Densidade em cosméticos

13 de dezembro de 2022

Densidade em cosméticos O que é a densidade, qual a sua importância e como é que a medimos?

A densidade em cosméticos, uma das propriedades físico-químicas essenciais na formulação de cosméticos.

As propriedades físico-químicas dos nossos produtos acabados são factores decisivos para a sua cosmeticidade. São por vezes ignoradas ou apenas questionadas aquando dos controlos de qualidade dos produtos acabados, mas é importante compreendê-las para conhecer bem os nossos produtos.

Neste post vamos tentar descobrir o que é esta medida e revelar a sua importância na formulação, embalagem e controlo de qualidade.

O que é a densidade?

A densidade é uma propriedade intrínseca da matéria que é conhecida desde a antiguidade; Arquimedes já efectuou as primeiras experiências com esta propriedade, tal como explicado na história da coroa de ouro desfalcada de Hierão II.

Simplificando, é uma quantidade escalar de matéria, nos seus diferentes estados, que é definida como a razão entre a massa de uma substância e o volume que ocupa a uma dada temperatura e pressão. Com o aumento da temperatura, a densidade diminui, e com o aumento da pressão, a densidade aumenta. Esta alteração é significativamente visível no caso dos gases, mas não tanto no caso dos sólidos e dos líquidos.

Existem diferentes tipos de densidades:

• Densidade absoluta
• Densidade relativa
• Densidade média
• Densidade de pontos
• Densidade aparente

Concentrar-nos-emos na densidade como uma quantidade intensiva. Esta será expressa nas unidades do sistema internacional ^kg/m3. A fórmula para a densidade absoluta é representada como:

Como podemos ver, a densidade é inversamente proporcional ao volume, portanto, quanto maior for o volume ocupado pela substância por unidade de massa, menor será a densidade. Por exemplo, se tomarmos como referência a densidade da água (1 ^kg/m3), podemos prever que o óleo de amêndoa, com a sua densidade de 0,91 kg/m3,^terá o mesmo valor de volume que a água, mas pesa menos do que ela. É por isso que o óleo flutua na água.

A ilustração 1 mostra uma proveta graduada que contém diferentes líquidos de diferentes densidades e cores. Esta separação é devida à flutuabilidade, que é eliminada pela diferença de densidades absolutas de cada líquido. A substância no topo será a menos densa, enquanto a substância no fundo será a mais densa de todas.

É importante compreender que a densidade de misturas heterogéneas utiliza uma outra equação, muito semelhante à da densidade de misturas heterogéneas, mas com uma ligeira alteração:

Por exemplo, a água do mar tem uma densidade absoluta de 1,03 ^kg/m3, que é superior à da água destilada porque tem mais soluto dissolvido no seu volume total. O álcool tem uma densidade absoluta de 0,81 ^kg/m3, a glicerina pura 1,27 ^kg/m3, entre muitas outras substâncias.

No caso das emulsões e cremes cosméticos, a densidade é um fator que varia muito, dependendo da composição.

Quando testamos uma textura, é correto referirmo-nos à densidade?

Uma textura muito viscosa está normalmente associada a uma textura muito densa, mas nem sempre é esse o caso.

Por exemplo, para uma gelatina que é uma mistura totalmente sólida, que não flui, mas a densidade não é necessariamente elevada, pode ser cerca de 1. Para uma solução de água com muito açúcar, é uma solução líquida, mas a densidade é muito elevada. É por isso que não devemos confundir viscosidade com densidade.

A viscosidade pode ser definida como a capacidade de fluir. Como já explicámos, a densidade é uma propriedade que determina a quantidade de massa por unidade de volume. Por exemplo, temos extractos vegetais que têm uma densidade mais elevada do que alguns produtos cosméticos, como um gel-creme ou um gel hidroalcoólico. Por outro lado, a pasta Lasar, a pasta de dentes, a densidade é muito elevada. Portanto, a densidade não é um fator que mede a viscosidade, a solidez ou a espessura de uma substância.

Qual a importância da densidade nos nossos produtos acabados?

A densidade é uma propriedade que normalmente esquecemos quando falamos de produtos cosméticos, especialmente aqueles com uma elevada quantidade de água.

No entanto, esta propriedade é um fator importante para a nossa pele. A densidade está relacionada com a quantidade de cada uma das fases, a fase gordurosa é suscetível de ser mais emoliente, de deixar mais resíduos gordurosos na pele e a barreira cutânea é suscetível de ser mais elevada.

Para os produtos líquidos, é um parâmetro muito utilizado, uma vez que determina em grande medida a embalagem.

No caso de duas fases, este é um fator determinante, uma vez que deve haver uma separação muito marcada entre as duas fases e, para isso, a densidade das fases deve ser muito diferente de uma fase para a outra.

É também importante compreender que a densidade é um fator crucial, especialmente no caso das emulsões, uma vez que pode influenciar a estabilidade destas formas de dosagem.

Como já sabemos, as emulsões são misturas heterogéneas instáveis de duas ou mais fases imiscíveis, uma das quais é uma fase dispersa na outra fase contínua. Para que a emulsão seja estável, ambas as densidades têm de ser tão semelhantes quanto possível. Para as emulsões em que a fase dispersa é mais densa do que a fase contínua (por vezes emulsões o/o) pode ocorrer o processo de sedimentação em que ambas as fases se separam e a fase dispersa acaba por se precipitar para o fundo. Nas emulsões o/w podemos observar que ocorre um processo de cremação, as partículas que têm uma densidade mais baixa do que o meio de dispersão tendem a subir para a superfície da emulsão. Devido a esta diferença de densidades, também podemos observar que o processo de coalescência gera uma separação de fases e que a fase interna acaba por se separar no topo.

Qual a importância da densidade como controlo analítico do produto acabado?

É importante que os nossos produtos acabados tenham uma especificação a seguir e, nessa especificação, determinaremos os controlos analíticos que devem ser efectuados para validar o lote de produto cosmético produzido.

Estes parâmetros são dados pelo formulador e dependem da forma de dosagem que está a ser controlada e dos componentes que contém. A densidade é uma propriedade físico-química de cada substância e faz a diferença entre algumas formas de dosagem.

Para determinar a especificação da densidade, é necessário determinar com que aparelho a densidade é determinada e a que temperatura.

Como é que podemos determinar a densidade?

É o parâmetro mais simples de determinar, mas nem por isso menos importante.

Existem diferentes procedimentos que nos permitem determinar a densidade dos nossos produtos de forma direta ou indireta. Atualmente, as determinações centram-se na obtenção direta do resultado e os métodos habitualmente utilizados são:

• O densímetro: um instrumento de medição que permite medir diretamente a densidade relativa de um líquido com base no princípio do tubo em U oscilante.

• O picnómetro: instrumento que permite medir diretamente e com precisão a densidade de sólidos, líquidos e gases por gravimetria.

• A balança hidrostática: um instrumento que permite determinar diretamente a densidade de um sólido graças ao princípio de Arquimedes.

• Balança de Mohr: instrumento que permite determinar diretamente a densidade de um líquido graças ao princípio de Arquimedes.

Qual é o seu papel na embalagem?

A embalagem é um ponto crucial na produção do nosso produto cosmético, há também uma quantidade legal que deve ser declarada de acordo com a legislação em vigor, portanto, é de vital importância que o enchimento corresponda ao volume declarado no produto.

O conteúdo que um recipiente pode conter é normalmente definido em unidades de volume, mas quando fabricamos cosméticos, os controlos são efectuados em unidades de massa. É importante diferenciar que o enchimento, se for em volume, temos que fazer um fator de conversão para poder encher corretamente o recipiente com a quantidade de massa que pode caber nesse recipiente.

Por exemplo, quando embalamos um óleo num recipiente de 15 mililitros, nunca cabem 15 gramas, uma vez que a densidade do óleo é inferior a 1 kg/m3.

Conhecer a densidade do nosso produto permitir-nos-á embalá-lo corretamente e controlar a sua qualidade e estabilidade.

Saiba mais sobre Verónica Díez Ojeda, Técnica de Formulação de I&D na MuttuLab, autora deste artigo.

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