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Publicado: 22/12/2012.

El catión de amonio cuaternario es un ión poliatómico positivamente cargado, de estructura NR₄⁺. A diferencia del ion amonio (NH₄⁺ amoníaco) y los cationes de amonio primario, secundario o ternario, los cationes de amonio cuaternario están cargados permanentemente, independientemente del pH de su solución. Las sales de amonio cuaternario o compuestos de amonio cuaternario (comunmente llamadas aminas cuaternarias) son sales de cationes de amonio cuaternario enlazadas a un anión.

• Las principales características del amonio son:
• Es una base débil.
• Al disolverse en agua, una buena parte reacciona produciendo iones de amonio.
• Cuando se combina para formar un ion amonio puede reaccionar con cualquier base para regenerar la molécula neutra de amoníaco.
• Su estado físico es líquido.
• Son compuestos incoloros, aunque pueden presentar tonalidades amarillentas.
• No producen olor.
• Adquieren estructura de gel en bajas temperaturas.
• Son solubles en agua y alcohol.
• Tienen capacidades detergentes y desinfectantes.

Son generalmente incoloros o amarillentos, no irritantes y desodorantes. Por su estructura química a bajas temperaturas tienden a “gelarse” pero recuperan su estado líquido al entibiarlos. También tienen una acción detergente y son solubles en agua y alcohol. Tienen como estructura básica al ión amonio (NH4), la cual al ser modificada, da lugar a diferentes generaciones.

Los compuestos cuaternarios de amonio son considerados como agentes activos catiónicos y son utilizadas como desinfectantes, agentes tensioactivos, suavizantes de telas y también como agente anti estático (como por ejemplo en champús), algunos espermicidas también contienen sales de amonio cuaternario. Representan una familia de compuestos antimicrobianos, considerados como agentes activos y potentes en cuanto a su actividad desinfectante. La capacidad desinfectante se presenta por igual en medios ácidos y en alcalinos, aunque son más efectivos en medios alcalinos.

Su característica desinfectante hace que sean eficaces fungicidas, bactericidas (matando grampositivas y gramnegativas, aunque éstas últimas en menor grado) y virucidas. Su actividad la desarrollan tanto sobre el medio ácido como alcalino, aunque en éste último muestra mejores acciones. Son compatibles con tensoactivos catiónicos, no iónicos y anfotéricos. Ciertos compuestos de amonio cuaternario, son empleados como agentes antimicrobianos y desinfectantes. Ejemplos de ello son el cloruro de benzalconio, cloruro de bencetonio, cloruro de metilbencetonio, cloruro cetalconio, cloruro de cetilpiridinio, cetrimonio, cetrimida, bromuro de tetraetilamonio, cloruro de didecildimetilamonio y bromuro de domifeno. También es bueno contra los hongos, bacterias y virus encapsulados los cationes actúan mediante destrucción de la membrana celular. Los compuestos de amonio cuaternario son letales para una amplia variedad de organismos excepto endosporas, Mycobacterium tuberculosis y virus no encapsulados.

En contraste con compuestos fenólicos, los compuestos de amonio cuaternario no son muy eficaces en la presencia de compuestos orgánicos. Sin embargo, son muy eficaces en combinación con fenoles. Compuestos de amonio cuaternario son desactivados por jabones, detergentes aniónicos, otros y fibras de algodón. Además, no se recomiendan para uso en aguas duras. Los niveles eficaces se encuentran a 200 ppm. Además, son eficaces a temperaturas de hasta 100 ° C.

Las sales de amonio cuaternario corresponden a los productos químicos más populares del sector servicios de alimentos como agentes desinfectantes.

Efectos en la salud

Los compuestos de amonio cuaternario muestran una amplia gama de efectos sobre la salud, entre los que se encuentran leves irritaciones de la piel o vías respiratorias hasta graves quemaduras cáusticas gastrointestinales o en la epidermis y, dependiendo de la concentración, síntomas gastrointestinales (náuseas y vómitos), coma, convulsiones, hipo tensión y muerte.

Se cree que es el grupo químico responsable de las reacciones anafilácticas que ocurren con el uso de fármacos neuromusculares bloqueantes, durante la anestesia general en cirugía. Así mismo, el Cuaternario-15 es el causante común de la dermatitis alérgica por contacto con las (16,5% en 959 casos).

Aplicaciones del Amonio Cuaternario

La aplicación de los cuaternarios se extiende a diversos ámbitos, entre ellos para:

1. Saneamiento general de utensilios y equipos.
2. Desinfección de hospitales, inodoros, instrumentos médicos.
3. Desinfección en plantas procesadoras de carne y alimentos, lecherías e industrias conexas.
4. Desinfección de ropa en lavanderías, hospitales, el hogar, etc
5. Para el control y la inhibición de hongos, en baños, en desodorantes de pies.
6. Para el control de algas en piscinas y sistemas industriales de recirculación de aguas.
7. Antisépticos para la desinfección de piel y ubres de vacas, así como de las manos del personal encargado de la ordeña.
8. Para el control de lamas de origen bacteriano encontradas comúnmente en procesos industriales.
9. En las industrias del papel y textil, con el objeto de impartir propiedades bacteriostáticas, controlando e inhibiendo el crecimiento microbiano.
10. Para controlar los microorganismos que se encuentran en el agua de inyección empleada en la recuperación secundaria del petróleo.

Clasificación de los cuaternarios de amonio

 Los cuaternarios de amonio se clasifican en:

• Primera Generación de cuaternarios de amonio.- Cloruro de benzalconio, también denominado como cloruro de n-alquil dimetil bencil amonio, donde la cadena alquílica puede tener variaciones en la composición de número de carbonos. Las cadenas alquílicas de 12 y 14 carbonos, son los que presentan mayor poder antibacterial. Esta primera generación surgida hace más de 50 años, es la que presenta más baja actividad biocida y dado que tiene muchos años en el mercado de aplicaciones de desinfección, pueden existir ya resistencias bacterianas al producto. Sin embargo, esta molécula sigue utilizándose ampliamente en la desinfección hospitalaria y veterinaria, así como bactericida de uso desodorante en talcos para pies y desinfectantes tópicos.
• Segunda Generación de cuaternarios de amonio.- No existe ya comercialmente. Es un producto cuya denominación química es: cloruro de n-alquil dimetil etil bencil amonio, es decir, tiene un radical etil en el anillo aromático.
• Tercera Generación de cuaternarios de amonio.- Es la mezcla de las dos primeras generaciones de cuaternarios: cloruro de benzalconio (1a Generación) y el cloruro de alquil dimetil bencil amonio (2a Generación). La mezcla de estos dos cuaternarios resulta tener un incremento en la actividad biocida, mayor detergencia y un incremento en la seguridad de los usuarios por una relativa baja toxicidad. El uso de la mezcla coadyuva a evitar la resistencia bacteriana al uso constante de una sola molécula.
• Cuarta Generación de cuaternarios de amonio.- Denominados “Twin or Dual Chain Quats” o cuaternarios de “cadena gemela”, son productos cuaternarios con cadenas dialquílicas lineales y sin anillo bencénico, como: cloruro de didecil dimetil amonio o cloruro de dioctil dimetil amonio o cloruro de octil decil amonio, cada uno aislado. Estos cuaternarios son superiores en cuanto a actividad germicida, son de baja espuma y tienen una alta tolerancia a las cargas de proteína y al agua dura. Se recomiendan para desinfección en industria alimenticia y de bebidas, ya que se pueden aplicar por su baja toxicidad.
• Quinta Generación de cuaternarios de amonio.- Mezcla de la cuarta generación con la segunda generación, es decir: cloruro de didecil dimetil amonio + cloruro de alquil dimetil bencil amonio + cloruro de alquil dimetiletilbencil amonio + otras variedades según las formulaciones. La quinta generación tiene un desempeño mayor germicida en condiciones hostiles y es de uso seguro.

Nota personal:

Quiero agradecer a María Teresa Fernández Ferreira que haya inspirado este artículo. Un problema con un parásito protozoo nos llevó a hacer un investigación sobre qué desinfectantes podrían ayudarle con su intruso. El Amonio Cuaternario tiene propiedades antienzimáticas, obtruye los ácidos grasos y rompe la membrana celular, con lo que éste sería la solución para acabar con los quistes de su protozoo en casa. Atacará las células del visitante, desactivándolos y evitando que sus peludos se puedan recontagiar.

También me gustaría agradecer a Rosa María Ibañez (Nawana Shop) por haber hecho sus averiguaciones para conseguir un proveedor de productos de limpieza con estos componentes, y poder ponerlos a nuestra disposición en su tienda.

Existe en el mercado un desinfectante de la casa Bosque Verde, de Mercadona, que es "Desinfectante sin lejía", el cual tiene en su composición Cloruro de Didecil Dimetil Amonio al 0,76%, y es una sal de cuarta generación. Nosotros lo usamos para todas las superficies que no sean de madera, y que no contengan cromo, plomo, aluminio, cinc y estaño. Se debe usar con guantes.

Quiero señalar que para desinfectar con estos productos, no se deben usar bayetas y fregonas de algodón, porque las fibras de algodón desactivan estas sales amónicas. Se deben utilizar de fibras sintéticas.

Referencias:

1. http://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3n_de_amonio_cuaternario
   
2. http://www.quiminet.com/articulos/cuaternarios-de-amonio-antisepticos-y-desinfectantes-14526.htm
3. http://www.quiminet.com/articulos/clasificacion-de-los-cuaternarios-de-amonio-30865.htm
4. http://www.quiminet.com/articulos/las-aplicaciones-de-los-compuestos-cuaternarios-de-amonio-en-higiene-y-alimentacion-2706012.htm