Equipamento para ensaio de tração de fibras capilares
Como fabricantes de xampu e condicionador validam o desempenho do produto
O mercado global de cuidados com os cabelos é extremamente competitivo. Fabricantes de xampu e condicionador investem fortemente em P&D para diferenciar suas formulações — mas alegações ao consumidor como “fortalece o cabelo em 2× em comparação com a marca líder” precisam ser respaldadas por dados laboratoriais rigorosos e reprodutíveis.
Este artigo explica dois dos principais ensaios mecânicos usados por formuladores de produtos capilares: ensaio de tração de fio de cabelo individual e ensaio de penteabilidade. Ambos os métodos utilizam máquinas universais de ensaio — como os sistemas Instron 6800 ou Série 3400 — para gerar os dados quantitativos necessários para embasar alegações de marketing e atender ao escrutínio regulatório.
Por que os ensaios mecânicos são importantes para cuidados com os cabelos
O cabelo é uma fibra biológica com propriedades mecânicas mensuráveis. Quando um xampu ou condicionador altera a estrutura da fibra — por deposição de proteínas, alisamento da cutícula ou retenção de umidade — essas mudanças aparecem como diferenças mensuráveis em:
- Resistência à tração na ruptura (integridade da fibra)
- Força de atrito durante o penteado (maciez e hidratação)
Os ensaios mecânicos transformam alegações subjetivas como “parece mais macio” em dados objetivos e publicáveis. Órgãos reguladores e compradores do varejo esperam cada vez mais esse nível de comprovação.
Ensaio 1: Ensaio de tração de fio de cabelo individual
O que mede
Um ensaio de tração mede a força necessária para romper um único fio de cabelo após ele ter sido tratado com uma combinação específica de xampu e condicionador. O resultado é um indicador direto de como uma formulação afeta a resistência do cabelo.
Protocolo de ensaio padrão
- Um lote de 10 ou mais fibras individuais é lavado em condições idênticas e controladas usando a formulação-alvo.
- Cada fibra é montada entre as garras de uma máquina universal de ensaio (por exemplo, um sistema Instron).
- O travessão puxa a fibra a uma velocidade constante até que ela se rompa. A força máxima na ruptura é registrada.
- Opcional: mede-se o diâmetro médio de cada fibra para calcular sua área de seção transversal. Ao dividir a força pela área, obtém-se um valor de tensão normalizada — expresso em megapascais (MPa) ou libras por polegada quadrada (psi) — comparável entre estudos e tipos de fibra.
Como os resultados sustentam alegações comerciais
Ao comparar a tensão média na ruptura de cabelos tratados com a formulação em teste com um controle não tratado ou com um produto concorrente, os fabricantes podem comprovar alegações como “clinicamente comprovado que fortalece o cabelo em 40 %”.
Ensaio 2: Ensaio de penteabilidade do cabelo
O que mede
O ensaio de penteabilidade quantifica a resistência por atrito encontrada quando um pente padronizado passa por uma mecha de cabelo. Valores de atrito mais baixos indicam melhor hidratação e maciez — atributos de desempenho que os consumidores associam a condicionadores eficazes.
Protocolo de ensaio padrão
- Uma mecha de cabelo é lavada nas mesmas condições controladas do ensaio de fibra individual.
- Após a lavagem, a mecha é montada no dispositivo de ensaio de uma máquina universal de ensaio.
- O comprimento da mecha é puxado através de um pente com geometria padronizada a velocidade constante.
- A força de atrito é registrada continuamente ao longo de todo o curso e, em seguida, é calculada a média.
Mechas estão disponíveis junto a fornecedores especializados, em pesos e comprimentos padronizados e em uma ampla variedade de tipos de cabelo. O uso de mechas certificadas garante que os resultados sejam comparáveis entre diferentes laboratórios e datas de ensaio.
Interpretação dos resultados de penteabilidade
Uma força média de atrito mais baixa equivale a um condicionador mais eficaz. Os formuladores usam esses valores para classificar formulações candidatas, otimizar concentrações de ingredientes e fornecer a evidência quantitativa exigida para alegações de rótulo como “hidratante”, “hidratação” e “controle de frizz”. Essa técnica é usada tanto por fabricantes de produtos acabados quanto por fornecedores que validam seus ingredientes ativos.
Escolha do equipamento de ensaio adequado
Ambos os ensaios exigem uma máquina universal de ensaio com:
- Uma célula de carga adequada para medição de baixas forças — normalmente 1–10 N para ensaio de fibra individual
- Controle preciso e constante da velocidade do travessão
- Garras ou dispositivos de pente para corpos de prova de cabelo
- Software que calcule a tensão, faça a média dos perfis de atrito e exporte dados para análise estatística
Sistemas universais de ensaio de fabricantes como a Instron são usados rotineiramente em ambas as aplicações e podem ser configurados com os dispositivos específicos necessários para ensaios em cabelo. Fale com um especialista em ensaios de materiais da Instron sobre a compatibilidade de dispositivos para o seu protocolo específico.
Perguntas Frequentes (FAQs)
O ensaio em cabelo exige um sistema com excelente precisão de medição de baixas forças e controle preciso de velocidade. Uma máquina universal de ensaio de bancada, de coluna única, normalmente é suficiente tanto para o ensaio de tração de fio individual quanto para o ensaio de penteabilidade, pois as forças envolvidas são relativamente baixas em comparação com muitas outras aplicações de ensaio de materiais. A decisão mais crítica é selecionar a célula de carga e os dispositivos corretos para o seu protocolo específico.
Não tem certeza de qual configuração de ensaio é a ideal para a sua formulação?
Nossa equipe trabalha com laboratórios de P&D e qualidade em toda a indústria de cosméticos e cuidados pessoais para ajudar a desenvolver protocolos de ensaio que apoiem desde a identificação da formulação correta até a comprovação das alegações do produto final. Conte-nos sobre sua aplicação, e recomendaremos a configuração de equipamento adequada.
Sobre o Autor
Dan McClellan
Dan McClellan passou mais de 30 anos na Instron trabalhando em estreita colaboração com laboratórios de P&D e qualidade em toda a indústria de cosméticos e cuidados pessoais. Seu profundo conhecimento de aplicações e seus relacionamentos de longa data com clientes o tornam uma referência confiável para fabricantes que buscam desenvolver e validar protocolos de ensaios mecânicos. Dan ajuda laboratórios a encontrar a abordagem de ensaio adequada para sua aplicação específica, desde o trabalho de formulação em estágio inicial até a comprovação das alegações do produto final.