH_{2}O) _{m}H [n=0, R_{2}=H].
La presente invención se refiere a la utilización
de un éster de ácido graso de poliglicol para controlar la
bioincrustación de un sistema acuoso sin matar sustancialmente las
bacterias en dicho sistema, añadiendo al sistema acuoso dicho éster
de ácido graso de poliglicol con el fin de impedir la adhesión
bacteriológica sobre una superficie sumergida dentro del sistema
acuoso, donde el éster de ácido graso de poliglicol es:
dietilenglicol monoéster y una mezcla de ácidos grasos que contiene
aproximadamente 46 peso % de ácido isoleico, 37 peso % de ácido
oleico y 17 peso % de ácidos saturados; dietilenglicol monoéster y
ácido graso de talloil; diéster de ácido graso de talloil y un
poliglicol seleccionado a partir de un glicerol propoxilado que
tiene un peso molecular de 250 ó 3000; o monoéster de ácido graso
de talloil y un polietilenglicol que tiene un peso molecular de
400; o una mezcla de los mismos.
La presente invención también se refiere a una
composición para controlar la bioincrustación de un sistema acuoso
que comprende algunos de los ésteres de ácidos grasos de poliglicol
arriba descritos en una cantidad eficaz para impedir la adhesión de
bacterias a una superficie sumergida dentro de un sistema
acuoso.
La presente invención se refiere a un método para
controlar la bioincrustación de un sistema acuoso. Un sistema
acuoso comprende no sólo el fluido acuoso o líquido que fluye a
través del sistema, sino también las superficies sumergidas
relacionadas con el sistema. Superficies sumergidas son aquellas
superficies que están en contacto con el fluido acuoso o líquido.
Las superficies sumergidas incluyen, con carácter no exhaustivo,
las superficies interiores de tuberías o bombas, las paredes de una
torre de refrigeración o contenedor, intercambiadores térmicos,
pantallas, etc. En resumen, las superficies en contacto con el
fluido acuoso o líquido son superficies sumergidas y se consideran
parte de un sistema acuoso.
El método de la invención añade al menos un éster
de ácido graso de poliglicol al sistema acuoso en una cantidad que
impide eficazmente que las bacterias se adhieran a una superficie
sumergida dentro del sistema acuoso. Con la concentración
utilizada, este método controla eficazmente la bioincrustación del
sistema acuoso sin matar sustancialmente las bacterias.
"Controlar la bioincrustación" del sistema
acuoso significa controlar la cantidad o alcance de la
bioincrustación a o por debajo de un nivel deseado y durante un
periodo de tiempo deseado para el concreto sistema. Esto puede
significar eliminar la bioincrustación del sistema acuoso, reducir
la bioincrustación a un nivel deseado o impedir completamente la
bioincrustación o por encima de un nivel deseado.
Conforme a la presente invención, "impedir que
las bacterias se adhieran" a una superficie sumergida dentro
del sistema acuoso significa permitir una cantidad mínima o
insignificante de adhesión bacteriológica durante un periodo de
tiempo deseado para el sistema concreto. Preferiblemente, no se
produce esencialmente ninguna adhesión bacteriológica y más
preferiblemente, se impide la adhesión bacteriológica. La
utilización de un éster de ácido graso de poliglicol conforme a la
invención pueden en muchos casos, descomponer o reducir otros
microorganismos que existen adheridos hasta límites indetectables y
mantener ese nivel durante un considerable periodo de tiempo.
Si bien algunos ésteres de ácidos grasos de
poliglicol pueden tener una actividad biocida en concentraciones
por encima de niveles umbral, los ésteres de ácidos grasos de
poliglicol impiden eficazmente la adhesión bacteriológica en
concentraciones que generalmente están muy por debajo de los
niveles umbral. Conforme a la invención, el éster de ácido graso de
poliglicol impide la adhesión bacteriológica sin matar
sustancialmente las bacterias. De esta forma, la cantidad eficaz de
éster de ácido graso de poliglicol utilizada conforme a la
invención está muy por debajo de su umbral tóxico, en caso de que
el éster de ácido graso de poliglicol tenga también propiedades
biocidas. Por ejemplo, la concentración del éster de ácido graso de
poliglicol puede estar diez o más veces por debajo de su umbral
tóxico. Preferiblemente, el éster de ácido graso de poliglicol
tampoco debería resultar perjudicial para organismos contra los que
no se dirige y que pueden estar presentes en el sistema acuoso.
Puede utilizarse un éster de ácido graso de
poliglicol o una mezcla de ésteres de ácidos grasos de poliglicol
para controlar la bioincrustación en una gran variedad de sistemas
acuosos, como los mencionados anteriormente. Estos sistemas acuosos
incluyen, con carácter no limitativo, sistemas acuosos
industriales, sistemas acuosos sanitarios y sistemas acuosos
recreacionales. Como se ha dicho anteriormente, son ejemplos de
sistemas acuosos industriales los fluidos para el trabajo de
metales, las aguas de refrigeración (por ejemplo: agua de
refrigeración de entrada, vertidos de agua de refrigeración y
recirculación de agua de refrigeración) y otros sistemas de
recirculación de agua como los utilizados en la industria papelera
o textil. Los sistemas acuosos sanitarios incluyen sistemas de
aguas residuales (por ejemplo: sistemas de aguas residuales
industriales, privados y municipales), servicios y sistemas de
tratamiento de aguas (por ejemplo: sistemas de tratamiento de aguas
residuales). Las piscinas, fuentes, piscinas decorativas u
ornamentales, estanques o arroyos, etc. son ejemplos de sistemas de
agua recreacionales.
La cantidad eficaz de un éster de ácido graso de
poliglicol para impedir que las bacterias se adhieran a una
superficie sumergida en un concreto sistema variarán algo en
función del sistema acuoso que quiera protegerse, las condiciones
de desarrollo microbiológico, el alcance de la bioincrustación ya
existente y el grado de control de la bioincrustación que se desee.
Para una concreta aplicación, la cantidad elegida puede venir
determinada por pruebas rutinarias de diversas cantidades antes de
tratar el sistema afectado en su integridad. Por lo general, una
cantidad eficaz utilizada en un sistema acuoso puede variar desde
aproximadamente 1 hasta aproximadamente 500 partes por millón y más
preferiblemente desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 100
partes por millón del sistema acuoso.
Los ésteres de ácidos grasos de poliglicol pueden
prepararse mediante una reacción de esterificación estándar
haciendo reaccionar el poliglicol con un ácido graso. Para los
monoésteres, la relación de poliglicol a ácido graso es de 1:1 y
para diésteres, 1:2. La reacción emplea típicamente una pequeña
cantidad de un catalizador deshidratante, como ácido sulfúrico. Los
reactivos se calientan generalmente al vacío, por ejemplo a
temperaturas que oscilan desde aproximadamente
100-140°C, durante aproximadamente
1-2 horas. La reacción se considera típicamente
terminada cuando queda menos de aproximadamente un 4% de ácidos
grasos libres. La evolución de la reacción puede controlarse
mediante volumetría o FTIR. El agua, un subproducto de la reacción
generalmente destilada o azeotrópica a partir de la mezcla del
producto, se desecha.
Los poliglicoles empleados en la presente
invención son dietilenglicol; gliceroles propoxilados con pesos
moleculares de 250 y 3000 comercializados por Dow Chemical bajo las
marcas PT 250 y PT 3000; y polietilenglicol con un peso molecular
de 400, comercializado por Olin Chemical Company of Brandenburg, KY
bajo la marca PEG 400.
Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos
derivados de o contenidos en una grasa o aceite animal o vegetal.
Los ácidos grasos están compuestos por una cadena de grupos
alquilos que contienen desde aproximadamente 4 hasta
aproximadamente 22 átomos de carbono (normalmente en número impar)
y tienen un grupo de ácido carboxílico terminal. Los ácidos grasos
pueden ser lineales o ramificados, saturados o insaturados e
incluso aromáticos. Los ácidos grasos utilizados en la presente
invención son ácido graso de talloil (TOFA), que fundamentalmente es
una mezcla de ácido oleico (\sim45 peso %) y ácido linoleico
(\sim36 peso %) y otros ácidos grasos, comercializados por
Arizona Chemical Company, Panama City, Florida, y la mezcla de
ácidos grasos vendida bajo la marca Century MO-5
por Union Camp Chemical Company of. Jacksonville, Florida. La
mezcla de ácidos grasos Century MO-5 contiene
aproximadamente 46 peso % de ácido isoleico, 37 peso % de ácido
oleico y 17 peso % de ácidos grasos saturados como ácido palmítico
y ácido esteárico.
Los métodos conformes con la invención pueden
formar parte de un régimen global de tratamiento de aguas. El éster
de ácido graso de poliglicol puede utilizarse con otros químicos
para el tratamiento de aguas, en concreto con biocidas (por
ejemplo: algicidas, fungicidas, bactericidas, moluscicidas,
oxidantes, etc.), quitamanchas, clarificadores, floculantes,
coagulantes u otros químicos utilizados habitualmente en el
tratamiento de aguas. Por ejemplo, las superficies sumergibles
pueden entrar en contacto con un éster de ácido graso de poliglicol
como tratamiento previo para impedir la adhesión bacteriológica y
colocada en un sistema acuoso utilizando un microbicida para
controlar el crecimiento de microorganismos. O bien, un sistema
acuoso que esté experimentando una intensa incrustación biológica
puede tratarse primero con un biocida adecuado para eliminar la
contaminación existente. Puede emplearse entonces un éster de ácido
graso de poliglicol para mantener el sistema acuoso.
Como alternativa puede utilizarse un éster de
ácido graso de poliglicol en combinación con un biocida para
impedir que se adhieran las bacterias a superficies sumergidas
déntro del sistema acuoso mientras el biocida actúa para controlar
el desarrollo de microorganismos en el sistema acuoso. Una
combinación como ésta permite por lo general utilizar menos
microbicida.
"Controlar el desarrollo de microorganismos"
en un sistema acuoso significa controlar hasta, a o por debajo de
un nivel deseado y durante un periodo de tiempo deseado para el
concreto sistema. Esto puede significar la eliminación de
microorganismo o impedir su desarrollo en el sistema acuoso.
El éster de ácido graso de poliglicol puede
utilizarse en los métodos de la invención como una formulación
sólida o líquida. De acuerdo con ello, la presente invención se
refiere también a una composición que contiene un éster de ácido
graso de poliglicol. La composición comprende al menos un éster de
ácido graso de poliglicol en una cantidad eficaz para impedir que
las bacterias se adhieran a una superficie sumergida dentro de un
sistema acuoso. Cuando se utiliza en combinación con otro químico
para el tratamiento de aguas como un biocida, la composición puede
contener también ese químico. Si se formulan conjuntamente, no
deberían producirse interacciones adversas entre e3 éster de ácido
graso de poliglicol y el químico para tratamiento de aguas que
reduzcan o supriman su eficacia en el sistema acuoso. Se prefieren
las formulaciones separadas en caso de que puedan producirse
interacciones adversas.
En función de su utilización, una composición de
acuerdo con la presente invención puede prepararse de varias formas
conocidas en la técnica. Por ejemplo, la composición puede
prepararse en forma líquida como una solución, dispersión,
emulsión, suspensión o pasta; una dispersión, suspensión o pasta en
un no-disolvente; o como una solución disolviendo
el éster de ácido graso de poliglicol en un disolvente o
combinación de disolventes. Son disolventes adecuados, con carácter
no limitativo: acetona, glicoles, alcoholes, éteres u otros
disolventes dispersables en agua. Se prefieren las formulaciones
acuosas.
La composición puede prepararse como un
concentrado líquido que será diluido antes de su pretendida
utilización. Aditivos habituales como surfactantes, emulgentes,
dispersantes y similares, pueden utilizarse tal y como se conoce en
la técnica para aumentar la solubilidad del éster de ácido graso
de poliglicol u otros componentes en una composición o sistema
líquidos, como una composición o sistema acuoso. En muchos casos,
la composición de la invención puede solubilizarse mediante simple
agitación. Pueden añadirse igualmente tintes o fragancias para
aplicaciones adecuadas, como agua de tocador.
Puede prepararse también una composición de la
presente invención en forma sólida. Por ejemplo, el éster de ácido
graso de poliglicol puede formularse como un polvo o pastilla
utilizando medios conocidos en la técnica. Las pastillas pueden
contener una variedad de excipientes conocidos en la técnica de la
fabricación de pastillas, como tintes u otros agentes colorantes, y
perfumes o fragancias. También pueden incluirse otros componentes
conocidos en la técnica como rellenos, aglutinantes, deslizantes,
lubricantes o antiadherentes. Estos últimos componentes pueden
incorporarse para mejorar las propiedades de la pastilla y/o el
proceso de fabricación de pastillas.
Los siguientes ejemplos ilustrativos sirven para
describir la naturaleza de la invención de forma más clara. Debe
entenderse, no obstante, que la invención no queda limitada a las
condiciones o detalles específicos expuestos en estos ejemplos.
El siguiente método define de manera eficaz la
capacidad de un compuesto químico para impedir el adhesión
bacteriológica, o atacar la formación de microorganismos ya
adheridos, sobre varios tipos de superficie. En términos generales,
se construyeron biorreactores en cuyo borde se fijaron
portaobjetos de aproximadamente 2,5 cm x 7,5 cm (cristal,
poliestireno, metal). Los extremos inferiores (aprox. 5 cm) de los
portaobjetos se sumergieron en un medio de desarrollo
bacteriológico (pH 7) dentro del biorreactor que contenía una
concentración conocida del químico de ensayo.
Tras inocular especies bacteriológicas conocidas,
las soluciones del ensayo se removieron de continuo durante 3
días. Salvo indicación en contra en los resultados que se muestran
más adelante, el medio dentro del biorreactor se había vuelto
turbio al final de los tres días. Esta turbidez era índice de que
las bacterias proliferaron en el medio a pesar de la presencia del
químico ensayado. Igualmente, es índice de que el químico, en la
concentración ensayada, no mostró prácticamente actividad biocida
(bactericida) alguna. Se utilizó entonces un procedimiento de
tintado en los portaobjetos con el fin de determinar la cantidad
de bacterias adheridas a las superficies de los portaobjetos.
Los biorreactores comprendían un vaso de
precipitados de cristal de 400 ml cubierto con una tapa (tapa a
partir de un disco de petri de cristal estándar de 9 cm de
diámetro). Con la tapa levantada, los portaobjetos del material
escogido se pegaron con cinta adhesiva por un extremo y se
suspendieron dentro del biorreactor desde el extremo superior del
vaso de precipitados. De esta forma pueden sumergirse los
portaobjetos dentro del medio de ensayo. Típicamente, se colocaron
cuatro portaobjetos (réplicas) alrededor del biorreactor dejando un
espacio uniforme entre ellos. Los resultados finales mostrados más
adelante son las medias de las cuatro réplicas. Se colocó una barra
de movimiento magnética en el fondo de la unidad, se puso la tapa,
y se esterilizó el biorreactor en autoclave. Se utilizaron dos
tipos diferentes de material como portaobjetos: poliestireno
(poliestir.) como superficie hidrófoba y cristal como superficie
hidrófila.
El medio líquido utilizado en los biorreactores
fue descrito previamente por Delaquis et al.,
"Detachment of Pseudomonas fluorescens From Biofilms On Glass
Surfaces In Response To Nutrient Stress", Microbial Ecology 18:
199-210, 1989. La composición del medio
era:
| Glucosa | 1,0 g |
| K_{2}HPO_{4} | 5,2 g |
| K_{2}HPO_{4} | 2,7 g |
| NaCl | 2,0 g |
| NH_{4}Cl | 1,0 g |
| MgSO_{4} . 7H_{2}O | 0,12 g |
| Elemento traza | 1,0 ml |
| H_{2}O desionizada | 1,0 L |
| CaCl_{2} | 1,5 g |
| FeSO_{4} . 7H_{2}O | 1,0 g |
| MnSO_{4} . 2H_{2}O | 0,35 g |
| NaMoO_{4} | 0,5 g |
| H_{2}O desionizada | 1,0 L |
El medio se esterilizó en autoclave y después se
dejó enfriar. En caso de formarse un sedimento en el medio en
autoclave, el medio volvía a suspenderse mediante agitación antes
de su utilización.
Se aislaron bacterias de los géneros Bacillus,
Flavobacterium y Pseudomonas de un depósito de limo
procedente de una fábrica de papel y se mantuvieron en cultivo
continuo. Los organismos del ensayo se colocaron en líneas por
separado sobre un agar de recuento en placa y se incubaron a 30°C
durante 24 horas. Con un palillo de algodón estéril se retiraron
porciones de las colonias y se suspendieron en agua esterilizada.
Las suspensiones se mezclaron muy bien y se ajustaron a una
densidad óptica de 0,858 (Bacillus), 0,625
(Flavobacterium) y 0,775 (Pseudomonas) a 686 nm.
Se añadieron a cuatro biorreactores separados 200
ml del medio estéril preparado según lo indicado anteriormente. Los
químicos que se iban a evaluar como biodispersantes se prepararon
en primer lugar como solución madre (40 mg/2 ml) utilizando agua o
una mezcla acetona:metanol (ac/MeOH) en una proporción 9:1 como
disolvente. Se añadió uri alícuota de 1,0 ml de la solución madre
al biorreactor removiendo moderadamente de forma continua y
magnética. Esto proporcionó una concentración inicial de 100 ppm
para el compuesto del ensayo. Un biorreactor (control) no contiene
el compuesto de ensayo. Se introdujeron entonces alícuotas (0,5
ml) de cada una de las tres suspensiones bacteriológicas en cada
biorreactor. Los biorreactores se removieron a continuación de
forma constante durante tres días para permitir un aumento de la
población bacteriológica y la sedimentación de células sobre las
superficies de los portaobjetos.
Los siguientes compuestos se valoraron
utilizando el procedimiento descrito más arriba: dietilenglicol
monoéster y Century MO-5, compuesto a; diéster de
PT 250 y ácido graso de talloil, compuesto c; diéster de PT 3000 y
ácido graso de talloil, compuesto d; monoéster de PEG 400 y ácido
graso de talloil, compuesto e; y dietilenglicol monoéster y ácido
graso de talloil, compuesto f.
Una vez completado el ensayo, se retiraron los
portaobjetos de los biorreactores y se colocaron en vertical para
que se secaran al aire. El grado de adhesión de las bacterias a la
superficie de ensayo se valoró entonces utilizando un procedimiento
de tintado. Los portaobjetos se flamearon brevemente con el fin de
fijar las células a la superficie y luego se transfirieron durante
dos minutos a un recipiente de cristal violeta de Gram (DIFCO
Laboratories, Detroit, MI). Los portaobjetos se aclararon con
cuidado con agua corriente, y luego se secaron cuidadosamente. El
grado de adhesión bacteriológica se determinó entonces mediante
examen visual y puntuación subjetiva de cada portaobjetos. La
intensidad del tinte es directamente proporcional a la cantidad de
adhesión bacteriológica.
Los resultados finales de la siguiente
biopelícula son:
| 0 = prácticamente ninguna | 3 = moderada |
| 1 = escasa | 4 = intensa |
| 2 = ligera |
Los tratamiento químicos se valoraron con
referencia al control que recibe típicamente una puntuación media
para los cuatro portaobjetos del biorreactor dentro del margen de
3-4. Los compuestos que reciben una puntuación
media dentro del margen de 0-2 se consideraron
eficaces para impedir la adhesión de bacterias a los portaobjetos
sumergidos. Los resultados se muestran en la siguiente tabla.
| Compuesto | Disolvente | Conc.(ppm) | CIM | Portaobjetos | Puntuación |
| a | ac/MeOH | 100 | >500 | cristal | 3 |
| ac/MeOH | 100 | poliestir. | 0,7 | ||
| c | ac/MeOH | 100 | >500 | cristal | 2 |
| d | ac/MeOH | 100 | >500 | cristal | 1 |
| e | ac/MeOH | 100 | >100 | cristal | 1 |
| f | agua | 100 | >100 | cristal | 2 |
^{1}Concentración inhibitoria mínima
(CIM) para cada compuesto frente a las bacterias E.
Aerogenes utilizando un ensayo de sales basales con pH 6 y pH
8.
Claims (10)
1. Utilización de un éster de ácido graso de
poliglicol para controlar la bioincrustación de un sistema acuoso
sin matar sustancialmente las bacterias en dicho sistema, añadiendo
al sistema acuoso dicho éster de ácido graso de poliglicol para
impedir con ello que las bacterias se adhieran a una superficie
sumergida dentro del sistema acuoso, en la que el éster de ácido
graso de poliglicol es: dietilenglicol monoéster y una mezcla de
ácidos grasos que contiene aproximadamente 46 peso % de ácido
isoleico, 37 peso % de ácido oleico y 17 peso % de ácidos
saturados; dietilenglicol monoéster y ácido graso de talloil;
diéster de ácido graso de talloil y un poliglicol seleccionado a
partir de un glicerol propoxilado con un peso molecular de 250 ó
3000; o monoéster de ácido graso de talloil y un polietilenglicol
con un peso molecular de 400; o una mezcla de los mismos.
2. Utilización conforme a la reivindicación 1, en
la que la cantidad de éster de ácido graso de poliglicol varía de
10 ppm a 500 ppm.
3. Utilización conforme a la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, en la que el sistema acuoso es un sistema de
aguas industriales seleccionado entre un sistema de agua de
refrigeración, un sistema de fluido para el trabajo de los metales,
un sistema de agua para la fabricación de papel, un sistema de
agua para la fabricación de textiles.
4. Utilización conforme ala reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en la que el sistema acuoso es un sistema de
aguas recreacionales seleccionado entre una piscina, una fuente, un
estanque ornamental, una piscina ornamental y un arroyo
ornamental.
5. Utilización conforme a la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, en la que el sistema acuoso es un sistema de
aguas sanitarias seleccionado entre un sistema de agua para
servicios, un sistema de agua de cisterna, un sistema de aguas
sépticas y un sistema de tratamiento de aguas residuales.
6. Utilización conforme a cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, que además comprende la adición de un
biocida al sistema acuoso con el fin de controlar el crecimiento de
un microorganismo en el sistema acuoso.
7. Utilización conforme a la reivindicación 6, en
la que dicho sistema acuoso se selecciona entre un sistema de
aguas industriales, un sistema de aguas recreacionales y un sistema
de aguas sanitarias.
8. Utilización conforme a cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en la que la superficie sumergida es un
casco de barco, un casco de bote, una estructura marítima, la
superficie de un diente, la superficie de un implante médico o una
superficie de un sistema acuoso.
9. Una composición para controlar la
bioincrustación de un sistema acuoso, que comprende al menos un
éster de ácido graso de poliglicol capaz de impedir que las
bacterias se adhieran a una superficie sumergida dentro del sistema
acuoso, en la que el éster de ácido graso de poliglicol es:
dietilenglicol monoéster y ácido graso de talloil; diéster de ácido
graso de talloil y un poliglicol seleccionado a partir de un
glicerol propoxilado con un peso molecular de 250 ó 3000; o
monoéster del ácido graso de talloil y un polientilenglicol con un
peso molecular de 400; o una mezcla de los mismos.
10. Una composición conforme a la reivindicada en
la reivindicación 10, que además comprende un biocida en una
cantidad eficaz para controlar el crecimiento de un microorganismo
en un sistema acuoso.
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