Cómo se hace el jabón: qué ocurre cuando el aceite se encuentra con la sosa

El jabón no es una mezcla de aceite y sosa cáustica (soda cáustica). Es una sustancia nueva en la que se convierten el aceite y la sosa, y en una pastilla bien hecha no queda nada de ninguno de los dos, salvo un poco del aceite, a propósito. Esta guía explica lo que pasa en la olla, con las cifras reales, para que los pasos de las demás guías tengan sentido en lugar de parecer reglas.

De qué están hechos los aceites y las grasas

El aceite de oliva, el aceite de coco, la manteca de karité y la manteca de cerdo parecen distintos, pero químicamente son lo mismo: triglicéridos. Un triglicérido es una molécula pequeña, el glicerol, que sujeta tres cadenas largas llamadas ácidos grasos. Casi todo un aceite para jabón es triglicérido; el resto, normalmente un uno o dos por ciento (más en la manteca de karité), son otras cosas (vitaminas, esteroles, ceras) que el álcali no puede convertir en jabón y que sencillamente se quedan en la pastilla.

Lo que distingue un aceite de otro es qué ácidos grasos lleva. El aceite de oliva es sobre todo ácido oleico, una cadena de 18 carbonos con un doblez. El aceite de coco es sobre todo ácido láurico, una cadena recta de 12. Esas cadenas deciden casi todo en el jabón: lo duro que es, cómo hace espuma, lo suave que se nota y cuánto se conserva. La guía de los ácidos grasos entra en ello; por ahora, basta con saber que las cadenas son la parte que se convierte en jabón.

Qué les hace el álcali

El álcali del jabón es una base fuerte: hidróxido de sodio (NaOH) para el jabón en pastilla, hidróxido de potasio (KOH) para el jabón blando y el líquido. Disuelto en agua, ataca el enlace que une cada ácido graso al glicerol. La cadena se separa con una carga negativa y se empareja con el sodio; el glicerol se separa como glicerina. La reacción se llama saponificación, de la palabra latina para el jabón. Hasta principios del siglo XIX se pensaba que el jabón era una simple mezcla de grasa y álcali; el químico Michel Chevreul demostró que es un cambio químico que divide la grasa en ácidos grasos y glicerol, el trabajo al que el manual de Simmons y Appleton de 1908 atribuye haber dado a la fabricación de jabón una base científica.

100 g+NaOHNaOHNaOHSosa13,5 g−Na⁺−Na⁺−Na⁺Jabónoleato de sodio · 103,1 g+OHOHOHGlicerina10,4 g100,0 g + 13,5 g = 103,1 g + 10,4 g: nada se pierde, todo se reorganiza.

Hay dos cosas de esta reacción que importan cada vez que hace jabón.

Es exacta. Una molécula de grasa toma exactamente tres moléculas de hidróxido, ni más ni menos. Con poco álcali queda algo de aceite sin reaccionar, lo que es inofensivo y es lo que los jaboneros hacen a propósito (vea el sobreengrasado, más abajo). Con demasiado queda álcali libre en la pastilla, que es cáustico, y es el único error que las calculadoras de sosa existen para evitar.

Desprende calor. La masa se calienta sola mientras se saponifica, y por eso un bloque envuelto en una toalla puede calentarse lo bastante para volverse translúcido en el centro (la fase de gel), y por eso las recetas ricas en azúcares, leche o miel pueden sobrecalentarse. Disolver la sosa en agua también desprende calor, por separado y deprisa: una solución de sosa recién hecha puede pasar de 90 °C (194 °F).

El sodio da pastillas, el potasio da jabón líquido

La molécula de jabón es la misma cadena de ácido graso en los dos casos; solo cambia la pareja. Los jabones de sodio se ordenan en cristales firmes, así que el hidróxido de sodio da las pastillas duras que la mayoría de la gente entiende por “jabón”. Los jabones de potasio son mucho más solubles en agua, así que el hidróxido de potasio da una pasta blanda que se puede diluir en jabón líquido. Los jabones de afeitar y los jabones en crema suelen usar una mezcla de los dos, que la calculadora trata como álcali mixto.

Los dos no son intercambiables gramo a gramo. Un átomo de potasio pesa más que uno de sodio, así que hacen falta 56,1 g de KOH para hacer el trabajo de 40,0 g de NaOH. La calculadora convierte de uno a otro con esas masas molares.

Cuánto álcali: el índice de saponificación

Cada aceite necesita su propia cantidad de álcali, y el número que dice cuánta es su índice de saponificación, o índice SAP: los miligramos de hidróxido de potasio necesarios para saponificar un gramo de ese aceite. Se mide en laboratorio con un método normalizado (AOCS Cd 3-25), y las normas alimentarias publican el rango en el que cae cada aceite.

Rangos de las normas alimentarias del Codex y de los demás documentos primarios que cita la página de cada aceite. La columna de NaOH es la cifra de KOH multiplicada por 39,997 ÷ 56,106.

¿Por qué el aceite de coco necesita un tercio más de álcali que el de oliva? Porque sus cadenas son más cortas. Un gramo de aceite de coco contiene más moléculas de grasa que un gramo de aceite de oliva, y cada molécula necesita sus tres hidróxidos. Se puede comprobar a partir de las moléculas solas: la trilaurina pura (tres cadenas láuricas) da 263 mg KOH/g, y la trioleína pura (tres cadenas oleicas), 190, que es justo donde están en realidad el aceite de coco y el de oliva.

El álcali de una receta es la suma sobre sus aceites: el peso de cada aceite por su índice SAP. Esa es toda la aritmética, y es la razón por la que nadie debería hacer jabón con una receta que no haya pasado por una calculadora con los aceites que de verdad van a la olla. El aceite de coco pide cerca de un 35 % más de álcali que el de oliva, así que si pone aceite de oliva en su lugar y mantiene la cifra de sosa anterior, la pastilla sale cáustica.

Por qué los jaboneros usan menos álcali del que piden los aceites

Casi todas las recetas usan unos pocos puntos porcentuales menos de álcali del que podrían tomar los aceites. Esa diferencia es el sobreengrasado: con un 5 %, el álcali alcanza para el 95 % de los aceites, y el otro 5 % se queda en la pastilla como aceite. Hay tres buenas razones para hacerlo.

1. Los índices SAP son rangos, no constantes. El aceite de oliva puede estar en cualquier punto entre 184 y 196. Una calculadora tiene que elegir una cifra, y el sobreengrasado cubre la diferencia entre esa cifra y su botella en concreto.
2. Ni las balanzas, ni la pureza de la sosa, ni los derrames son perfectos. Unos pocos puntos de margen hacen que un pequeño error al pesar dé una pastilla algo más blanda en lugar de una agresiva.
3. Un poco de aceite libre se nota mejor en la piel. La mayoría de las pastillas de uso diario están entre el 3 y el 8 %.

La guía del sobreengrasado explica cuándo subirlo (jabones de sal) o bajarlo (jabón para la ropa y jabón líquido).

Adónde va la glicerina

En el dibujo de arriba, cada 100 g de aceite de oliva liberaron unos 10 g de glicerina. En el jabón hecho en frío y en el hecho en caliente se queda toda en la pastilla, donde atrae la humedad y es parte de la razón por la que el jabón artesanal se nota distinto de la mayoría de las pastillas comerciales.

El jabón industrial se ha hecho tradicionalmente en caldera: la grasa se hierve con la sosa y luego se sala, con lo que el jabón sube a flote en grumos mientras la glicerina y la solución agotada se escurren por debajo, y después el jabón se vuelve a hervir con un exceso de sosa para terminar la reacción. La glicerina se vende aparte. Hasta comienzos de los años 1800, los fabricantes de jabón tiraban esas soluciones por el desagüe como desecho; en 1908, según Simmons y Appleton, se habían convertido en la principal fuente de beneficio de la fabricación de jabones baratos (“the chief source of profit in the manufacture of cheap soaps”). Ese jabón no tiene nada de malo; sencillamente es otro producto.

Por qué limpia el jabón

Una molécula de jabón tiene dos extremos que buscan cosas distintas. El extremo cargado, donde está el sodio, se siente atraído por el agua. La larga cola de ácido graso se siente atraída por el aceite y la grasa. En el agua, las moléculas de jabón se agolpan alrededor de una gota de aceite con las colas dentro y las cabezas cargadas hacia fuera, y forman una bolita llamada micela que el agua puede arrastrar. Ese trabajo lo hace el propio jabón. El manual de Simmons y Appleton de 1908 recoge el ensayo que lo demostró, el de Hillyer: el álcali diluido emulsionaba el aceite de algodón solo mientras el aceite conservaba ácido graso libre que convertir en jabón, y no hacía nada con un aceite sin ácidos libres ni con el queroseno, mientras que una solución de oleato de sodio, que es un jabón, emulsionaba los dos.

Por eso, también, el jabón es ligeramente alcalino. Es la sal de un ácido débil (el ácido graso) y una base fuerte, así que una solución de un jabón perfectamente hecho mide en torno a un pH de 9 a 10. Eso es lo que es el jabón, no una señal de que sobre sosa; la prueba del álcali libre es otra, y la explica la guía del pH del jabón.

Cuánto dura la reacción y para qué sirve el curado

En el jabón en frío, la mayor parte de la sosa se consume en el primer día o los dos primeros, y más deprisa si el bloque pasa por la fase de gel. Cuando el bloque está lo bastante firme para cortarlo, ya es jabón. Las cuatro a seis semanas de curado que vienen después son sobre todo cuestión de agua: una pastilla que empieza siendo entre una quinta y una cuarta parte agua pierde buena parte de ella, se endurece, dura más en la ducha y se vuelve más suave a medida que se asienta su estructura cristalina. El jabón en caliente se cuece hasta que la reacción termina, así que se puede usar sin peligro antes, pero también le sientan bien esas mismas semanas para que salga el agua.

Solo quedan las cuestiones prácticas, que el resto del camino del principiante responde por orden: manejar la sosa cáustica con seguridad, el equipo que necesita y su primer lote, con el que se hace nuestra pastilla sin palma para un primer lote.