Espesantes o modificadores de la viscosidad

Los agentes espesantes son una parte importante dentro de la formulación de un cosmético.
No solo mejoran la viscosidad del producto, sino que mejoran el deslizamiento, extensibilidad, suavidad y la textura del producto final además de mejorar su estabilidad.
La viscosidad se define como la resistencia a fluir. Cuanto mayor sea la viscosidad de un producto mayor será la resistencia a fluir.

Por ejemplo, un antitranspirante ofrece bastante resistencia, la textura necesaria es más viscosa que un aceite bronceador que apenas presenta resistencia porque el producto debe ser prácticamente líquido.

La viscosidad se puede aumentar a través de diferentes vías:
Por adicción de sólidos
Suelen mejorar la sensación cutánea del producto. Ejemplo: talco.

Incremento de la fase interna de una emulsión
Al aumentar la concentración de la fase interna, las gotas que se forman en esta fase están más unidas y presentan cierta resistencia.

Homogeneización
La homogeneización puede aumentar la viscosidad de una manera similar al proceso anterior.
Cuando una emulsión está ya formada las gotas usualmente varían de tamaño. Al pasar el producto por un homogeneizador, las gotas se rompen en gotas más pequeñas. Se aumenta y se mejora la estabilidad.

Adicción de espesantes

Es la forma que mejor incrementa la viscosidad.
Si el producto es acuoso, se necesita un espesante que espese el agua; para un producto anhidro se necesita un espesante graso. Si el producto es una emulsión, se tendrá que decidir si se quiere espesar la fase interna, la fase externa o ambas.

Un espesante puede producir diferentes acciones en una fórmula:
         • Incremento de la viscosidad
         • Mejora de la estabilidad
         • Cambios en la apariencia del producto

Incremento de la viscosidad

Si se incrementa la viscosidad de una loción se obtiene una crema. Si se incrementa la viscosidad de la crema se obtiene una pasta. Si se incrementa la viscosidad de la pasta se torna un sólido.
Desafortunadamente, mientras se incrementa la viscosidad, se pueden ver afectadas otras características como el deslizamiento, la sensación de pegajosidad o la textura de la superficie del producto.

Si se producen modificaciones en la composición de la fase principal o en alguna de las fases, se pueden producir cambios en la estabilidad o en el aspecto final del producto. Esto haría que se añadiesen otros ingredientes o se hiciera un re-balanceo de los ingredientes principales para compensar esos cambios.

Mejora de la estabilidad

El aumento de la estabilidad es uno de los principales objetivos tras añadir un espesante.
Un sistema con cierta viscosidad no tiene la misma tendencia a sufrir cambios que uno de menor viscosidad.
La inestabilidad se produce por el movimiento de las partículas o de las fases de un producto.

En los productos como las bases de maquillaje, las partículas sólidas o pigmentos, tienen tendencia a ir hacia el fondo del envase.
Al aumentar la viscosidad de la base, se consigue reducir la velocidad de sedimentación.

En las emulsiones, al aumentar la viscosidad de la fase externa (la fase que está en mayor proporción) produce una mayor resistencia de movimiento sobre la fase interna, haciendo que las gotas que se forman se mantengan separadas y no se agrupen.

Si se aumenta la viscosidad de la fase interna de una emulsión, las gotas tienen mayor oposición para aumentar de tamaño, y por lo tanto se evita la inestabilidad por coalescencia.

Cambios en la apariencia del producto

Al añadir un espesante puede dar la sensación de ser un producto con mayor funcionalidad y de poder contener mayor cantidad de principios activos.

¿Qué tipo de espesantes se pueden utilizar?

En el diccionario INCI, hay más de 500 espesantes listados. No existe, sin embargo, un espesante universal.

Los espesantes se dividen en dos categorías generales:
Espesantes lipofílicos que trabajan mejor en medios oleosos
        o Agentes de textura
                ▪ Alcohol cetílico
                ▪ Alcohol estearílico
                ▪ Alcohol cetoestearílico
        o Ceras vegetales
        o Silica

Espesantes hidrofílicos: Tienen la capacidad de retener moléculas de agua e hincharse dando lugar a dispersiones viscosas.
        o Gomas vegetales
                ▪ Goma xantana
                ▪ Goma guar
                ▪ Goma tragacanto
                ▪ Goma acacia
        o Polisacáridos procedentes de algas
                ▪ Alginato de sodio
                ▪ Carragenato
                ▪ Agar agar
        o Polisacáridos procedentes de semillas
                ▪ Mucílagos de lino
                ▪ Mucílagos de semillas de membrillo
        o Almidones
        o Pectinas
        o Derivados de celulosa
        o Arcillas
                ▪ Hectorita
                ▪ Bentonita
                ▪ Silicato de magnesio y aluminio (MAS)

Espesantes lipófilos

Aportan cierto grosor y volumen al producto, especialmente en emulsiones.
Son compuestos sólidos que a través del calor se licuan para su incorporación.

Dentro de los espesantes lipófilos encontramos:

        • Agentes de textura
        • Ceras vegetales
        • Silica

Agentes de textura

Los agentes de texturas son principalmente alcoholes grasos de cadena larga.
Son alcoholes que proceden de ácidos grasos cuya cadena está entre 16 y 18 carbonos principalmente.

Los más empleados son:
        • Alcohol cetílico
        • Alcohol estearílico
        • Alcohol cetoestearílico (una mezcla de ambos)

Se incorporan en la fase interna de una emulsión A/O para estabilizarla. La fase interna de esta emulsión es la fase oleosa.
Aumentan la viscosidad sin impartir la sensación de pegajosidad que puede resultar al añadir ceras vegetales.

Su dosis de empleo como espesante va de 1 a 5% normalmente.

Ceras vegetales

Se encuentran en forma sólida y han de ser calentadas para poder ser utilizadas.
No muestran sensibilidad a los electrolitos, es decir, no interactúan con sales o ciertos minerales presentes que pueden producir inestabilidad en el producto.

Si el producto a elaborar contiene o va a contener cantidades altas de principios activos hidrosolubles no se aconseja el uso de ceras vegetales porque puede producir encapsulación del principio activo y restarle efectividad.

Las ceras más comunes usadas como espesantes son:
        • Cera de abejas
        • Cera de arroz
        • Cera de candelilla
        • Cera de carnauba

Cada una de estas ceras ofrece diferentes grados en cuanto a:
        • Formación de una película sobre la superficie de la piel
        • Dureza (a mayor punto de fusión de una cera mayor será la dureza que presente)
        • Capacidad espesante

  Poder filmógeno Punto de fusión Capacidad espesante Dosis de empleo
Cera de abejas Medio 61-66ºC Muy alta 1-3%
Cera de arroz Bajo 78-82ºC Media 1-5%
Cera de candelilla Alto 66-71ºC Muy alta 1-5%
Cera de carnauba Muy alto 80-86ºC Alta 1-3%


Es frecuente utilizar mezclas de ceras para beneficiarse de las diferentes propiedades de cada cera.

Silica

Recibe también el nombre de dióxido de silicio o Aerosil.
Rápidamente pierde sus propiedades espesantes a pH cercanos a la neutralidad, por lo que para obtener mejores resultados se debe trabajar en valores de pH ácido.

Para aumentar la viscosidad, la silica forma agregados sólidos a través del líquido.

Para espesar la fase oleosa de una emulsión es necesaria una concentración entre 0.5-2%.
Para espesar aceites hasta 10%.

Espesantes hidrófilos

Actúan mediante su dispersión en agua, hinchándose y aumentando la viscosidad.
Además, aportan cierto carácter humectante.

Dentro de los espesantes de tipo hidrófilo encontramos principalmente:

        • Polisacáridos procedentes de algas, gomas y de semillas
        • Almidones
        • Pectinas
        • Derivados de celulosa
        • Espesantes de tipo mineral (hectorita, bentonita o algunos silicatos)

Polisacáridos – Almidones – Pectinas

Un polisacárido se forma por la unión de múltiples azúcares para formar una cadena larga.
Su origen puede ser natural o semi-natural (aquí encontramos la celulosa y derivados).

Tipo aniónico (Carga negativa)
        o Alginatos
        o Goma xantana
        o Goma arábiga
        o Goma tragacanto
        o Celulosa

Tipo catiónico (Carga positiva)
        o Chitosán
        o Goma guar catiónica

Tipo no iónico (No generan carga alguna)
        o Almidones
        o Goma guar

Polisacáridos de tipo aniónico

El principal espesante de este grupo es la goma xantana. En agua, la goma xantana forma líquidos viscosos y aporta estabilidad.

El uso de la goma xantana reduce la cantidad de emulsionantes.

Las gomas vegetales como la goma arábiga o la goma tragacanto tienen su valor de máxima viscosidad a pH cercanos al 6, pero desaparece rápidamente a valores más altos o más bajos.


Los espesantes aniónicos son solo compatibles con espesantes aniónicos, no iónicos o anfóteros y no con espesantes catiónicos.

Polisacáridos de tipo catiónico

Una de las ventajas es que unen a las proteínas de la piel y del cabello.

Son útiles como agentes para formar película y como reparadores en productos para la piel y el cabello.

Son poco comunes, siendo el chitosán y la goma guar de tipo catiónico los espesantes naturales que se pueden encontrar.

Polisacáridos de tipo no iónico

No tienen ni carga negativa ni carga positiva.


Los almidones son muy empleados como espesantes de este tipo. Forman soluciones turbias.

Si se añaden espesantes de tipo inorgánico o mineral como bentonita, los efectos espesantes de los almidones pueden aumentarse significativamente.
La goma guar genera geles espesos si el pH no se vuelve ácido.

Los polisacáridos pueden presentar una serie de inconvenientes cuando se incorporan en una fórmula:
        • Pueden presentar sensibilidad al pH (modifican la viscosidad y pueden impedir la gelificación)
        • Contaminación bacteriana facilitada (exige un sistema de conservantes de amplio espectro)
        • Enturbian el producto
        • Aportar una sensación pegajosa

La concentración de uso de polisacáridos va de 0,1 a 2% en peso con respecto al total de la fórmula.
Para espesar la fase acuosa de una emulsión se recomienda entre 0.2-0.5%. Máximo 1%.
A partir de 1% la mayoría de espesantes forman geles.

Celulosa y derivados

La celulosa es un espesante efectivo en sistemas acuosos donde el contenido de agua debe ser igual o superior a un 90%.
Solo se permite un máximo de un 10% para incorporar tensioactivos, principios activos, conservantes, etc.

Son compatibles con tensioactivos de tipo aniónico o catiónico, no iónicos.

Son estables en presencia de electrolitos, es decir, en presencia de minerales o diferentes sales, no precipitan y pueden espesar la solución.

El gel de aloe presenta una elevada carga de electrolitos. Si se incorpora como componente de la fórmula una de las mejores opciones para espesar es con celulosa o algún derivado.

Con el gel de aloe vera no sucede lo mismo que con el resto de espesantes que pueden ser sensibles a la presencia de estos electrolitos. Para evitar la posible inestabilidad, primero se debe espesar la cantidad de agua que se vaya a incorporar a la fórmula y posteriormente se añade el gel de aloe.

Los derivados de celulosa (son de origen semi-natural) más empleados son:
        • Carboximetilcelulosa (CMC)
        • Hidroxietilmetilcelulosa (HEC)

Su concentración de uso va desde 1% hasta 3% (es la que más se suele emplear por el tipo de textura que genera).

Concentraciones más altas (4-5%) generan texturas más elásticas y difíciles de trabajar.

Arcillas

Las arcillas de tipo hidrófilo más importantes son:
        • Bentonita
        • Hectorita
        • Silicato de aluminio y magnesio (MAS)

Cada arcilla presenta diferentes cualidades espesantes.

Para crear la acción espesante la arcilla debe “hincharse” primero en agua siempre mediante agitación.
El grado de hidratación de una arcilla depende de su composición:
        • Si hay presencia de sodio tienen una alta capacidad de hinchamiento
        • En cambio, si hay calcio o magnesio, su capacidad se ve reducida y no son tan estables.

Tanto la bentonita como la hectorita forman soluciones espesas estables.
La bentonita se usa entre 1-5% especialmente en emulsiones.
La hectorita hasta un 2% y es más empleada en soluciones acuosas.

El silicato de aluminio y magnesio o MAS además de tener acción espesante suele aportar efecto perlado a los cosméticos en los que se incluye. Es más empleado en la elaboración de productos de maquillaje.

Su concentración de uso como espesante está entre 1-3%.