CHAMPÚS Y SU ACIDEZ: ESTUDIO DEL PH

Champús y su acidez: estudio del pH

JoseRaúlMirasOrtiz HugoTatoSantofimia LorenzoFuentesMateos

2ºBachilleratoCdeInvestigación

MªDoloresGálvezSánchez VirginiaVerdúTortosa Tutoras

Resumen(Abstract)

Día a día hacemos uso de champús para mantener unahigienepersonaladecuada.Estarequierevaloresde pH que seencuentrenentre4.5y5.5,porlotanto,elrespetodelosproductosdehigienepormantenerestosvalores fue el detonante del proyecto. Se buscó si era necesario indicar el pH en las etiquetas de estos productos y se comprobó que no era obligatorio. Debido a esto, nos interesó investigar sobre el pH de los champús en nuestros hogares parapoderafirmarqueeranfiables

Se pidieron muestras de diferentes champús entre profesores y alumnos de nuestro centro educativo y se comenzó la medición del pH de los mismos con ayuda de un peachímetro. Posteriormente, se observaron las etiquetas deloschampúsyseclasificaronlasmuestrasatendiendoaunascaracterísticasespecíficascomoeltipode marca o el tipo de champú. Los datosserecogieronenunatabladeExcelyserealizaronunaseriedegráficospara versihabíaalgunarelaciónentrelosvaloresobtenidosylosdatosdelasetiquetas.

Every day we use shampoos to maintain a suitable personal hygiene. This requires pH values that are between 4.5 and 5.5, therefore the respect of hygiene products for maintaining these appropriate values was the trigger fortheproject.ItwassearchedifitisnecessarytoindicatethepHonthelabelsoftheseproducts,anditwas verified that it was not mandatory Because of this, we were interested in investigating the pH oftheshampoosin ourhousessothatwecouldstatethattheywerereliable

Subsequently, samples of different shampoos were requested between teachers and students of our educational center and the pH measurement of them began with the helpofaphmeter Thelabelsoftheshampoos were observed and the samples were classified according to somespecificcharacteristicssuchasthetypeofbrand or the typeof shampoo The valueswerecollectedinanExceltableandaseriesofchartsweremadeinordertosee iftherewassomerelationbetweenthevaluesobtainedandthedataofthelabels

Los productos de higiene personal que se comercializan, champús, geles, desodorantes,... vienen ya envasados y listos para usar, parece evidente que cumplen con todas las normas de seguridad, establecidas por el Real Decreto 85/2018, en el que se adopta el Reglamento (CE) nº 1223/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo, por esta razón el comprador confía que eso es así. Según la ley, en caso de que un producto afecte de manera negativa a un comprador, es elfabricante,eldistribuidoryelimportadorlosquepuedensertomadoscomo responsables.

El reglamento europeo no indica que se deba incluir elpHenlasetiquetas,apesardesuimportancia para la salud Un valor de pH inadecuado puede dañar las cutículas del cuero cabelludo, volviéndolo más débil y arrebatándole subrillonatural

En este trabajo se quiere demostrar que, efectivamente, este tipo de productos cumplen con los requisitos de seguridad Para ello, se ha elegido el pH de los champús como motivo de estudio Se han estudiado diferentes muestras pertenecientes a alumnos y profesores del IES Saavedra Fajardo para comprobar la fiabilidad de los champús

2.Antecedentes

2.1.ConceptoeimportanciadelpH

El pH nos da una medida sobre la concentración de iones hidrógeno [H3O+] presentes en una disolución acuosa pH significa potencial (p) de hidrógeno (H) Sirve para medir el nivel de acidez o basicidad de una disolución

La medida de pH viene dada por la escala de pH, cuyos valores se encuentran entre 1 y 14, siendo 7 el valor que corresponde conlaneutralidad LasdisolucionesconunpHmayora7sonbásicasylasquetienenunpH menora7sonácidas

Estos valores se obtienen al aplicar una fórmula matemática, establecida por el bioquímico danés Sörensen, que consiste en aplicar a la concentración de iones de hidrógeno, [H3O+] el logaritmo decimal negativo (Imagen1)

���� = ������[��3 ��+]

Imagen 1 Definición matemática de pH

Para el equilibrio de ionización del agua que viene dado por la ecuación química definidaenelimagen2, seestablecequesuconstantedeionización,Kw, vienedadapor �� �� = �� 3 ��+ ⎡ ⎢

Imagen 2 Equilibrio de ionización del agua Elaboración propia

Si consideramos la situación de neutralidad, tal que [H3O+]=[OH-], sustituyendo en la expresión de Kw obtenemosunvalorde[H3O+]=1,0 10 7M,queaplicadoaladefinicióndepH,imagen1,obtenemosunpHde7

El valor de pH de una disolución se puede determinar utilizando indicadores de pH, sustancias químicas que cambian de color según el medio en el que se encuentren oconelpapelindicadoruniversalquepresentaráun color distinto según el valor de pH de la disolución en la que se haya introducido Se puede observar la escalade coloresysurelaciónconelvalordepHenlaimagen3

Imagen 3 Escala de pH para un papel indicador universal Elaboración propia

Los procesos metabólicos que ocurren en los organismos vivos necesitan de un medio de reacciónconun valor de pH determinado, el óptimo para que, cada uno de estos procesos, tengan lugar En el cuerpo humano, encontramos diferentes medios de reacción caracterizados por el mantenimiento de ese pH óptimo, se trata de los sistemas tampón o reguladores de pH, encargados de controlar los cambios bruscos de pH en los medios extracelulares (fuera de la célula) e intracelulares (dentro delacélula),entrelosquedestacan:eltampónregulador fosfato(intracelular)yeltampónreguladorbicarbonato(extracelular)

Concretamente, mantenerunpHadecuadoennuestrocabelloseráimprescindibleparaevitarelcrecimiento de microorganismos, así como para proteger las cutículas del cabello, además de evitar roturas del mismo, manteniéndolohidratadoparaqueluzcaybrilledelamejormaneraposible

Así,losvaloresdepHóptimosparadeterminadaszonasdelcuerposon,porejemplo (Beiersdorf AG, S F): Manos: 4,7-5,75 Al estar expuestas constantemente a fuerzas externas, las manos requieren de un cuidadoespecial,puessonmássusceptiblesaladesecaciónyalairritación

Axilas: 6,5 Pueden pasar largos periodos de tiempo sin luz ni aire, lo que favorece el crecimiento bacteriano Por otro lado, su pH poco ácido (6,5) provoca que la zona sea propensa a infecciones bacterianas,porloqueuncuidadoespecialparalasaxilasesnecesario

Región genital: 6,5 De la misma forma en la que las axilassonsusceptiblesainfeccionesbacterianas, lasregionesgenitalescompartenestacondición,siendosupH6,5también

Cuero cabelludo: 4,5-5,5 Similar al de la piel, sin embargo, el tallo del cabello es ligeramente más ácido

2.2. Elcabello.EfectosdelpH

Para conocer el efecto que tiene el pH en el cabello se hace necesario estudiar la estructura y las característicasmásimportantesdelcabello(Imagen4)

- Médula: Es la parte más interna, más fina y más frágil del cabello, presente exclusivamente en pelo grueso

- Corteza: Es el cuerpo real del cabello, formado porfilamentosdequeratinaypormelanina,lacualotorga elcoloralcabello

- Cutícula: Es la capa más externa, compuesta por células (queratinocitos) superpuestas formando numerosas capas Esta capa protege el interior del cabello de los daños causados por agentes externos, actuando como un verdadero escudo, pero sensible a los cambios de pH Debido a esto, se abre en presencia de productos alcalinos, a diferencia de los productos ácidos, en cuyocasosecierra, impidiendo lapenetracióndesustancias (Shampora,2021)

Imagen 4. Esquema del cabello. Elaboración propia.

2.3.Normativasobreproductoscosméticos

El Ministerio de Sanidad y Servicios Sociales e Igualdad publicó el23defebrerode2018elRealDecreto 85/2018, por el que se regulan los productos cosméticos, con la finalidad de elaborar un instrumento jurídico que imponga normas que garanticen que los requisitos legales para los productos cosméticos se apliquen al mismo tiempo en todalaUniónEuropea,paraello,seadoptaelReglamento(CE)nº1223/2009,delParlamentoEuropeoy del Consejo, de 30denoviembrede2009,sobrelosproductoscosméticos,queesdeaplicacióndesdeel11dejulio de2013.

Enelartículo2,DefinicionesdelReglamento(CE)nº1223/2009,sedefineproductocosméticocomo:

“Toda sustancia o mezcla destinada a ser puesta en contacto con las partes superficiales del cuerpo humano (epidermis, sistema piloso y capilar, uñas; labios y órganos genitales externos) o con los dientes y las mucosas bucales, con el fin exclusivo o principal de limpiarlos, perfumarlos, modificar su aspecto, protegerlos, mantenerlos en buen estado o corregir los olores corporales No se considerará cosmética una sustancia o mezcla destinada a ser ingerida, inhalada, inyectada o implantada en el cuerpo humano. ”

Dentro de las consideraciones previas a la adopción del Reglamento destacamos las siguientes como referentesdelpresentetrabajodeinvestigación:

Consideración 9: “Los productos cosméticos deben ser seguros en condiciones de utilización normales o razonablemente previsibles En especial, un razonamiento basado en el balance entre riesgos y beneficios no debe servir como justificación de un riesgo para la salud humana ”

Consideración 16: “Para garantizar su seguridad, los productos cosméticos que se introduzcan en el mercado deben ser elaborados conforme a buenas prácticas de fabricación ”

Consideración 19: “procede precisar qué datos deben ponerse a disposición de las autoridades competentes. Estos datos deben incluir todos los elementos necesarios relacionados con la identidad, la calidad, la seguridad para la salud humana y los efectos reivindicados por el producto cosmético En particular, esta información sobre el producto debe incluir un informe sobre la seguridad del producto cosmético que acredite que se ha realizado una evaluación de la seguridad ”

Consideración 26: “procede respaldar el principio general de que el fabricante es responsable de la seguridad de su producto mediante las restricciones aplicables a varias sustancias ”

Por otra parte, en su artículo 3 del capítulo II sobre Seguridad, Responsabilidad y Libre Circulación del Reglamentoserefierealaseguridaddelosproductoscosméticos:

“Los productos cosméticos que se comercialicen serán seguros para la salud humana cuando se utilicen en las condiciones normales o razonablemente previsibles de uso, teniendo en cuenta, en particular, lo siguiente:

a) la presentación incluida la conformidad con la Directiva 87/357/CEE;

b) el etiquetado

c) las instrucciones de uso y eliminación

d) cualquier otra indicación o información proporcionada por la persona responsable definida en el artículo 4.

La presencia de advertencias no eximirá a las personas definidas en los artículos 2 y 4 del cumplimiento de las demás obligaciones previstas en el presente Reglamento ”

Las personas referidas en el artículo que podrían ser responsables según las condiciones se definen en el artículo2yson:

Fabricante: “toda persona física o jurídica que fabrica un producto, o que manda diseñar o fabricar un producto, y que comercializa ese producto con su nombre o marca comercial.”

Distribuidor: “toda persona física o jurídica de la cadena de suministro, distinta del fabricante o del importador que comercializa un producto cosmético en el mercado comunitario ”

Importador: “toda persona física o jurídica establecida en la Comunidad que introduzca un producto cosmético de un tercer país en el mercado comunitario.”

2.4.Tiposdechampúsytiposdemarcas

Los champús se englobanenladefinicióndeproductoscosméticosconzonadeaplicaciónelcabellosegún elReglamentoReglamento(CE)nº1223/2009sobreproductoscosméticos

Existenmuchostiposdiferentesdechampús,perolosmásrelevantesparaestetrabajoson(Mc360,S.F.):

- Hidratante: utilizados en pelos secos y poco suaves. Intervienen sellando elcabelloyevitandola pérdidadeagua,loquedaunasensacióndemayorsuavidadybrillo.

- Fortificante:usadoencabellosfinosparaaportarunamayorfuerza.

- Reparador: para cabellos estropeados. Su efecto es similar al de los champús hidratantes. Contribuyen a sellar el cabello dando la impresión de que está mejor,aunqueenrealidadnovana solucionarelproblema

- Matizador: empleados después de haberse teñido el cabello. Ayudan a mantener el color durante mástiempoeimpedirqueelcolorsedegradeaotro.

- Anticaspa: como su propio nombre indica, son champús especializados para reducir la caspa del cabello.

- Antigrasa: específico para cabellos que producenmuchosebo,aportándolesuncabellodeaspecto graso.

- Antiencrespamiento: para personas con cabello rizado u ondulado. Ayudan a evitar el encrespamientoo“frizz”

- Infantil: específico para personas en la niñez, que necesitan productos que se adecúen a unas determinadaspropiedades

Los champús recogidos pertenecen a diferentes marcas, pero podemos agruparlos según el tipo de esta Pueden ser muestras pertenecientes a un champú de marca de distribuidor o de marca del fabricante (SigmaBiotech,2017)

- Champús de marca de distribuidor: aquellas comercializadas por grandes distribuidores, ocultando la marcadelfabricanteoriginal UnejemplodeununchampúdemarcadedistribuidorseríaDeliplus

- Champús de marca del fabricante: aquellos cuyo fabricante no se encarga de distribuirlos Un ejemplo deununchampúdemarcadefabricanteseríaH&S

3.Objetivosdelainvestigación

Esta investigación se ha centrado en la comprobación de la fiabilidad de los productos de higiene, concretamenteenloschampús

Para ello, se ha destacado una característica fundamental, el pH Los champús con un pH inferior o superiorconrespectoalosvaloresadecuados(45-55), puedenacarrear consecuenciasenlasaluddelaspersonas Portodoello,elobjetivodelapresenteinvestigaciónes:

● Determinar siloschampúsqueseencuentranenelmercado,presentanunpHadecuadoparalapiel yelcuerocabelludodeentre4,5y5,5,comprobandodeestamanerasufiabilidad

4.Materialesymétodos

Para realizar este proyecto se ha llevado a cabo una investigación en el laboratorio de Química con el objetivo de medir el pH de las muestrasdechampúrecogidasydeterminarlafiabilidaddelasmismas Porello,ha sido necesaria la recogida de muestrasdechampúsenrecipientesdeplástico,esterilizadospreviamente Loscuales fueron numerados del 1 al 40, siendo este el número total de muestras obtenidas entre profesores y alumnos del centro,asícómodefotosdelasetiquetasdelosenvasesdedichasmuestras

Finalizada la recogida de muestras de champús, se inició la medida del pH de las distintas muestras el23 de noviembre de 2022 y se terminó el 6 de enero de 2023, recogiendo los resultados en una tabla Excel para su posterioranálisis.

Para llevar a cabo la medición del pH de las muestras de champús fueron necesarios lo siguientes elementos:

- Peachímetro: Para la medida del pH de las muestras El modelo del peachímetro empleado es Hanna Instruments Hi 9811 (Imagen 4) El peachímetro está formado por dos varillas, una de calomel y otra de vidrio, con electrodos Este mide el voltaje entre estos dos electrodos, ya que estos conducen la corriente eléctricaentrelaspartesnometálicasylotransformaennivelesdepH El vidrioalserpolarizableessensiblealaconcentracióndeioneshidrógeno Unelectrodoactúade referencia mientras que el otro cambia la carga de los iones que están en el sensor positivo. Esto generaunadiferenciapotencialentreloselectrodosypermiteasílamedicióndelpH.

- Soporte: Para agilizar el trabajo, evitando tener que mantener el instrumento de medición manualmentecuandonoeranecesario

- Agua y agua destilada: Para la limpieza del peachímetro, la cual era fundamental entre una medidayotra,conelobjetivodeevitarerroresenlamedida

- Papel:Contribuyendoalalimpiezadelpeachímetro,procurandoprevenirdesperfectosenelsensor delmismo

- Reguladores de pH: Para la calibración del peachímetro, teniendo en cuenta la temperatura ambientalencadamedida

Elprocedimientoexperimentaldemediciónconstadelossiguientespasos:

● Calibración del peachímetro antes de cualquier medición,conelpropósitodereducirelnúmerode erroresenlamedida

● Introducir el peachímetro en el champú seleccionado y mantenerlo en movimiento durante unos minutosparacomprobarquenoseproduceningunavariación

● Recogidadedatos

● Limpiezaprofundadelpeachímetroparasuposteriorusoenlamedidadeotroschampús.

Se recogieron los datos obtenidos en una tabla de Excel y se clasificaron los champús atendiendo a una seriedecaracterísticas:

- Marcaynombredelchampú

- Siestáonotestadoydónde(dermatológicamente, )

- PresenciaonodelíndicedepHenlaetiquetadelchampú

- Tipodechampú(fortificante,infantil,reparador, )

- MedidadepHdelamuestra(laboratorio)

Por último, se realizó el análisis de los datos recogidos experimentalmente y elaboración de gráficos que desembocaronenlasconclusionesfinales

Imágen 5 Peachímetro Descripción funcional y especificaciones Elaboración propia

5.Análisisderesultados

5.1.AnálisisdelosvaloresdepHdeloschampús

En la tabla 1 se muestran los datos de pH obtenidos experimentalmente en el laboratorio y los datos recogidosdelestudiodelasetiquetasdelosenvasesdeloschampúsdelasmuestrasanalizadas.

Tabla 1 Tabla de datos recogidos de las muestras Elaboración propia (Completa en el anexo)

Elgráfico1muestralamedidadepHobtenidaenellaboratoriotrasanalizarlascuarentamuestras Lalínea roja representa el mínimo pH que un champú debe tener para ser sano (pH = 4,5) mientras que la línea amarilla muestraelmáximo(pH=5,5)

Gráfico 1 Medida del pH de los champús Elaboración propia

Se puede observar que las muestras marcadas en negro, 5 y 17, son las que tiene un pH inferior al recomendado para el cuero cabelludo Por otro lado, las muestras 12, 14, 21, 25, 32 y 37, marcadas en naranja, rebasan el límite aconsejado Debido a esto, se puede decir que mientras que las muestras 5 y 17 son demasiado ácidas para el cuero cabelludo, las muestras 12, 14, 21, 25, 32 y 37 presentan un nivel de pH más alto del aconsejado

La muestra 12 posee un pH neutro, con un valor de pH de 7, debido a sufuncióncomochampúinfantily gel corporal. El pH adecuado para la piel es de un mayor índice que el idóneo para el cabello. Además,lapielde los bebés es más sensible ya que su manto ácido protector no está completamente formado por lo que necesitan productoshigiénicosquerondenelvalorneutrodepH(BeiersdorfAG,S.F.).

Teniendoencuentaelmargendeerrorde±0,1delpeachímetro,lasmuestrascuyopHestéentre4,4y5,6 sedebeconsiderardentrodelrangodeidoneidaddelpH.Demaneraquesololasmuestras14y32presentanun valordepHfueradelrangorecomendado.Solo un5%delasmuestraspresentanunpHinadecuadoparasuusoen elcuerocabelludo.

El valor de la media de pH de las muestras que se encuentran dentro del rango es de 5,1 ± 0,1 y la desviación estándar (S) es de 0,4, obtenida según la fórmula de la imagen 6, donde x representa el pH de cada muestra, es el valor medio de pH y n el número de muestras. Lo que significa que ladistribucióndevaloresde �� pHnoestánmuyalejadosdelvalormedio,entornoamediaunidaddepH

Imágen 6 Fórmula de la desviación estándar Elaboración propia

5.2.Análisissegúneltipochampú

SianalizamoslosdatosdepHatendiendoaltipodechampúencontramoslosresultadosqueaparecenen lastablas2,3y4queseexponenacontinuación.

En latabla2semuestranlosdatosrecogidosdechampúsanticaspayenellaseobservaquelasmuestrasde este tipo tienden a tener un valor de pH superior a5,salvolamuestra7 ElvalormediodepHesde5,3 Portanto, los champús para eliminar la caspa suelen tener valores de menor acidez atendiendo al rango de valores aconsejados de 4,5 a 5,5. Además, la mayoría de estas muestras han sido testadas dermatológicamente, siendo la muestra7,pertenecienteaunamarcadedistribuidor,laúnicaquenoharealizadoestetipodetest.

Tabla 2 Tabla de datos de muestras de champús anticaspa Elaboración propia

Paraloschampúsreparadores,observamosenlatabla3,quepresentanunvalordepHmediode5,0,porlo quetiendenaposeerunaacidezcercanaalvalormediodentrodelintervaloconsideradosaludable

Por otra parte, la tabla 4 muestra los datos recogidos de champús hidratantes. En ella se observa que las muestras de champús de este tipo tienden a tener un valor de pH inferiora5,conunvalormediodepHde4,8.Es decir, los champúsparahidratarelcuerocabelludosuelentenervaloresdemayoracidezdentrodelintervalo,según losdatosobtenidos.

5.3.Análisissegúneltipodemarca

A continuación, se muestra el análisis de los resultados obtenidos atendiendo al tipo de marca ( marca de distribuidorymarcadefabricante).

En la muestra contamos con once champús pertenecientes a marcas de distribuidor y veintinueve que correspondenachampúsdemarcasdelfabricante.

Tabla 3 Tabla de datos de muestras de champús reparadores Elaboración propia

Tabla 4 Tabla de datos de muestras de champús hidratantes Elaboración propia

Gráfico 2. Porcentaje de marcas de distribuidor que no cumplen lo aconsejado. Elaboración propia.

Destaca la muestra 14 ya que, a diferencia de otros champús delamismalíneadeproducctos(muestras2, 3, 6, 7, 13, 16, 23, 27, 35 y 40), no está dentro de los valores considerados como óptimos para el cabello Cabe resaltar que estas once muestras son de marca de distribuidor y solo una presenta un índice de pH noaconsejado, porloquesepuedeafirmarqueun90,9%deloschampúsanalizadossonfiables.

Gráfico 3 Porcentaje de marcas del fabricante que no cumplen lo aconsejado Elaboración propia

Por otrolado,lasveintinuevemuestrasrestantespertenecenachampúsdemarcasdediversasempresas Un 20,7% de los productos analizados no son tan fiables yaqueseisdeellos(muestra5,12,17,21,25,32y37)están rozandolosvaloreslímitedelintervalodepHrecomendado

6.Conclusiones

Los champús como productos cosméticos que son, deben cumplir la normativa que le compete, el Real Decreto 85/2018, según el cuál los productos que se introducen en el mercado deben ser seguros, recayendo la responsabilidadsobreelfabricanteydebiendoserelaboradosconformeabuenasprácticasdefabricación.También, se indican los datos que se deben incluir en el producto, tales como identidad calidad, seguridad, efectos reivindicados por el producto. En este sentido encontramos que enningunadelasmuestrasanalizadasdechampús seindicaensuetiquetaelvalordepHdelproducto.

De las 40 muestras analizadas, se encontró que solo un 5%, dos de ellas, presentan un pHfueradelrango aconsejable. Si bien aproximadamente el 20% de las muestras se encuentran rondando los valores límites aconsejados.

Los champús de marcas de fabricante presentan un grado de fiabilidad, según los datosrecabados,talque hay una probabilidad del 20,7% de quealguiencompreunchampúqueposeaunvalordepHenellímitesaludable paraelcabello.

Por el contrario, sólo un 9,1% de champús de marca de distribuidor no estabandentrodelintervalodepH aconsejado Sin embargo, cabeseñalarquetodaslasmuestraspertenecíanalamismamarcaporloquenopodemos generalizaryafirmarqueloschampúsdemarcadedistribuidorsonmásfiables

Finalmente, indicar que para hidratar el cabello, es recomendable que el pH del champú utilizado se encuentre entre el intervalo de 4,5 y 5 Si lo deseado es eliminar o reducir la caspa, un champú conunpHmenos ácido, entre 5 y 5,5, es la mejor elección. La reparación del pelo puede fomentarse mediante champús que contenganunpHcercanoa5.

7.Agradecimientos

Nos gustaría dar las gracias a la tutora de nuestro trabajo,DªMaríaDoloresGálvezSánchez,quiennosha ayudado enlarealizacióndelproyectoyhaempleadopartedesutiempoenquedarseporlatardeenelinstitutocon nosotrosparallevaracabolamedidadetodaslasmuestras

También queremosagradeceralIESSaavedraFajardo,quenoshafacilitadotodoelmaterialnecesariopara realizar las mediciones, yatodaslosprofesoresyalumnosquehanaportadomuestrasdechampúparacolaboraren nuestrotrabajo

Por último, darle las gracias a nuestra profesora de investigación, Dª Virginia Verdú Tortosa, que nos ha guiadodurantelaelaboracióndelproyecto

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9.Anexo

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1ZAUPdaaDXsP-mUUdUVMOS1snIxCrYDY0B1rJvIsV hw/edit#gid=0