Sistemas dispersos - emulsões

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SiSTEMAS DISPERSOS:
EMULSÕES 
Disciplina de Farmacotécnica II
DISPERSÕES 
Sistemas dispersos: emulsões
 Fase contínua = fase externa = fase dispersante
 Fase descontínua = fase interna = fase dispersa
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Objetivo da aula
Sistemas dispersos: emulsões
Emulsões são sistemas heterogêneos bifásicos em que a fase dispersa é composta de pequenos glóbulos de líquidos que se encontram distribuídos em um veículo no qual é imiscível.
Emulsões
Gotículas
Sistemas dispersos: emulsões
Gotículas
EMULSÕES
Sistemas dispersos: emulsões
Gotículas, geralmente, com dimensões de 1 µm a 50 µm.
Gotículas, geralmente, com dimensões de 1 nm a 1 µm.
Sistemas dispersos: emulsões
emulsificantes
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Vias de administração
Sistemas dispersos: emulsões
 Oral - emulsões O/A 
 Tópica - emulsões O/A (fácil remoção) ou emulsões A/O (emoliência, lubrificação e proteção);
 Loções 
 Cremes 
 Parenteral
 Intravenosa - emulsões O/A
 Intramuscular - emulsões O/A ou emulsões A/O
emulsões
Sistemas dispersos: emulsões
Vantagens
 Possibilidade de solubilizar o fármaco na fase aquosa ou oleosa;
 Possibilidade de mascarar o sabor e o odor desagradável de certos fármacos; 
 Boa biocompatibilidade com a pele humana.
 Biodisponibilidade e absorção elevados.
Administração endovenosa de nutrientes lipídicos.
Sistemas dispersos: emulsões
Desvantagens
 Por via oral, são menos aceitas do que as soluções e suspensões;
 
 São sistemas termodinamicamente instáveis, cujas as fases tendem a separar-se com o decorrer do tempo;
emulsões
Sistemas dispersos: emulsões
Componentes Básicos das Emulsões
Fase aquosa
Emulsificantes
Fase oleosa
+
+
Excipientes aquosos
Naturais
Sintéticos 
Excipientes oleosos
Sistemas dispersos: emulsões
Fase aquosa
+
“Oil free”
Emulsificantes
+
Fluidos de silicone
Sistemas dispersos: emulsões
emulsificantes
Teorias do processo de emulsificação
 Teoria da tensão superficial
Energia livre alta
Sistema instável!
Redução da tensão superficial
Sistema estável!
emulsificante
Líquidos imiscíveis
Retorno ao estado inicial para reduzir a energia livre
Agitação
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Sistemas dispersos: emulsões
Teorias do processo de emulsificação
 Teoria da película ou filme
emulsificantes
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Agregados de tensoativos usualmente esféricos de dimensões coloidais.
Se formam quando a concentração de tensoativos é maior que a tensão superficial existente.
A razão primária para formação de micelas é atingir um estado mínimo de energia livre (termodinamicamente estável) sendo facilmente reprodutíveis.
MICELAS
Sistemas dispersos: emulsões
CMC – Concentração micelar crítica
emulsificantes
Sistemas dispersos: emulsões
EMULSIFICANTES
 Naturais e derivados
Polissacarídeos, polissacarídeos semi-sintéticos e substâncias contendo esteróides.
 Variação lote-a-lote na sua composição;
 Mais susceptível ao crescimento de bactérias e fungos;
 Sintéticos e semi-sintéticos
 Sólidos finamente divididos;
Tensoativos aniônicos, catiônicos, não iônicos e anfóteros.
Sistemas dispersos: emulsões
emulsificantes
 Naturais e derivados
Polissacarídeos - emulsões O/A - Goma arábica, goma adragante;
 Polissacarídeos semi-sintéticos - emulsões O/A - Metilcelulose;
 Substâncias contendo esteróis - emulsões A/O - Lanolina.
 Sintéticos e semi-sintéticos
 sólidos finamente divididos podem ser adsorvidos – emulsões O/A ou O/A - silicato de alumínio e magnésio (Veegum®), alumínio coloidal, hidróxido de magnésio.
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Sistemas dispersos: emulsões
EMULSIFICANTES
Seleção: 
Manutenção da estabilidade da emulsão durante prazo de validade previsto para uso
Compatibilidade com demais componentes da formulação;
Não interferir na estabilidade e eficácia do agente terapêutico;
Não deve ser tóxico em relação ao uso pretendido e à quantidade a ser utilizada pelo paciente;
 Deve possuir pouco odor, sabor e cor.
O predomínio das características polares e apolares dos emulsificantes determinam o tipo de emulsão produzida
REGRA DE BANCROFT
Aulton et al., 2005
Sistemas dispersos: emulsões
TENSOATIVOS
TENSOATIVOS
O agente tensoativo deve:
Ser compatível com os outros componentes da fórmula;
Ser estável;
Não ser tóxico;
Ter a capacidade de promover a emulsificação e manter a estabilidade de uma emulsão durante toda vida de prateleira do produto.
Tensoativo → via de administração
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Sistemas dispersos: emulsões
Tensoativos
 Aniônicos 
 Potencialmente irritante;
 Preparações de uso externo;
 Mais eficiente em meio alcalino pH(> 8,0);
 Incompatíveis com ácidos e cátions polivalentes;
 Baixo custo.
Ex.: Estearato de sódio, oleato de cálcio, trietanolamina, laurilsulfato de sódio.
Estearato de sódio
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Tensoativos
 Aniônicos 
 
Sistemas dispersos: emulsões
Tensoativos
 Catiônicos 
Propriedade anti-séptica;
 Potencialmente irritante;
 Preparações de uso externo;
 Mais eficiente em meio ácido - pH(3,0 – 7,0);
 Incompatíveis com tensoativos aniônicos;
Ex.: Cetrimida (brometo de cetiltrimetiamônio), Cloreto de cetiltrimetilamonio, bases auto-emulsionantes como o Incoquat (mistura de álcool cetoestearílico e beheniltrimetiamônio)...
Cetrimida
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Tensoativos
 Não iônicos 
Baixa toxicidade e irritabilidade;
 Preparações tópicas, orais e parenterais;
Menos sensíveis a alterações de pH (3,0 – 10,0) e presença de eletrólitos;
Maior grau de compatibilidade com diversas substâncias do que os tensoativos iônicos
 Mais caros do que os tensoativos iônicos.
Ex.: Monoestearato de glicerina, monoestearato de sorbitano, polissorbatos (Tweens®), ésteres esteáricos...
Polissorbato 80 (Twee80®)
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Sistemas dispersos: emulsões
Tensoativos
 Não-Iônicos 
 
Sistemas dispersos: emulsões
Tensoativos
 Anfóteros
 Catiônicos em pH baixo e aniônicos em pH alto;
 Menos utilizados.
Ex.: Betaínas, Lecitinas...
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Sistemas dispersos: emulsões
 Proporção das fases;
 O tipo do tensoativo empregado  Regra de Bancroft.
Determinantes do tipo de emulsão O/A ou A/O :
emulsões
Parei aqui....
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Emulsões
EHL = EQUILÍBRIO HIDROFÍLICO E LIPOFÍLICO: determina as características hidrofílicas ou lipofílicas de um composto. 
REGIÃO APOLAR 
REGIÃO POLAR
Número que indica a polaridade do tensoativo
Emulsões
	Comportamento em água	Faixa de EHL
	Emulgente A/O	3-6
	Agente umectante	7-9
	Emulgente O/A	8-18
	Detergentes	13-16
	Solubilizantes	15-20
	Valores de EHL para tensoativos farmacêuticos	
	Trioleato de sorbitano (Span 85)	1,8
	Ácido oléico	4,3
	Monooleato de sorbitano (Span 80)	4,3
	Monoestearato de sorbitano (Span 60)	4,7
	Monolaurato de sorbitano (Span 20)	8,6
	Polissorbato 60 (monoestearato de polioxietilen-sorbitano)	14,9
	Polissorbato 80 (monooleato de polioxietilen-sorbitano) (Twen 80)
	15
	Polissorbato 20 (monolaurato de polioxietilen-sorbitano) (Twen 20)
	16,7
	Oleato de potássio	20
	Lauril sulfato de sódio	40
EHL = EMULSÃO O/A
EHL = EMULSÃO A/O
Sistemas dispersos: emulsões
Método EHL (Equilíbrio Hidrófilo Lipófilo)
Comportamento em água Faixa de EHL
Antiespuma 1-3
Emulgente A/O 4-6
Agente umectante 7-9
Emulgente O/A 8-13
Detergentes 13-15
Solubilizantes 15-18
Sistemas dispersos: emulsões
Substâncias que
alterem solubilidade
Proporção de
fases
Desvantagem do sistema EHL : temperatura
Tensoativos não-iônicos
Emulsões 
Qual a quantidade ideal de tensoativo utilizado? 
Espuma
Separação de fases
Emulsões
CALCULANDO EHL NECESSÁRIO PARA UMA EMULSÃO ESTÁVEL:
Parafina líquida...........35%
Lanolina.......................1%
Álcoolcetílico..............1%
Emulsionantes.............5%
Água purificada qsp....100%
Emulsões
CALCULANDO EHL NECESSÁRIO PARA UMA EMULSÃO ESTÁVEL:
Calcula-se o percentual de cada componente oleoso frente ao somatório dos componentes oleosos:
Total = 37%
Parafina líquida: 35/37*100 = 94,6%
Lanolina: 1/37*100 = 2,7%
Álcool cetílico: 1/37*100 = 2,7%
Parafina líquida...........35%
Lanolina.......................1%
Álcool cetílico..............1%
Emulsões
VALORES DE EHL REQUERIDOS:
	Substância	A/O	O/A
	Ácido esteárico	6	15
	Álcool cetílico	-	15
	Álcool estearílico	-	14
	Lanolina	8	10
	Óleo mineral	5	12
	Vaselina	5	12
	Cera abelha	4	12
Emulsões
CALCULANDO EHL NECESSÁRIO PARA UMA EMULSÃO ESTÁVEL:
2) Multiplica-se o valor do percentual encontrado pelo valor de EHL de cada componente e somam-se os resultados:
Parafina líquida: 94,6/100 * 12 = 11,4 
Lanolina: 2,7/100 * 10 = 0,3
Álcool cetílico: 2,7/100 * 15 = 0,4
Total = 12,1
Emulsões
CALCULANDO EHL NECESSÁRIO PARA UMA EMULSÃO ESTÁVEL:
3) Calcula-se a proporção dos tensoativos disponíveis para obtenção do EHL final desejado (que, neste caso, é 12,1):
Tensoativos disponíveis:
Monooleato de sorbitano EHL = 4,3 (chamado de A) 
Monooleato poloxietileno de sorbitano EHL = 15 (chamado de B)
Emulsões
CALCULANDO EHL NECESSÁRIO PARA UMA EMULSÃO ESTÁVEL:
Aplicando à equação;
A + B = 1; Logo A = 1 – B
(A x EHLA) + (B x EHLB) = EHL req
(1 – B) x 4,3 + B x 15 = 12,1
4,3 – 4,3B + 15B = 12,1
10,7B = 12,1 – 4,3
B = 7,8/10,7
B = 0,73, A = 1 – 0,73, A = 0,27 
Emulsões
CALCULANDO EHL NECESSÁRIO PARA UMA EMULSÃO ESTÁVEL:
Aplicando à equação;
B = 0,73 X 5 = 3,65 partes de B
A = 1 – 0,73, A = 0,27 X 5 = 1,35 partes de A
Parafina líquida...........35%
Lanolina.......................1%
Álcool cetílico..............1%
Emulsionantes.............5%
Água purificada qsp....100%
Instabilidade das Emulsões
Sistemas dispersos: emulsões
 Processo relacionado a agitação, temperatura e volume das fases!
 Teoricamente é possível obter formulações com 74% de fase interna, mas na prática a inversão de fases ocorre em concentração de aproximadamente 60%.
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INSTABILIDADE
FLOCULAÇÃO: Reunião de flóculos da fase interna que sedimentam ou sobem à superfície da emulsão, e que posteriormente pode vir a originar a formação de creme.
Perda do aspecto homogêneo e possibilidade de doses sub-terapêuticas
Lei de Stokes
Velocidade de CREMAGEM E sedimentação
Sistemas dispersos: emulsões
A velocidade de cremagem e sedimentação seguem a Lei de Stokes:
 Onde: 
 d²= diâmetro das partículas
 1= densidade da partícula
 2= densidade do meio
 g= constante gravitacional
 = viscosidade do meio
V= d² (1 - 2) g 
18
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INSTABILIDADE
Emulsões O/A: Quando 1 < 2 = Formação de creme na superfície da emulsão.
EmulsõesA/O: Quando 1 > 2 = Formação de creme na parte inferior da emulsão.
Homogeneização garante um maior fracionamento dos glóbulos maiores em partículas menores, levando a uma menor velocidade de sedimentação e conseqüentemente melhor estabilidade.
Modificação temporária ( presença do ag. Tensoativo).
INSTABILIDADE
COALESCÊNCIA E SEPARAÇÃO DE FASES:
Processo irreversível;
Separação das duas fases e formação de duas camadas distintas;
Aproximação das gotículas com conseqüente aumento do tamanho das mesmas.
A estabilidade de uma emulsão depende do agente emulsivo utilizado.
Tecnologia de obtenção de FF semi-sólidas
Instabilidade das Emulsões
Sistemas dispersos: emulsões
Processo indesejável, mas reversível com agitação!
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Instabilidade das Emulsões
Sistemas dispersos: emulsões
Processo indesejável e irreversível!
“Quebra” da emulsão
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Instabilidade das Emulsões
Sistemas dispersos: emulsões
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características de uma boa emulsão
Sistemas dispersos: emulsões
 Lenta agregação das gotículas
 Tamanho dos glóbulos deve ser bastante reduzido; 
 - Depende do método de preparação e pela concentração do emulsionante utilizado.
 Diferença de densidade entre as fases interna e externa deve ser mínima;
 - A redução dessa diferença não é usada na prática.
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características de uma boa emulsão
Sistemas dispersos: emulsões
 Lenta agregação das gotículas
 Viscosidade da fase externa deve ser razoavelmente alta.
	- Adicionar agentes espessantes: goma adragante
 - Aumentar concentração da fase interna
 OBSERVAÇÃO: Muitos emulsionantes são agentes promotores de viscosidade
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características de uma boa emulsão
Sistemas dispersos: emulsões
 Fácil redispersão quando agitadas;
 Embora a agregação e cremagem sejam inaceitáveis, o produto pode ser formulado de modo que a fase interna seja facilmente redispersível para formar uma emulsão uniforme após agitação. Além disso, não deve ocorrer coalescência.
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Composição básica das emulsões
Sistemas dispersos: emulsões
 Água deionizada;
Antioxidantes (Metabissulfito de sódio, ácido ascórbico,);
 Conservantes (Parabenos);
 Flavorizantes**;
 Corantes **- uso raro 
 Ceras ou óleos (óleo fixo, mineral, volátil ou óleo-resina);
 Antioxidantes*(BHT, BHA, vit. E);
Flavorizantes**;
 Corantes **- uso raro
Observação: * Uso preferencial na fase oleosa para evitar oxidação dos óleos;
 ** Uso preferencialmente na fase externa.
Emulsificante
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Emulsão
Fase aquosa
Fase lipofílica
PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
 As emulsões orais são normalmente emulsões primárias do tipo óleo/água. 
 Utiliza-se com frequência no preparo destas formulações as gomas ou tensoativos não-iônicos como agentes emulsificantes. 
 De um modo geral, não é necessário o emprego do calor para o preparo da emulsão oral. 
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Métodos das gomas: goma seca e goma úmida
	Tipo de óleo	Tipo de óleo	Óleo	Água	Goma
	Fixo	Óleo de amêndoas, óleo de
amendoim, óleo de rícino	4	2	1
	Mineral (hidrocarbonetos)	Parafina líquida, óleo mineral,	3	2	1
	Volátil 
(óleos essenciais)	Óleo essencial de canela, óleo
essencial de menta, etc.	2	2	1
	Óleo resina	Óleo de copaíba	1	2	1
	Óleo de linhaça	-------	2	2	1
Tabela - Proporção adequada entre os componentes
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Métodos das gomas: goma seca e goma úmida
 Exemplo de formulação:
Emulsão de óleo de fígado de bacalhau
Óleo de fígado bacalhau................................. 30 mL 
Água destilada com conservantes.................. 15mL
Goma arábica.................................................. 7,5 g
Indicação: Reduz o risco de contrair doenças cardiovasculares e os sintomas de doenças como reumatismo e artrite.
Proporção
(óleo/água/goma)
4
2
1
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Goma seca
Medir o volume requerido de água em um recipiente limpo;
Medir o volume requerido de óleo em um recipiente limpo e seco;
 Pesar a goma (normalmente se utiliza a goma arábica) e demais componentes da formulação;
Verter completamente o óleo medido para um gral de porcelana limpo e seco;
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Goma seca
 Adicionar a goma ao óleo e misturar aos poucos até a completa dispersão;
 Adicionar a água e agitar de modo vigoroso e contínuo até a mistura ficar espessa e a emulsão primária se formar;
 Continuar homogeneizando por 2 a 3 minutos para produzir uma emulsão estável e contínua;
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Goma seca
Diluir a emulsão primária gradualmente com pequenos volumes do veículo e adicionada de outros componentes (conservantes, flavorizantes...), assegurando-se a completa homogeneização;
 Transferir a emulsão para um recipiente graduado (cálice graduado) e ajustar o volume final da preparação.
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Goma úmida
Este método difere da goma seca porempregar a mucilagem de goma (goma diluída previamente na água) ao invés da goma seca.
 Pesar a quantidade requerida da goma e demais componentes da formulação;
 Medir o volume requerido de água em um recipiente limpo e seco;
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Goma úmida
 Medir o volume requerido de óleo;
 Verter a goma para o gral de porcelana, e aos poucos adicionar a água, triturando a goma até formar uma mucilagem.
 Verter o óleo sobre a mucilagem aos poucos, triturando vigorosamente até obter uma emulsão primária espessa;
 Continuar homogeneizando por 2 a 3 minutos para produzir uma emulsão estável e contínua;
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Goma úmida
Diluir a emulsão primária gradualmente com pequenos volumes do veículo e adicionada de outros componentes (conservantes, flavorizantes...), assegurando-se a completa homogeneização;
 Transferir a emulsão para um recipiente graduado (cálice graduado) e ajustar o volume final da preparação.
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Método geral de preparo de emulsão oral preparada com tensoativo não-iônico:
 Pesar e medir todos os componentes da formulação; 
 Misturar a fase oleosa com o emulsificante não-iônico;
Adicionar a fase aquosa, agitando de maneira vigorosa e contínua até a completa emulsificação;
 Ajustar o volume final da preparação.
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES ORAIS
Sistemas dispersos: emulsões
Método geral de preparo de emulsão oral preparada com tensoativo não-iônico:
 Exemplo de formulação:
Emulsão purgativa com óleo de rícino (o/a)
Óleo de rícino................................................. 30 mL 
Polissorbato 20 (Tween®20)........................... 15 mL
Água destilada qsp.......................................... 100 mL
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PREPARAÇÃO DAS EMULSÕES 
semiSsólidas
Sistemas dispersos: emulsões
 Pesar e medir todos os componentes da formulação; 
 Cada fase (oleosa e aquosa) da emulsão é preparada isoladamente, aquecendo-se ambas as fases à temperatura de 70°C a 75°C;
 Verter a fase aquosa na oleosa ou oleosa na aquosa, sob agitação, até resfriamento (30-35 °C).
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Acondicionamento/Embalagem
Sistemas dispersos: emulsões
 Para emulsões orais recomenda-se a utilização de frascos de vidro âmbar com a boca larga para permitir o fácil escoamento do líquido viscoso.
 As emulsões devem ser armazenadas na temperatura ambiente, não devendo ser submetidas a condições extremas de temperatura. 
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Acondicionamento/Embalagem
Sistemas dispersos: emulsões
 Para emulsões semissólidas recomenda-se a utilização:
Tubos de alumínio;
 Latinhas de metal;
 Potes plásticos;
 Bisnagas plásticas.
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Controle de qualidade
Sistemas dispersos: emulsões
 Teor;
 Características organolépticas;
 Volume médio;
 Viscosidade;
 pH.
Viscosímetro
pHmetro
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Controle de qualidade
Sistemas dispersos: emulsões
Método de controle de qualidade para determinação do tipo da emulsão:
 Método por diluição;
 Método dos corantes;
 Método de condutividade elétrica.
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