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Universidade do MinhoEscola de Ciências
Sylvie Guedes Machado
outubro de 2016
Controlo de qualidade e processamentode matérias primas e produtos de limpezae desinfeção
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Min
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016
Universidade do MinhoEscola de Ciências
Sylvie Guedes Machado
outubro de 2016
Controlo de qualidade e processamentode matérias primas e produtos de limpezae desinfeção
Trabalho realizado sob orientação daProfessora Fátima BentoDocente do Departamento de Química da
Universidade do Minho
e da Mónica Fernandéz Empresa Tesis Galicia S.L.
Dissertação de Mestrado
Mestrado em Técnicas de Caraterização e Análise Química
iii
Agradecimentos
Este trabalho não poderia ter sido levado a cabo sem a presença, de uma forma
direta ou indireta, de todos aqueles que me ajudaram e apoiaram ao longo de nove meses
de estágio.
Agradeço à minha orientadora, Doutora Fátima Bento, pela disponibilidade e
tempo dedicado na orientação deste trabalho, a presença na resolução de problemas e a
amizade.
Agradeço a Secundino Covelo pela oportunidade dada para realizar este trabalho
na empresa Tesis Galicia S.L., assim como, também agradeço especialmente à química
Mónica Fernadéz pela disponibilidade de me orientar no laboratório da empresa e pelos
conhecimentos adquiridos.
Aos meus colegas de trabalho da Tesis Galicia S.L. agradeço pelo acolhimento,
pela confiança, pelo apoio, pelo incentivo, pelo carinho e pelos bons momentos passados
a rir, a conversar e a trabalhar, pelo companheirismo e pela amizade.
As minhas colegas de mestrado que me incentivaram e me auxiliaram ao longo
deste trabalho através da troca de sugestões e opiniões. Agradeço-lhes também os poucos
momentos de descontração passados a ir e a conversar, a disponibilidade e a amizade.
Aos meus amigos, ausentes e presentes no mundo da química, agradeço-lhes
inteiramente por me apoiaram, ouviram e estarem presentes em todos os momentos que
mais necessitei.
Por fim, agradeço, de modo especial, á minha família, principalmente aos meus
pais e irmã, pelo apoio, pelo carinho, pela força, pelo incentivo, pela motivação e pela
paciência durante este período de tempo que desenvolvi este trabalho. Obrigada por tudo
o que fizeram por mim durante este longo percurso académico, sem isso não teria chegado
até aqui.
v
Título
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e
desinfeção
Resumo
Este relatório de estágio profissional enquadra-se no contexto do Projeto
Individual do Mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, apresentando
o trabalho realizado na empresa Tesis Galicia S.L.
Para o desenvolvimento deste trabalho foram realizadas muitas atividades que
tiveram como principal objetivo o controlo de qualidade de matérias primas e de produtos
acabados através de determinações quantitativas e qualitativas. Efetuaram-se análises de
rotina em diversas amostras de matérias primas e produtos acabados para controlo de
qualidade. Procedeu-se ao desenvolvimento dos respetivos documentos associados
(certificados de análise, fichas de dados de segurança e fichas técnicas). Neste trabalho é
ainda feita uma descrição sumária do procedimento realizado para o desenvolvimento de
um produto cosmético.
No enquadramento são descritos a empresa e os produtos por esta
comercializados, referindo-se a importância do controlo de qualidade desde a formulação
de um produto até ao seu fabrico. Contudo, a crescente exigência das autoridades
reguladoras de produtos das diferentes áreas industriais visa um controlo cada vez mais
rigoroso, tanto em termos de legislação como em termos de rotulagem.
Os métodos de ensaio aplicados pelo laboratório para o controlo de qualidade são
a determinação do pH, da densidade, da matéria ativa, da temperatura de congelação, da
viscosidade e do cloro ativo. Os procedimentos experimentais em vigor seguem normas
existentes. A validação de alguns métodos analíticos, no que diz respeito à repetibilidade,
foi efetuada relativamente aos seguintes parâmetros: pH, densidade e viscosidade.
Os resultados obtidos para todas as amostras analisadas encontraram-se em
conformidade com as especificações internas da empresa.
vii
Title
Quality control and processing of raw materials and cleaning and desinfection products
Abstract
This internship report is part of the Course of the Individual Project of the Master
in Chemical Analysis and Characterisation Techniques, presenting the work done in the
company Tesis Galicia S.L.
For the development of this work, there were many activities carried out, that had
as main objective the quality control of raw materials and finished products through
quantitative and qualitative determinations. Routine analysis were performed on various
samples of raw materials and finished products for quality control. It proceeded to the
development of their associated documents (certificates of analysis, safety data sheets and
technical data sheets). This work also makes a brief description of the procedure carried
out for the development of a cosmetic product. perform
In the framework are described the company and the products marketed by this,
referring the importance of quality control from the formulation of a product to its
manufacture. However, the increasing demands of regulatory authorities of products from
different industrial areas aimed at an increasingly strict control, both in terms of
legislation and labelling.
The test methods applied by the laboratory for quality control are the
determination of pH, density, active material, the freezing temperature, viscosity and
active chlorine. The experimental procedures in place follow existing rules. Validation of
some analytical methods, with regard to the repeatability, was performed for the
following parameters: pH, density and viscosity.
The results for all samples met in accordance with the internal specifications of
the company.
ix
Índice
1. Introdução ................................................................................................................... 19
1.1. A empresa: Tesis Galicia S.L. ............................................................................. 19
1.2. As matérias primas ............................................................................................... 21
1.2.1. Surfactantes ................................................................................................... 22
1.2.2. Quelantes ou sequestrantes............................................................................ 26
1.2.3. Agentes de branqueamento ........................................................................... 28
1.2.4. Aditivos ......................................................................................................... 29
1.3. Os produtos acabados .......................................................................................... 32
1.3.1. Detergentes .................................................................................................... 32
1.3.2. Anticongelantes para uso automóvel............................................................. 34
1.3.3. Selantes para uso pecuário ............................................................................ 34
1.3.4. Amaciadores têxteis ...................................................................................... 35
1.3.5. Produtos cosméticos ...................................................................................... 35
1.4. Legislação, rotulagem e fichas de dados de segurança ........................................ 36
1.4.1. Detergentes e outros produtos químicos ....................................................... 36
1.4.2. Produtos cosméticos ...................................................................................... 37
1.5. Controlo de qualidade .......................................................................................... 38
1.5.1. Análises organoléticas ................................................................................... 39
1.5.2. Determinações quantitativas ......................................................................... 40
2. Atividades desenvolvidas ........................................................................................... 51
2.1. Descrição das atividades ...................................................................................... 51
2.1.1. Atividades de controlo diário ........................................................................ 51
2.1.2. Atividades de caráter ocasional - desenho e desenvolvimento de um produto
cosmético ................................................................................................................. 52
2.2. Parte experimental ............................................................................................... 54
2.2.1. Materiais, equipamentos e reagentes ............................................................. 54
2.2.2. Recolha e caraterização das amostras / Amostragem.................................... 56
2.2.3. Procedimentos experimentais ........................................................................ 57
2.2.3.1. Determinação do pH................................................................................... 57
2.2.3.2. Determinação da densidade ........................................................................ 59
2.2.3.3. Determinação da matéria ativa e temperatura de congelação .................... 60
x
2.2.3.4. Determinação da viscosidade ..................................................................... 61
2.2.3.5. Determinação de cloro ativo ...................................................................... 62
2.3. Resultados obtidos e discussão ............................................................................ 63
2.3.1. Análises diárias de Controlo de Qualidade ................................................... 63
2.3.1.1. Análises organoléticas ................................................................................ 63
2.3.1.2. Determinações quantitativas ...................................................................... 64
2.3.2. Estudo de Caso .............................................................................................. 69
2.3.2.1. Densidade – comparação entre o método da proveta e o método do
picnómetro de vidro ................................................................................................ 69
2.3.2.2. Percentagem de cloro ativo – controlo de qualidade de matéria prima e um
produto acabado à base de hipoclorito de sódio ...................................................... 71
2.3.3. Validação de métodos analíticos - repetibilidade .......................................... 74
2.3.3.1. Determinação do pH................................................................................... 74
2.3.3.2. Determinação da densidade ........................................................................ 75
2.3.3.3. Determinação da viscosidade ..................................................................... 76
3. Conclusões .................................................................................................................. 79
4. Bibliografia ................................................................................................................. 83
Anexos ………………………………………………………………………………… 87
xi
Lista de abreviaturas e símbolos
a Ordenada na origem
aH+ Atividade do ião hidrogénio em solução aquosa
AE Álcool etoxilado
AES Sulfatos de alquil éter
AOS α-Olefinosulfonatos
APE Alquilfenóis etoxilados
APG Alquilpoliglucosidos
AS Sulfatos de alquilo
ASTM Sociedade Americana para Testes e Materiais (do inglês “American Society for
Testing and Materials”)
b Declive
BPF Boas Práticas de Fabricação
CE Comunidade Europeia
CLP Classificação, Rotulagem e Embalagem de substâncias e misturas (do inglês
“Classification, labelling and packaging of substances and mixtures”)
cps Centipoises
cSt Centistokes
CVr Coeficiente de variação da repetibilidade
DSDMAC Cloreto de dialquidimetilamónio
E Potencial da célula eletroquímica
EDTA Ácido etilenodiaminotetraacético
EN Norma Europeia (do inglês “European Norm”)
EQ Esterquates
ES Espanhol
F Constante de Faraday
FAA Ácidos gordos de alcanolamidas
g Gramas
g/L Gramas por litro
ISO Organização Internacional para a Padronização (do inglês “International
Organization for Standardization”)
IUPAC União Internacional de Química Pura e Aplicada (do inglês “International Union
of Pure and Applied Chemistry”)
kg Quilograma
kg/m3 Quilograma por metro cúbico
xii
LAS Alquilbenzenossulfonatos lineares
m Massa da substância pesada
MES α-Sulfoesteres de ácido gordo
mL Mililitros
N Normalidade
n Número de réplicas
Nº CPNP Número de Notificação no Portal de Produtos Cosméticos (do inglês
“Cosmetic Products Notification Portal”)
Nº R.G.S. Número de registo geral sanitário
NMG N-Metilglucamidas
NTA Ácido nitrilotriacético
𝒑 Número de laboratórios participantes
PC Policarbonato
PT Português
R Constante universal dos gases
r Limite de repetibilidade
REACH Registo, Avaliação e Autorização de Substâncias Químicas (do inglês
“Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals”)
RSE Responsabilidade Social e Empresarial
s segundos
Sa Desvio padrão associado à ordenada na origem
Sb Desvio padrão associado ao declive
Sri Desvio padrão associado à repetibilidade
𝑺𝒓𝒊𝟐 Variância associada à repetibilidade
𝑺𝒘𝒊𝟐 Variância associada aos resultados considerados
Sy/x Desvio padrão residual
SAS Alcanosulfonatos
T Temperatura absoluta
t Tempo de escoamento ou parâmetro t student
UNE Uma Norma Espanhola (do espanhol “Una Norma Española”)
v Volume ocupado pela massa da substância
va Viscosidade absoluta
vc Viscosidade cinemática
𝒗𝒈 Volume consumido
X Estimativa do valor médio
�̅� Valor médio da grandeza
xiii
𝒙𝒊 Valores de x individuais da replica i
𝒚𝒊 Valores de y individuais da replica i
z Carga do ião
ρ Densidade absoluta
ρr Densidade relativa
ρ0 Densidade absoluta de uma substância padrão
𝝈 Desvio padrão
⁰C Graus Celsius
% Percentagem
xiv
Índice de figuras
Figura 1: Empresa da Tesis Galicia S.L. em Ponteareas ............................................... 20
Figura 2: As marcas comercializadas pela Tesis Galicia S.L.1 ..................................... 20
Figura 3: Alguns produtos de variadas gamas das marcas Iberklin e Güte ................... 21
Figura 4: Ilustração esquemática de uma molécula de surfactante ............................... 22
Figura 5: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto acabado que contém
substâncias químicas14, 21 ................................................................................................ 37
Figura 6: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto cosmético13 .......... 38
Figura 7: Elétrodo combinado de vidro para determinação do pH26 ............................ 41
Figura 8: Refratómetro portátil de escala Brix para medição da matéria ativa ............. 44
Figura 9: Refratómetro portátil de medição de temperatura de congelação ................. 44
Figura 10: Resultado final do gel de duche OPD-456 em termos de aspeto, embalagem
e etiqueta ......................................................................................................................... 53
Figura 11: Copo de recolha de amostras e tanque de produção .................................... 56
Figura 12: Amostras armazenadas e devidamente identificadas ................................... 57
Figura 13: Equipamento utilizado para determinação do pH ........................................ 58
Figura 14: Procedimento de uso do refratómetro .......................................................... 60
Figura 15: Equipamento utilizado para determinação da viscosidade .......................... 62
Figura 16: Titulação realizada num produto acabado que contém hipoclorito de sódio63
Figura 17: Comparação da densidade entre o método da proveta e do picnómetro de vidro
........................................................................................................................................ 70
Figura 18: Percentagem de cloro ativo obtida ao longo de 25 semanas numa matéria
prima, o hipoclorito de sódio .......................................................................................... 73
Figura 19: Percentagem de cloro ativo obtida ao longo de 25 semanas num produto
acabado que contém hipoclorito de sódio na sua formulação ........................................ 73
Índice de tabelas
Tabela 1: Surfactantes aniónicos mais comuns e suas caraterísticas principais ...................23
Tabela 2: Surfactantes catiónicos mais comuns e suas caraterísticas principais ..................24
Tabela 3: Surfactantes não iónicos mais comuns e suas caraterísticas principais ................25
Tabela 4: Surfactantes anfotéricos mais comuns e suas caraterísticas principais ................26
Tabela 5: Equipamento volumétrico e respetivas caraterísticas ...........................................54
Tabela 6: Materiais de uso geral e respetiva capacidade ......................................................54
Tabela 7: Equipamentos de medição e respetivas caraterísticas ..........................................55
Tabela 8: Reagentes utilizados e respetivas caraterísticas ...................................................55
Tabela 9: Resultados obtidos para as análises organoléticas do produto acabado I-311-A .64
Tabela 10: Valores de pH obtidos para diferentes produtos acabados .................................64
Tabela 11: Valores de densidade obtidos para diferentes produtos acabados ......................65
Tabela 12: Valores de matéria ativa obtidos para diferentes produtos acabados .................66
Tabela 13: Valores de temperatura de congelação obtidos para dois anticongelantes com
diferentes percentagens de etilenoglicol ................................................................................67
Tabela 14: Valores de viscosidade obtidos para diferentes produtos acabados ...................68
Tabela 15: Valores de cloro ativo obtidos para diferentes produtos acabados .....................69
Tabela 16: Valores da densidade obtidos em dois métodos para três produtos acabados
diferentes ...............................................................................................................................70
Tabela 17: Valores médios, desvio padrão e intervalo de confiança obtidos para cada produto
acabado em cada um dos métodos.........................................................................................71
Tabela 18: Valores médios de cloro ativo obtidos numa matéria prima e num produto
acabado durante 25 semanas .................................................................................................72
Tabela 19: Valores de pH obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de I-311-
A ............................................................................................................................................75
Tabela 20: Valores de pH e limite de repetibilidade para a amostra de I-311-A .................75
Tabela 21: Valores de densidade obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de
I-311-A ..................................................................................................................................76
Tabela 22: Valores de densidade e limite de repetibilidade para uma amostra de I-311-A .76
Tabela 23: Valores de viscosidade obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de
I-633-G ..................................................................................................................................76
Tabela 24: Valores de viscosidade e limite de repetibilidade para uma amostra de I-633-G
...............................................................................................................................................77
CAPÍTULO 1
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
19
1. Introdução
Este trabalho foi elaborado no contexto do Projeto Individual do Mestrado em
Técnicas de Caracterização e Análise Química, do departamento de Química da
Universidade do Minho.
O estágio foi realizado na empresa Tesis Galicia S.L., decorreu no período de
outubro de 2015 a julho de 2016 e teve como principal objetivo o controlo de qualidade
e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção através de
determinações quantitativas e qualitativas.
Este relatório está organizado em três capítulos. No primeiro capítulo é
apresentada a introdução na qual é feita uma breve descrição da empresa e dos produtos
por esta comercializados com maior sucesso. Ainda neste capítulo são abordados os
procedimentos de controlo de qualidade, seguidos desde a formulação de um produto até
ao seu fabrico, legislação relevante e rotulagem. No segundo capítulo é apresentada uma
descrição das atividades desenvolvidas, nomeadamente parte experimental, resultados
obtidos e a discussão. Na parte experimental é feita referência aos materiais,
equipamentos, reagentes e procedimentos. As conclusões finais deste trabalho
encontram-se no terceiro capítulo.
1.1. A empresa: Tesis Galicia S.L.
A Tesis Galicia S.L., é uma empresa do setor químico que foi fundada em 1995
na zona de Areas-Ponteareas, na província de Pontevedra, comunidade autónoma da
Galiza, Espanha (figura 1).
Para além da fabricação de produtos químicos para diferentes setores indústriais, esta
empresa também comercializa materiais de complemento à higiene e à limpeza, não só
para Espanha como também para Portugal. A atividade da Tesis Galicia S.L. está
organizada em 6 setores distintos, de acordo com o tipo de produtos produzido /
comercializado: produtos químicos e detergentes industriais, complementos de limpeza,
maquinaria de limpeza industrial, tratamento de águas, produtos hospitalares, aditivos e
ingredientes alimentares.
Os produtos produzidos / comercializados destinam-se a diferentes áreas
industriais, nomeadamente, automóvel, alimentação, construção, agropecuária, hotelaria,
lavandaria, naval, hospitalar e cosmético1.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
20
Figura 1: Empresa da Tesis Galicia S.L. em Ponteareas
Inicialmente esta empresa comercializava exclusivamente produtos químicos,
detergentes industriais, utensílios / maquinaria e papel para limpeza profissional.
Posteriormente a sua gama de produtos foi alargada com a introdução de uma linha de
aditivos e de ingredientes alimentares de modo a atender às exigências dos clientes. Foi
também incorporado um serviço de tratamento de águas residuais e industriais de forma
a contribuir para a conservação dos recursos ambientais e promover um desenvolvimento
sustentável. Mais recentemente foi criado um novo departamento de produtos
hospitalares. Durante o ano de 2014 abriu novas instalações em Villasobroso, onde dispõe
de uma fábrica e um armazém para os produtos de tratamento de águas. Atualmente, a
produção de diferentes produtos químicos e detergentes industriais é feita nos 1800 m2 da
empresa, onde cerca de 200 toneladas de produtos são escoados por mês nas suas
embalagens1.
Esta empresa também apostou na certificação, aplicando desde 1999 a norma
UNE EN ISO 9001:2008 (Sistema da Qualidade) e a norma UNE EN ISO 14001:2004
(Ambiente) desde 2007. Em 2014 a empresa elaborou um “Plano Estratégico de RSE”
em consonância com as políticas de Responsabilidade Social e Empresarial.
Os produtos (químicos, ecológicos, cosméticos, floculantes), aditivos alimentares
e maquinaria industrial comercializados têm 11 marcas, tal como se apresenta na figura
2.
Figura 2: As marcas comercializadas pela Tesis Galicia S.L.1
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
21
As marcas Iberklin e Güte (detergência industrial) são as marcas mais
comercializadas e representam os detergentes e desinfetantes que se destinam à industria
automóvel, alimentação, construção, agropecuária, hotelaria, lavandaria e naval. A Gip
Química incluí produtos para tratamento de pavimentos em todo o tipo de indústria e a
QuimEco está associada a produtos ecológicos. Recobrimentos e aditivos para a indústria
látea são comercializados com as marcas Maxiplast e Güte (aditivos alimentares). As
marcas Acrima e OPD (Optima Pharma Division) são mais recentes e incluem os
produtos cosméticos e hospitalares. Os produtos floculantes e antiespumantes para
tratamento de águas estão registados com a marca BASF e Tefloc e toda a maquinaria de
limpeza industrial é comercializada com a marca Hako.
Na Figura 3 estão ilustrados um conjunto de produtos de diferentes gamas das
marcas Iberklin e Güte fabricados e comercializados pela Tesis. A formulação de cada
produto é concebida e desenvolvida a pensar nas necessidades dos seus clientes de forma
a garantir a melhor funcionalidade e o melhor preço.
Figura 3: Alguns produtos de variadas gamas das marcas Iberklin e Güte
1.2. As matérias primas
Todos os detergentes são constituídos por formulações complexas, alguns
contendo mais de 25 compostos diferentes que fazem parte de quatro grupos distintos.
Esses grupos são: surfactantes, quelantes, agentes de branqueamento e aditivos.
No grupo dos aditivos são incluídos os desinfetantes, os amaciadores, inibidores
de corrosão, solventes, reguladores de espuma, espessantes, enzimas, conservantes,
fragrâncias e corantes. A adição destes produtos é feita por razões que podem ter a ver
não só com o melhoramento produto como também da otimização do processo de
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
22
produção. Cada um dos ingredientes que constitui a formulação de um detergente tem
uma função específica, mas, ao mesmo tempo, estes atuam combinados durante todo o
processo da sua utilização2.
1.2.1. Surfactantes
Os surfactantes são o grupo mais importante na composição de um detergente.
Estes são constituídos por uma parte apolar hidrofóbica ligada a uma parte polar
hidrofílica (figura 4)3.
Figura 4: Ilustração esquemática de uma molécula de surfactante
As moléculas dos surfactantes solubilizam-se facilmente em água uma vez que a
parte hidrófilica é constituída por grupos funcionais de caráter fortemente polar
(aniónicos, catiónicos ou não iónicos). Esses grupos funcionais podem ser sais de sódio
ou potássio de grupos carboxílico, sulfato, hidroxilo ou sulfonato. A parte hidrofóbica é
constituída por grupos alquilo de cadeia longa. Assim, os surfactantes podem ser
classificados em quatro classes distintas: surfactantes aniónicos, surfactantes catiónicos,
surfactantes não iónicos e surfactantes anfotéricos ou zwitteriónicos. Esta classificação é
baseada na carga presente na molécula após a sua dissociação em água2-4.
Surfactantes aniónicos
Grande parte dos detergentes contém maioritariamente surfactantes aniónicos.
Estes surfactantes, de uso generalizado, dissociam-se em solução aquosa formando um
anião anfifílico e um catião de um metal alcalino (Na+ ou K+) ou de amónio quaternário.
A carga negativa está associada à presença de grupos carboxílicos, sulfatos, hidroxilos ou
sulfonatos, como já foi referido anteriormente. Nesta classe de surfactantes estão
incluídos os sabões, os alquilbenzeno sulfonatos, os alcanosulfonatos, entre outros, que
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
23
abrangem cerca de 60% da produção mundial. Na tabela 1 encontram-se apresentados
alguns surfactantes aniónicos mais comuns2, 4-5.
Tabela 1: Surfactantes aniónicos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Acidos gordos saponificados
ou sabões
R = C10-16
Regulador de espuma
Alquilbenzenossulfonatos
lineares (LAS)
R = C10-13
Agentes espumantes
Agentes de limpeza
Alcanosulfonatos (SAS)
R1 + R2 = C11-17
Agentes humectantes
Estabilizantes químicos para
ácidos, bases e oxidantes
fortes incluindo também o
cloro
α-Olefinosulfonatos (AOS)
n + m = 9 ≤ 15
n = 1, 2, 3,…
m = 1, 2, 3,…
R = C7-13
Sensibilidade a águas macias
Aditivos em formulas com
baixo teor de fosfato
α-Sulfoesteres de ácido
gordo (MES)
R = C14-16
Agentes de limpeza
Sensibilidade a águas macias
Sulfatos de alquilo (AS)
R = C11-17
Agentes espumantes
Agentes de limpeza
Sulfatos de alquil éter (AES)
R1 = H, C1, C2,…
R2 = C10-12
R1 + R2 = C11-13
n = 1 ≤ 4
Agentes espumantes
Agentes humectantes
Estabilizantes a baixas
temperaturas
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
24
Surfactantes catiónicos
Os surfactantes catiónicos produzem iões orgânicos positivos em solução aquosa
que são responsáveis pela atividade superficial. A carga positiva fica situada na parte
hidrofílica da molécula, que interage com a água, sendo responsável pelas características
particulares destes surfactantes. Eles podem ser utilizados como agentes anti estáticos,
amaciadores, dispersantes, emulsionantes, desinfetantes ou antisséticos. De um modo
geral, estes não apresentam boas caraterísticas de limpeza e formam pouca espuma e,
portanto, não são usados em formulações de detergentes clássicos que contém
surfactantes aniónicos. Contrariamente, os surfactantes catiónicos são muito usados em
formulações quando estão presentes surfactantes não iónicos, sendo principalmente
usados como aditivos. Nesta classe de surfactantes estão incluídos compostos alquílicos
ou arílicos derivados de sais de amónio quaternário, e compostos derivados da piridina,
imidazol e isoquinolina. Estes produtos derivados abrangem cerca de 6% da produção
total de surfactantes. Na tabela 2 estão apresentadas algumas estruturas que pertencem a
esta classe de surfactantes2-4.
Tabela 2: Surfactantes catiónicos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Cloreto de
dialquidimetilamónio
(DSDMAC)
R = C16-18
Agentes amaciadores
Sais de imidazol
R = C16-18
Agentes amaciadores
Cloreto de
alquildimetilbenzilamónio
R = C8-18
Agentes amaciadores
Agentes desinfetantes
Agentes antistáticos
Esterquates (EQ)
R = C16-18
Agentes amaciadores
Agentes biodegradáveis
Agentes de adsorção
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
25
Surfactantes não iónicos
Os surfactantes não iónicos são uma classe de surfactantes que não produzem iões
em solução aquosa e a sua solubilidade é devida à presença de grupos funcionais polares.
Isto faz com que eles sejam compatíveis com outros tipos de surfactantes, tornando-os
excelentes candidatos para formulações mais complexas. Como principais caraterísticas
estes surfactantes apresentam baixa sensibilidade a eletrólitos de água duras. Podem ser
utilizados tanto em meio ácido como em meio alcalino, são bons agentes de limpeza, bons
agentes espumantes e bons emulsionantes. A seguir é apresentada uma lista com alguns
tipos de surfactantes não iónicos (Tabela 3) que abrangem cerca de 40% da produção
mundial2-4.
Tabela 3: Surfactantes não iónicos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Álcool etoxilado (AE)
n = 1, 2, 3,…
Agentes de adsorção
Agentes de limpeza
Alquilfenóis etoxilados (APE)
R = C8-12
n = 5 ≤ 10
Agentes de limpeza,
principalmente em remover
óleos e gorduras
Ácidos gordos de
alcanolamidas (FAA)
R = C11-17
n = 1, 2 / m = 0, 1
Agentes espumantes
Óxidos de alquilamina
R = C12-16
Agentes de limpeza
Regulador de espuma
N-Metilglucamidas (NMG)
n = 1, 2, 3,…
Co-surfactantes
Alquilpoliglucosidos (APG)
n = 1, 2, 3,…
Agentes espumantes
Agentes biodegradáveis
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
26
Surfactantes anfotéricos ou zwitteriónicos
Um surfactantes anfotérico ou zwitteriónico é uma molécula constituída por dois
ou mais grupos funcionais, um aniónico e outro catiónico. Dependendo do pH do meio
ser ácido ou básico, estes surfactantes podem encontrar-se ionizados. A pH alcalino o
grupo dominante é o aniónico enquanto que se o pH for ácido o grupo dominante é o
catiónico. Apesar deste tipo de surfactantes possuir excelentes propriedades de limpeza é
pouco utilizado na formulação de detergentes por razões que têm a ver com os custos.
Contudo, estes são usados combinados com outros surfactantes ou com aminoácidos em
formulações de produtos cosméticos e farmacêuticos. Alguns exemplos deste tipo de
surfactantes encontram-se descritos na Tabela 42-4.
Tabela 4: Surfactantes anfotéricos mais comuns e suas caraterísticas principais
Nome químico Estrutura molecular Função principal
Alquilbetaínas
R = C12-18
Agentes amaciadores
Agentes espumantes
Alquilsulfobetainas
R = C12-18
Agentes amaciadores
Agentes espumantes
Agentes dispersantes de iões
1.2.2. Quelantes ou sequestrantes
Os quelantes, também designados por sequestrantes, são compostos que têm
capacidade de sequestrar iões de uma solução. Como consequência estes fazem aumentar
o pH do meio, para além de apresentarem propriedades de anti corrosão e capacidade
tampão. Estes compostos têm compatibilidade com agentes de branqueamento, não são
tóxicos. Dada a boa relação entre as suas propriedades e o seu custo estes compostos são
amplamente utilizados na maioria dos produtos de limpeza. Para além de serem efetivos
no processo de lavagem, são eficientes na remoção de iões cálcio e magnésio presentes
na água dura, que são os principais causadores do decréscimo da ação dos surfactantes
aniónicos2-3, 6. Os quelantes originam complexos estáveis e solúveis com os catiões
causadores de dureza, aumentam o pH da solução e, facilitam a limpeza3, 7. Os compostos
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
27
quelantes são agrupados em três classes distintas, em quelantes inorgânicos, orgânicos e
poliméricos, como se apresenta em seguida.
Quelantes inorgânicos
Os quelantes inorgânicos são constituídos maioritariamente pelos fosfatos. No
passado, eles eram bastante utilizados pois apresentam toxicidade quase nula, baixo custo
e não são corrosivos para os metais. Como exemplo tem-se o pirofosfato de sódio
(Na4P2O7) e o tripolifosfato de sódio (Na5P3O10). Contudo, estes quelantes tem como
principal desvantagem o facto de causarem eutrofização das águas. Os fosfatos atuam
como fertilizante para as algas, bactérias, fauna e flora dos rios, lagos e oceanos.
Atualmente, utiliza-se muito em formulações de detergentes em pó os zeólitos ou os
aluminossilicatos cristalinos, que substituem os iões cálcio e magnésio por catiões de
sódio. Apesar dos zeólitos serem compostos insolúveis, eles têm sido amplamente usados
em diferentes países. Outro tipo de compostos que podem ser usados como quelantes são
os boratos, como por exemplo o borato, o bórax ou o perborato de sódio. Para desenvolver
detergentes mais ecológicos é utilizado o dissilicato de sódio (Na2Si2O5), pois não é
toxico para o meio ambiente, é solúvel em água, tem capacidade de troca iónica e pode
ser misturado com outros quelantes atuando como inibidor de corrosão. Contudo,
apresenta um custo elevado relativamente aos outros quelantes3, 6-7.
Quelantes orgânicos
Os quelantes orgânicos, tais como, carbonato de sódio (Na2CO3), silicato de sódio,
ácido nitrilotriacético (NTA), ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), são potenciais
substitutos dos fosfatos. Como principal desvantagem estes compostos complexam
facilmente com iões tóxicos, como o mercúrio e o chumbo, e apresentam um custo mais
elevado. Atualmente, utiliza-se muito o NTA e o EDTA como quelantes em formulações
de detergentes líquidos. Contudo, estes quelantes não estão autorizados a serem usados
em formulações de produtos ecológicos pela European Union Eco-label 3, 6-7.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
28
Quelantes poliméricos
Outras alternativas possíveis para substituir os fosfatos são os quelantes
poliméricos. Os policarboxilatos (homopolímeros ou copolímeros de ácido acrílico ou
ácido maleico), por exemplo, exibem uma boa atividade de sequestrar os iões cálcio,
prevenindo as incrustações. Contrariamente, estes não são biodegradáveis e persistem nos
depósitos aquáticos. Uma outra alternativa é a criação de polímeros sintéticos, na qual se
introduzem segmentos biodegradáveis na cadeia principal. Este tipo de polímeros
apresentam uma excelente biodegradabilidade mas um efeito quelante fraco6.
1.2.3. Agentes de branqueamento
Os agentes de branqueamento são compostos que têm a capacidade de mudar a
tonalidade mais clara na cor de um objeto. Estes efeitos de branqueamento podem ocorrer
através de mecanismos mecânicos, físicos e/ou químicos e num processo de lavagem,
todos eles ocorrem em paralelo. Os mecanismos mecânicos ou físicos permitem remover
manchas de partículas ou gorduras. Um mecanismo químico envolve a remoção de
nódoas que aderem às fibras coloridas por reações de decomposição oxidativa ou
redutiva. Em formulações de produtos de lavandaria apenas são usados agentes de
branqueamento oxidativos. No entanto, são usados agentes de branqueamento redutivos
especiais (por exemplo NaHSO3 e Na2S2O4) para tratar tipos específicos de descoloração
em contextos institucionais ou domésticos. Contudo, o efeito de branqueamento depende
de muitos fatores, tais como, do tipo de agente utilizado, do potencial de oxidação, da
concentração, do tempo da lavagem, da temperatura de lavagem, do tipo de sujidade e da
natureza do tecido. Os agentes mais utilizados num branqueamento oxidativo a usar
durante um processo de lavagem são o peróxido de hidrogénio (H2O2) e o hipoclorito de
sódio (NaClO). A nível mundial, o hipoclorito de sódio é o agente branqueador mais
utilizado em formulações de lixívias e de alguns detergentes com capacidade
branqueadora. Este composto, em meio alcalino, gera o ião hipoclorito (ClO-) que é o
agente responsável pela ação branqueadora (expressão 1)2, 7.
HOCl + OH- ClO- + H2O (1)
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
29
1.2.4. Aditivos
Como já foi referido anteriormente, os componentes que constituem
maioritariamente a formulação de um detergente são os surfactantes, os quelantes e os
agentes de branqueamento. Os aditivos são agentes auxiliares introduzidos nas
formulações em pequenas quantidades, mas que permitem melhorar as características de
um produto acabado. Nesta secção serão referidos alguns aditivos que tem um propósito
específico num produto acabado e contribuem para a diversificação de produtos no
mercado.
Desinfetantes
Um desinfetante é um agente químico que se aplica sobre uma superfície ou
material inerte e destrói ou inibe o crescimento de microrganismos, prevenindo assim o
aparecimento de infeções. Como desinfetantes, na indústria pecuária podem ser usados:
agentes oxidantes (ex: peróxido de hidrogénio, ácido peracético), álcoois (ex: etanol,
isopropanol), aldeídos (ex: formaldeído, glutaraldeído), biguanidas (clorexidina),
compostos halogenados (ex: hipoclorito de sódio, povidona iodada) e compostos de
amónio quaternário (ex: cloreto de benzalcónio). Para atuarem de forma eficaz, estes
devem ser usados corretamente no que diz respeito à concentração ideal, ao tempo de
ação e à conservação do produto. Um dos desinfetantes mais amplamente usados na
formulação de lixívias e de alguns detergentes com capacidade desinfetante é o
hipoclorito de sódio. O ácido peracético, o glutaraldeído, a clorexidina e a povidona
iodada são os desinfetantes mais usados em formulações de produtos de uso pecuário8-9.
Amaciadores
Outras substâncias que podem ser adicionadas aos detergentes são os
amaciadores. Estes permitem suavizar e amaciar, diminuindo a adesão estática, o
enrugado e o tempo de secagem. Atualmente, os amaciadores encontram-se no estado
líquido e são constituídos maioritariamente por surfactantes catiónicos do tipo amónio
quaternário. Um amaciador convencional contém entre 4% e 8% de matéria ativa e um
amaciador concentrado pode conter cerca de três vezes mais matéria ativa do que um
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
30
amaciador convencional. De modo a prevenir interações entre os surfactantes aniónicos
e os surfactantes catiónicos, o amaciador é introduzido no fim do ciclo de lavagem2, 7.
Inibidores de corrosão
Os inibidores de corrosão são compostos que previnem a corrosão de materiais
que têm facilidade em se oxidar quando estão em contato com substâncias alcalinas. Estes
compostos são adicionados às formulações de produtos que estão, principalmente, em
contacto direto com máquinas de lavar. Exemplos desses inibidores são os silicatos2.
Solventes
Os solventes têm como objetivo conferir propriedades de fluxo, rubor e
solubilidade, prevenindo separação de fases e a precipitação causada por alterações de
temperatura. Quando combinados com os outros componentes de uma formulação num
ambiente aquoso, eles apresentam caraterísticas hidrotrópicas. Como solventes em
detergentes líquidos podem ser usados os alquilbenzenossulfonatos lineares (LAS), a
ureia, os álcoois e os éteres de poliglicol, e em detergentes em pó são usados sais
inorgânicos2.
Reguladores de espuma
A espuma é o conjunto de bolhas que se formam à superfície de um líquido quando
ele é agitado, fermentado ou aquecido. Em muitas regiões, a espuma é uma caraterística
importante no que diz respeito à capacidade de limpeza. Contudo, o desenvolvimento de
detergentes com espuma muito densa pode afetar o sistema de lavagem das máquinas de
lavar. Para estabilizar a espuma formada em excesso são, normalmente, adicionados às
formulações de detergentes os reguladores de espuma. Como reguladores de espuma
existem os derivados de silicone ou óleo de parafina que são aplicados mais
universalmente, uma vez que o seu efeito não depende da dureza da água nem da natureza
do surfactantes2-3.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
31
Espessantes
Como espessantes, num detergente com caraterísticas aniónicas ou catiónicas,
podem utilizar-se eletrólitos do tipo sais, como por exemplo o cloreto de sódio, o sulfato
de magnésio ou o sulfato de sódio. Para adicionar este tipo de matérias primas a uma
mistura é necessário verificar que o pH se encontra neutro, pois caso contrário, pode
ocorrer turvação ou separação de fases. Se um detergente apresentar caraterísticas não
iónicas então podem utilizar-se como espessantes as alcanolamidas, os carboidratos ou os
polieletrólitos3.
Enzimas
As enzimas são proteínas que catalisam reações específicas, auxiliando desta
forma a eliminação de substâncias que causam manchas específicas provocadas por
sujidades derivadas de amidos, gorduras e proteínas. As mais utilizadas são as amílases,
lípases e protéases. Estas são incorporadas principalmente em detergentes em pó para
máquinas de lavar roupa. A eficiência de uma enzima num detergente é baseada na
hidrólise enzimática e o seu uso apresenta muitas vantagens. As enzimas apresentam uma
atividade ótima a pH alcalino, são eficazes tanto a baixas temperaturas como a médias
temperaturas. Para além disso, elas são estáveis na presença de outras matérias primas,
são biodegradáveis e de baixo custo. Atualmente estes aditivos têm sido utilizados em
outras formulações e, como resultado, têm sido desenvolvidos novos produtos em todo o
mundo2-3, 7.
Conservantes
Os conservantes são compostos importantes numa formulação pois impedem o
desenvolvimento de microrganismos. Os produtos cosméticos, por exemplo emulsões,
géis, suspensões ou soluções, são mais suscetíveis a este tipo de contaminação, uma vez
que apresentam água e componentes orgânicos na sua formulação10. Este tipo de
compostos também pode estar presente na formulação de alguns detergentes. Estes
compostos podem provocar reações alergénicas quando aplicados em grandes
quantidades. Segundo o Regulamento (CE) nº 1223/2009 do Parlamento Europeu e do
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
32
Conselho de 30 de novembro de 2009 sobre os produtos cosméticos estão estabelecidos
limites máximos para aplicar os conservantes em produtos cosméticos11-13.
Fragâncias
As fragâncias são essências que caraterizam um determinado produto, tornando o
seu uso mais agradável. A função das fragâncias é mascarar certos odores, conferindo
frescura e odor agradável. Apesar do custo elevado, as fragâncias estão presentes na maior
parte das formulações de detergentes, amaciadores e cosméticos. Tal como nos
conservantes, também existem restrições na aplicação destas matérias primas em
produtos cosméticos, associadas à sua toxicidade e efeitos ao nível ecológico11-13.
Corantes
Os corantes utilizados nos detergentes e cosméticos servem como apelo de
marketing, e são frequentemente associados ao odor. O corante deve apresentar uma boa
estabilidade e compatibilidade com os outros componentes do produto acabado e
resistência aos efeitos da temperatura e da luz2.
1.3. Os produtos acabados
1.3.1. Detergentes
Um detergente é definido pelo Reglamento (CE) nº 648/2004 del Parlamento
Europeo y del Consejo de 31 de marzo de 2004 sobre detergentes como “toda a substância
ou preparado que contenha sabão ou outros tensioativos e que se utilize em processos de
limpeza e desinfeção”. Ele pode adquirir diferentes formas, nomeadamente, líquido,
sólido, pasta, barra, pastilhas ou outras formas moldadas, e pode ser comercializado para
uso doméstico, institucional ou industrial14. Ele é constituído por surfactantes,
coadjuvantes e estabilizantes. Contudo, é importante referir a diferença entre um
detergente com capacidade de limpeza e um detergente com capacidade de desinfeção.
A função de um detergente de limpeza é remover substâncias ou resíduos visíveis
à superfície de um objeto ou equipamento através de um processo manual ou mecânico.
Durante esse processo, o agente principal do detergente funciona como agente de limpeza
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
33
e, normalmente, é um surfactante. Esse surfactante tem a função de reduzir a tensão
superficial da sujidade e tornando-o mais suscetível à ação da água3, 15. Nesta categoria
estão incluídos detergentes para lavagem de loiça, automóveis, roupa, superfícies,
equipamentos e, alguns, de uso geral. Apesar de os detergentes com capacidade de
limpeza terem a mesma função, eles apresentam formulações diferentes dependendo do
objeto ou superfície a tratar. Por exemplo, o tensioativo principal varia se o detergente é
para a loiça ou para uso automóvel.
Um detergente para a loiça ou superfícies de contacto deve apresentar um pH entre
5-6 pois são produtos que estão facilmente em contacto com a pele e, como tal devem
apresentar um pH semelhante ao do corpo humano. Nestes produtos o pH deve ser
ajustado com neutralizantes ao longo da sua produção. Num detergente para uso
automóvel o pH pode variar entre neutro e alcalino, dependendo da sua função, uma vez
que na sua formulação se incluem outros tipos de matérias primas, tais como inibidores
de corrosão e quelantes. Um detergente para lavandaria deve apresentar um pH próximo
de 10, pois combinado com o amaciador (de pH entre 2-3) neutraliza a roupa lavada que
posteriormente se encontrará em contacto com o corpo humano.
Neste trabalho serão destacados dois tipos de detergentes, um detergente para a
lavagem de loiça (I-432: lava loiça manual) e um detergente para lavagem de automóveis
(I-7: detergente para a lavagem química de automóveis e superfícies pintadas).
A função de um detergente com capacidade de desinfetante é eliminar
microrganismos patogénicos, com exceção dos esporos, à superfície de um objeto ou
equipamento através de um processo manual ou mecânico. Durante esse processo, o
desinfetante, agente químico principal, destrói organismos potencialmente patogénicos9,
15. Como já foi referido, neste tipo de indústria podem ser usados diferentes tipos de
desinfetantes, sendo que o mais amplamente usado é o hipoclorito de sódio para
formulações de lixívias e detergentes com capacidade desinfetante. Este tipo de
detergentes é de caráter alcalino e a capacidade desinfetante é determinada em termos de
cloro ativo.
Neste trabalho será destacado um detergente desinfetante alcalino clorado usado
na desinfeção e eliminação de resíduos em superfícies abertas de maquinaria, solos e
paredes na industria alimentar (I-311-A: detergente desinfetante alcalino clorado)
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
34
1.3.2. Anticongelantes para uso automóvel
Um anticongelante é um produto universal para uso em qualquer tipo de instalação
de arrefecimento e/ou aquecimento com radiador. Eles permitem a proteção do sistema
de refrigeração em qualquer estação do ano, marca ou tipo de veículo. Essa proteção do
radiador é controlada pela quantidade de etilenoglicol presente no produto final. Para este
tipo de uso, o etilenoglicol deve ser diluído em solução aquosa a diferentes concentrações,
ou seja, quanto mais diluído for o etilenoglicol no produto, menor capacidade de evitar
congelação e/ou ebulição e, consequentemente, menor a proteção do radiador16. Os
anticongelantes são de pH neutro e devem também incluir na sua formulação outras
matérias primas, nomeadamente, antiespumantes, conservantes e inibidores de corrosão.
Neste trabalho será destacado um anticongelante de concentração a 50% usado
em sistemas de refrigeração em radiadores automóveis (IBERKLIN 50%: anticongelante
refrigerante 50%).
1.3.3. Selantes para uso pecuário
Um selante para uso pecuário é um produto viscoso que se aplica depois da
ordenha, formando uma película protetora contra os germes exteriores, no úbere do
animal. Durante esse processo, o princípio ativo que contém esse selante destrói os
agentes patogénicos por ação química ou biológica. Dependendo do tipo de princípio
ativo, o selante pode ser mais ou menos rápido ou efetivo na hora de reduzir as bactérias
na pele do úbere depois da sua aplicação. Para este tipo de produtos da indústria pecuária
podem ser usados como princípios ativos os agentes oxidantes (ex: ácido peracético),
álcoois (ex: etanol, isopropanol), biguanidas (clorhexidina) e compostos halogenados (ex:
hipoclorito de sódio, povidona iodada). Este tipo de produtos deve ter um pH entre 3-4 e
incluir na sua formulação hidratantes, suavizantes e espessantes. Para estes produtos
deve-se ter em atenção as condições de armazenamento, pois as temperaturas extremas e
a luz direta do sol podem alterar as propriedades físico químicas17-18.
Neste trabalho será destacado um selante de uso na indústria pecuária aplicado em
animais produtores de leite (I-633-G: Selante de tetas à base de clorexidina e biomassa
cítrica).
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
35
1.3.4. Amaciadores têxteis
Um amaciador têxtil é um produto destinado a modificar o tato dos tecidos em
processos complementares na lavagem. Este tipo de produto é constituído por uma
mistura de substâncias que evitam a formação de eletricidade estática e deixam a roupa
suave, facilitando o engomar. Os amaciadores para roupa devem apresentar um pH entre
2-3, como referido anteriormente, e são combinados com os detergentes para roupa. Eles
apresentam na sua formulação surfactantes, conservantes e perfume2.
Neste trabalho será destacado um suavizante têxtil com perfume a talco
amplamente usado em lavandaria (T-80-T: Amaciador têxtil perfume talco).
1.3.5. Produtos cosméticos
Um produto cosmético é definido pelo Regulamento (CE) nº 1223/2009 do
Parlamento Europeu e do Conselho de 30 de novembro de 2009 sobre os produtos
cosméticos como “toda a substância ou mistura destinada a ser posta em contacto com as
partes superficiais do corpo humano (epidermes, sistema peloso e capilar, unhas, lábios e
órgãos genitais externos) ou com os dentes e as mucosas bocais, com um fim exclusivo
ou principal de limpar, perfumar, modificar o aspeto, proteger, manter em bom estado ou
corrigir os odores corporais”13. Este tipo de produtos é constituído por princípios ativos e
excipientes. Um princípio ativo é um composto, de diferente natureza, capaz de exercer
uma ação definida ou que se espera um efeito específico. Os excipientes são ingredientes
que facilitam a preparação do produto, asseguram a estabilidade e a conservação do
preparado, determinam as propriedades físico químicas e regulam a ação dos princípios
ativos na superfície cutânea. Contudo, nos produtos cosméticos, os excipientes, muitas
vezes, exercem caráter de princípios ativos. Os produtos cosméticos devem apresentar
um pH entre 5-6 e na sua formulação estão incluídos agentes estruturais, solventes,
agentes de viscosidade, humectantes, conservantes, reguladores de pH, corantes e
perfumes19.
Neste trabalho será destacado um gel de duche para cabelo e corpo especialmente
desenvolvido para usar em hospitais e lares de terceira idade (OPD-456: Gel de duche
para cabelo e corpo).
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
36
1.4. Legislação, rotulagem e fichas de dados de segurança
A segurança de produtos acabados, tanto de um detergente como de um produto
cosmético, é um tema sempre presente entre os fabricantes, os fornecedores, os clientes e
os órgãos reguladores. Para isso é necessário seguir algumas normas nacionais e/ou
internacionais que foram criadas com o objetivo de aumentar a qualidade e segurança de
um determinado produto.
1.4.1. Detergentes e outros produtos químicos
Os detergentes são regulados pelo:
- Regulamento (CE) nº 1907/2006 do Parlamento Europeu e do Conselho de 18 de
dezembro de 2006 relativo ao registo, avaliação, autorização e restrição dos produtos
químicos (REACH);
- Regulamento (CE) nº 648/2004 do Parlamento Europeu e do Conselho de 31 de março
de 2004 sobre detergentes;
- Regulamento (CE) nº 1272/2008 do Parlamento Europeu e do Conselho de 16 de
dezembro de 2008 relativo à classificação, rotulagem e embalagem de substâncias e
misturas.
O REACH está em vigor desde 1 de junho de 2007 e o seu objetivo é melhorar a
legislação relativa a substâncias químicas, ou seja, controlo de produtos químicos através
da imposição de obrigações a que ficam sujeitos os fabricantes, importadores e
utilizadores de artigos que contenham substâncias químicas. Com este regulamento, uma
indústria é responsável pela garantia de que as substancias presentes num produto
acabado não tem efeitos negativos á saúde humana ou ambiental, em condições normais
de utilização20.
Relativamente à rotulagem de um produto acabado que contém substâncias
químicas, deve apresentar na sua etiqueta as informações descritas na figura 5.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
37
Figura 5: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto acabado que contém substâncias
químicas14, 21
A ficha de dados de segurança tem como objetivo transmitir informações relativas
à segurança de substâncias classificadas de acordo com a Diretiva 98/24/CE, relativa à
proteção da saúde e da segurança dos trabalhadores contra os riscos ligados à exposição
a agentes químicos no trabalho. Todas as outras informações suplementares devem ser
coerentes com a ficha de dados de segurança e devem ser anexados para facilitar a
identificação do produto. A data de emissão desta ficha deve ser apresentada na primeira
página e, caso seja revista, deve-se ter em atenção as alterações e assinalar a data da nova
versão20.
1.4.2. Produtos cosméticos
Os produtos cosméticos são regulados pelo Regulamento (CE) nº 1223/2009 do
Parlamento Europeu e do Conselho de 30 de novembro de 2009 sobre os produtos
cosméticos. Para se obter um sistema de qualidade atualizado, na qual se estabelecem
responsabilidades, processos e medidas de gestão que permitem garantir a fabricação de
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
38
produtos cosméticos, deve-se seguir um regime de Boas Práticas de Fabricação (BPF).
Este regime está de acordo com a norma UNE EN ISO 22716: Produtos cosméticos. Boas
práticas de fabricação (BPF). Guia de boas práticas de fabricação. Esta norma apresenta
uma abordagem geral para um sistema de gestão de qualidade que envolve fabricação,
embalagem, testes, armazenamento e transporte de produtos cosméticos. Os ensaios de
controlo de qualidade são da responsabilidade das empresas que os fabricam e dos
importadores. Esse controlo deve ser efetuado no laboratório obedecendo às normas em
vigor. Antes da introdução do produto cosmético no mercado, este deverá ser registado,
por meios eletrónicos, no Portal Europeu de Cosmética13.
A etiqueta de um produto cosmético deve conter as informações descritas na
figura 6.
Figura 6: Informações apresentadas numa etiqueta de um produto cosmético13
Para um produto cosmético não é obrigatória a ficha de dados de segurança, tal
como para um produto químico, porque não se aplica pela legislação CLP (Classificação,
Rotulagem e Embalagem de substâncias e misturas). Contudo, é necessário fornecer a
ficha de dados de segurança caso um cliente a solicite. Todas as outras informações
suplementares devem ser anexadas a essa ficha de dados de segurança, e a data de
emissão deve ser apresentada na primeira página13.
1.5. Controlo de qualidade
O Controlo de qualidade é processo indispensável para garantir a manutenção e
confirmar a qualidade de um produto. Esta operação deve ser realizada tanto em matérias
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
39
primas como em produtos acabados22. Para isso é necessário proceder a uma série de
análises de controlo, tais como, análises organoléticas, análises físico químicas,
determinações analíticas e controlo através de cartas de controlo. Todas estas análises são
efetuadas após finalizar o processo de fabricação de um produto, no laboratório de
controlo de qualidade da própria empresa.
1.5.1. Análises organoléticas
As análises organoléticas são observações que permitem avaliar as caraterísticas
de um determinado produto a partir dos meios sensoriais. Essas caraterísticas são
verificadas através do aspeto, cor e odor. A realização destas análises é obtida por
comparação com amostras padrão definidas pela empresa.
Na execução dos ensaios organoléticos deve-se ter em consideração as
caraterísticas de cada produto, nomeadamente se é sólido, gel, líquido fluído, líquido
viscoso ou líquido volátil.
Aspeto
Este parâmetro é avaliado visualmente por comparação com a amostra padrão,
analisando se a amostra em estudo apresenta alterações como turbidez, precipitação ou
separação de fases.
Cor
Esta análise é realizada por comparação visual da cor da amostra com a cor da
amostra padrão. A comparação de cor é efetuada sob condições de luz visível durante
todo o processo de fabricação e posteriormente no laboratório.
Odor
O odor é uma análise que também é realizada por comparação com a amostra de
referência, através do olfato. Esta análise é realizada durante todo o processo de
fabricação e posteriormente no laboratório.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
40
1.5.2. Determinações quantitativas
As análises físico químicas são importantes pois consistem em determinar uma ou
mais caraterísticas de um produto de acordo com um processo específico que permitem
avaliar alterações na formulação que não são detetadas visualmente. A partir destas
análises é possível identificar problemas de estabilidade entre os ingredientes da
formulação ou durante o processo de fabricação. Para isso, os equipamentos têm de ser
submetidos a calibrações e manutenções periódicas de forma a garantir resultados válidos.
Para controlo de qualidade dos diferentes produtos manufaturados são analisados
parâmetros como pH, densidade, matéria ativa, temperatura de congelação do etileno
glicol, viscosidade e percentagem de cloro ativo3, 23.
pH
A grandeza do pH é definida pela IUPAC (International Union of Pure and
Applied Chemistry) como “função da atividade de iões hidrogénio em solução”22. Este
parâmetro é característico de todas as soluções e corresponde ao logaritmo negativo da
atividade dos iões hidrogénio numa solução (-log 𝑎𝐻+). O valor de pH é obtido através
da equação 124-25:
pH = -log 𝑎𝐻+ (1)
O pH mede a acidez ou a alcalinidade de uma solução23. Este parâmetro é
quantificado por potenciometria e baseia-se na medição da diferença de potencial entre
dois elétrodos (elétrodo de referência e elétrodo indicador) imersos na solução em estudo.
Dada a dependência desta medida da temperatura (equação 2), esta variável deve ser
controlada. Alguns equipamentos dispõem de uma sonda de temperatura e corrigem as
leituras para uma temperatura fixa10, 23-25.
A célula eletroquímica é formada por um elétrodo indicador de membrana de
vidro e por dois elétrodos de referência de prata/cloreto de prata. Um destes elétrodos
encontra-se na parte interior da membrana de vidro (elétrodo de referência interno)
formando juntamente com a membrana o elétrodo indicador. O segundo elétrodo de
referência (o elétrodo de referência externo) está em contacto direto com a solução de
medida através de uma junção líquida. Os dois elétrodos estão normalmente combinados
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
41
num único corpo, o elétrodo combinado de vidro, que se liga a um potenciómetro25. Na
figura 7 está apresentado o elétrodo combinado de vidro para determinação do pH.
1. Conetor: MP-8
2. Cabo fixo
3. Pega ergonómica
4. Protetor de armazenamento com KCl
0,01 M
5. Corpo de policarbonato (PC)
6. Elétrodo CE de platina
7. Diafragma de cerámica
8. Membrana de vidro
9. Sensor de temperatura
Figura 7: Elétrodo combinado de vidro para determinação do pH26
A membrana do elétrodo indicador apresenta uma camada de vidro hidratada que
permite a ocorrência de trocas iónicas entre o ião Na+ presente no vidro e o ião H+ na
solução de medida. O equilíbrio entre os iões H+ na membrana e na solução gera uma
diferença de potencial que se relaciona com a atividade do ião H+ na solução. A resposta
do sensor em potencial relaciona-se com a atividade do ião H+ (𝑎𝐻+) através da equação
2.
𝐸 = 𝐾 +𝑅𝑇
𝑧𝐹 ln 𝑎𝐻+ (2)
onde E é o potencial da célula eletroquímica, z a carga do ião, T a temperatura absoluta,
R a constante dos gases e F a constante de Faraday. A calibração da resposta é feita
recorrendo a três soluções padrão cuja concentração de H+ é bem conhecida.
Considerando-se que a força iónica das soluções padrão e das amostras não difere
apreciavelmente entre si é possível estabelecer uma correspondência entre os valores de
pH medidos e a concentração de H+ 25.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
42
A determinação do pH em soluções aquosas de produtos tensioativos está descrita
na EN 1262:1996 e é realizada diretamente sobre o líquido utilizando um medidor de
pH27. A nível legal, não está afixado um valor máximo, contudo a empresa definiu que o
valor de pH de cada um dos produtos analisados deve apresentar um intervalo de
aceitação de 0,5 % relativamente ao valor de referência.
Densidade
A densidade é definida pela IUPAC como “a massa de uma amostra ou corpo
dividido pelo seu volume”22. Este parâmetro não depende da quantidade de matéria e é
usado no controlo de qualidade. Um resultado fora dos limites específicos pode sugerir
alterações na composição de um determinado produto28.
Contudo, é importante destacar que existem diferentes formas de definir esta
grandeza:
- Densidade absoluta (ρ) é uma propriedade física referente a cada substância que
relaciona a massa da substância (m) e o volume ocupado por essa massa (v). A unidade,
no sistema internacional, desta propriedade é quilograma por metro cúbico (kg/m3)23, 28-
29. É representada como (equação 3):
𝜌 =𝑚
𝑣 (3)
- Densidade relativa (ρr) corresponde à relação entre a densidade absoluta de uma
substância e a densidade absoluta de outra substância que está estabelecida como padrão
(ρ0). Para calcular a densidade relativa de líquidos o padrão que é usualmente escolhido
é a agua que apresenta uma densidade igual a 1,000 kg/m3 à temperatura ambiente
(25°C)23, 28-29. É representada como (equação 4):
𝜌𝑟 =𝜌
𝜌0 (4)
- Densidade aparente relaciona diretamente a massa de uma amostra e o seu volume
específico medido numa proveta graduada10, 23.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
43
- Densidade específica é uma densidade relativa que é obtida a partir da relação entre a
densidade absoluta de uma substância e a densidade absoluta da água que apresenta uma
densidade igual a 1,000 kg/m3 a 4°C (temperatura em que a água é mais densa)23.
A densidade é um parâmetro não normalizado quando é determinada em produtos
aquosos que contêm tensioativos e, como tal, a empresa possuí um procedimento interno
na qual aplica um intervalo de aceitação de 0,05 %.
Para a realização desta medição podem ser utilizados diferentes equipamentos
como, por exemplo, o picnómetro metálico, o picnómetro de vidro, o densímetro, o
densímetro digital e a proveta23, 29-30.
A determinação desta propriedade física em produtos líquidos é realizada num
picnómetro de vidro através da densidade absoluta e em produtos viscosos é realizada
numa proveta através da densidade aparente.
Matéria ativa
Entende-se por matéria ativa todos os agentes de superfície responsáveis por uma
atividade específica numa formulação27. Esta determinação é realizada por refratometria.
Esta propriedade física das soluções relaciona-se com a composição das mesmas e
permite efetuar o controlo e verificação da quantidade de matéria ativa presente no
produto a analisar.
A refratometria é a medição do índice de refração da radiação. Quando um raio de
luz atinge a interface entre dois meios distintos uma parte da radiação reflete-se e a outra
parte é refratada. A fração refratada entra no interior do segundo meio, propagando-se
com um ângulo e uma velocidade diferente da do primeiro meio. Estas duas magnitudes
podem-se caraterizar mediante o índice de refração que é um valor caraterístico de cada
substância. Este índice de refração está relacionado com a massa, carga e quantidade da
substância que transmite a radiação luminosa. Para esta determinação é utilizado um
refratómetro de escala Brix, como indicado na figura 8, na qual é indicada a percentagem
de matéria ativa presente no produto em análise a 20°C. Assim, a determinação é realizada
com base na incidência da luz branca (luz natural) que atinge a amostra líquida que é
colocada sobre o prisma do refratómetro. Através da ocular é possível observar a
superfície do prisma que apresenta uma linha de separação correspondente ao raio limite.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
44
Esse raio limite corresponde ao raio refratado que procede o raio incidido com um angulo
de 90° com a normal31-32.
Figura 8: Refratómetro portátil de escala Brix para medição da matéria ativa
Temperatura de congelação de produtos à base de etileno glicol
A temperatura de congelação corresponde à temperatura à qual ocorre a transição
entre o estado líquido e o estado sólido à pressão atmosférica29. Esta determinação
também é pode ser determinada por refratometria. Tal como a matéria ativa é importante
determinar esta grandeza pois permite verificar a quantidade de etileno glicol presente no
produto. Assim, a solução aquosa que contém etileno glicol é colocada sobre o prisma do
refratómetro, sendo feito incidir sobre este a luz branca (luz natural). Através da ocular é
observada uma linha de separação que corresponde ao raio limite. Esse raio limite
corresponde ao raio refratado que procede o raio incidido com um angulo de 90° com a
normal e é apresentado no refratómetro (figura 9) em graus Celsius (°C)31-32.
Figura 9: Refratómetro portátil de medição de temperatura de congelação
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
45
Viscosidade
A viscosidade consiste em medir a resistência de um material para fluir. O tempo
de escoamento depende da fricção entre moléculas em camadas adjacentes que limitam o
seu escoamento. Ou seja, quanto maior a resistência de um líquido para fluir, maior é a
sua viscosidade. Este parâmetro é útil na avaliação e no controlo de qualidade de uma
série de produtos, pois depende das caraterísticas físico-químicas e da temperatura do
produto, fornecendo informação acerca do comportamento do mesmo ao longo do
tempo10, 23.
Os métodos mais comuns para determinar a viscosidade baseiam-se no uso de
diferentes tipos de viscosímetros, como se apresenta resumidamente em seguida:
- Viscosímetro rotativo: consiste na medição de uma torção exercida por um fuso imerso
diagonalmente num dado fluído, a uma temperatura estável, isenta de bolhas e nivelado
até à marca da haste do fuso23, 30.
- Viscosímetro de orifício: consiste na medição do tempo de escoamento do líquido, a
uma temperatura estável, isenta de bolhas e nivelado até à superfície da amostra. Utiliza-
se um copo em forma de cone (copo Ford) com um orifício na parte inferior por onde
escoa o líquido. O tempo de escoamento da amostra é registado para fins de cálculo e
comparada com o tempo de escoamento da água fuso23, 30.
- Viscosímetro capilar (Ostwald): consiste na medição do tempo de escoamento do
líquido, a uma temperatura especificada, num tubo capilar da marca superior do menisco
até à marca inferior do menisco. Esta medição é comparada com o tempo de escoamento
da água fuso23, 30.
A determinação da viscosidade está descrita na norma ASTM D1200 que define
um método padrão de determinação da viscosidade por viscosímetros de orifício33. Nesta
determinação utiliza-se um viscosímetro de orifício do tipo copo Ford para líquido
Newtoniano, ou seja, um líquido em que a viscosidade é independente da tensão ou da
velocidade. Assim, após o registo do tempo de escoamento do líquido procede-se ao
cálculo da viscosidade cinemática a partir da equação 5:
𝑣𝑐 = 3,85 (𝑡 − 4,49) (5)
Em que vc é a viscosidade cinemática em centistokes (cSt) e t é o tempo de
escoamento do líquido em segundos (s). A conversão do resultado em unidades de
viscosidade absoluta usa-se a equação 6:
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
46
𝑣𝑎 = 𝑣𝑐 × 𝜌 (6)
Em que va é a viscosidade absoluta em centipoise (cps) e ρ é a densidade absoluta
do líquido (kg/m3)33.
Quantificação de cloro ativo
Para além das propriedades físico químicas descritas anteriormente, também é
necessário, em produtos acabados que contenham na sua formulação hipoclorito de sódio,
proceder ao controlo de qualidade da percentagem de cloro ativo presente. Esta
determinação analítica é importante em lixívias e alguns desinfetantes uma vez que o
composto ativo destes produtos é o hipoclorito de sódio. O ião hipoclorito é o agente
responsável pela ação desinfetante e branqueadora, e diluído com um ácido ou agente
redutor tem a capacidade de se reduzir e formar um agente oxidante forte, o cloro (Cl2)
(expressão 2)34-35:
ClO- (aq) + Cl- (aq) + 2H+ (aq) → Cl2 (g) + H2O (l) (2)
O cloro ativo corresponde ao cloro libertado pela reação de um ácido com o
hipoclorito e pode ser expresso em percentagem (% v/m) ou em concentração (g/L) a
partir das equações 7 e 8 respetivamente36:
% 𝐶𝑙2 =𝑣𝑔 ×𝑁×3,545×25
𝑚 (7)
[𝐶𝑙2] = 𝑣𝑔 × 0,3545 × 50 (8)
Em que 𝑣𝑔 é o volume consumido de tiossulfato de sódio em mililitros (mL), 𝑁 a
normalidade de tiossulfato de sódio e 𝑚 a massa de hipoclorito de sódio pesada em
gramas (g).
A quantidade de cloro ativo presente num produto que contém o ião hipoclorito é
realizada segundo a norma UNE EN 90137, através de uma volumetria de oxidação-
redução que permite determinar o poder oxidante desse mesmo produto. Nesta volumetria
é aplicado o método de titulação iodométrica indireta na qual a solução que contém o ião
hipoclorito é tratada com um excesso de uma solução de iodeto de potássio (KI)
fortemente acidificada com ácido acético glacial (CH3COOH) (expressão 3)35:
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
47
ClO- (aq) + 2I- (aq) + 2H+ (aq) → Cl‐ (aq) + I2 (aq) + H2O (l) (3)
O iodo (I2) é formado quantitativamente é determinado por titulação com uma
solução padrão de tiossulfato de sódio (Na2S2O3). A reação corresponde a um processo
de oxidação redução em que o ião tiossulfato é oxidado pelo iodo, com formação dos iões
iodeto e tetrationato (expressão 4):
I2 (aq) + 2S2O32- (aq) → 2I‐ (aq) + S4O6
2- (aq) (4)
O tiossulfato de sódio não é um padrão primário e, como tal, a sua utilização como
titulante exige uma padronização prévia. Para esta padronização é normalmente utilizado
como padrão primário o iodato de potássio (KIO3) que reage em meio ácido com o ião
iodeto produzindo iodo (expressão 5)35-36:
IO3‐ (aq) + 5I‐ (aq) + 6H+ (aq) → 3I2 (aq) + 2H2O (l) (5)
Desta forma, o iodo produzido vai reagir com o ião tiossulfato como indicado na
expressão 3. O ponto de equivalência da titulação é determinado recorrendo a uma
solução de amido que quando adicionado a uma solução que contém iodo dá origem a
uma cor azul intensa. O amido é um indicador que, neste caso, só pode ser adicionado
quando a concentração de iodo for muito baixa em solução pois, caso contrário, pode
decompor-se. Deste modo, a deteção do ponto final é mais fácil e nítida35-36.
CAPÍTULO 2
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
51
2. Atividades desenvolvidas
Neste capítulo são descritas as atividades desenvolvidas na empresa durante os
nove meses em que foi desenvolvido o projeto. Na primeira secção é apresentada uma
breve descrição das atividades desenvolvidas. Na segunda secção são descritos os
materiais, equipamentos e reagentes utilizados, o modo de recolha das amostras, e sua
caracterização, e todos os procedimentos experimentais efetuados ao longo deste
trabalho. Na terceira secção são apresentados alguns resultados experimentais.
2.1. Descrição das atividades
Ao longo dos nove meses de estágio realizado na empresa Tesis Galicia S.L. foram
desenvolvidas muitas atividades cujo principal objetivo é o controlo de qualidade.
Durante os primeiros três meses, foi feito um reconhecimento do funcionamento da
empresa, nomeadamente em termos dos procedimentos, clientes, fornecedores de
matérias primas e legislações aplicadas. Nos seis meses seguintes houve lugar a uma
integração plena na vida da empresa com a participação em atividades de controlo diário
e em atividades de caráter ocasional.
2.1.1. Atividades de controlo diário
As atividades realizadas de controlo diário incluíram: controlo de matérias primas
e de produto acabado, criação de certificados de análise e etiquetas, desenvolvimento de
fichas de dados de segurança e fichas técnicas, desenvolvimento e registo de novos
produtos, realização de traceabilidade de produtos acabados e realização de reuniões com
fornecedores.
O controlo de matérias primas realizou-se duas a três vezes por semana,
dependendo do tipo de matéria prima e de acordo com o dia da entrega. O controlo de
produtos acabados realizou-se diariamente, dependendo do número de lotes criados num
mesmo dia. Após o controlo adequado de cada lote de um produto acabado criam-se uns
documentos, independentes para cada lote, na qual se registavam os resultados obtidos
em todas as determinações analíticas realizadas. Esse documento, gerado diariamente,
denominado “Certificado de Análises” (anexo 1), era entregue ao cliente sempre que este
o exigia, para além de ser utilizado nas atividades de traceabilidade.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
52
Para cada produto novo desenvolvido, ou para cada produto alterado, tanto a nível
de composição como a nível de legislação, era criada ou alterada a etiqueta. Quando uma
etiqueta é criada ou alterada era necessário proceder à criação ou alteração das respetivas
fichas de dados de segurança e fichas técnicas. Consequentemente, é também necessário
registar o novo produto, por via eletrónica, no Instituto Nacional de Toxicologia em
Espanha e/ou no Centro de Informação Antivenenos em Portugal, ou no Portal Europeu
de Cosmética. Estas atividades foram realizadas ocasionalmente.
Outra atividade desenvolvida foi a traceabilidade de produtos acabados. A
empresa estabeleceu a realização anual de dois ensaios de traceabilidade para uma área
industrial já pré-definida. Em cada semestre são então escolhidos quatro produtos, de
forma aleatória, conforme a área industrial definida e realiza-se a sua traceabilidade num
programa denominado por PHC CS Advanced. Este programa permite proceder à
traceabilidade verificando, comprovando e analisando toda a documentação associada a
um determinado lote de cada um dos produtos acabados.
A participação em reunião com fornecedores de matérias primas foi também uma
atividade importante, realizado com menor frequência. Estas reuniões são importantes
para obter informação acerca das alterações observadas no mercado, tanto a nível de
químico como a nível económico.
2.1.2. Atividades de caráter ocasional - desenho e desenvolvimento de um
produto cosmético
No decurso do estágio foi feita a formulação de um produto cosmético novo. O
produto cosmético desenvolvido foi um gel de lavagem para cabelo e corpo que tinha
como objetivo o seu uso em hospitais e lares de terceira idade.
Para desenhar e desenvolver um produto cosmético é necessário definir as
características do produto de forma a ir ao encontro das expectativas do cliente. Para isso
é importante desenvolver uma planificação de todas as tarefas a realizar desde que o
produto é solicitado até que o produto seja produzido.
Assim, após a solicitação do novo produto pelo cliente, começou-se por planificar
todas as tarefas que se pretendiam realizar para o seu desenvolvimento e com base nas
necessidades requeridas. Num documento apropriado foram identificadas as caraterísticas
requeridas para o produto, indicando ainda o nome comercial, a cor, odor, espuma,
viscosidade, tipo de embalagem e matérias primas. Posteriormente são verificados todos
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
53
os requisitos legais que devem ser cumpridos de acordo com a função e classificação do
produto. de acordo com os “elementos de entrada”, procedeu-se ao desenvolvimento de
uma formulação a partir das matérias primas e respetivas percentagens. A concretização
final do produto sofreu ajustes, registando-se todas as formulações e observações na
sequencia das alterações realizadas. Durante este período foram controlados vários
parâmetros físico químicos, o pH, a viscosidade e a densidade para além do aspeto visual.
Durante o desenvolvimento do produto realizaram-se reuniões entre a gerência e o cliente
onde foram sendo trocadas ideias e comunicado os resultados obtidos nas etapas distintas.
Uma vez validado pelo cliente e pela gerência, registou-se a fórmula definitiva e seguiu-
se com a criação da etiqueta, da ficha de dados de segurança e da ficha técnica.
Posteriormente, procedeu-se à avaliação microbiológica do sistema conservante
(Challenge Test) deste produto cosmético que permite avaliar a eficiência do conservante
escolhido. Esta avaliação foi realizada num laboratório externo e consiste na
contaminação do produto cosmético com microrganismos específicos avaliando a
amostra em intervalos de tempo definidos. Após esta avaliação foi necessário registar o
novo produto, por via eletrónica, no Portal Europeu de Cosmética. Após a sua aprovação,
procedeu-se à sua produção segundo os pedidos. Na figura 10 é apresentado o resultado
final deste gel de duche em termos de aspeto, embalagem e etiqueta.
Figura 10: Resultado final do gel de duche OPD-456 em termos de aspeto, embalagem e etiqueta
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
54
2.2. Parte experimental
Nesta secção são descritos os materiais, equipamentos e reagentes utilizados, o
procedimento de recolha das amostras, a sua caracterização, e todos os procedimentos
experimentais efetuados ao longo deste trabalho.
2.2.1. Materiais, equipamentos e reagentes
Os testes efetuados recorreram ao uso de equipamento volumétrico (tabela 5) e
material volumétricos (tabela 6), equipamentos de medição variados (tabela 7) e reagentes
(tabela 8).
Tabela 5: Equipamento volumétrico e respetivas caraterísticas
Equipamento
volumétrico
Capacidade e incerteza associada
(mL)
Pipeta Volumétrica 5,000 ± 0,025
10,00 ± 0,05
Balão Volumétrico 250,00 ± 0,15
Picnómetro 25,00 ± 0,01
Bureta 25,0 ± 0,1
Proveta 100,0 ± 0,5
Tabela 6: Materiais de uso geral e respetiva capacidade
Material de uso geral Capacidade (mL)
Erlenmeyer 250
Gobelés 400
1000
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
55
Tabela 7: Equipamentos de medição e respetivas caraterísticas
Equipamento de medição Marca e Modelo Incerteza associada
Balança preparativa Kern PLJ ± 0,01 g
Balança analítica Gram FH-100 ± 0,001 g
Medidor de pH com um
elétrodo de vidro
combinado
Medidor: HACH SensIONTM
MM 150 DL
Elétrodo: Multisensor 50 59 P
Crison
± 0,01 pH
Refratómetro portátil para
determinação da matéria
ativa 0-80% Brix
Zuzi FG108/118 ± 1%
Refratómetro portátil para
determinação de graus de
congelação −50-0°C
Usag 905 C ± 5°C
Viscosímetro de Copo
Ford nº4 NEURTEX ± 6,9%
Tabela 8: Reagentes utilizados e respetivas caraterísticas
Reagente Fórmula
Química
Estado
Físico
Massa
Molecular
(g/mol)
Marca Frases H Frases P
Ácido acético
glacial
(99,5%)
CH3COOH Líquido 60,05 Analema H226,
H314
P280,
P305+P351+P338,
P310
Iodeto de
Potássio
99,9% (m/m)
KI Sólido 166,00 Fagron H319
P101, P102, P103,
P264, P280,
P305+P351+P338,
P337+P313
Solução de
Amido 1%
(p/v)
(C6H10O5)n Líquido ≥162,14 Scharlau - -
Tiossulfato de
Sódio (0,1 N) Na2S2O3 Líquido 158,10 Quimipur - -
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
56
2.2.2. Recolha e caraterização das amostras / Amostragem
A recolha de uma determinada amostra é uma operação delicada e requer muito
cuidado uma vez que pode condicionar os resultados analíticos e, posteriormente, a
interpretação efetuada sobre eles. Portanto, de todo o processo analítico, a amostragem é
a etapa mais critica, devendo recorrer-se a um procedimento que não comprometa a
exatidão da análise. Para que o controlo de qualidade dos produtos finalizados seja bem
sucedido é importante desenvolver e adotar técnicas de amostragem adequadas de modo
a garantir que a amostra recolhida seja homogénea e representativa de todo o ambiente
amostral. Uma amostra que não é representativa ou que seja contaminada durante ou após
a sua recolha pode conduzir a desvios significativos no resultado final. Portanto, para
reduzir os desvios da etapa de amostragem é necessário recolher corretamente a amostra23,
30, 38.
As amostras para a análise foram recolhidas com a ajuda de um copo adequado
para recolha no interior do tanque de produção do respetivo produto (figura 11), ao centro
e a meia altura da quantidade produzida.
Figura 11: Copo de recolha de amostras e tanque de produção
Posteriormente, a porção de amostra recolhida é transferida para um gobelé de
400 mL devidamente rotulado e previamente enxaguado com a amostra do produto a
analisar. Essas amostras são levadas para o laboratório onde são efetuadas todas as
medições pretendidas. As amostras analisadas são armazenadas para futuras análises e
identificadas de modo a garantir o seu reconhecimento e rastreabilidade (figura 12).
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
57
Figura 12: Amostras armazenadas e devidamente identificadas
2.2.3. Procedimentos experimentais
Quando um método de ensaio é implementado, este deverá ser descrito e
caraterizado num documento o mais detalhado possível, de forma a garantir a sua
execução por qualquer pessoa com experiência adequada. A descrição e caraterização de
um método de ensaio aplicado no laboratório deve seguir, sempre que possível, normas
já existentes. A seguir são descritos os métodos de ensaio aplicados no laboratório para o
controlo de qualidade.
2.2.3.1. Determinação do pH
A determinação do pH em soluções aquosas que contenham tensioativos está
descrita na EN 1262:199627. Na figura 13 apresenta-se o equipamento utilizado no
laboratório da empresa.
Preparação da amostra
Para soluções aquosas com pH inferior a 1 ou soluções aquosas com pH superior
a 14, a medição é feita numa solução aquosa preparada com 1% da amostra 1,00 ± 0,01
mL de amostra num balão volumétrico de 100,00 ± 0,01 mL.
A medição em soluções aquosas com pH compreendido entre 1 e 13 é realizada
diretamente sobre a amostra.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
58
Procedimento de calibração
Para calibração do elétrodo de vidro combinado, usam-se três soluções tampão
comerciais, pH 4.01, pH 7.00 e pH 10.00. As soluções tampão de pH 4.01 e pH 7.00 são
usadas para ajuste na gama ácida e as soluções tampão de pH 7.00 e pH 10.00 são usadas
para ajuste na gama alcalina. Antes de proceder à calibração, lava-se, muito bem, o
elétrodo de pH com água desionizada. Escolhe-se a primeira solução tampão, mergulha-
se o elétrodo na respetiva solução tampão e espera-se até que o valor de pH estabilize,
verificando que o valor de calibração fica guardado automaticamente pelo equipamento.
Retira-se o elétrodo, lava-se novamente com água desionizada e repete-se o processo com
as outras soluções tampão.
Procedimento de medição
Após a lavagem do elétrodo com água desionizada, este é enxaguado com a
solução que se pretendeu medir. Imerge-se o elétrodo na solução que se pretende medir e
espera-se que o medidor digital indique uma leitura estável. Seguidamente, remove-se o
elétrodo da solução e lava-se muito bem com água desionizada para eliminar os resíduos
presentes à sua superfície. Repete-se o processo de modo a garantir a fiabilidade do
resultado. Se as duas medidas tiverem uma diferença superior a 5%, deve-se repetir a
medição, e se esta situação persistir deve-se calibrar novamente o elétrodo ou verificar o
estado de funcionamento do medidor digital. O elétrodo de pH é guardado numa solução
de eletrólito KCl 3 M.
Figura 13: Equipamento utilizado para determinação do pH
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
59
2.2.3.2. Determinação da densidade
A densidade é um parâmetro não normalizado e, como tal, a sua determinação é
realizada a partir de um procedimento interno. Em líquidos pouco viscosos esta
propriedade é determinada através da densidade absoluta com um picnómetro de vidro e
em líquidos viscosos com uma proveta, através da densidade aparente.
Método do picnómetro
Pesa-se um picnómetro vazio, com a tampa, e regista-se a massa obtida (m1).
Sabendo que a água é utilizada como líquido padrão de referência na determinação de
densidade relativa de líquidos (densidade de aproximadamente 1,000 g/cm3 a 25 °C)
enche-se o picnómetro com água desionizada até completar todo o volume da tampa do
capilar. Antes de pesar o picnómetro com a água desionizada, tem-se o cuidado de
eliminar as bolhas de ar que aderem à superfície interna do mesmo e seca-se
externamente, evitando tocar na tampa. Pesa-se o picnómetro e regista-se a massa obtida
(m2). Posteriormente, lava-se muito bem o picnómetro com o líquido que se pretende
medir, enchendo todo o volume da tampa do capilar, eliminando as bolhas de ar e secando
o picnómetro externamente, pesa-se novamente (m3). Repete-se o processo anterior,
calculando a média das duas medições. A densidade absoluta é calculada de acordo com
a equação 3.
Método da proveta
Coloca-se uma proveta de 100 mL numa balança preparativa e pressiona-se o
botão TARA, de modo a que o indicador digital apresente o valor de zero. Preenche-se a
proveta com o líquido que se pretende caracterizar até à marca de 100 mL e regista-se a
massa obtida. Repete-se o processo anterior. A densidade aparente é então calculada
considerando a massa que corresponde à média das duas medições, através da equação 3.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
60
2.2.3.3. Determinação da matéria ativa e temperatura de congelação
Para estas determinações da matéria ativa e da temperatura de congelação são
utilizados procedimentos internos, utilizando um refratómetro apropriado para cada um
dos parâmetros.
Procedimento de calibração
Abre-se a placa que cobre o prisma e limpa-se tanto a placa como o prisma com
um pano suave. Dirige-se a parte do prisma para uma luz brilhante e ajusta-se o anel de
dioptrias até ver claramente a escala. Abre-se novamente a placa que cobre o prisma e
aplica-se uma ou duas gotas de água desionizada para realizar a calibração do
equipamento. Coloca-se a placa sobre o prisma e observa-se através da ocular. Girando o
parafuso de ajuste, sobrepondo-se a linha divisória azul e branca com o zero da escala.
Abre-se novamente a placa que cobre o prisma e limpa-se tanto a placa como o prisma
com um pano suave.
Procedimento de medição
Com o refratómetro correspondente à medição pretendida, matéria ativa ou
temperatura de congelação, abre-se a placa que cobre o prisma (figura 14 (1)), aplicou-se
uma ou duas gotas do líquido a medir (figura 14 (2)) e colocou-se a placa sobre o prisma
(figura 14 (3)). Observou-se através da ocular (figura 14 (4)) e leu-se diretamente na
escala o valor obtido a partir da linha de separação azul e branca (figura 14 (5)). Repete-
se o processo anterior e o resultado apresentado corresponde à média das duas medições.
(1) (2) (3) (4) (5)
Figura 14: Procedimento de uso do refratómetro
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
61
2.2.3.4. Determinação da viscosidade
A viscosidade é determinada usando viscosímetros de orifício do tipo copo Ford
para líquidos Newtonianos seguindo a descrição da norma ASTM D120033.
Procedimento de calibração
Após selecionar o líquido padrão de viscosidade apropriada para o viscosímetro
pretendido, prepara-se um cronómetro com contagem a zero. Coloca-se o copo em
posição vertical e nivelado, usando um tripé, e tapa-se o orifício inferior de saída
utilizando a mão com uma luva. Enche-se o copo na sua totalidade com o líquido padrão
e regista-se a temperatura do líquido na qual se está a executar o procedimento. Nivela-
se o líquido com a ajuda do nivelador de vidro e destapa-se o orifício inferior ao mesmo
tempo que se começa a contagem do tempo com o cronómetro. Pára-se o cronómetro
quando a coluna de líquido deixou de ser contínua. Anota-se o tempo de escoamento em
segundos. Se este valor de viscosidade apresentar uma diferença superior a 10%
relativamente ao valor de referência, deve-se repetir o procedimento, e se esta situação
persistir é recomendado substituir o orifício.
Procedimento de medição
Após calibração do viscosímetro, prepara-se um cronómetro com o contador a
zero. Coloca-se o copo em posição vertical e nivelado, usando um tripé, e tapa-se o
orifício inferior de saída utilizando a mão com uma luva. Enche-se o copo na sua
totalidade com a amostra a caracterizar e nivela-se o líquido com a ajuda do nivelador de
vidro. Destapa-se o orifício inferior e ao mesmo tempo começa-se a contagem do tempo
com o cronómetro. Pára-se o cronómetro quando a coluna de líquido que caí deixa de ser
contínua. Anota-se o tempo de escoamento em segundos. Repete-se o processo anterior
e calcula-se a média das duas medições. O esquema de montagem para a determinação
da viscosidade está apresentado na figura 15.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
62
Figura 15: Equipamento utilizado para determinação da viscosidade
2.2.3.5. Determinação de cloro ativo
A determinação da quantidade de cloro ativo é realizada segundo um método
volumétrico descrito na norma UNE EN 90137.
Preparação da amostra
Pesa-se 5 mL de amostra que contém hipoclorito de sódio, num balão volumétrico
de 250 mL, e regista-se a massa. Perfaz-se o volume do balão com água desionizada,
preservando a solução do alcance da luz e de altas temperaturas.
Procedimento de medição
Transfere-se 50 mL de água desionizada para um erlenmeyer de 250 mL, ao qual
se adiciona aproximadamente 2 g de iodeto de potássio e 15 mL de ácido acético glacial.
À solução anterior adiciona-se uma alíquota de 10 mL da solução de amostra. Agita-se e
titula-se imediatamente a solução com uma solução padrão de tiossulfato de sódio 0,1 N
até ao aparecimento de uma ligeira coloração amarela (figura 16). Adiciona-se 5 mL de
solução de amido 1% (p/v) e continua-se a titulação até desaparecimento total da cor azul.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
63
Figura 16: Titulação realizada num produto acabado que contém hipoclorito de sódio
2.3. Resultados obtidos e discussão
O trabalho que se desenvolve num laboratório de controlo de qualidade é
fundamental para garantir a qualidade de um produto final. Para garantir essa qualidade
é necessário avaliar as matérias primas que chegam à fabrica e determinar se são
apropriadas para ser utilizadas na produção. Todos os resultados obtidos durante uma
análise, tanto de uma matéria prima como de um produto final, são averiguados se estão
dentro dos limites especificados.
Nesta secção são apresentados os resultados obtidos, e correspondente discussão,
relativos aos diferentes parâmetros em matérias primas e produtos acabados. Como foi
realizado um grande volume de determinações, optou-se por apresentar alguns resultados
que ilustram o tipo de resultados obtidos em diferentes detergentes e produtos químicos.
2.3.1. Análises diárias de Controlo de Qualidade
2.3.1.1. Análises organoléticas
Em todos os produtos acabados são realizadas diariamente análises organoléticas,
através da visão e do olfato, por comparação com amostras padrão escolhidas pela
empresa. O registo dos resultados é efetuado num documento apropriado, o Certificado
de Análises, numa tabela idêntica à tabela 9.
Para os diferentes produtos acabados analisados os resultados obtidos estiveram
de acordo com parâmetros especificados pela empresa.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
64
Tabela 9: Resultados obtidos para as análises organoléticas do produto acabado I-311-A
ASPETO FÍSICO
PARÂMETRO MÉTODO ESPECIFICAÇÃO RESULTADO
ESTADO FÍSICO A 20⁰C Apreciação visual Líquido Conforme
ASPETO Apreciação visual Fluído Conforme
COR Apreciação visual Amarelado Conforme
ODOR Apreciação olfativa A cloro Conforme
2.3.1.2. Determinações quantitativas
O pH, densidade, matéria ativa, temperatura de congelação, viscosidade e a
quantidade de cloro ativo são caracterizados nas análises de controlo de qualidade
realizados diariamente, tanto a matérias primas como a produtos acabados. Os
procedimentos de calibração e as determinações dos respetivos parâmetros encontram-se
apresentados na secção 2.2.3. Os restantes resultados foram obtidos a partir das
expressões apresentadas no anexo 2.
pH
Na tabela 10 são apresentados os valores de pH obtidos para diferentes produtos
acabados que são analisados diariamente e respetivo intervalo de confiança. Para todos
os produtos acabados foram realizadas duas réplicas.
Tabela 10: Valores de pH obtidos para diferentes produtos acabados
Produto pH pH
médio
Intervalo de
confiança
Especificação
interna
I-432 7,60
7,65 7,65 ± 0,64 7,50 ± 0,50 7,70
I-7 12,62
12,61 12,61 ± 0,13 13,50 ± 0,50 12,60
I-311-A 13,83
13,84 13,84 ± 0,06 13,50 ± 0,50 13,84
IBK 50% 8,26
8,24 8,24 ± 0,25 8,50 ± 0,50 8,22
I-633-G 4,28
4,29 4,29 ± 0,13 4,50 ± 0,50 4,30
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
65
T-80-T 2,96
2,96 2,96 ± 0,06 2,50 ± 0,50 2,95
OPD-456 5,59
5,60 5,60 ± 0,13 5,50 ± 0,50 5,61
De acordo com a especificação interna da empresa, o valor de pH obtido para cada
um dos produtos acabados deve estar compreendido entre os valores do respetivo
intervalo. Todos os resultados obtidos de pH, para os diferentes produtos acabados
analisados, estiveram de acordo com parâmetros especificados pela empresa.
Densidade
As determinações deste parâmetro foram realizadas com um picnómetro ou com
uma proveta e os resultados obtidos estão expressos em kg/m3. Na tabela 11 estão
apresentados os valores de densidade obtidos para diferentes produtos acabados que são
analisados diariamente, assim como o intervalo de confiança. Para todos os produtos
foram realizadas duas réplicas.
Tabela 11: Valores de densidade obtidos para diferentes produtos acabados
Produto Densidade
(g/cm3)
Densidade
média (g/cm3)
Intervalo de
confiança (g/cm3)
Especificação
interna (g/cm3)
I-432 1,034
1,035 1,035 ± 0,006 1,00 ± 0,05 1,035
I-7 1,044
1,045 1,045 ± 0,006 1,05 ± 0,05 1,045
I-311-A 1,123
1,123 1,123 ± 0,000 1,11 ± 0,05 1,123
IBK 50% 1,079
1,080 1,080 ± 0,006 1,07 ± 0,05 1,080
I-633-G 1,026
1,027 1,027 ± 0,006 1,00 ± 0,05 1,027
T-80-T 0,991
0,992 0,992 ± 0,006 1,03 ± 0,05 0,992
OPD-456 1,030
1,031 1,031 ± 0,006 1,05 ± 0,05 1,031
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
66
Os limites aceitáveis para a densidade de cada produto acabado, estão definidos
de acordo com a especificação interna da empresa. A partir da análise dos resultados
obtidos e apresentados na tabela 11, verifica-se que todos os valores apresentados se
encontram dentro das especificações internas. Contudo, valores fora dos limites
especificados podem indicar alterações na composição.
Todos os resultados obtidos de densidade, para os diferentes produtos acabados
analisados, estiveram de acordo com parâmetros especificados pela empresa.
Matéria ativa
A medição da matéria ativa foi realizada com um refratómetro de escala Brix e os
resultados estão expressos em percentagem (%).
Na tabela 12 são apresentados os valores de matéria ativa obtidos para diferentes
produtos acabados que são analisados diariamente, assim como o intervalo de confiança.
Para todos os produtos acabados foram realizadas duas réplicas.
Tabela 12: Valores de matéria ativa obtidos para diferentes produtos acabados
Produto Matéria
ativa (%)
Matéria ativa
média (%)
Especificação
interna (%)
I-432 24
24 20-25 24
I-7 10
10 10-15 10
I-311-A 20
20 20-25 20
IBK 50% 25
25 25-30 25
I-633-G 12
12 10-15 12
T-80-T 4
4 1-5 4
OPD-456 10
10 5-10 10
Relativamente à matéria ativa, a empresa também definiu um intervalo de
aceitação para cada produto. A partir da análise dos resultados obtidos e apresentados na
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
67
tabela 12, verifica-se que todos os valores apresentados se encontram dentro das
especificações internas. Valores fora dos limites especificados podem indicar alterações
na composição.
Todos os resultados obtidos de matéria ativa, para os diferentes produtos acabados
analisados, estiveram de acordo com parâmetros especificados pela empresa.
Temperatura de congelação de produtos à base de etilenoglicol
A medição da temperatura de congelação de produtos à base de etilenoglicol é
realizada com um refratómetro e os resultados são expressos em graus Celsius (°C).
Na tabela 13 são apresentados os valores de temperatura de congelação obtidos
para dois anticongelantes com diferentes percentagens de etilenoglicol, que são
analisados diariamente, assim como o intervalo de confiança. Para estes dois
anticongelantes foram realizadas duas réplicas.
Tabela 13: Valores de temperatura de congelação obtidos para dois anticongelantes com diferentes
percentagens de etilenoglicol
Produto Temperatura de
congelação (°C)
Temperatura de congelação
média (°C)
Especificação interna
(°C)
IBK 20% -10
-10 -10 -10
IBK 50% -32
-32 -32 -32
Relativamente à temperatura de congelação de produtos à base de etilenoglicol, a
empresa definiu um valor exato para cada produto, uma vez que este parâmetro está
diretamente associado à percentagem de etilenoglicol. Assim, a partir da análise dos
resultados obtidos e apresentados na tabela 13, verifica-se que os valores apresentados
correspondem exatamente com os valores especificados pela empresa. Valores diferentes
dos especificados indicam alterações na composição de etileno glicol.
Todos os resultados obtidos de temperatura de congelação, para os diferentes
produtos acabados analisados, estiveram de acordo com o valor especificado pela
empresa.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
68
Viscosidade
A determinação da viscosidade é realizada com um viscosímetro de orifício do
tipo copo Ford e todos os resultados são expressos em centipoise (cps).
Na tabela 14 são apresentados os valores de viscosidade obtidos para diferentes
produtos acabados que são analisados diariamente, assim como o intervalo de confiança.
Para todos os produtos acabados foram realizadas duas réplicas.
Tabela 14: Valores de viscosidade obtidos para diferentes produtos acabados
Produto Viscosidade
(cps)
Viscosidade
media (cps)
Intervalo de
confiança (cps)
Especificação
interna (cps)
I-432 2034
2030 2030 ± 51 2000 ± 90 2026
I-633-G 469
467 467 ± 25 445 ± 45 465
OPD-456 1133
1135 1135 ± 25 1195 ± 85 1137
Os limites aceitáveis para a viscosidade de cada produto acabado, estão definidos
de acordo com a especificação interna da empresa. A partir da análise dos resultados
obtidos e apresentados na tabela 14, verifica-se que os valores apresentados se encontram
dentro das especificações internas. Contudo, valores fora dos limites especificados podem
indicar alterações na composição.
Todos os resultados obtidos de viscosidade, para os diferentes produtos acabados
analisados, estiveram de acordo com parâmetros especificados pela empresa.
Quantificação de cloro ativo
A quantificação de cloro ativo é realizada através de uma volumetria de oxidação-
redução e os resultados são apresentados em percentagem de cloro ativo (% v/m).
Na tabela 15 são apresentados os valores de cloro ativo obtidos para diferentes
produtos acabados à base de hipoclorito de sódio que são analisados diariamente, assim
como o intervalo de confiança. Para todos os produtos acabados foram realizadas duas
réplicas.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
69
Tabela 15: Valores de cloro ativo obtidos para diferentes produtos acabados
Produto Cloro ativo
(%)
Cloro ativo
média (%)
Intervalo de
confiança (%)
Especificação
interna (%)
I-311-A 5,30
5,30 5,30 ± 0,06 5,00 ± 0,50 5,29
I-601-G 3,76
3,78 3,78 ± 0,25 3,90 ± 0,50 3,80
I-803 10,20
10,19 10,19 ± 0,13 10,00 ± 0,50 10,18
Segundo a norma UNE EN 901:2007, os produtos comerciais habituais contêm
um mínimo de 12% de cloro ativo. Contudo, também se encontram disponíveis soluções
diluídas.
Os limites aceitáveis para a percentagem de cloro ativo de cada produto acabado,
estão definidos de acordo com a especificação interna da empresa. A partir da análise dos
resultados obtidos e apresentados na tabela 15, verifica-se que os valores apresentados se
encontram dentro das especificações internas. Contudo, valores fora dos limites
especificados podem indicar alterações na quantidade de cloro ativo associadas a perdas
por evaporação.
Todos os resultados obtidos de percentagem de cloro ativo, para os diferentes
produtos acabados analisados, estiveram de acordo com parâmetros especificados pela
empresa.
2.3.2. Estudo de Caso
2.3.2.1. Densidade – comparação entre o método da proveta e o método
do picnómetro de vidro
A determinação da densidade de produtos aquosos que contém tensioativos,
embora não seja um método normalizado, tem uma importância relevante em termos de
controlo de qualidade, pois valores fora dos limites especificados podem indicar
alterações na composição do produto acabado.
Como não existe uma norma adequada para a determinação da densidade,
procedeu-se à comparação de dois métodos diferentes, método da proveta e método do
picnómetro de vidro, de forma a avaliar o método mais adequado.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
70
A recolha das amostras foi realizada segundo o procedimento apresentado no
ponto 2.2.2. e a determinação da densidade realizou-se segundo o procedimento
apresentado no ponto 2.2.3.2. Todas as expressões utilizadas neste estudo são
apresentadas no anexo 2.
Para cada um dos métodos foram realizadas três réplicas da mesma amostra de
três produtos acabados diferentes. Os resultados relativos a este estudo apresentam-se na
tabela 16.
Tabela 16: Valores da densidade obtidos em dois métodos para três produtos acabados diferentes
Produto Método da
proveta (g/cm3)
Método do
picnómetro (g/cm3)
I-432
1,033 1,035
1,032 1,031
1,031 1,033
I-7
1,038 1,039
1,040 1,038
1,040 1,039
I-311-A
1,140 1,139
1,139 1,138
1,140 1,138
Os resultados apresentados na tabela anterior foram representados graficamente
de modo a facilitar a comparação entre os dois métodos. Os valores das medições
distribuem-se ao longo de uma reta (figura 17).
Figura 17: Comparação da densidade entre o método da proveta e do picnómetro de vidro
y = 0,9846x + 0,0161R² = 0,9993
1,02
1,04
1,06
1,08
1,1
1,12
1,14
1,16
1,02 1,04 1,06 1,08 1,1 1,12 1,14 1,16
Mét
od
o d
o p
icn
óm
etro
(g/
cm3 )
Método da proveta (g/cm3)
Comparação da densidade entre dois métodos
I-432
I-7
I-311-A
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
71
A curva de calibração foi calculada a partir dos valores de densidade obtidos em
dois métodos para três produtos acabados diferentes. Esta curva é do tipo y = a + bx,
sendo que a ordenada na origem e o declive tem o respetivo erro associado para uma
constante t-student, com uma probabilidade de 95,0 % e um número de graus de liberdade
igual a sete, em que, t = 2,365.
O coeficiente de correlação (R2), neste caso 0,9993, indica o quanto pode ser
considerada adequada a reta como um modelo matemático. Quanto mais próximo de 1,
menor é a dispersão do conjunto de pontos experimentais e menor é a incerteza dos
coeficientes de regressão estimados.
Assim, procedeu-se ao cálculo do intervalo de confiança do declive (b) e da
ordenada na origem (a) para obter uma incerteza associada à curva de calibração. Os
resultados apresentam-se na tabela 17.
Tabela 17: Valores médios, desvio padrão e intervalo de confiança obtidos para cada produto acabado
em cada um dos métodos
Parâmetro Valor obtido Intervalo de confiança (g/cm3)
Declive (b) 0,9846 0,985 ± 0,002
Ordenada na origem (a) 0,0161 0,016 ± 0,002
A partir dos resultados da tabela anterior, define-se que a equação da reta é:
y = (0,985 ± 0,002)x + (0,016 ± 0,002) g/cm3. Através da análise da equação da reta,
verifica-se que o valor da incerteza calculada, com o valor de t apresentado, faz com que
o 1 não esteja compreendido no intervalo de confiança do declive e com que o zero não
esteja compreendido no intervalo de confiança da ordenada na origem. Assim, conclui-se
que a densidade obtida através do método da proveta não varia linearmente com a
densidade obtida através do método do picnómetro, ou seja, os dois métodos não são
concordantes.
2.3.2.2. Percentagem de cloro ativo – controlo de qualidade de matéria
prima e um produto acabado à base de hipoclorito de sódio
Com o objetivo de avaliar a estabilidade de um produto acabado (I-311-A:
detergente alcalino clorado) e da matéria prima usada na sua produção (solução de
hipoclorito de sódio, 13 %), foi determinada a percentagem de cloro ativo, ao longo de
25 semanas.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
72
As amostras usadas neste estudo, tanto de matéria prima como do detergente,
foram recolhidas segundo o procedimento apresentado na secção 2.2.2. Essas amostras
foram armazenadas no laboratório em garrafas escuras de 1 L de onde foram recolhidas
as amostras analisadas durante as 25 semanas que durou o estudo.
Tabela 18: Valores médios de cloro ativo obtidos numa matéria prima e num produto acabado durante 25
semanas
Nº de semanas % Cloro ativo
Matéria prima Produto acabado
0 13,4370 5,6398
1 13,3704 5,6129
2 13,3543 5,4419
3 13,3279 5,3808
4 13,3175 5,3175
5 13,2533 5,3175
6 13,2215 5,2519
7 13,0648 5,2225
8 13,0543 5,0643
9 13,0125 5,0643
10 12,9968 5,0165
11 12,8407 4,9952
12 12,8145 4,8402
13 12,8089 4,8166
14 12,6805 4,8079
15 12,6561 4,7905
16 12,6339 4,6900
17 12,5884 4,6809
18 12,5720 4,6560
19 12,4975 4,5784
20 12,3824 4,5700
21 12,2898 4,5200
22 12,1075 4,4955
23 11,9843 4,4643
24 11,8999 4,3037
25 11,8142 4,2384
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
73
Posteriormente, procedeu-se à determinação do cloro ativo no hipoclorito de sódio
comercial e no produto acabado seguindo o procedimento experimental descrito em
2.2.3.5. Para cada amostra analisada semanalmente foram realizadas duas réplicas. Na
tabela 18 apresentam-se os valores médios relativos à quantificação de cloro ativo numa
matéria prima e num produto de desinfeção produzido pela empresa. Na figura 18 e 19
estão representados os resultados relativos a quantificação de cloro ativo numa matéria
prima e num produto acabado, respetivamente.
Segundo a especificação interna da empresa, para a determinação da percentagem
de cloro ativo, um valor só é aceitável considerando uma margem de 0,5 % face ao valor
nominal. Portanto, para melhor ilustrar esta margem, foram traçadas linhas horizontais a
cinzento nas figuras 18 e 19, que representam os valores limite de aceitação segundo a
especificação interna. As retas a tracejado foram determinadas através da regressão linear
dos valores de percentagem de cloro ativo em função do tempo, permitindo determinar a
velocidade com que este composto é dissipado ao longo do tempo.
Figura 18: Percentagem de cloro ativo obtida ao longo
de 25 semanas numa matéria prima, o hipoclorito de
sódio
Figura 19: Percentagem de cloro ativo obtida ao
longo de 25 semanas num produto acabado que
contém hipoclorito de sódio na sua formulação
Os resultados demonstraram que a percentagem de cloro ativo diminui ao longo
do tempo, tanto na matéria prima como no produto acabado. A velocidade com que ocorre
a perda é superior no produto acabado em cerca de 6% face à matéria prima. Nesta análise
verifica-se também que a percentagem de cloro ativo, tanto na matéria prima como no
produto acabado, apresenta-se dentro dos limites de aceitação pela empresa durante 19
y = -0,0618x + 13,541
11
12
13
14
0 5 10 15 20 25
% CLORO
Número de semanas
Matéria prima
Valores medidosValor de referênciaValores limites de aceitação de uma medida
y = -0,0513x + 5,5557
4
5
6
0 5 10 15 20 25
% CLORO
Número de semanas
Produto acabado
Valores medidosValor de referênciaValores limite de aceitação de uma medida
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
74
semanas. Na matéria prima verifica-se que a partir da semana 19 a percentagem de cloro
ativo é inferior ao limite mínimo de aceitação pela empresa. Relativamente ao produto
acabado verifica-se que até à 21ª semana a percentagem de cloro ativo mantém-se dentro
do intervalo de aceitação pela empresa. Contudo, a partir da 21ª semana o produto
acabado perde caraterísticas químicas, obtendo-se valores inferiores ao limite mínimo de
aceitação pela empresa.
É importante destacar que a diminuição da quantidade de cloro ativo está
associada principalmente a perdas por volatilização do cloro. Portanto, estas perdas estão
condicionadas à frequência de abertura da embalagem. Assim, conclui-se que o prazo de
validade do hipoclorito de sódio a 13% e do produto acabado que contém hipoclorito de
sódio na sua formulação, é de cerca de 5 meses, considerando que durante este intervalo
os recipientes que continham a amostra foram abertos com uma frequência de uma vez
por semana. Assim, validade do produto poderá ser estendida considerando uma
frequência de abertura inferior.
2.3.3. Validação de métodos analíticos - repetibilidade
Durante o desenvolvimento do projeto individual, foi realizada a validação
de alguns métodos analíticos. A repetibilidade permitiu avaliar a precisão como principal
parâmetro de desempenho. Todos os resultados desta secção foram obtidos a partir das
expressões apresentadas no anexo 2.
2.3.3.1. Determinação do pH
A validação deste parâmetro, o pH, foi realizada segundo a norma UNE EN 1262,
na qual o procedimento de medição se encontra descrito no ponto 2.2.3.1. Para os ensaios
de repetibilidade consideraram-se cinco réplicas da amostra I-311-A que foram medidos
no mesmo dia e cujos resultados são apresentados na tabela 19.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
75
Tabela 19: Valores de pH obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de I-311-A
Ensaio pH
1 13,51
2 13,53
3 13,52
4 13,58
5 13,57
Com base nos resultados da tabela anterior, foi calculada a média, o desvio padrão,
o intervalo de confiança, o coeficiente de variação e o limite de repetibilidade para esta
amostra. Os resultados apresentam-se na tabela 20.
Tabela 20: Valores de pH e limite de repetibilidade para a amostra de I-311-A
Valor
médio
Desvio
padrão
Intervalo de
confiança Sri Sri
2 CV (%) r
13,54 0,03 13,54 ± 0,04 0,03 0,0009 0,23 0,087
De acordo com a norma, o valor médio entre duas leituras de pH, não deve exceder
0,1 unidades de pH. Este requisito foi verificado em todas as réplicas.
A partir do conjunto de valores apresentado na tabela 20, determinou-se o limite
de repetibilidade que permite verificar a diferença absoluta entre os resultados de dois
ensaios individuais independentes, utilizando o mesmo método, com material idêntico,
no mesmo laboratório, mesmo operador e mesmo equipamento num intervalo de tempo
curto. Assim, a diferença entre duas determinações não deve exceder o limite de
repetibilidade (r) em mais de 5%. Considerando que um método é preciso em termos de
repetibilidade quando o seu coeficiente de variação for igual ou inferior a 10%, conclui-
se que o método utilizado é preciso, uma vez que o valor obtido é inferior a 0,3%.
2.3.3.2. Determinação da densidade
A validação do parâmetro da densidade foi realizada segundo um procedimento
interno, que se encontra descrito no ponto 2.2.3.2. Para os ensaios de repetibilidade
consideraram-se cinco réplicas de uma amostra de I-311-A que foram medidos no mesmo
dia e cujos resultados são apresentados na tabela 21.
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
76
Tabela 21: Valores de densidade obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de I-311-A
Ensaio Densidade (g/cm3)
1 1,130
2 1,130
3 1,131
4 1,132
5 1,131
Com base nos resultados da tabela anterior, foi calculada a média, o desvio padrão,
o intervalo de confiança, o coeficiente de variação e o limite de repetibilidade para esta
amostra. Os resultados apresentam-se na tabela 22.
Tabela 22: Valores de densidade e limite de repetibilidade para uma amostra de I-311-A
Valor médio
(g/cm3)
Desvio padrão
(g/cm3)
Intervalo de
confiança (g/cm3) Sri Sri
2 CV (%) R
1,131 0,001 1,131 ± 0,001 0,001 0,000001 0,074 0,002
Sabendo que se trata de um método não normalizado, considera-se que o método
é preciso em termos de repetibilidade quando o seu coeficiente de variação for igual ou
inferior a 10%. Assim, verificando o coeficiente de variação, conclui-se que o método é
preciso uma vez que o valor obtido é inferior a 0,1%.
2.3.3.3. Determinação da viscosidade
A validação do parâmetro da viscosidade foi realizada segundo a norma ASTM
D1200, que se encontra descrita no ponto 2.2.3.4. Para os ensaios de repetibilidade
consideraram-se cinco réplicas da amostra de I-633-G que foram medidos no mesmo dia
e cujos resultados são apresentados na tabela 23.
Tabela 23: Valores de viscosidade obtidos em ensaios de repetibilidade para uma amostra de I-633-G
Ensaio Viscosidade (cps)
1 478
2 469
3 469
4 465
5 456
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
77
Com base nos resultados da tabela anterior, foi calculada a média, o desvio padrão,
o intervalo de confiança, o coeficiente de variação e o limite de repetibilidade para esta
amostra. Os resultados apresentam-se na tabela 24.
Tabela 24: Valores de viscosidade e limite de repetibilidade para uma amostra de I-633-G
Valor médio
(cps)
Desvio padrão
(cps)
Intervalo de
confiança (cps) Sri Sri
2 CV (%) R
467,40 7,96 467,40 ± 9,88 7,96 63,30 1,70 22,28
A partir do conjunto de valores apresentado na tabela 24, determinou-se o limite
de repetibilidade que permite verificar a diferença absoluta entre os resultados de dois
ensaios individuais independentes, utilizando o mesmo método, com material idêntico,
no mesmo laboratório, mesmo operador e mesmo equipamento num intervalo de tempo
curto. Assim, a diferença entre as duas determinações não deve exceder o limite de
repetibilidade (r) em mais de 8%. Considerando que um método é preciso em termos de
repetibilidade quando o seu coeficiente de variação for igual ou inferior a 10%, conclui-
se que o método utilizado é preciso, uma vez que o valor obtido é inferior a 2%.
CAPÍTULO 3
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
79
3. Conclusões
Este relatório apresenta um resumo de todas as atividades realizadas no
laboratório da empresa. A realização deste projeto, integrado numa empresa, foi
enriquecedora dada a diversidade das tarefas realizadas. Para além do trabalho
laboratorial foi também mantido contacto com outros departamentos da empresa, o que
permitiu obter uma visão mais aprofundada do mundo empresarial, nomeadamente das
dificuldades relativas ao contacto com clientes, ao controlo de custos e aos processos de
fabricação.
Com o objetivo de controlar a qualidade de matérias primas e de produtos
acabados, foram efetuadas determinações analíticas e também a validação dos métodos
de análise utilizados. O trabalho realizado neste sentido, permitiu acompanhar a entrada
das matérias primas e controlar os processos de fabricação, através da caracterização
físico-química dos produtos. O controlo foi realizado seguindo a norma UNE EN ISO
22716: Produtos cosméticos. Boas práticas de fabricação (BPF). Guia de boas práticas
de fabricação e da utilização de procedimentos para determinar diferentes parâmetros
analíticos. Todos os valores resultados obtidos para os parâmetros analisados apresentam-
se dentro das especificações pré-definidas.
A validação dos métodos analíticos foi, sempre que possível, efetuada tendo em
conta os documentos normativos específicos a cada método adotado. A repetibilidade foi
avaliada para os seguintes métodos: pH, densidade e viscosidade. A inexistência de uma
norma para a determinação da densidade exigiu a realização de alguns estudos prévios,
sendo que se optou por um método de rotina mais simples, fiável e que permita a
realização de um grande numero de amostras. Relativamente aos métodos considerados
foram determinados os coeficientes de variação e a repetibilidade tendo-se concluído que
estes são precisos. Por razões de limitação de tempo e dos custos envolvidos, não foram
determinados parâmetros como a precisão intermédia e a reprodutibilidade.
CAPÍTULO 4
Controlo de qualidade e processamento de matérias primas e produtos de limpeza e desinfeção
83
4. Bibliografia
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al consumo humano. Hipoclorito de sodio. (2007).
38. A. Settle, F. Handbook Of Instrumental Techniques For Analytical Chemistry.
(Prentice Hall PTR, 2007).
ANEXOS
Anexo I:
Exemplo de um certificado de análises utilizado produtos com marca Iberklin
N.R.S.: 40.29704/PO
Conforme a la Ley Orgánica 15/1999, de 13 de diciembre, de Protección de Datos de carácter personal, le informamos de que sus datos han sido
incorporados a un fichero cuyo responsable es Tesis Galicia, S.L., con la finalidad de mantener la relación comercial, así como la posibilidad de ejercitar
sus derechos a la dirección indicada.
TESIS GALICIA S.L.
ESPAÑA: Barrio Alemparte de Arriba, 29 A – Areas – 36861 Ponteareas
Tel.: +34 986 660 243 • +34 986 642 299 • +34 986 642 828 • Fax: +34 986 661 995
PORTUGAL: Rua Sarmento Beires, 102 – 4450-723 Leça da Palmeira
Tel.: +351 22 999 60 70 Fax: +351 22 999 60 71
www.tesisgalicia.es
CERTIFICADO DE ANÁLISIS
NOMBRE DEL PRODUCTO
Nº LOTE
FECHA FABRICACIÓN
FECHA ANÁLISES
ASPECTO FÍSICO
ESTADO FÍSICO 20 ⁰C
ASPECTO
COLOR
OLOR
CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA
CARACTERÍSTICA MÉTODO UNIDADES ESPECIFICACION
RESULTADO MÍNIMO MÁXIMO
PH (SOL. 100%) UNE EN 1262 -
MATÉRIA ACTIVA (20 ⁰C) Refractómetro %
DENSIDAD Picnómetro g/cm3
VISCOSIDAD ASTM D1200 cps
CLORO ACTIVO UNE EN 901 %
resultado final:
OBSERVACIONES:
FECHA DE EMISIÓN: RESPONSABLE DE ANÁLISIS:
El presente lote cumple com las especificaciones técnicas del produto. Tesis Galicia S.L., certifica que los valores indicados son correctos en la fecha de envasado. Los valores indicados no eximen la responsabilidade del usuário final de realizar un control del produto antes de su utilización. Este certificado há sido emitido por medios electrónicos por lo que no necessita firma.
Anexo II:
Equações utilizadas para tratamento de resultados
Média aritmética
�̅� =∑ 𝑥𝑖
𝑛 (1)
Em que �̅� representa o valor médio da grandeza, 𝑥𝑖 o valor da replica i e n o
número de réplicas.
Desvio padrão para n < 20
𝜎 = √∑(𝑥𝑖 − �̅�)2
𝑛 − 1 (2)
Em que 𝜎 representa o desvio padrão.
Intervalo de confiança
𝑋 = �̅� ±𝑡 × 𝜎
√𝑛 (3)
Em que X representa uma estimativa do valor médio e t o valor da constante t-
student para uma dada probabilidade e um número de graus de liberdade (n-1).
Equação da reta
𝑦 = 𝑏𝑥 + 𝑎 (4)
Em que 𝑦 representa o valor de densidade obtido pelo método do picnómetro, x o
valor de densidade obtido pelo método da proveta, a o valor de ordenada na origem e b o
declive da reta.
Desvio padrão residual
𝑆𝑦/𝑥 = √∑ (𝑦𝑖𝑖 −�̂�𝑖)2
𝑛−2 (5)
Em que Sy/x representa o desvio padrão residual, 𝑦𝑖 os valores individuais de
densidade obtidos pelo método do picnómetro, �̂� os valores individuas de densidade
calculados pelo método do picnómetro e n é número de medições efetuadas.
Incerteza associada à ordenada na origem
𝑎 ± 𝑡 × 𝑆𝑎 = 𝑎 ± 𝑡 × 𝑆𝑦/𝑥√∑ 𝑥𝑖
2𝑖
𝑛 ∑ (𝑥𝑖−�̅�)2𝑖
(6)
Em que Sa representa o desvio padrão da ordenada na origem, 𝑥𝑖 os valores
individuais de densidade obtidos pelo método da proveta, �̅� é a média dos valores
individuais de densidade obtidos pelo método da proveta e n é o numero de medições
efetuadas.
Incerteza associada ao declive
𝑏 ± 𝑡𝑆𝑏 = 𝑏 ± 𝑡𝑆𝑦/𝑥
√∑ (𝑥𝑖−�̅�)2𝑖
(7)
Em que Sb representa o desvio padrão do declive
Repetibilidade
𝑆𝑟𝑖2 =
∑ [(𝑛𝑤𝑖−1) 𝑆𝑤𝑖2 ]
𝑝𝑤=1
∑ (𝑛𝑤𝑖−1)𝑝𝑤=1
(8)
Em que 𝑆𝑟𝑖2 representa a variância de repetibilidade associada aos resultados
considerados, 𝑝 o número de laboratórios participantes (neste caso, p é igual a 1),
(𝑛𝑤𝑖 − 1) o número de graus de liberdade da série de análises e 𝑆𝑤𝑖2 a variância associada
aos resultados considerados.
Limite de repetibilidade
𝑟 = 2,8 √𝑆𝑟𝑖2 (9)
Em que 𝑟 representa o limite de repetibilidade.
Coeficiente de variação de repetibilidade
𝐶𝑉𝑟 = 100𝑆𝑟𝑖
�̅� (10)
Em que 𝐶𝑉𝑟 representa o coeficiente de variação de repetibilidade, 𝑆𝑟𝑖 o desvio
padrão de repetibilidade associada aos resultados considerados e �̅� o valor médio da
grandeza.