Las emulsiones constituyen una de las formas cosméticas más utilizadas en la industria, presentes en cremas faciales, lociones corporales, protectores solares o productos capilares. Desde un punto de vista fisicoquímico, una emulsión es un sistema disperso formado por dos fases inmiscibles (generalmente agua y aceite) en el que una se encuentra distribuida en forma de pequeñas gotas dentro de la otra. La estabilidad de este sistema depende de la presencia de agentes capaces de reducir la tensión interfacial y evitar fenómenos de coalescencia o separación de fases. En este contexto, los emulsionantes cosméticos desempeñan un papel central: son los responsables de unir y estabilizar ambas fases, al tiempo que determinan propiedades críticas de la fórmula como la textura, la viscosidad, o la sensorialidad en la aplicación. Una selección inadecuada del emulsionante puede comprometer no solo la estabilidad del producto, sino también su aceptación por parte del consumidor.

Por ello, la elección del emulsionante correcto debe abordarse considerando parámetros como el tipo de emulsión deseada (O/W o W/O), el balance hidrofílico-lipofílico (HLB), la compatibilidad con otros ingredientes y el proceso de fabricación

1. Definición y mecanismo de acción

Cuando se incorporan en un sistema, los emulsionantes migran espontáneamente hacia la interfase agua-aceite, donde se orientan de manera que cada extremo interaccione con su fase compatible. Este fenómeno reduce la energía libre asociada a la interfase y estabiliza la dispersión.

Además, a partir de una concentración crítica, muchas moléculas de emulsionante tienden a autoorganizarse formando micelas: estructuras en las que los grupos hidrofóbicos quedan protegidos en el interior, rodeados por un “escudo” hidrofílico en contacto con el agua.

Este equilibrio dinámico entre moléculas libres y micelas contribuye a mantener la estabilidad del sistema y a controlar el tamaño de las gotas. Cuanto más pequeño es el diámetro de las gotas y mayor la superficie interfacial, mayor es la cantidad de emulsionante necesaria para cubrirlas; de lo contrario, el sistema tendería a minimizar la superficie expuesta, favoreciendo fenómenos de coalescencia y eventual separación de fases.

2. Tipos de emulsiones en cosmética

Dependiendo de qué fase actúe como continua y cuál como dispersa, se distinguen varios tipos de emulsiones:

• Emulsiones aceite en agua (O/W): la fase oleosa se encuentra dispersa en gotas dentro de una fase acuosa continua. Son ligeras, de rápida absorción y suelen emplearse en cremas faciales, lociones corporales y productos capilares.
• Emulsiones agua en aceite (W/O): el agua está dispersa en gotas dentro de una fase oleosa continua. Presentan mayor resistencia al agua y a la deshidratación cutánea, por lo que se utilizan en productos solares, cremas de manos y fórmulas de acción barrera.
• Emulsiones múltiples (W/O/W o O/W/O): sistemas más complejos donde gotas de una emulsión se encapsulan en otra. A diferencia de las emulsiones simples, presentan mayores retos de estabilidad, ya que intervienen más interfaces y, por tanto, más procesos de desestabilización. En cosmética se emplean por su versatilidad: permiten desarrollar productos con liberación controlada de fragancias, humectación prolongada, protección de activos sensibles (como vitaminas, lípidos o extractos naturales) o fórmulas con acción antioxidante sostenida. También ofrecen texturas novedosas que mejoran la experiencia sensorial y diferencian el producto en el mercado.

La selección del tipo de emulsión condiciona directamente el emulsionante requerido: no es lo mismo formular un sistema O/W destinado a sensorialidad ligera, que una emulsión W/O resistente al agua.

Clasificación y selección de emulsionantes

Según la carga iónica

La química de un emulsionante define su solubilidad, compatibilidad y propósito en fórmulas cosméticas.

Según su carga se distinguen:

• Aniónicos: cargados negativamente, son clásicos y útiles en fórmulas limpiadoras (jabones, espumas), aunque sensibles a sales y cambios de pH, lo que exige pruebas de estabilidad específicas. Un ejemplo muy empleado es el Potassium Cetyl Phosphate, un emulsionante aniónico O/W que ofrece buena estabilidad en cremas y lociones.
• Catiónicos: con carga positiva, se adhieren con fuerza al estrato córneo o al cabello, lo que los hace esenciales en protectores solares, maquillajes de larga duración o productos capilares. También pueden funcionar como acondicionadores.

• No iónicos: sin carga eléctrica, son los más versátiles y ampliamente utilizados. Toleran bien cambios de pH, sales y fermentan menos problemas de irritación. Se recomiendan cuando el agua contiene altos niveles iónicos o se incluyen activos delicados (como ácidos salicílicos o vitamina C). Dentro de los no iónicos, ampliamente utilizados por su versatilidad y tolerancia a variaciones de pH y electrolitos, destacan emulsionantes como Polyglyceryl-10 Laurate, PEG-120 Methyl Glucose Dioleate o PEG-7 Hydrogenated Castor Oil. Estos permiten formular emulsiones O/W.
• Anfóteros: cambian su carga según el pH y ofrecen compatibilidad con formulaciones variadas, suavidad y bajo poder irritante. Son ideales para productos delicados y versátiles (champús, limpiadores faciales, baby care).

Según el balance hidrofílico-lipofílico (HLB)

El concepto de HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance) sigue siendo una herramienta clásica para orientar la selección de emulsionantes.

• Un HLB bajo (<8) indica mayor lipofilicidad, lo que favorece emulsiones agua-en-aceite (W/O).
• Un HLB alto (>12) refleja mayor carácter hidrofílico, adecuado para emulsiones aceite-en-agua (O/W).

En la práctica, los formuladores no se limitan a un único emulsionante, sino que recurren a combinaciones de surfactantes con diferentes valores de HLB. Por ejemplo, se recomienda combinar un surfactante muy hidrófilo (HLB 16–20) con otro de HLB intermedio (9–15) y un tercero más lipófilo (<8), ajustando las proporciones para obtener un sistema emulsionante capaz de estabilizar aceites de distinta polaridad. Este enfoque permite modular la viscosidad, mejorar la tolerancia a cambios de temperatura y alcanzar una emulsión más robusta. 

La combinación de alcoholes grasos con emulsionantes no iónicos es una estrategia habitual. Por ejemplo, la mezcla de Cetearyl Alcohol & Cetearyl Glucoside actúa como sistema autoemulsionante O/W, proporcionando alta estabilidad y una textura cremosa muy apreciada en cremas faciales y corporales.

Según el origen

El origen del emulsionante marca tanto su perfil técnico como su percepción en mercado:

• Naturales: derivados de plantas o animales (lecitinas, lanolina, ceras). Atraen al consumidor eco‑friendly, pero requieren preservación más robusta y pueden ser menos eficaces en bajas dosis.
• Sintéticos: formulados químicamente con control estructural preciso (polímeros, PEGs, a base de siliconas). Ofrecen consistencia, disponibilidad industrial y rendimiento predecible.
• Biotecnológicos/Bio‑basados: puente moderno entre eficacia y sostenibilidad, derivados fermentados o modificados para mejorar su perfil sensorial y ecológico.

3. HLB Requerido y estabilidad

¿Qué es el HLB?

El sistema Hydrophilic–Lipophilic Balance (HLB) fue desarrollado por Griffin a mediados del siglo XX con el objetivo de facilitar la selección de emulsionantes. Se trata de un índice numérico (0–20 en el método original) que refleja la afinidad relativa de un tensioactivo por el agua (hidrofílico) o por los aceites (lipofílico).

• HLB bajos (< 9): moléculas más lipofílicas, con tendencia a formar emulsiones W/O.
• HLB intermedios (9–11): comportamiento balanceado, pueden estabilizar ambos sistemas en función de la composición.
• HLB altos (> 11): moléculas más hidrofílicas, aptas para emulsiones O/W.

Posteriormente, Davies propuso una ampliación del sistema, considerando la contribución de distintos grupos funcionales de la molécula, lo que permitió extender la escala hasta valores de 40 en algunos casos (especialmente para tensioactivos iónicos).

HLB real y HLB requerido

En cosmética, es importante diferenciar entre:

• HLB real: valor asignado al emulsionante según su estructura química.
• HLB requerido: valor que corresponde a la fase oleosa (aceites, ésteres, triglicéridos) que se pretende emulsificar.

El principio básico es sencillo: los aceites con bajo HLB requerido necesitan emulsionantes con bajo HLB, y viceversa.
Si hay desajuste, el sistema pierde estabilidad, aparece separación de fases o texturas indeseadas.

Estrategia de combinación de emulsionantes

Aunque puede intentarse usar un único emulsionante que coincida con el HLB requerido, en la práctica lo más eficaz es combinar un emulsionante de HLB alto con otro de HLB bajo.

• Esto permite cubrir de manera más completa la interfase aceite/agua.
• Se reducen los “huecos” en la película interfacial.
• Aumenta la estabilidad global de la emulsión frente a cambios de temperatura, pH o composición.

4. Formulación con emulsionantes

La formulación de emulsiones en cosmética exige considerar tanto los parámetros de proceso como la compatibilidad de los ingredientes. Los emulsionantes no actúan de forma aislada: su eficacia depende del balance entre fases, la secuencia de incorporación y las condiciones de emulsificación.

Proporción fase oleosa/acuosa

El primer paso en el diseño de una emulsión es definir el equilibrio entre la fase acuosa y la fase oleosa.

• Emulsiones O/W suelen formularse con una fase oleosa en torno al 10–30%, lo que se traduce en texturas ligeras, frescas y de rápida absorción. Este perfil es muy valorado en cremas faciales de uso diario, lociones corporales y productos hidratantes.
• Emulsiones W/O, en cambio, concentran una proporción de fase grasa más elevada. Esto les confiere un carácter más denso, con mayor poder oclusivo y resistencia al agua, lo que resulta especialmente útil en protectores solares, maquillaje de larga duración o fórmulas dirigidas a pieles muy secas.

En ambos casos, la proporción entre agua y aceite no solo determina la sensorialidad, sino también la viscosidad final y la robustez de la emulsión. Por ello, este balance debe siempre considerarse junto con la elección del emulsionante y el proceso de fabricación.

Temperatura de emulsificación

La estabilidad depende de trabajar con temperaturas adecuadas:

• En emulsiones O/W, la fase oleosa y acuosa se calientan por separado hasta una temperatura similar (normalmente 60–75 °C) antes de mezclarse.
• Los emulsionantes sensibles a la temperatura (ej. poliméricos o de origen natural) pueden requerir procesos en frío o temperaturas más bajas para evitar su degradación.
• Una agitación o homogenización intensa en esta etapa asegura gotas finas y mayor estabilidad.

Emulsionantes primarios y secundarios

En la práctica se suele combinar:

• Emulsionantes primarios → responsables de formar la emulsión (ej. no iónicos como polisorbatos, ésteres de glicerilo).
• Emulsionantes secundarios o co-emulsionantes → refuerzan la viscosidad, estabilizan frente a temperatura o mejoran la textura sensorial (ej. alcoholes grasos, polímeros espesantes).
  

La sinergia entre ambos define la resistencia de la emulsión frente a variaciones de pH, temperatura y almacenamiento.

En emulsiones W/O, además de los emulsionantes principales, co-emulsionantes como el Glyceryl Caprylatecumplen una doble función: refuerzan la viscosidad del sistema y mejoran la resistencia frente a fenómenos de coalescencia, aportando además un toque emoliente que contribuye a la sensorialidad final del producto.

Compatibilidad con activos y textura buscada

La selección del sistema emulsionante también debe adaptarse a:

• Compatibilidad con activos: ciertos activos (ej. ácidos, electrolitos) pueden desestabilizar emulsiones, lo que obliga a elegir emulsionantes resistentes a la sal o combinaciones específicas.
• pH del producto final: no todos los surfactantes mantienen estabilidad en un rango amplio de pH; los catiónicos, por ejemplo, funcionan mejor en condiciones ligeramente ácidas, habituales en cosmética capilar.
• Textura final: lociones fluidas requieren sistemas de baja viscosidad, mientras que cremas densas o mantecas cosméticas necesitan co-emulsionantes que incrementen la consistencia.

6. Factores de desestabilización de emulsiones

Es importante entender que una emulsión no es un sistema naturalmente estable, sino un estado transitorio que puede mantenerse durante meses o años gracias a los emulsionantes. Estos ingredientes actúan como una barrera que retrasa la separación de fases, aunque no logran eliminarla por completo.

La ilustración 3 ayuda a visualizar este concepto. En el estado inicial, con las fases separadas, el sistema se encuentra en un nivel bajo de energía libre (G₀). Al aplicar energía durante la emulsificación (agitación, homogenización), el sistema pasa a un estado metaestable (G₁), en el que el agua y el aceite quedan dispersos en forma de gotas. Entre ambos estados existe una barrera energética (ΔG*): cuanto más alta sea, más tiempo resistirá la emulsión antes de romperse. Si esa barrera es suficientemente grande en comparación con la energía térmica disponible, la emulsión puede permanecer estable durante largos periodos.

Mientras tanto, las gotas dispersas se mueven de manera constante debido a la agitación térmica o a la gravedad, chocando unas con otras. Con el tiempo, estas interacciones favorecen procesos de inestabilidad, que se manifiestan en distintos mecanismos:

• Cremado y sedimentación
  Diferencias de densidad entre fases hacen que las gotas de aceite asciendan (cremado) o desciendan (sedimentación). Aunque no supone ruptura irreversible, afecta a la apariencia y puede favorecer procesos posteriores.
• Floculación
  Las gotas se agrupan en agregados sin fusionarse. Este fenómeno aumenta la probabilidad de coalescencia y reduce la homogeneidad del producto.
• Coalescencia
  Las gotas de la fase dispersa se fusionan formando otras de mayor tamaño. A medida que progresa, la emulsión pierde viscosidad y se acerca a la separación de fases.
• Ostwald ripening
  Las gotas pequeñas se disuelven y su material se redistribuye hacia gotas mayores, debido a la diferencia de presión osmótica. Esto provoca un crecimiento desigual y pérdida progresiva de estabilidad.
• Separación de fases (breaking)
  Es el estadio final de la inestabilidad: el sistema se rompe y se observan claramente una fase acuosa y otra oleosa.

Factores que aceleran estos procesos

• Temperatura: altas temperaturas fluidifican la fase oleosa, acelerando la coalescencia; a bajas temperaturas, pueden cristalizar los alcoholes grasos, alterando la viscosidad.
• Sales y pH: afectan la solubilidad de tensioactivos y la viscosidad, favoreciendo inestabilidad.
• Composición de la fase oleosa: aceites sólidos o lineales tienden a cristalizar, expulsando emulsionante y debilitando la interfase.
• Interacciones incompatibles: tensioactivos iónicos mal combinados con polímeros o con otros tensioactivos pueden inducir precipitación o separación.

La estabilidad y eficacia de una emulsión cosmética dependen en gran medida de la correcta elección del emulsionante. Este ingrediente no solo mantiene unidas fases inmiscibles como agua y aceite, sino que también determina aspectos clave de la fórmula: desde su textura y sensorialidad, hasta la liberación de activos y la experiencia final del consumidor.

Por eso, comprender las clasificaciones, el concepto de HLB requerido, las posibles combinaciones y los factores que afectan a la estabilidad no es solo teoría, sino una herramienta práctica que ayuda a los formuladores a diseñar productos más seguros, eficientes y atractivos.

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Referencias

• Kawakatsu, T. (2017). Emulsion and emulsification. En H. Iwata & H. Shimada (Eds.), Cosmetic Science and Technology: Theoretical Principles and Applications (pp. 617–638). Elsevier
• Benson, H. A. E. (2019). Cosmetic formulation: principles and practice,(pp. 87-102).