Pueden ser de diferentes tipos, desde agua pura hasta mezclas de agua, detergentes y otros aditivos que facilitan la eliminación de contaminantes orgánicos e inorgánicos de las superficies sólidas. Pueden ser ácidos, alcalinos o neutros. Suelen contener diferentes ingredientes, cada uno de los cuales desempeña una función diferente e influye en la manera en la que el contaminante es eliminado del sustrato. Los limpiadores acuosos están disponibles en forma de líquidos concentrados y en polvo. Algunas ventajas de los agentes de limpieza acuosos son su bajo coste y su inocuidad medioambiental.
Los limpiadores acuosos han sido utilizados desde siempre por la industria del metal. Son capaces de eliminar la mayoría de los contaminantes inorgánicos, partículas, películas, aceites ligeros y residuos (incluidos disolventes y otros tipos de limpiadores) resultantes de los procesos de fabricación, suciedad de taller y calaminas ligeras. Mientras que los disolventes dependen en gran medida de su capacidad de disolución de los contaminantes orgánicos a escala molecular, los limpiadores acuosos utilizan una combinación de propiedades físicas y químicas para eliminar los contaminantes del sustrato. La limpieza acuosa es también más efectiva a temperaturas elevadas. Por ese motivo, para alcanzar resultados óptimos y consistentes, las buenas prácticas de ingeniería y control de procesos son importantes en el caso de la limpieza acuosa que en el de la limpieza tradicional con disolventes. Pero por ese mismo motivo los limpiadores acuosos ofrecen una considerable flexibilidad en su aplicación, ya que su rendimiento depende en gran medida de su formulación, dilución y temperatura.
Los limpiadores ácidos y alcalinos pueden atacar las partes metálicas. Con frecuencia se añaden aditivos a los limpiadores acuosos para minimizar esos efectos adversos. Otras desventajas pueden ser un consumo mayor de agua y un proceso de secado más largo.
Los ingredientes pueden incluir:
Surfactantes
Los ingredientes primarios físicamente activos suelen ser moléculas orgánicas en las que una parte de la estructura molecular es hidrofílica (afín al agua) y otra parte hidrofóbica (repele el agua). Esas moléculas actúan en los detergentes como puente entre la suciedad y el agua, facilitando la limpieza física a través de la emulsión, penetración, distribución, espumación y humidificación. Es práctica común la mezcla de diferentes surfactantes para optimizar sus propiedades.
Los surfactantes iónicos son de dos tipos, surfactantes aniónicos, que poseen una carga negativa en una solución acuosa y surfactantes catiónicos, cuya carga es positiva. Si la carga de la porción soluble en el agua depende del pH de la solución, se denomina surfactante anfótero. Esos surfactantes se comportan como surfactantes catiónicos en condiciones ácidas, y como surfactantes aniónicos en condiciones alcalinas. Los surfactantes iónicos se suelen caracterizar por su gran capacidad espumante.
Los surfactantes no iónicos,
que no se disocian al ser disueltos en agua, poseen un mayor rango de propiedades
que dependen de su equilibrio hidrofílico/hidrofóbico. Este equilibrio
también se ve afectado por la temperatura. Por ejemplo, las propiedades
espumantes de los detergentes no iónicos se ven afectadas por la temperatura
de solución. A medida que la temperatura aumenta, el carácter
hidrofóbico y la solubilidad disminuyen. En el punto de evaporación
(solubilidad mínima), estos surfactantes suelen actuar como desespumantes,
mientras que por debajo del punto de evaporación poseen funciones espumantes
variadas.
No obstante, debido a problemas de precipitación, los surfactantes catiónicos
y aniónicos no pueden ser mezclados entre sí.
Acondicionadores acuosos
Los acondicionadores acuosos son utilizados para prevenir la acumulación de depósitos minerales diversos (dureza del agua, etc.). Estos productos químicos suelen ser agentes secuestrantes o quelantes. Los agentes secuestrantes forman complejos solubles con el calcio y el magnesio. Algunos ejemplos son el tripolifosfato sódico, el pirofosfato tetrapotásico, los organofosfatos y los polielectrolitos. Los agentes quelantes incluyen el gluconato sódico y el ácido etilendiaminotetraacético.
Agentes oxidantes
Los agentes oxidantes utilizados en aplicaciones detergentes son el hipoclorito (también agente esterilizador) y el perborato. Los detergentes clorados suelen ser utilizados para limpiar residuos proteínicos.
Enzimas
Las enzimas son proteínas de origen biológico con una función química específica. La cualidad esencial de las encimas como agentes de limpieza es su capacidad de atacar y degradar de manera específica la suciedad orgánica catalizando su conversión en entidades solubles más pequeñas. Los detergentes que contienen enzimas como las amilasas y otras enzimas degradadoras de hidratos de carbono, las proteasas y lipasas están encontrando aceptación en aplicaciones especializadas de la industria alimentaria. Las principales ventajas de los detergentes de enzimas son su menor impacto ambiental y el hecho de que suelen requerir menos energía (menos agua caliente para la limpieza).
Detergentes alcalinos
Los detergentes altamente alcalinos (o detergentes industriales) utilizan sosa cáustica (hidróxido sódico) o potasio cáustico (hidróxido potásico). Una propiedad importante de estos detergentes fuertemente alcalinos es su poder saponificador de las grasas: formación de jabón. Estos limpiadores son utilizados en muchos sistemas CIP o aplicaciones de limpieza de botellas. Los detergentes moderadamente alcalinos incluyen sodio, potasio o sales de amonio de fosfatos, silicatos o carbonatos. El trifosfato sódico es uno de los más antiguos y eficaces. Los silicatos suelen ser menos utilizados como inhibidores de la corrosión. Debido a su interacción con el calcio y el magnesio y a la formación de películas, los detergentes basados en carbonatos son de uso limitado en los regímenes de limpieza de los procesos relacionados con la alimentación.
Detergentes ácidos
Los detergentes ácidos incluyen ácidos orgánicos e inorgánicos. Los ácidos inorgánicos más comúnmente utilizados son: el fosfórico, el nítrico, el sulfámico, el sulfato ácido de sodio y el clorhídrico. Los ácidos orgánicos, como el hidroxiacético, el cítrico y el glucónico son también utilizados.
Rellenos
Los rellenos añaden volumen o masa, o diluyen fórmulas detergentes peligrosas difíciles de manipular. Los álcalis fuertes suelen diluirse con rellenos para hacer más fácil y seguro su manejo. El agua es utilizada en fórmulas líquidas como relleno. El cloruro sódico y el sulfato sódico suelen utilizarse en formulaciones detergentes en polvo.