Evaluación del efecto decolorante de factores externos sobre los
cabellos teñidos


Ferreira, A.; Arcángelo, M.; Rey, M. F.; Ruiz Diaz, I.
INTI-Química


Introducción:
Las tinturas permanentes de cabello, están
basadas, casi exclusivamente, en el uso de
colorantes de oxidación, que son sustancias
incoloras en el momento de su aplicación
(precursores) y se transforman en sustancias
coloreadas in situ sobre la cabeza como
consecuencia de reacciones químicas
producidas en el momento de la coloración.
Las reacciones químicas en la formación de
colorantes son reacciones de oxidación y
acoplamiento o condensación, realizadas a pH
alcalino por la acción de un agente oxidante
(generalmente se utiliza peróxido de hidrógeno
entre otros).
Este oxidante, que se emplea en cantidades
mucho mayores que las necesarias para efectuar
la oxidación de los precursores, actúa sobre una
parte de los pigmentos de melanina del cabello,
oxidándolos y así solubilizándolos; es decir;
decolorando el cabello. Esta decoloración se
realiza simultáneamente pero con independencia
de la coloración y tiene como resultado aclarar el
cabello para que sea posible su tinción.

Es muy frecuente que el cabello este expuesto a
una variedad de agentes agresores tales como el
sol, el cloro de las piletas, el agua de mar, el
viento, la contaminación ambiental, el estrés, el
uso de tinturas, fijadores y productos irritantes.
Todos estos agentes o bien la combinación de
los mismos, hacen que el cabello pierda su
fuerza, brillo e hidratación restándole salud y
vitalidad.

El objetivo de este trabajo fue proponer una
metodología que permita reproducir la
exposición al sol y los lavados diarios en los
cabellos teñidos.
Cuantificar la pérdida de color de los cabellos
aplicando herramientas analíticas. Esto
involucraría:

- Diseñar un protocolo para la evaluación
sistemática y cuantificable de los efectos
causados.
- Comparar metodologías utilizadas.
- Aplicar tecnología innovadora para la
evaluacion del deterioro del cabello.

Metodología
La metodología ue la siguiente:
a) Tratamiento del cabello
Se eligieron mechas de cabello virgen y se
trataron de la siguiente manera:
1. Decoloración: el cabello fue tratado con
polvo decolorante y peróxido de hidrógeno 30
volúmenes hasta obtener un aclarado
homogéneo.
2. Teñido: el mechón de cabello se dividió
en tres mechas y se tiñeron por separado con
tinturas permanentes de color rojo, castaño y
rubio.
Se reservó una porción de cada mecha para ser
utilizadas como referencia.
3. El cabello teñido fue sometido a las
siguientes condiciones: Lavados diarios, sol,
alisado y ondulación permanente, agua de mar y
agua de pileta.
4. Lavados diarios: sobre el cabello teñido
se efectuaron 10, 20 y 30 lavados con shampoo
neutro sin colorante, se enjuagó y se secó a
temperatura ambiente.
Alisado y ondulación permanente: se realizaron
de acuerdo a procedimientos habituales.
Agua de mar: se preparó en el laboratorio una
solución sustituta según ASTM D 1441.
Agua de pileta: preparada en el laboratorio en
una concentración de cloro activo de 10 ppm.
b) Determinación de la pérdida del color en
cabellos lavados diariamente
Se determinaron los valores porcentuales de
disminución de fuerza de color y Reflectancia en
las mechas tratadas en el punto a) 4 y su
referencia en un

Espectrofotómetro/Colorímetro SPECTRA
FLASH SF600 de DATACOLOR con las
siguientes características de medición: doble
haz, geometría d/8º, abertura 9mm.

c) Cuantificación de la pérdida del color en
cabellos lavados diariamente y expuestos al sol
Las muestras utilizadas en la etapa b) se
ingresaron en una Cámara climática marca
ATLAS WEATHER OMETER modelo ci65, para
simular la exposición al sol en condiciones
ambientales de verano, donde se realizó un
ensayo de envejecimiento acelerado.
Las muestras se expusieron 48 horas en el
carrusel del equipo lo que simula
aproximadamente 20 días de verano intenso y
recibieron en forma continua una energía
radiante total de 60.48 KJ/m2 medido a una
longitud de onda de 340 nm, siendo la fuente de
luz una lámpara de Xenon de 6500W.
Pasado el tiempo de exposición en la cámara
climática, se cuantificó la pérdida de color en el
espectrofotómetro / colorímetro Spectraflash SF
600 de DATACOLOR.
La cámara climática se desempeña de acuerdo
con los lineamientos generales de la norma
ASTM G 155 y los parámetros de ensayo
seleccionados fueron:
Ciclo de exposición: Luz continua, sin
aspersiones (Fade O-meter)
Irradiancia: 0.35W/m2/nm @340nm ±10%
Temperatura de panel negro: 63ºC ± 3ºC
Temperatura de cámara: 45ºC ± 5ºC
Humedad relativa de cámara: 50% ± 5
Combinación de filtros: Boro/S – Boro/S
(Daylight).


d) Determinación de la tintura extraíble con
solvente
Las tinturas rojas presentan en solución un
espectro UV-Visible característico con un
máximo alrededor de los 485 nm. Se sabe
además, que son solubles en metanol. Por lo
tanto se evaluó si este solvente podía ser
empleado en la extracción de tintura del cabello,
como una medida indirecta de la tintura
remanente en el mismo antes y después de ser
tratado. Los extractos metanólicos obtenidos se
analizan por espectrofotometría UV-Visible.
Para realizar un análisis semicuantitativo, las
mechas teñidas de rojo con 10 y 30 lavados se
midieron en el Espectrofotómetro UV- Visible
Marca Shimadzu, modelo UV-1601 PC, cuyo
procedimiento se detalla a continuación:
Se pesaron por duplicado 200mg de cabello, se
le agregó 10 ml de metanol grado HPLC y se
mantuvieron con agitación magnética durante 4
horas a temperatura ambiente. Se filtraron con
papel y los extractos resultantes se midieron en
el espectrofotómetro UV-Visible, registrándose el
espectro entre 200 y 700 nm. Se utilizó
metanol como solvente de referencia. A partir de
los espectros obtenidos para cada muestra, se
registraron las absorbancias a 485 nm y se
calculó el porcentaje de absorbancia para cada
muestra tratada, tomando como referencia
(100%) el valor obtenido para el cabello sin
lavar.

e) Imágenes del cabello- Altura de las escamas
de la cutícula (1)
Las observaciones se realizaron en un
Microscopio de Fuerza atómica SURFACE
IMAGING SYSTEMS GMBH (AFM)
Se tomaron dos muestras: una de cabello virgen
y otra tratada con un producto cosmético.
Se adquiere para ambas muestras, una imagen
topográfica AFM de 18 µm x 18 µm (256 pixels
x 256 pixels) de la zona central del cabello.
Luego, se determina la ubicación de las escamas
cuticulares y se calculan las alturas de las
mismas. Se detectan, para cada una de las 256
líneas de barrido, la ubicación de los bordes de
las escamas cuticulares (salto de gradiente) y se
mide la diferencia de altura entre máximo y
mínimo.
Para cada muestra, se tomaron ocho imágenes
en el sector medio de un cabello. Entre una
imagen y la siguiente, la muestra fue desplazada
algunas décimas de milímetro.
Las imágenes fueron adquiridas en modo no
contacto. No se realizó ninguna corrección a las
imágenes obtenidas.

f) Imágenes de daños en la cutícula
Se observaron al Microscopio electrónico de
barrido ambiental PHILIPS XL 30 ESEM
muestras de cabellos teñidos tratadas en a)5;
a)6 y a)7.
Resultados
Determinación de la disminución de la fuerza del
color
En las figuras 1 y 2 se muestran los resultados
obtenidos para la disminución de la fuerza del
color y el DE que representa la diferencia total
del color, incorporando luminosidad y
cromacidad.
Los valores detallados en las tablas muestran un
aumento de “DE” con los sucesivos lavados y
exposición a la luz solar. Este aumento se
corresponde en las tres fuentes de luz:
D65/10: Luz de día natural con cielo cubierto.
A/10: Lámpara de filamento de tungsteno.
F11/10: Luz fluorescente

Se demuestra además en las figuras 1, 2 y 3;
que la mayor pérdida de la fuerza del color se
produce entre los 10 y 20 lavados.
(Ver tabla 1)

Tabla 1:
Mecha de color
castaño 10 Lav.
10 Lav. +
sol 20 Lav.
20 Lav.+
sol 30 Lav.
30 Lav. +
sol
D65/10 3.902 9.142 5.585 9.621 5.962 10.726
A/10 4.377 10.021 6.069 10.4 6.554 11.567 DE
F11/10 4.313 9.908 5.992 10.348 6.407 11.484
Disminución de la
fuerza del color % 14.8 31.63 26.3 36.2 26.6 40.3
resultado de la
medición con
respecto a su patrón
+clara
+roja
amarillo
+clara
+roja
amarillo
+clara
+roja
amarillo
+clara
+roja
amarillo
+clara
+roja
amarillo
+clara
+roja
amarillo



Fuerza del color para distintos tratamientos
Color rojo
Tratamiento
sin tratar 10 L 20 L 30 L
F
uerza
d
el
colo
r
(%
integral)
60
80
100
Sólo lavado
Lavado + sol





Fig. 3: Disminución de la fuerza del color

La fig. 4 muestra un aclaramiento del color del
cabello lavado y expuesto al sol, respecto a su
referencia (cabello sin tratar: sin lavados y no
expuesto al sol), lo que se representa mediante
% Reflectancia vs Longitud de onda.



Tintura color castaño
Valores espectrales
Longitud de onda (nm)
400 450 500 550 600 650 700
%
R
efle
cta
n
cia
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18 Sin tratar
30 lavados
30 lavados + sol





Fig 4: Mecha color castaño: Valores espectrales
Determinación de la tintura extraíble con
solvente
La Fig. 5 muestra la variación del porcentaje de
tintura extraíble con metanol para distintos
tratamientos. Se observa que a medida que
aumenta el número de lavados, disminuye
significativamente dicho porcentaje, lo cual
permitiría inferir que existe un contenido menor
de tintura remanente en el cabello que resulta
extraíble con el solvente.
Si se comparan los valores correspondientes a
10 y 30 lavados (Fig.5) con el ensayo de Fuerza
de color para la misma tintura (Fig.3), se
observa que la disminución de los porcentajes
extraíbles en el primer ensayo es mucho más
abrupta que la pérdida de fuerza de color. Esto
indica que la extracción del solvente no es
completa, solo una fracción de la tintura se
encontraría disponible para el solvente.



Tintura extraíble con metanol
Tratamiento: 0, 10, 30 lavados
Color rojo
Nº Lavados
0 L 10 L 30 L
%
R
e
sp
ecto
a
cab
ello
sin
lava
r
(0
L)
0
20
40
60
80
100
120





Fig. 5: Determinación espectrofotométrica del %
de tintura extraíble con metanol.

Imágenes del cabello- Altura de las escamas de
la cutícula (1)
En un trabajo realizado por G.Ibarra y C. Moina (
INTI-Procesos superficiales) en una de las jornadas
de innovación de INTI, pudo demostrarse que la
microscopía de fuerza atómica (AFM) puede ser
una técnica ideal para el examen de la superficie
de los cabellos. Provee una cantidad de
información estructural que habitualmente no es
disponible a partir del Microscopio electrónico de
barrido o de transmisión. No obstante, las ventajas
del AFM se ven ensombrecidas por la necesidad de
obtener muestras representativas. Esto es de gran
importancia en el análisis donde existen
diferencias, a menudo sutiles, entre cabellos de
diferentes partes de la cabeza y aún en un mismo
cabello según se esté más cerca de la punta o de
la raíz. Por lo tanto, el muestreo es fundamental a
la hora de obtener información cuantitativa de la
arquitectura superficial.
Este método permite obtener, a partir de pocas
mediciones, un número suficientemente grande de

valores de alturas para hacer un tratamiento
estadístico confiable.
Los valores de las cutículas fueron calculadas
mediante un programa desarrollado en base a
los conceptos expuestos por James Smith.
Como ejemplo, una línea de barrido de imagen
AFM presenta el perfil que se muestra en la Figura
7, donde se observan dos escamas de la cutícula
con valores 370 y 441 nm. Los resultados son
analizados estadísticamente. Para la imagen de la
Figura 6, se midieron 740 valores de bordes de las
escamas, que describen la curva gaussiana que se
muestra en la Figura 8, con una media de 401 nm
y una desviación estándar 69 nm. El mismo
proceso es repetido para un total de ocho
imágenes con el fin de obtener una distribución
más representativa.


Figura 6. Imagen AFM tridimensional de un
cabello, de 18 x 18 µm2 con una resolución de
256 pixels.








Figura 7. Ejemplo de cálculo de alturas de
escamas para una línea de la imagen AFM.

0 100 200 300 400 500 600 700 800
0
100
200
co
n
te
o
altura / nm

Figura 8. Histograma que muestra la distribución
de valores de altura de las cutículas medidas en la
imagen AFM de la Figura 1.

Conclusiones
En el presente trabajo mostramos diferentes
herramientas para la evaluación cuantitativa de
la pérdida del color en los cabellos teñidos y
tratados.
En la cámara climática pudo simularse
condiciones ambientales que deterioran el
cabello, estos daños pudieron ser evaluados en
forma sistemática por un
espectrofotómetro/colorímetro Spectraflash SF
600 de DATACOLOR. obteniendo valores
porcentuales de disminución de Fuerza de color
y Reflectancia a distintas longitudes de onda.
Se aplicaron metodologías analíticas
instrumentales diferentes que confirman la
disminución del color del cabello causado por los
lavados diarios y la exposición a la luz solar.
La técnica aplicada en la determinación de
la tintura extraíble con solvente que
emplea el Espectrofotómetro UV-visible se
muestra promisoria, ya que deberá
profundizarse su estudio en la etapa
extractiva. Sin embargo, teniendo en
cuenta la simplicidad del método, podría
emplearse como análisis semicuantitativo
para realizar comparaciones entre distintos
tratamientos y/o distintos productos de
color similar.
Mediante la microscopía de fuerza atómica
(AFM) pudo observarse que las escamas de la
cutícula de los cabellos tratados con el cosmético
son significativamente menores según prueba
ANOVA 99 %, lo que podría relacionarse con el
aumento del brillo del cabello.
Se implementó un método de medición de
cutículas en el cabello. Los resultados
presentados son ilustrativos de las capacidades
de la microscopía de fuerza atómica como
herramienta de medición a escala nanométrica.


0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0
1 0 0 0
1 2 5 0
1 5 0 0
1 7 5 0
1 2 1 3
1 6 5 4
1 3 6 4
1 7 1 6
a
ltu
ra

/ n
m
p o s ic ió n / n m
0
5 0 0


gr
ad
ie
n
te

/ n
m

pi
xe
l-1

Cutícula de un cabello virgen




Cabello teñido y alisado



Cabello teñido con 7 h de exposición en agua de pileta





Cabello teñido con 8 h de exposición al agua de mar



Cabello teñido con 8 h de exposición al agua de mar



Bibliografía:
Harry’s Cosmeticology: Rieger
Ciencia del cuidado del cabello: Charles Zviak

Referencia:
(1) Se agradece la colaboración de G. Ybarra y
C. Moina del Centro de Investigación y
Desarrollo en Electrodeposición y Procesos
Superficiales por facilitarnos los datos de sus
estudios en Microscopía de Fuerza Atómica.