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Departamento de Ingeniería Química y de Alimentos
Julio 2021
Diseño de una base cosmética utilizando pigmentos de origen
orgánico
Design of a cosmetic foundation employing organic sourced pigments
Esteban Alejandro Sanabria Pulido
Asesor: Oscar Álvarez1
1Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Química y de Alimentos, Bogotá, Colombia.
Abstract- There has been an increase of competitiveness amongst various companies in the markets, which has inevitably
led to the exploitation of various natural resources in order to maximize production and reduce costs. One specific activity is mining, which pollutes the soil, the water, and the air, presenting many health risks for millions of people. Regarding the
role that mining plays in the cosmetics sector, the well-known iron oxides are used as pigments in the process of producing
foundations used as facial makeup. In response to these findings, a sustainable, highly pigmented replacement was
discovered, allowing for the preservation of the usual characteristics found in a quality makeup foundation. With the
present research it was possible to determine the use of organic sourced pigments in a high-quality foundation´s
formula, which provide polyphenols that are active antioxidants that reduce skin aging, preserving the organoleptic
and physicochemical characteristics of the makeup foundations present in the market, in addition to quantifying the
content of polyphenols in the extracted pigments.
Keywords - foundation, Iron oxides, organic pigments, polyphenols.
Resumen
Las empresas han aumentado la competitividad en el mercado, explotando así, diversos recursos naturales. Esto con el objetivo de maximizar la producción y reducir los costos. Una de tales actividades es la explotación minera que, contamina tanto los suelos, las aguas como el aire. Así pues, esta representa riesgos para la salud de millones de personas. En cuanto al papel que juega la minería en el sector de los cosméticos, se tiene que, en el proceso de elaboración de bases cosméticas, se utilizan los conocidos óxidos de hierro como pigmentos. A partir de lo anterior, se encontró la oportunidad de remplazar estos pigmentos por unos sostenibles que, mantengan un alto grado de pigmentación y, a su vez, permitan conservar las cualidades de una base cosmética de calidad. Con la presente investigación se logró determinar que es posible utilizar pigmentos orgánicos en cosméticos, los cuales aportan polifenoles que son activos antioxidantes que permiten reducir el envejecimiento de la piel, manteniendo las características organolépticas y fisicoquímicas de las bases presentes en el mercado, además de lograr cuantificar el contenido de polifenoles en los pigmentos extraídos.
Facultad de Ingeniería Universidad de los Andes, Colombia.
II
Agradecimientos
Principalmente le debo mi desarrollo personal y profesional a la universidad de los Andes, agradezco especialmente al
profesor Óscar Álvarez por ser un guía en el desarrollo de este proyecto, a la profesora Chiara Carazzone por su apoyo
incondicional y su paciencia, finalmente agradezco a mis familiares y compañeros que me brindaron su respaldo
durante estos años de estudio.
Facultad de Ingeniería Universidad de los Andes, Colombia.
III
Tabla de Contenido
Abstract- ............................................................................................................................................................................ I
Resumen ............................................................................................................................................................................ I
Agradecimientos............................................................................................................................................................... II
Lista de figuras ................................................................................................................................................................. IV
Lista de tablas .................................................................................................................................................................. IV
Objetivos del proyecto ..................................................................................................................................................... V
1. Objetivo general ..................................................................................................................................................... V
2. Objetivos específicos ............................................................................................................................................. V
I. Introducción.............................................................................................................................................................. 1
II. Materiales ................................................................................................................................................................. 3
III. Metodología ............................................................................................................................................................. 4
PARTE 1 – EXTRACCIÓN DE PIGMENTOS ....................................................................................................................... 4
PARTE 2 – EVALUACIÓN DE POLIFENOLES. ............................................................................................................................... 4
PARTE 3 – PREPARACIÓN DE LA BASE COSMÉTICA ..................................................................................................................... 5
PARTE 4 – EVALUACIÓN....................................................................................................................................................... 5
IV. Resultados ............................................................................................................................................................ 6
ᴥ Extracción de pigmentos. ....................................................................................................................................... 6
ᴥ Evaluación de polifenoles. ...................................................................................................................................... 9
ᴥ Preparación de la base cosmética. ........................................................................................................................ 11
ᴥ Evaluación. ........................................................................................................................................................... 13
ᴥ Importancia del proyecto: nivel social. .................................................................................................................. 16
V. Conclusiones ........................................................................................................................................................... 20
VI. Referencias ............................................................................................................................................................. 21
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IV
Lista de figuras
Figura 1. Muestras antes y después de pasar por el “Ultracongelador”. ........................................................................................... 6 Figura 2. Muestras de Repollo Morado (Brassica oleracea var) y Zanahoria (Daucus carota) luego de salir del "Ultracongelador". 6 Figura 3. Muestras de pétalos de Rosas Rojas y Hortensias Azules. ................................................................................................... 6 Figura 4. Muestras de los pigmentos finalmente extraídos. ............................................................................................................... 7 Figura 5. Mezclas con diferente concentración de ácido gálico. ......................................................................................................... 9 Figura 6. Curva de calibración de fenoles totales. .............................................................................................................................. 9 Figura 7. Muestras sometidas al método de cuantificación de polifenoles. ..................................................................................... 10 Figura 8. Absorbancia de las muestras a una concentración de 0.005 µg/mL. * .............................................................................. 10 Figura 9. Concentración de polifenoles en muestras de pigmento. * ............................................................................................... 11 Figura 10. Producto final: Base cosmética con pigmentos naturales. * ........................................................................................... 12 Figura 11. Resultados de pruebas de viscosidad dinámica. .............................................................................................................. 13 Figura 12. Gráfico de pH para cada formulación de base cosmética. ............................................................................................... 13 Figura 13. Esfera representativa de coordenadas de color. [23] ...................................................................................................... 14 Figura 14. Resultados de las mediciones de color. ............................................................................................................................ 14 Figura 15. Resultados de pruebas de estabilidad. * .......................................................................................................................... 15 Figura 16. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 1. ......................................................................................................... 17 Figura 17. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 2. ......................................................................................................... 17 Figura 18. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 3. ......................................................................................................... 18 Figura 19. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 4. ......................................................................................................... 18 Figura 20. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 5. ......................................................................................................... 18 Figura 21. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 6. ......................................................................................................... 19
Lista de tablas
Tabla 1. Compuestos orgánicos y su clasificación. ________________________________________________________________ 3 Tabla 2. Composición de la base cosmética. _____________________________________________________________________ 4 Tabla 3. Clasificación de las coloraciones obtenidas por pigmentos de flores. __________________________________________ 8 Tabla 4. Clasificación de las coloraciones obtenidas por los pigmentos de frutas y verduras. ______________________________ 8 Tabla 5. Composición de mezclas para curva de calibración.* ______________________________________________________ 9 Tabla 6. Muestras de pigmentos sometidas al espectrofotómetro. _________________________________________________ 10 Tabla 7. Concentraciones finales de polifenoles en las muestras de pigmentos. _______________________________________ 11 Tabla 8. Afinidad de los pigmentos en cada fase.________________________________________________________________ 11 Tabla 9. Composición de pigmentos por cada base. ______________________________________________________________ 12 Tabla 10. Resultado de mediciones de color promedio. ___________________________________________________________ 14
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V
Objetivos del proyecto
1. Objetivo general
Diseñar una base cosmética que utilice principalmente pigmentos orgánicos y a su vez mantenga las cualidades de una
base de alta calidad.
2. Objetivos específicos
• Extraer pigmentos naturales que puedan ser utilizados en la elaboración de una base.
• Evaluar la presencia de polifenoles en los pigmentos extraídos.
• Desarrollar la formulación de una base que utilice pigmentos naturales sin alterar la calidad ligada al producto.
• Evaluar las cualidades de la base como indicador de eficiencia del producto.
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1
I. Introducción
La economía, según la definición otorgada por
la RAE (Real academia española) se entiende por una
administración eficaz y razonable de los bienes,
además de ser la ciencia que estudia los métodos más
eficaces para satisfacer las necesidades humanas
materiales, mediante el empleo de bienes escasos [1].
Por lo tanto, resulta implícita la importancia de la
economía en la vida cotidiana del ser humano, donde,
los sectores industriales son actores clave para su
correcto funcionamiento y desarrollo, ya que, estos
prestan diferentes bienes y servicios a disposición de
una población específica y se expanden a un sinfín de
prácticas, desde el desarrollo de medicamentos, hasta
la producción de prendas de vestir. Sin embargo, estas
actividades industriales que buscan satisfacer las
necesidades del ser humano y a su vez generar riqueza
o valor a un conjunto de individuos, no han sido en su
mayoría empleadas correctamente. Se conoce desde la
revolución industrial, que, satisfacer los
requerimientos de los diferentes mercados que
impulsan el sector económico mundial tiene un costo,
siendo este, el negativo impacto en el medio ambiente
que surge a raíz de la explotación de recursos naturales
que a su vez funcionan como materias primas para la
prestación de bienes y servicios. [2]
Las principales actividades industriales tienen
la necesidad imprescindible de utilizar recursos
naturales, bien sea como materia prima para
producción directa de bienes o su empleo para generar
energía y así prestar indirectamente diferentes
servicios. Una de las actividades más importantes para
el sector industrial es la minería, ya que, entre sus
principales aportes se encuentran: Sustancias químicas,
como el calcio, fosforo, hierro entre otros compuestos
empleados en investigación científica o incluso en
producción industrial siendo materias primas para la
elaboración de productos; Piedras preciosas (conocidas
también como gemas), son rocas o minerales de origen
natural, que, se utilizan en joyas o en objetos artísticos;
Metales, como el aluminio, el acero o el titanio que
son principalmente utilizados en los sectores de
construcción e incluso sus derivados como el dióxido
de titanio, que son utilizados como aditivos en
alimentos o maquillaje por su pigmentación. [3]
Resalta entonces el interés por controlar y
supervisar las acciones del sector minero, ya que, con
el incremento del capitalismo, ha tomado un papel
fundamental e imprescindible en la economía. Por las
razones que se han mencionado anteriormente, se
afirma lo necesario que es el sector minero para
sostener la vida cotidiana y sus demandas, sin embargo,
estas actividades representan algunas de las mayores
amenazas al medio ambiente.
La explotación minera, es un riesgo mayor
para el medio ambiente, ya que, se evidencia que
afecta negativamente los recursos naturales tales como,
fuentes hídricas, suelos e incluso el aire. Inicialmente,
las fuentes hídricas son en las que recae un mayor
impacto, debido a que, estas proporcionan servicios de
primera necesidad a todos los organismos de su
entorno, por lo que, la contaminación de una fuente
hídrica ya sea un rio o un yacimiento de agua, afecta a
comunidades enteras de seres vivos incluido el mismo
ser humano. En segundo lugar, la contaminación de
suelos se presenta cuando agentes externos en grandes
proporciones (minerales, hidrocarburos, etc.) impactan
la biota edáfica (conjunto de microorganismos y todas
las funciones que realizan y desarrollan estos en el
suelo), esto genera consigo el colapso de ecosistemas
que, sin los nutrientes naturales presentes en el suelo
se les imposibilita el surgimiento y correcto desarrollo.
Por último, las actividades mineras específicamente las
que se realizan a cielo abierto generan la liberación de
partículas de polvo que afectan la respiración de los
seres vivos y son usualmente difíciles de controlar
debido a su reducido tamaño, se cuenta además con la
liberación de diferentes compuestos gaseosos a la
atmosfera que pueden causar enfermedades
respiratorias e incluso aportar al efecto invernadero.
[4] [5]
Entorno a dar solución a la problemática
ambiental ocasionada por la minería, se han generado
en Colombia diferentes organismos gubernamentales
tales como: Minenergía, siendo este la máxima
autoridad del sector minero y de energías, responsable
de administrar los recursos naturales no renovables del
país, asegurando su mejor y mayor utilización;
Administración nacional de minería, donde su función
principal es administrar integralmente los recursos
minerales que son propiedad del estado a través del
seguimiento y control de la explotación minera, con el
fin de maximizar la contribución del sector minero al
desarrollo integral y sostenible del país; Servicio
geológico colombiano, el cual tiene como objeto
realizar la investigación científica básica y aplicada del
potencial de recursos del subsuelo, así como
administrar la información del subsuelo y garantizar
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2
una gestión segura de los materiales nucleares y
radiactivos en el país. [6]
Estos organismos gubernamentales brindan
una gestión a la explotación minera en el territorio
colombiano, sin embargo, no presentan alternativas
que permitan disminuir la explotación minera, sin
perjudicar la economía del país.
El sector del maquillaje es uno de los
principales relacionados con la minería, ya que,
emplea óxidos de hierro como fuentes de pigmentación,
esenciales para dar el color característico de los
productos comercializados. Usualmente los métodos
de obtención de estos pigmentos amenazan de varias
formas al medio ambiente, un ejemplo: el color rojo se
logra utilizando el pigmento “E120” o también
conocido como acido carmínico, el cual, es extraído a
través de la trituración de los insectos conocidos
usualmente como “cochinillas”. Según lo expresa BBC
news, la exportación de este pigmento en el mercado
representa ganancias superior a los 40 millones de
dólares estadounidenses por año y a diferencia de lo
que se creería, la demanda de esta industria ha
aumentado con el paso de los años, lo que demuestra la
falta de alternativas en el sector. [7] Por su parte, los
óxidos de hierro son considerados de baja toxicidad o
riesgo para la piel, sin embargo, al ser derivados de
metales pesados no es recomendable su uso, además de
las implicaciones ambientales relacionadas con su
explotación.
Resulta entonces atractiva la exploración de
alternativas a pigmentos derivados de metales pesados,
principalmente por que el mercado de pigmentos se ve
ligado usualmente a la explotación minera lo que no
permite la libre competencia en el mercado y centra el
poder en despensa de las compañías mineras.
Colombia, según el diario económico “La República”,
es el país con el tercer mercado más importante en
América Latina para la industria de cosméticos, solo
debajo de México y Brasil, moviendo más de 3.500
millones de dólares estadounidenses al año. [8]
La opción más cercana a los requerimientos
del sector de los cosméticos, potencialmente capaz de
sustituir los óxidos de hierro son los compuestos
orgánicos, tales como, frutas o flores. Estos
representan una parte importante del país, siendo
Colombia el segundo país más biodiverso del mundo
[9]. Por ende, nace el interés de explorar compuestos
orgánicos como una alternativa viable y atractiva por
su alta presencia en el país y el aporte que pueden dar
a la economía colombiana desde la industria cosmética.
La principal ventaja de los compuestos orgánicos es la
presencia de polifenoles, los cuales aportan nutrición a
la piel siendo un hecho resaltable para el mercado de
cosméticos que busca constantemente renovar sus
productos en pro del cuidado de la piel, para proteger
la belleza que busca fomentar; además de utilizar
materias primas sostenibles, lo que genera un plus para
las marcas que tienen cada vez mayores presiones
sociales debido a la mala imagen que ha dejado la
contaminación mundial.
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II. Materiales
Tabla 1. Compuestos orgánicos y su clasificación.
Nombre Clasificación Pigmentación* Imagen
Repollo Morado Brassica oleracea var. Tonos grises
Zanahoria Daucus carota Naranja
Rosas Rojas Rosa sp Vino tinto
Cúrcuma Curcuma longa L Amarillo intenso
Cascara de Uva Vitis vinifera Morado opaco
Hortensias Azules Hydrangea macrophylla Azul claro
Café Coffea arábica. Café oscuro – tonos tierra
*La pigmentación es una aproximación esperada y no refleja el color resultante *Los nombres cientificos de los compuestos se obtuvieron de “https://www.inaturalist.org/observations”
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4
Tabla 2. Composición de la base cosmética.
III. Metodología
PARTE 1 – EXTRACCIÓN DE PIGMENTOS
Para el desarrollo de la propuesta de
investigación en primer lugar se procede a obtener las
materias primas a emplear, es decir, los compuestos
orgánicos mencionados en la sección de materiales.
Inicialmente estos compuestos son seccionados en
partes pequeñas para posteriormente ser llevados a
temperaturas de alrededor 60 °C bajo cero. Este proceso
tiene como fin estabilizar y preparar los compuestos
para ingresarlos en el “Liofilizador”, donde se lleva el
proceso de sublimación, utilizado para retirar el agua de
las muestras [10]. Este proceso se lleva a cabo a
temperaturas entre los 25°C y 30°C bajo cero, durante
un tiempo prolongado que puede tomar alrededor de 30
horas. [11]
Luego de obtener las muestras completamente
deshidratadas, son llevadas al “Molino de
pulverización” para extraer los pigmentos. Este proceso
es simple, sin embargo, los polifenoles son compuestos
sensibles a los procesos de oxidación, por lo que se
utiliza nitrógeno líquido para estabilizarlos y prevenir
su oxidación. [11]
Cuando los polvos son extraídos es importante
cerrarlos completamente y mantenerlos a temperaturas
alrededor de 20°C bajo cero, mientras se realiza la
caracterización de los polifenoles presentes.
PARTE 2 – EVALUACIÓN DE POLIFENOLES.
Este procedimiento se realiza con el fin de
evaluar la composición de polifenoles presentes en las
muestras de pigmentos extraídas de compuestos
orgánicos.
❖ Polifenoles:
La concentración de polifenoles totales
se mide utilizando el ensayo de Folin-
Ciocalteu, el cual es un método de
caracterización de estos compuestos por medio
de una reducción redox, donde los agentes
reductores presentes en las muestras reaccionan
con del reactivo Folin-Ciocalteu. [12]
Inicialmente, se añade a un tubo de ensayo, 50
µl de la muestra de extractos de pigmentos
previamente preparada por cada una de las
fuentes establecidas, seguido de reactivo de
Folin-Ciocalteu 450 µl, luego, se mezclan los
reactivos y se deja reposar por 5 minutos a
temperatura ambiente.
Posteriormente, se añade 500 µl de
solución saturada de carbonato de sodio al 20%
y continuamente se agrega agua destilada hasta
completar el volumen del tubo. [13]
Esta solución resultante debe reposar
durante 1 hora a temperatura de 25ºC, luego
las alícuotas de la muestra se filtran utilizando
filtro de polietileno Whatman de 0,45 m. La
determinación de fenoles se da utilizando el
espectrofotómetro UV con una longitud de
onda de 765nm, determinando el contenido de
polifenoles con respecto al ácido gálico (AGE),
expresado en µgr ácido gálico/ml, esto debido
a que, dentro de los grupos de fenoles ácidos, su
estructura es equivalente a las demás estructuras
Nombre Función Composición w/w
Spam 80 Surfactante – Fase Oleosa 3.80
Tween 20 Surfactante – Fase Acuosa 0.20
Propilenglicol Estabilizante 1.00
Agua Destilada Solvente 79.48*
Aceite Mineral Solvente 15.61*
Glicina Incrementa la producción de colágeno 0.50
Serina Antioxidante 0.01
Prolina Antioxidante 0.01
Dióxido de titanio Colorante / Protector Solar Variable por Muestra
Extracto de pigmento orgánico Ayuda a estabilizar los pigmentos Variable por Muestra • • D. N. J. Á. Ana Belén Herrera Rodríguez, «Estudio de factibilidad en la implementación de una planta de producción de maquillajelíquido orgánico
a base de aloe vera (Aloe barbadensis), aceite esencial de lavanda (Lavandula officinalis), aceite esencial de cúrcuma (Curcuma longa) y
cacao (Theobrom,» Ambato-Ecuador, 2020.
• N. Dayan, Handbook of Formulating Dermal Applications: A Definitive Practical Guide, New Jersey: Scrivener Publishing LLC, 2017.
• La cantidad de solvente se calcula a partir de una composición 80/20 W-O, y está sujeta a cambios por la cantidad de pigmentos utilizado. *
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5
que componen este grupo de compuestos
fenólicos. [13] [14]
PARTE 3 – PREPARACIÓN DE LA BASE COSMÉTICA
Finalmente, para la preparación la base se tiene
en cuenta cuatro etapas de mezclado, las cuales se
describen e implementan así:
❖ Mezcla 1:
El primer proceso de mezclado tiene como
función la disolución de componentes líquidos
y sólidos en el solvente “Aceite Mineral” con
el fin de generar la fase oleosa de la base, esta
primera fase se lleva a cabo en un rango de
temperatura de 25-35 ºC con agitación
constante hasta que se logre la completa
disolución de los compuestos apolares. En esta
mezcla se utilizan los siguientes componentes:
- Aceite mineral (solvente principal de la
dase oleosa), spam 80 (surfactante de la
fase oleosa), propilenglicol (estabilizante y
espesante de la solución), glicerina
(potenciador de la producción natural de
colágeno) y pigmento orgánico (colorante
natural).
❖ Mezcla 2:
En segundo lugar, se lleva a cabo un proceso de
mezclado que busca la disolución de
componentes sólidos y líquidos usando como
solvente “Agua Destilada”, esta fase se conoce
como fase acuosa y se lleva a cabo en un rango
de temperatura de 15-20 ºC (este rango es bajo
con el fin de no comprometer la naturaleza de
algunos componentes empleados) con
agitación constante hasta que se logre la
completa disolución de los compuestos polares.
En esta mezcla se utilizan los siguientes
componentes:
- Agua destilada (solvente principal de la
fase acuosa), tween 20 (surfactante de la
fase acuosa), pigmentos naturales
(colorante natural), serina y prolina
(antioxidantes).
❖ Mezcla 3:
En tercer lugar, se tiene la mezcla de los
pigmentos que es fundamental para el
desarrollo del proyecto, ya que, se pondrá a
prueba la funcionalidad de los pigmentos. En
esta mezcla se deben mezclar los pigmentos
extraídos con agua destilada o aceite mineral
con el fin de asegurar la polaridad de los
pigmentos y saber si son mayormente polares o
apolares, excluyendo los demás componentes
que puedan comprometer la fiabilidad de la
aplicación en cada surfactante. [11] En esta
mezcla se utilizan los siguientes componentes:
- Dióxido de titanio, pigmentos orgánicos y
Agua destilada o Aceite mineral.
❖ Mezcla 4:
Por último, se mezclan las soluciones
resultantes de los anteriores procesos de
mezclado (Mezcla 1 y Mezcla 2) con agitación
constante y a temperatura ambiente o de ser
posible una temperatura en un rango de 20 a
25ºC con los pigmentos afines a cada una de las
fases (oleosa o acuosa), al ser una base
cosmética de carácter W-O se utiliza una
“Bomba peristáltica” para agregar lentamente
la fase acuosa en la fase oleosa, con una
agitación constante de 1500 rpm hasta
conseguir una consistencia cremosa, durante un
rango de tiempo de 10 a 15 minutos. [15] [16]
PARTE 4 – EVALUACIÓN
Para evaluar que el producto final cumpla con
las características mínimas requeridas por los
consumidores, se deben realizar pruebas físicas que
finalmente proporcionan información detallada e
indispensable del resultado. Estas pruebas son:
Propiedad reológica, esta prueba permite conocer la
viscosidad del producto y se realiza a través del
“Viscosímetro Brookfield”; Medición de pH, esta
medición permite conocer el pH del producto siendo
este clave para la viabilidad de uso en la piel y se
realiza a través del “Multiparámetro”; Pigmentación,
esta prueba permite conocer la pigmentación del
producto, por lo que, es indispensable para medir la
efectividad de los pigmentos empleados y se lleva a
cabo a través del “Colorímetro”; Estabilidad, esta
medición permite conocer estabilidad de la mezcla y se
realiza a través del Analizador óptico “Turbiscan”.
*Las composiciones tentativas para cada mezcla están establecidas
en la tabla 2, sección de materiales y pueden estar sujetas cambios
relacionados a requerimientos durante el proceso de
experimentación, representados en la sección de resultados.
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IV. Resultados
ᴥ Extracción de pigmentos.
Inicialmente se consiguen las muestras
principales de compuestos orgánicos siendo estas:
repollo morado (Brassica oleracea var.), cascaras de
uva (Vitis vinífera), y zanahorias (Daucus carota), se
segmentan en trozos con cortes grandes, con el fin de
no perturbar en gran medida las muestras.
Posteriormente estos compuestos se llevan al
“Ultracongelador” buscando reducir su temperatura a
un rango entre 50°C y 60°C bajo cero,
simultáneamente se prepara el “Liofilizador”
trabajando en un rango de temperaturas de alrededor
de 30°C bajo cero. Pasadas dos horas, los compuestos
se retiran del “Ultracongelador” e ingresan
inmediatamente al “Liofilizador”, donde se mantienen
por 48 horas consecutivas.
Al concluirse el tiempo en el “Liofilizador”, se
observa que las muestras no presentan señales
avanzadas de deshidratación, por lo que se atribuye
este acontecimiento al tamaño de cada muestra y al
rango de tiempo al que son sometidas. Posteriormente
se realiza el mismo proceso variando algunos factores
relacionados a este, el primer cambio se presenta en el
tamaño de las muestras, se decide minimizar el tamaño
significativamente, disminuyendo el volumen de las
muestras, pero manteniendo su área constante.
En segundo lugar, las muestras son sometidas
a un mayor tiempo en el “Ultracongelador” siendo
este nuevo periodo de 24 horas.
Posteriormente se insertan las muestras al
liofilizador, al concluirse un periodo de 24 horas se
observa que las muestras efectivamente cuentan con un
avance en el proceso de secado, sin embargo, la
humedad persistente no permite someterlas al proceso
de molienda. El tiempo en el “Liofilizador” es clave
para lograr secar completamente las muestras, así que
se establece como nuevo periodo mínimo 48 horas.
Las muestras que se utilizan luego del Repollo
morado (Brassica oleracea var.), las cascaras de uva
(Vitis vinífera), y zanahorias (Daucus carota), son
rosas rojas (Rosa sp) y hortensias azules (Hydrangea
macrophylla), con esta nueva liofilización se observa
que los pétalos de las flores requieren de un menor
tiempo en el equipo para llegar al secado necesario
para posteriormente ser sometidas al proceso de
molienda, por lo que se repite el proceso para todas las
muestras.
Figura 1. Muestras antes y después de pasar por el “Ultracongelador”.
Figura 2. Muestras de Repollo Morado (Brassica oleracea var) y Zanahoria (Daucus carota) luego de salir del "Ultracongelador".
Figura 3. Muestras de pétalos de Rosas Rojas y Hortensias Azules.
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7
En el caso específico de las rosas rojas (Rosa
sp) y hortensias azules (Hydrangea macrophylla), se
opta por someter las muestras al “Horno con Vacío”
con el fin de comparar la pigmentación resultante y los
métodos de extracción, en donde las muestras se
someten a secado por 5 horas a temperatura constante
de 115ºC. Este equipo se utiliza principalmente para
secar muestras que son susceptibles a la degradación
en presencia de temperatura, lo que se evita al aplicar
vacío.
Luego de obtener completamente las muestras
previamente establecidas en un nivel de humedad
mínimo y preciso para ser sometidas a procesos de
molienda son categorizadas y se preparadas para
convertirse en pigmentos. Para el proceso de molienda
se emplea el “Molino de Cuchillas” utilizado para la
reducción de tamaño de materiales blandos a
semiduros, duro-elásticos y fibrosos, así como para las
mezclas heterogéneas, donde las muestras son
sometidas a la molienda por triplicado, esto con el fin
de obtener las partículas de pigmento en tamaños
reducidos que sean mayormente difusibles.
h
Figura 4. Muestras de los pigmentos finalmente extraídos.
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8
En base a las coloraciones obtenidas para cada pigmento se realiza una nueva clasificación del color que sea
fiel a las características visuales percibidas, esto se refleja en la Tabla 3. Clasificación de las coloraciones obtenidas
por pigmentos de flores. y en la Tabla 4. Clasificación de las coloraciones obtenidas por los pigmentos de frutas y
verduras.
Tabla 3. Clasificación de las coloraciones obtenidas por pigmentos de flores.
Nombre Clasificación Pigmentación* Imagen
Liofilizador Horno de vacío
Rosas Rojas Rosa sp Rosa oscuro / Café rojizo
Hortensias Azules Hydrangea
macrophylla Azul claro/ Verde Pasto
*Los nombres cientificos de los compuestos se obtuvieron de “https://www.inaturalist.org/observations”
Tabla 4. Clasificación de las coloraciones obtenidas por los pigmentos de frutas y verduras.
Nombre Clasificación Pigmentación* Imagen
Repollo Morado Brassica oleracea var. Tonos Morados
Zanahoria Daucus carota Naranja
Cúrcuma Curcuma longa L Amarillo intenso
Cascara de Uva Vitis vinifera Morado opaco
Cascarilla de Café Coffea arábica. Café oscuro – tonos tierra
*Los nombres cientificos de los compuestos se obtuvieron de “https://www.inaturalist.org/observations”
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ᴥ Evaluación de polifenoles.
La concentración de interés de compuestos
fenólicos inicia con la creación de la curva de
calibración correspondiente. Para este proyecto se
decide realizar como estándar de calibración el ácido
gálico, ya que, cuenta con estructuras equivalentes a
los demás grupos de compuestos fenólicos.
Inicialmente se preparan las soluciones
estándar de ácido gálico mediante una solución stock
de 0.1 mg/ ml y carbonato de sodio (𝑵𝒂𝟐𝑪𝑶𝟑) al 20%.
En un vaso de precipitado de 50 ml se agrega agua
destilada hasta completar el volumen, luego se agrega
5 mg de ácido gálico y se agita por 5 minutos,
simultáneamente se repite el proceso utilizando en
lugar de ácido gálico, 10 gr de carbonato de sodio.
Posteriormente se preparan las muestras
establecidas en la Tabla 5.
Tabla 5. Composición de mezclas para curva de calibración.*
Muestra Solución
Ácido Gálico
Agua
Destilada
Reactivo
Folin-
Ciocalteu
Solución
Carbonato
de Sodio
Blanco 0 500 250 1250
1 20 400 250 1250
2 40 400 250 1250
3 60 400 250 1250
4 80 400 250 1250
5 100 400 250 1250
*Todas las medidas están en µL hhhhh
Las muestras finalmente se dejan reposar a
temperatura ambiente por 20 minutos, y se someten al
baño de “Ultrasonido” por 10 minutos, transcurrido
este tiempo se observa la coloración azul característica
de la reacción como se observa en la Figura 5.
*Las mezclas están organizadas en la imagen de “Mezcla 5” a “Blanco” de
izquierda a derecha.
Posteriormente, se extraen muestras de cada
una de las mezclas en celdas, las cuales son llevadas al
espectrofotómetro, donde se mide la absorbancia de las
celdas a una longitud de onda de 765 nm.
Este procedimiento se realiza por triplicado,
luego de obtener los valores correspondientes de cada
uno de los ensayos, se promedian los resultados para
con estos construir la curva de calibración.
La curva de calibración resultante se
ejemplifica en la Figura 6.
0 1 2 3 4 5 6
0.00.10.20.30.40.50.60.70.8
Curva de Calibración
Concentración (gr Ácido Gálico/mL)
Abso
rbanci
a
Regres ión Linea r
Da tos
Figura 6. Curva de calibración de fenoles totales.
Se establece con ayuda de la curva de
calibración la ecuación de la recta con la que se
calculan las concentraciones de las muestras de
pigmentos, siendo esta 𝑦 = 0.1211𝑥 − 0.0006 . En
cuanto a la bondad del ajuste de este modelo, se cuenta
con un R2 de 0.9993, lo que supone que el modelo de
regresión lineal expresa en un porcentaje de 99.93% la
variación en la variable de respuesta, por lo que el
coeficiente determinación es considerado aceptable.
Posteriormente, se preparan soluciones
estándar con cada uno de los pigmentos extraídos
utilizando un volumen de 50 ml y 5 mg de muestra,
estas soluciones stock se agitan por 20 minutos y se
almacenan en oscuridad por 24 horas.
Transcurrido el periodo de reposo, se preparan
mezclas utilizando en cada tubo de ensayo 50µL de
muestra, 450µL de reactivo Folin-Ciocalteu y 500µL
de solución 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 al 20%. Se agita cada uno de los
tubos con las mezclas en el sistema “Vortex” por 2
minutos, y finalmente se ingresaron por 1 hora a una
temperatura de 28,5ºC en una incubadora. Las
muestras al salir de la incubadora se insertan en celdas
y se mide su absorbancia en el espectrofotómetro a una
longitud de onda de 765 nm.
Este proceso se realiza por triplicado con el fin
de asegurar un correcto de desarrollo experimental y a
su vez contar con diferentes rangos de error ligados a
la obtención de los datos, asegurando así una mayor
precisión de las medidas realizadas.
Figura 5. Mezclas con diferente concentración de ácido gálico.
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10
En la Figura 7 se muestra las soluciones
finales antes de ser sometidas al tiempo de incubación.
Figura 7. Muestras sometidas al método de cuantificación de polifenoles.
Luego de realizar el procedimiento por
triplicado se obtienen las mediciones de la Tabla 6,
donde se establecen los valores de absorbancia por
cada una de las réplicas realizadas.
Tabla 6. Muestras de pigmentos sometidas al espectrofotómetro.
Pigmento Primer
Réplica
Segunda
Réplica
Tercer
Réplica
Hortensias
Horno 0.011 0.015 0.009
Hortensias
Liofilizador 0.363 0.354 0.366
Rosas Horno 0.282 0.223 0.276
Rosas
Liofilizador 0.452 0.470 0.465
Cáscara de
Uva 0.173 0.177 0.178
Zanahoria 0.032 0.041 0.039
Repollo
Morado 0.113 0.111 0.093
Cúrcuma 0.262 0.256 0.252
Café 0.109 0.120 0.111
Con los resultados obtenidos se realiza una
gráfica de comparación ejemplificada en la Figura 8,
donde las letras “H” representas las muestras
sometidas a secado por medio del “Horno con Vacío”
y las “L” al secado por “Liofilizador”.
Por su parte, la Figura 8 representa la
absorbancia para cada una de las muestras teniendo en
cuenta que la concentración de la solución analizada es
de 0.005 µg de muestra/mL.
Figura 8. Absorbancia de las muestras a una concentración de 0.005 µg/mL. *
*H.H: Hortensias Horno, H.L: Hortensias Liofilizador, R.H: Rosas
Horno, R.L: Rosas Liofilizador, CU: Cáscara de Uva, ZN: Zanahoria,
RM: Repollo Morado, CM: Cúrcuma, CF: Café.
Posteriormente se procede a calcular las
concentraciones de polifenoles en las muestras
utilizando la ecuación resultante de la curva de
calibración (Figura 6), despejando la variable
dependiente obteniendo una nueva ecuación que
resulta útil para el cálculo de la concentración de
polifenoles a partir de los resultados de absorbancia
para cada muestra.
Se observa como el método de extracción de
pigmentos por medio de secado por liofilización aporta
una mayor absorbancia resultante que el secado a
través del horno con vacío, por su parte el pigmento
extraído de las zanahorias (Daucus carota), muestra un
bajo índice de absorbancia, solo por debajo de las
muestras de hortensias azules (Hydrangea
macrophylla), por lo que se podría atribuir este
resultado a que las estructuras orgánicas con mayor
presencia en las zanahorias son los compuestos
conocidos como carotenoides, los cuales cuentan con
una gran aplicación en el sector de la salud e incluso
también son conocidos por presentar actividad
antioxidante y estar presente en compuestos orgánicos
de tonalidades amarillas, como frutas y vegetales. [17]
En la Tabla 7 se muestran los resultados de las
concentraciones de polifenoles por cada muestra de
pigmentos.
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11
Tabla 7. Concentraciones finales de polifenoles en las muestras de pigmentos.
Pigmento Absorbancia
promedio
Concentración
Polifenoles
(µg/mL)
Hortensias
Horno 0.012 0.101
Hortensias
Liofilizador 0.361 2.986
Rosas Horno 0.260 2.155
Rosas
Liofilizador 0.462 3.823
Cáscara de Uva 0.176 1.458
Zanahoria 0.037 0.313
Repollo Morado 0.106 0.878
Cúrcuma 0.257 2.124
Café 0.113 0.941
Con el fin de ejemplificar gráficamente los
resultados obtenidos en la Tabla 7, se genera la Figura
9 que facilita los análisis a realizar.
Se observa a través de la Figura 8 y Figura 9
que la relación entre el índice de absorbancia y la
concentración de los pigmentos es directamente
proporcional y corrobora la eficacia del método
empleado para la medición de polifenoles.
ᴥ Preparación de la base cosmética
El primer paso para la creación de la base
cosmética a partir de pigmentos naturales es realizar
clasificación de pigmentos entre polares y apolares con
el fin de caracterizarlos y generar una formulación
adecuada que permita la incorporación de los
componentes de las mezclas en un solo producto final.
Se toma una muestra de 1 gr por cada una de
las muestras de pigmento extraídas, posteriormente se
preparan dos vasos de precipitado por muestra y se
llenan, uno con aceite mineral, y otro con agua
destilada hasta un volumen de 20 mL. Se disuelven los
pigmentos en cada uno de los vasos de precipitado y se
observa en qué fase se obtiene una mayor asimilación
de pigmento. Concluidas las pruebas se obtienen los
pigmentos y sus fases afines ejemplificado en la Tabla 8.
Tabla 8. Afinidad de los pigmentos en cada fase.
Fase Oleosa Fase Acuosa
Pig
men
to
Rosas Horno Café
Repollo Morado Cúrcuma
Hortensias Horno Rosas Liofilizador
Cáscara de Uva
Zanahoria
Hortensias
Liofilizador
Se observa que los pigmentos orgánicos son
miscibles en ambas fases debido a su naturaleza, sin
embargo, la incorporación del color mejora
dependiendo de la fase, lo que indica que algunos
compuestos son mayormente solubles y/o compatibles
con una de las diferentes fases, lo que puede deberse al
tamaño de la partícula de las muestras.
Luego de conocer la afinidad de los
pigmentos con cada una de las fases, se comienza a
generar la formulación para diferentes combinaciones
de pigmentación, esto establecido en la Tabla 9.
Figura 9. Concentración de polifenoles en muestras de pigmento. *
*H.H: Hortensias Horno, H.L: Hortensias Liofilizador, R.H: Rosas
Horno, R.L: Rosas Liofilizador, CU: Cáscara de Uva, ZN:
Zanahoria, RM: Repollo Morado, CM: Cúrcuma, CF: Café.
S
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12
Tabla 9. Composición de pigmentos por cada base.
La selección de los pigmentos se da a raíz de
la mezcla de tonalidades con el fin de conseguir
diferentes tonos y sub-tonos cercanos a los de la piel.
En el caso de los pigmentos y su afinidad
respectiva se procura utilizar la información de la
Tabla 8, sin embargo, en búsqueda de no sobresaturar
ninguna de las fases, en algunas formulaciones donde
ambos pigmentos son afines a una misma fase, se
selecciona el pigmento con mayor presencia en la
formulación para ser diluido en su fase de mayor
afinidad y el pigmento de menor presencia se diluye en
la fase restante. La composición correspondiente al
resto de componentes por cada una de las bases se
expone en la Tabla 2, en la sección de materiales,
donde la cantidad de solvente se calcula teniendo en
cuenta un valor base de solvente de 80 gr para la fase
acuosa y un valor de 20 gr para la fase oleosa, restando
la cantidad en gramos de cada componente, incluyendo
los valores de la Tabla 9 hasta completar un total de
100 gr de producto final.
Al realizar las emulsiones se observa que algunos de los pigmentos no se disuelven completamente en el producto, lo
cual se relaciona inicialmente al tamaño de las partículas y al método de secado utilizado, aumentando su difusividad
con partículas de pigmento pequeñas y extraídas por secado a través de liofilización. Por otra parte, la implementación
de solventes orgánicos como “etanol” podría mejorar significativamente la absorción de color en el producto final.
Número de Base Pigmento Cantidad gr ± 0.0001
1 Zanahoria 1.4603
2.0604 Cáscara de Uva 0.6001
2 Cúrcuma 0.0203
0.2233 Rosas Liofilizador 0.2030
3 Hortensias Horno 0.1003
0.1214 Rosas Horno 0.0211
4 Repollo Morado 0.1001
0.1315 Hortensias Liofilizador 0.0314
5 Rosas Horno 0.5060
0.5188 Café 0.0128
6 Zanahoria 0.2040
0.7102 Café 0.5062
Figura 10. Producto final: Base cosmética con pigmentos naturales. *
*La figura representa las formulaciones de la 1 a la 6 en orden de izquierda a derecha.
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13
ᴥ Evaluación.
❖ Viscosidad de las formulaciones
Para realizar las mediciones de viscosidad se
utiliza el “Viscosímetro” de Brookfield buscando una
medición sencilla de la viscosidad en cP (centipoises),
utilizando la punta “BROOK00165” y se toma su
medición durante 5 minutos obteniendo como
resultado la viscosidad de las muestras ejemplificadas
en la Figura 11.
Se observa entonces que las viscosidades se
encuentran en un rango de 20.500 y 24.000 cP,
mientras que el rango comercial definido por el control
de calidad de diferentes compañías del sector de
cosméticos se encuentra entre 4.000 y 18.000 cP [18],
por lo que los resultados se encuentran fuera de los
limites por la ausencia de compuestos como
“Trimetilsiloxisilicato” o “Butilenglicol”. Los cuales
hacen parte del grupo de compuestos utilizados en el
sector de los cosméticos como suavizantes que generan
un aumento o disminución en la viscosidad del
producto final, también se propone el uso de
compuestos como la “Hectorita de estearalconio”
conocidos por su función como agentes de suspensión
que afectan la consistencia de la emulsión y por
supuesto influyen en las condiciones reológicas finales
del producto, lo cual es esencial para dar sensaciones
organolépticas de calidad, facilitando la aplicación y
dispersión del producto sobre la piel. [19]
❖ pH de las formulaciones
Seguidamente para realizar los análisis de pH
se utiliza el “Multiparámetro” el cual es un equipo
que establece la concentración de iones de hidronio a
través de un cambio de potencial entre el electrodo de
medición y el electrodo de referencia. [20]
Al obtener las mediciones de pH para cada
una de las formulaciones propuestas, se tabula la
información y se representa en la Figura 12.
Figura 12. Gráfico de pH para cada formulación de base cosmética.
En la gráfica se observa un ponderado del
resultado para pH por triplicado de cada una de las
bases propuestas dependiendo de la formulación
establecida anteriormente en la Tabla 9. El pH en las
formulaciones se encuentra en un rango de 5.017 y
5.502, siendo este conveniente por encontrarse dentro
del optimo pH para la piel [21]. Sin embargo, de ser
necesario una estabilización de pH, en el caso tal de
que una nueva fuente de pigmento orgánico no
estudiada en este proyecto llegase a perturbar la
estabilidad en los niveles de pH, se podrían utilizar
agentes estabilizantes como el “Lactato de sodio”,
utilizado para mantener los niveles de pH en rangos
entre 5 – 5.5, además por sus cualidades humectantes
que aportan beneficios al producto final. [22]
La Figura 12 representa las mediciones de pH
medidas luego de 168 horas de preparación de las
formulaciones, para incrementar la precisión de la
toma de datos se recomienda aumentar el lapso a
esperar para realizar las mediciones de pH.
Figura 11. Resultados de pruebas de viscosidad dinámica.
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14
❖ Color de las formulaciones
Al realizar las mediciones de color se debe
tener en cuenta la naturaleza de la medición, para la
cual se emplea el “Colorímetro”. Este equipo
segmenta los colores en tres variables L*, a* y b*. La
variable L* representa la luminosidad; la variable a*,
representa el rango en que se encuentras las
coordenadas del color rojo/verde; la variable b*,
representa el rango de coordenadas del color
amarillo/azul. [23] En la Figura 13 se puede observar
los lineamientos establecidos por la empresa fabricante
del colorímetro para ilustrar el método de medición de
color.
Las mediciones de color se realizan por
triplicado por cada una de las formulaciones, contando
con un vidrio de reloj, donde se coloca una muestra de
base hasta cubrir en un 80% la superficie del vidrio,
revisando atentamente que no se cuente con espacios
que permitan el escape del haz de luz y se traduzcan en
errores en la medición de color.
Tabla 10. Resultado de mediciones de color promedio.
Formulación Variables de Colorímetro
L* a* b*
1 10.1 0.7 2.6
2 12.8 -0.4 2.2
3 11.4 -0.2 0.5
4 11.2 0.1 1.5
5 10.1 0.2 0.3
6 10.1 0,1 1.5
La interpretación de los resultados se basa en
cada uno de los factores y sus respectivos signos, es
decir, cuando los resultados de la variable “L*” son
positivos entonces las muestras tendrán un valor alto
de luminosidad en sus tonalidades, mientras que si la
variable toma valores negativos, entonces las
tonalidades tenderán a ser oscuras; en cuanto a la
variable “a*”, si toma valores positivos entonces indica
que la pigmentación de la muestra tiende al color rojo,
si sus valores son negativos tiende al color verde;
finalmente la variable “b*”, al tomar valores positivos
entonces la pigmentación se acerca a los tonos
amarillos, de lo contrario, la pigmentación se acerca a
los tonos azules.
Con el fin de entender mejor los resultados
obtenidos, se realiza una gráfica comparativa donde se
ejemplifican el promedio de los resultados obtenidos
por formulación y sus respectivas barras de error,
relacionadas a la varianza entre los datos como se
observa en la Figura 14.
Finalmente se observa que las formulaciones
donde algunos de los pigmentos no se disolvieron
completamente, debido al tamaño de sus partículas,
cuentan con varianzas significantes en las constantes
de luminosidad, lo cual representa ciertos riesgos en la
calidad del producto y demuestra la importancia del
uso de solventes orgánicos y tamaños de partículas de
pigmentos reducidos para asegurar una mayor calidad
de producto. En cuanto a las varianzas de “a*” y “b*”,
se observa un comportamiento estable a excepción de
la formulación 1, lo cual puede deberse a que las
partículas de pigmento de cáscara de uva no se
disuelven uniformemente generando contrastes entre la
tonalidad morada del pigmento y la amarilla del resto
del producto, generando discrepancias en las
mediciones.
Figura 13. Esfera representativa de coordenadas de color. [23]
Figura 14. Resultados de las mediciones de color.
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15
❖ Estabilidad de las soluciones
En cuanto a las pruebas de estabilidad se utiliza el “Turbiscan”, el cual es un equipo que permite el cómputo
de las cinéticas de floculación, coalescencia, sedimentación, flotación, separación de fases entre otras. [24] Estas
pruebas se realizaron a dos muestras de formulaciones libres de pigmentos y a las formulaciones propuestas en la
Tabla 9, con el fin de medir el índice de desestabilización global de las muestras, donde las muestras libres de
pigmentación se sometieron a un periodo de 30 minutos, mientras que las muestras de pigmentos al ser un número
mayor de pruebas se sometieron a un periodo de 20 minutos. Los resultados de estas mediciones se presentan en la
Figura 15.
Figura 15. Resultados de pruebas de estabilidad. *
*El grafico superior representa las mediciones para formulaciones libres de pigmentos, el inferior representa las formulaciones con presencia de pigmentos.
La estabilidad de las muestras resulta
favorable al comparar las muestras sin presencia de
pigmentos con las muestras con presencia de
pigmentos, ya que se observa una continuidad en los
datos contando con un índice TSI en un rango de 0 a
0,1 en un intervalo de 20 minutos, por lo que se infiere
que la presencia de pigmentos no es un factor incidente
en la estabilidad de los productos finales y las
diferencias entre cada una de las formulaciones pueden
verse relacionadas con el tamaño de las partículas, ya
que se conoce que la estabilidad en emulsiones se ven
relacionadas con la correcta incorporación de los
componentes en la mezcla, donde un menor tamaño de
partícula genera una menor resistencia en la
suspensión, reduciendo consigo la cinética en las
partículas lo que es clave para mantener los índices de
estabilización constantes durante el tiempo. Esto se
observa en la Figura 15, donde las formulaciones que
contaron con menor difusión de pigmentos tienden a
ser más inestables (líneas roja, azul y rosada). [25]
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16
ᴥ Importancia del proyecto: nivel social.
Con el fin de analizar el impacto que podría
tener el proyecto a nivel social si se llegase a
implementar a gran escala, se realizó una encuesta con
las siguientes preguntas:
- “¿Utilizas maquillaje?”, con esta
pregunta se buscó segmentar a la
población en las personas que
consumieran realmente el producto, ya que
son las que con sus decisiones apoyan o no
a las diferentes industrias cosméticas e
indirectamente la explotación minera.
- “¿Qué problemática se resalta en las
siguientes imágenes?”, acompañando
esta pregunta se adjuntaron tres diferentes
tipos de grupos de imágenes, donde se
resalta la contaminación ambiental
derivada de la actividad minera. El primer
grupo ilustrando la contaminación a la
biota edáfica (el suelo y sus
microorganismos); el segundo, la
contaminación a las fuentes hídricas; el
tercero y último, la contaminación al aire.
El objetivo principal de esta pregunta fue
establecer si la población es consciente de
la problemática ambiental o si por el
contrario se le consideraba simplemente
una actividad humana común y necesaria.
- “La explotación de recursos mineros
afecta negativamente ...”, esta pregunta
particularmente representa una opción
múltiple, con el fin de establecer si la
comunidad es consiente que la explotación
minera no afecta exclusivamente el suelo,
sino que además puede llegar a contaminar
yacimientos de agua y liberar partículas de
polvo al aire. Las opciones de respuesta se
dividieron así: “…la calidad del aire”,
“…las fuentes hídricas (yacimientos
de agua, ríos, etc.)”, “…la biota edáfica
(suelos y sus microrganismos)”, “…a
las fuentes hídricas y la biota edáfica”,
“…a las fuentes hídricas y la calidad
del aire”, “…la biota edáfica y la
calidad aire”, “...la biota edáfica, las
fuentes hídricas y la calidad del aire”.
- “¿Sabías que con la compra del
maquillaje común fomentas la
explotación minera?”, el objetivo de esta
pregunta es generar conciencia sobre que
el simple hecho de utilizar un producto es
decisivo para la fomentación de la
contaminación ambiental, incluso si parece
inofensivo, el consumidor es
indirectamente responsable.
- “¿Sabías que la mayoría de los
pigmentos utilizados en los
cosméticos se extraen de formas tan
antiguas que se practicaban en el
antiguo Egipto?”, la intención principal
de esta pregunta es mostrar como el campo
de los pigmentos no ha sido precisamente
estudiado a profundidad y aún cuenta con
vías de investigación que pueden generar
diferentes propuestas de valor en el sector
de la cosmética e incluso en diversos
sectores que requieran pigmentación para
su implementación como el alimenticio,
etc.
- “Por favor contesta las siguientes
preguntas teniendo en cuenta el
desarrollo de una nueva formulación
para crear bases cosméticas.” Con
esta afirmación se abrió el espacio a
diferentes preguntas relacionadas
directamente con el proyecto, además de
plantear diversas preguntas que permiten
establecer que factor del producto es más
llamativo para la audiencia, si su precio
final en el mercado y/o su factor amigable
con el medio amiente y/o la innovación en
cuanto a su actividad antioxidante. Las
preguntas realizadas continuamente a esta
afirmación fueron: “¿Comprarías una
base cosmética de nueva formulación,
con un precio mayor a las genéricas
tipo “Avon”, “CyZone”, “Esika”, etc.,
pero inferior a marcas como “Too
Faced”, “Anastasia”, “Clinique”, ¿etc.?”,
“Ahora, si este nuevo producto
además es amigable con el medio
ambiente, ¿Lo comprarías?” y “Por
último, si este producto contiene
compuestos que nutren tu piel y
ayudan a reducir los efectos del
envejecimiento, ¿Lo comprarías?”.
Luego de realizar la encuesta a un grupo de
personas aleatorias se tabulan las respuestas, en
algunos casos se segmentan y se grafican.
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17
Para la pregunta 1 se obtiene una respuesta
afirmativa del 82% y su contraparte negativa con un
valor del 18% como se ejemplifica en la Figura 16.
Figura 16. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 1.
Lo que representa una correcta segmentación
de la población a la que va dirigida la encuesta con una
fiabilidad mayor al 80% en las respuestas recolectadas.
En cuanto a la segunda pregunta al ser de
“respuesta abierta” se tienen que clasificar las
respuestas en diferentes categorías, en el caso
específico de esta pregunta se dividen en 4 categorías
siendo la primera “Explotación”, donde se organizan
las respuestas que relacionen las imágenes con la
acción humana sin control; la segunda categoría es
“Estragos Naturales”, esta cuenta con las respuestas
que no relacionan las imágenes con la actividad
humana sino con acciones propias de la naturaleza; en
tercer lugar la “Contaminación”, donde se encuentran
las respuestas que mencionan las causas se ven ligadas
a la actividad humana sin ser esta estrictamente
directa; por último se encuentra “no sabe”, en esta
categoría se encuentran las respuestas que no
relacionan las imágenes con ningún tipo de actividad,
desconociendo las causas e implicaciones presentes. El
resultado de la clasificación de respuestas indica que el
60,53% de los encuestados relaciona la problemática
con la “Explotación”, el 23,68% con la
“Contaminación”, el 13,16% con “Estragos Naturales”
y finalmente el 2,63% no la relaciona con ninguna
categoría como se observa en la Figura 17.
La importancia de esta pregunta radica en la
conciencia de los encuestados en cuanto a las prácticas
de explotación minera y sus derivados, dejando a la
vista que aún persiste una la falta de información sobre
el tema y sobre las implicaciones de las acciones
humanas en la naturaleza.
Figura 17. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 2.
Estas respuestas demuestran que al menos el
60% del total de los encuestados relacionan
correctamente la problemática implícita en las
imágenes, por otra parte, el 23.68% de los encuestados
las relacionan con los efectos generados y no con las
causas, mientras que el 15.79% relaciona
incorrectamente las imágenes o no cuenta con
información previa suficiente para responder.
La tercera pregunta se grafica de acuerdo con
el número de respuestas obtenidas por cada selección,
ejemplificado en la Figura 18.
Sí.82%
No.18%
Pregunta 1: ¿Utilizas maquillaje?
Sí. No.
2,63%
13,16%
23,68%
60,53%
Pregunta 2: Imagénes Contaminación.
No sabe. Estragos Naturales.
Contaminación. Explotación.
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18
Figura 18. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 3.
Se resalta que más del 76.47% de los
encuestados relacionan correctamente los efectos
negativos de la explotación minera en los diferentes
recursos naturales implicados, mientras que el 23,53%
de los encuestados relacionan parcialmente el efecto de
estas, dejando de lado los demás tipos de
contaminación implicados con esta actividad humana,
lo que genera una vacío en las relaciones causa y
efecto y evidenciando que aunque la mayoría de los
encuestados se encuentran bien informados, aún falta
generar conciencia respecto a la implicaciones
negativas al medio ambiente.
En cuanto a la cuarta pregunta se cuenta con
una respuesta afirmativa del 21% y una contraparte
negativa del 79%, como se observa en la Figura 19.
Estos resultados muestran como el 79% de los
encuestados no son conscientes de su participación
como promotores de prácticas relacionadas de la
explotación y como su aporte es crucial para el cambio
en pro de la apertura de nuevos mercados considerados
como “Verdes” que no pueden ver rentabilidad en los
proyectos por falta de demanda en los diferentes
sectores a causa de la desinformación.
Figura 19. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 4.
La quinta pregunta resulta en un porcentaje afirmativo
del 38% y su contraparte correspondiente al 62% para
la negación, como se muestra en la Figura 20. Lo que
demuestra el poco interés de la sociedad en general por
abrir nuevas alternativas de investigación en las
diferentes áreas que no afectan directamente al medio
ambiente, y por lo tanto se consideran prejudiciales,
señalando el carácter innovador de la propuesta
implícita en este proyecto.
Figura 20. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 5.
2,94%
5,88%
0,00%
11,76%
0,00%
2,94%
76,47%
Pregunta 3: La explotación de recursos mineros afecta
negativamente ...
la biota edáfica, las fuentes hídricas y la calidad del aire.
la biota edáfica y la calidad aire.
a las fuentes hídricas y la calidad del aire.
a las fuentes hídricas y la biota edáfica.
la biota edáfica (suelos y sus microrganismos).
las fuentes hídricas (yacimientos de agua, rios, etc).
la calidad del aire.
Sí.21%
No.79%
Pregunta 4: ¿Sabías que con la compra del maquillaje común
fomentas la explotación minera?
Sí. No.
Sí.38%
No.62%
Pregunta 5: ¿Sabías que la mayoría de los pigmentos
utilizados en los cosméticos se extraen de formas tan antiguas
que se practicaban en el antiguo Egipto?
Sí. No.
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19
Finalmente, en cuanto a la pregunta 6 se
obtienen respuestas correlacionadas, por lo que, se
grafica las tres respuestas en un mismo gráfico, dando
como resultado un porcentaje positivo para la primera
pregunta del 20,59%, mientras que su contraparte
negativa con un valor del 79,41%; la segunda pregunta
cuenta con un valor 38,24% y su contraparte negativa
61,76%; por último, la tercera pregunta con un valor
positivo del 55,88% y su contra parte negativa con
44,12% como se ejemplifica en la Figura 21.
Con los resultados expuestos en esta pregunta
se busca resaltar los aspectos que mayor impacto
tienen en el mercado al que va dirigido el producto
final.
En primer lugar, la pregunta inicial busca
establecer la relación que tienen los consumidores con
el precio del producto, al ser esta respuesta 79.41%
una posibilidad y no una afirmación, se infiere que el
precio del producto no es un factor realmente decisivo,
sino que realmente el consumidor busca diferentes
factores para dar una decisión final al momento de
realizar o no una compra.
En segundo lugar, se menciona la
característica verde del producto, donde se observa que
la seguridad de compra aumenta significativamente
con respecto al precio del producto, siendo este
incremento de casi el doble. Se espera que las practicas
conocidas como verdes sean una razón de mayor peso
con el paso del tiempo, ya que cada vez es más notorio
en la vida cotidiana los problemas derivados de la
contaminación y el cambio climático a casusa de las
diferentes actividades humanas, por lo que el proyecto
resulta significativo en cuanto a la futura realidad de
los diferentes mercados de cosmética.
Por último, el factor de calidad e innovación es
de los criterios mayormente decisivos en el momento
en el que un consumidor va a realizar la compra de un
producto. Esto se observa con una seguridad de
compra del 55.88%, lo cual se resalta con la
característica antioxidante presente en los pigmentos
orgánicos, los cuales aportan ventajas en el mercado de
cosméticos, aumentando la calidad del producto y
haciendo que el proyecto tenga un gran factor de peso
en cuanto a la innovación de su formulación y sus
características relacionadas con el cuidado de la piel.
20,59%
38,24%
55,88%
79,41%
61,76%
44,12%
1 2 3
Pregunta 6: Tres secciones.
Sí. Depende.
Figura 21. Gráfico de respuestas obtenidas en la pregunta 6.
Facultad de Ingeniería Universidad de los Andes, Colombia.
20
V. Conclusiones
Principalmente se concluye que, el método de
extracción que mejor preserva la actividad polifenólica
presente en los pigmentos orgánicos es el secado por
liofilización, ya que este presenta una mayor
conservación de la materia orgánica utilizada
preservando a su vez demás cualidades estructurales de
los compuestos, mientras que el secado por horno al
vacío representa una reducción en la concentración de
polifenoles de los pigmentos resultantes.
Por otra parte, resulta conveniente la
extracción de pigmento por medio de secado a través
del horno con vacío dependiendo del caso, ya que
puede resultar útil debido a la coloración de pigmento
finalmente obtenida que en algunos casos aún cuenta
con una concentración de polifenoles significativa.
El análisis de polifenoles en los compuestos
resulta eficiente y confiable, sin embargo, se propone
que para mejorar la sensibilidad del análisis podrían
utilizarse lo que se conocen como “controles” en la
implementación de curvas de calibración, que indican
los extremos del gráfico con mayor precisión,
aumentando la confiabilidad de la regresión. Se
recomienda usar como control negativo agua en grado
HPLC utilizada en la mayoría del análisis de
cromatografía, como control positivo se recomienda
utilizar cápsulas de polifenoles utilizadas como
suplemento medicinal, ya que estas cuentan con
información de concentración detallada y ayudan
significativamente al ajuste de la curva.
En cuanto a la cantidad de polifenoles
presentes en los pigmentos extraídos, se observa una
mayor concentración en las muestras de pétalos de
flores, por lo que se ve mayor factibilidad su
implementación en el campo de la cosmética. Por otra
parte, resulta importante el uso de solventes orgánicos
como el etanol-acidificado para extraer en mayor
medida los compuestos fenólicos de estos extractos y
mejorar la predicción del modelo. En cuanto a los
pigmentos obtenidos de las zanahorias al contar con
baja concentración de polifenoles, se espera que los
demás compuestos de la familia de los carotenoides
cuenten con concentraciones similares, por lo que,
resulta importante en futuros proyectos comprar
diferentes fuentes de extracción de esta pigmentación
naranja, la cual es clave para generar tonalidades tierra
que se asemejen a las características en cuanto al color
de la piel.
Se recomienda para futuros proyectos el uso
de diferentes concentraciones de pigmento sometidas
al método de extracción de polifenoles de Folin-
Ciocalteu, con el fin de tener más información sobre
las concentraciones de polifenoles por gramo de
pigmento.
En cuanto a la implementación de los
pigmentos para el uso en cosméticos, resulta
completamente exitosa, los pigmentos orgánicos
resultaron ser compatibles con la naturaleza de las
emulsiones sin afectar significativamente la calidad del
producto. En futuros proyectos, se recomienda medir
por otra parte la actividad antioxidante de las bases en
función de la concentración de polifenoles presentes en
la formulación con el fin de establecer modelos
predictivos que relacionen el uso de diferentes
pigmentos orgánicos con la disminución del
envejecimiento de la piel.
Con el fin de mejorar la solubilidad y
dispersión homogénea de los pigmentos en las
formulaciones se recomienda la extracción del color
por medio de solventes orgánicos, que no
comprometan las estructuras fenólicas y mejoren las
características organolépticas de los productos finales.
Por último, se concluye que el proyecto cuenta
con un impacto social elevado, abriendo campos de
investigación en el campo de la cosmética sostenible y
generando consciencia sobre el impacto de las
diferentes actividades humanas en el ecosistema, tanto
como su alcance en los diferentes mercados del mundo,
incentivando a la reflexión sobre la participación
individual que en conjunto resulta en un macro
movimiento de contaminación ambiental.
Facultad de Ingeniería Universidad de los Andes, Colombia.
21
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