Índice de refracción para productos de higiene personal
El índice de refracción es una característica óptica de las sustancias y las partículas disueltas en ella. Cuando se fabrican productos de higiene personal este principio es usado para obtener las cantidades deseadas en el producto terminado. Por ejemplo cuando se produce maquillaje para reflejar la luz, lo que da al usuario una tez brillante, es usual utilizar productos como la mica que reflejan y refractan la luz.
Lo opuesto también es cierto cuando un producto busca esconder las líneas en la piel, en el que se usan con materiales con un menor índice de refracción como el óxido de hierro ya que absorben la luz. Este principio se mantiene también para lociones y productos para el cabello donde se añaden compuestos de silicona para mejorar su brillo inherente. Debido a su alto índice de refracción, cercano al del cabello, el compuesto fenil dimeticona es una silicona utilizada comúnmente en los acondicionadores.
Una tendencia reciente en el mercado de los productos de higiene personal es el uso de geles aclarantes en desodorantes, sanitizantes de manos o shampoo. En búsqueda de conseguir un gel claro, el índice de refracción de los componentes acuosos y no acuosos debe ser similar al de la emulsión.
El índice de refracción se define como la tasa de la velocidad de la luz en el vacío frente a la velocidad de la luz en la sustancia de interés. Como resultado de esta propiedad, la luz se “doblará”, o cambiará de dirección mientras atraviesa una sustancia de características refractivas o densidades distintas. Cuando la luz pasa de un material con mayor índice de refracción a una sustancia de menor índice, existe un ángulo crítico en la interfaz de las sustancias, este punto impide la refracción de la luz, causando en su lugar que se refleje completamente. Este ángulo crítico se usa para calcular el índice de refracción, ya que este es conocido para los productos de higiene personal.
El índice de refracción de una sustancia se influencia fuertemente por la temperatura y la longitud de onda usada para la medición. Por esta razón, se debe controlar o compensar las diferencias de temperatura y longitud de onda. El índice de refracción de las mediciones se reporta típicamente a una temperatura de 20°C (nD20) o sin compensación (nD). Los valores típicos de las soluciones acuosas se mencionan en la siguiente tabla.
Índice de refracción de soluciones acuosas a 20°C en relación al aire con luz amarilla
| Sustancia | n |
|---|---|
| Agua | 1,3330 |
| Sacarosa 10% | 1,3478 |
| Ácido acético 4% | 1,3359 |
| Etanol 40% | 1,3583 |
| 2-Propanol 72% | 1,3751 |
Un productor de lociones, cremas, y jabón de manos estaba buscando una manera de medir el índice de refracción de sus productos terminados y materias primas, tanto en el control de calidad como en la elaboración de informes. Un producto clásico como el jabón de manos contiene, surfactantes o detergentes, compuestos antibacteriales, fragancias, esencias y en algunas ocasiones reguladores de pH. La medición del índice de refracción en materias primas o productos terminados, no un indicador de componentes individuales o concentraciones, aun así es una medida importante para asegurar la consistencia de productos entre lotes. El índice de refracción de productos terminados índica que todos los componentes están presentes en las concentraciones correctas, lo que asegura que el producto terminado contará con las cantidades deseadas.
Ante esta necesidad el laboratorio de control de calidad del cliente solicito el refractómetro digital HI 96800 para la medición del índice de refracción y %Brix en materiales acuosos desde el sitio web de Hanna Instruments. El administrador del laboratorio se complació por el precio del medidor a una fracción del costo del competidor y entregando las lecturas directamente cómo índice de refracción. Tanto el administrador como el analista apreciaron la característica de compensación de temperatura (ATC) y en un amplio rango para las mediciones compensadas (1.3330 a 1.5040 nD20) con una gran precisión (± 0.0005 nD20).
El pozo de acero inoxidable fue de gran utilidad para el analista pues es fácil de limpiar y la operación en tres botones es simple y puede ser utilizado por personal sin experiencia técnica. De manera general, el administrador del laboratorio y el analista consideran el medidor una manera eficiente y rentable de cumplir con sus requerimientos.