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Obtenha produtos cosméticos de alta qualidade através do controle de viscosidade em tempo real durante a fabricação - melhore a consistência, a textura e os atributos sensoriais

Introdução

O teste de viscosidade de cosméticos e produtos para cuidados pessoais é extremamente importante para o controle de qualidade em sua produção. Analisar a viscosidade em várias taxas de cisalhamento para simular a processabilidade da amostra durante a produção, bem como o comportamento da aplicação para garantir a satisfação do cliente é um dos vários métodos de teste no controle de qualidade. A diferença entre cremes cosméticos de alta qualidade e cremes cosméticos gerais não se relaciona tanto à diferença nos componentes funcionais do produto, mas mais às diferenças em suas propriedades reológicas (é claro que existem cremes cosméticos de ponta que incluem componentes medicinais).

Etapa de rotina de skincare para a pele saudável - mãos de mulher segurando uma embalagem de algodão facial, espuma, óleo essencial, soro, loção e creme para os olhos em fundo rosa. Conceito de beleza e cosmético. Copie o espaço.

Especialmente neste momento de aumento dos custos de material, do aumento do número de concorrentes, das expectativas mais altas do cliente e do desejo de produzir produtos de alta qualidade de maneira mais consciente do meio ambiente, as empresas de produtos químicos e cosméticos podem obter muito lucro com um ( viscosímetro em linha). Juntamente com as flutuações dos custos de matérias-primas, as aplicações da indústria de cuidados pessoais (cosméticos) precisam combater os desafios relacionados à eficiência, prazo de entrega e utilização da capacidade. Além disso, inovações e desenvolvimentos contínuos dos fabricantes em torno da consistência, permeação na pele e texturas são uma das principais áreas de foco dos fabricantes de chocolate. Os líderes do setor estão adotando tecnologias mais avançadas, como automação, Internet das Coisas Industrial (IIoT) e técnicas de simulação, para se manterem enxutas e competitivas em termos de qualidade e custos.

Fabricação de cosméticos com gerenciamento de viscosidade em linha
SRV Rheonics SRV
SRD - NPT Rheonics SRD
Principais recursos do SRV e SRD
  • Medição de viscosidade de ampla faixa (também densidade com SRD) com medição de temperatura de fluido incorporada
  • Hermeticamente selado, todas as peças molhadas em aço inoxidável 316L
  • Medições estáveis ​​e repetíveis em fluidos não newtonianos, como tintas e revestimentos
  • Formato pequeno para instalação simples em linhas de fluxo e cabeças de bicos existentes
  • Fácil integração com sistemas de aquisição de dados existentes usando comunicação de dados digital e analógica
  • Auto-detecção inteligente da limpeza do elemento sensor, fácil de limpar e verificar a calibração

Inscrição

Os produtos cosméticos são projetados para integrar uma variedade de atributos, incluindo funções essenciais (por exemplo, ajudando a pele a parecer vibrante, proporcionando retenção de umidade), preferências de sabor (por exemplo, fragrância, cor), usabilidade e assim por diante. Como as propriedades reológicas se relacionam com esses aspectos? Exemplos típicos são o uso de medidas de viscosidade para controlar os fatores associados à obtenção do conforto de aplicação desejado para cremes e à obtenção de bons resultados de revestimento com manicures e batons (incluindo características de temperatura, etc.).

Qualquer que seja a razão por trás do design do produto, é fundamental para a satisfação do cliente manter uma qualidade consistente e controlada de viscosidade nas linhas de produção. Além disso, a viscosidade pode afetar a estabilidade química de um produto cosmético em sua embalagem ao longo do tempo. Portanto, devido às muitas razões pelas quais a viscosidade é importante para a qualidade geral dos produtos cosméticos, medir a viscosidade se tornou a chave para empresas de produção de cosméticos de sucesso.

A qualidade de um produto cosmético, da mesma maneira que em outros tipos de produtos, é inicialmente definida pelo fabricante que escolhe os recursos que um produto deve apresentar. Por outro lado, o controle de qualidade de um produto tem como objetivo verificar se todos esses recursos definidos estão de acordo com as definições padrão e se ele será mantido durante o prazo de validade do produto.

O controle de qualidade dos cosméticos é importante para garantir a eficácia e segurança dos produtos e suas matérias-primas. Métodos eficientes, de baixo custo e rápidos para avaliar o controle de qualidade dos cosméticos são uma prioridade devido ao crescimento explosivo que as indústrias cosméticas têm testemunhado em todo o mundo. A reologia - que estuda o fluxo e a deformação de fluidos - pode ser aplicada pela indústria cosmética na avaliação do controle de qualidade de cosméticos de forma eficiente. A reologia encontrou amplo uso em laboratórios de pesquisa e indústrias como uma ferramenta para caracterizar ingredientes e produtos, e para prever o desempenho dos produtos e aceitação do consumidor.

Controle de qualidade de cosméticos

A reologia tem sido amplamente utilizada porque, por meio dessa ferramenta, o pesquisador pode determinar as propriedades físico-químicas de um produto. Especificamente, em relação ao controle de qualidade dos cosméticos, especificamente, a reologia pode ser aplicada para ajudar a determinar a estabilidade dos produtos por meio da viscosidade aparente medida periodicamente em um determinado período, expondo as amostras a condições de estresse (altas e baixas temperaturas, irradiação) e monitorar as características do fluxo durante o prazo de validade ou no ensaio de estabilidade de um produto. A maioria das indústrias cosméticas usa viscosímetros para garantir que a viscosidade de diferentes lotes de um produto seja mantida. Além disso, a reologia pode ser usada para avaliar a estabilidade ao longo do tempo por medições reológicas dinâmicas e oscilatórias e pela liberação de princípios ativos. Além disso, a medição da viscosidade de matérias-primas para produtos cosméticos também é vital para o controle de qualidade.

Perfil de liberação e permeação de produtos cosméticos na pele

A absorção transdérmica de medicamentos administrados topicamente depende da taxa de liberação e da permeabilidade deles na pele e também da viscosidade da formulação. Assim, pode-se dizer que diferentes categorias de produtos devem apresentar propriedades reológicas peculiares inerentes à sua aplicação. Desta forma, a reologia pode influenciar o coeficiente de difusão, alterando a liberação e permeação das substâncias ativas dos cosméticos. Alguns autores relatam a influência das características reológicas nos perfis de liberação e consequentemente na permeação de substâncias ativas na pele; assim, a adição de agentes espessantes ou obtenção de um gel fraco devido ao emaranhamento físico das cadeias poliméricas deve ser considerada na escolha de bases cosméticas. Assim, a reologia pode auxiliar no ensaio de liberação e permeação na pele.

Consistência e textura dos produtos cosméticos e seus efeitos sensoriais

A viscosidade e os agentes espessantes são um elemento importante da formulação cosmética, oferecendo a oportunidade de alterar a viscosidade, melhorar as propriedades reológicas e modificar a estética do produto ligada à percepção do consumidor. A partir de um teste de consistência, quatro parâmetros podem ser avaliados: índice de viscosidade, consistência, firmeza e coesão. Como a viscosidade afeta a textura e a consistência? Consistência é uma propriedade textural relacionada à quantidade de produto sentida entre a ponta do dedo e a pele. Refere-se à 'firmeza', 'espessura' ou 'viscosidade' de um semi-sólido líquido ou fluido. Quanto maior o índice de viscosidade, mais resistente à retirada é a amostra. Este é um indicador da coesão e também da consistência ou viscosidade da amostra.

O controle da viscosidade é especialmente eficaz no controle do produto relacionado à sensação de aplicação de cremes e emulsões. Emulsões são líquidos que contêm gotas de água dispersas em óleo ou gotas de óleo dispersas em água e são um tipo típico de substância do ponto de vista reológico. Os cremes são uma categoria de emulsões com propriedades especiais em que a aplicação de uma certa quantidade de força resulta em uma rápida queda na viscosidade. O que isto significa é que, quando o creme é aplicado na pele, ele se torna mais espalhado. A alta viscosidade normal do creme muda instantaneamente para uma viscosidade mais baixa quando submetida a uma força que permite que ele se espalhe facilmente, proporcionando uma sensação de suavidade.

Monitoramento e controle de processos em tempo real em todas as execuções de produção

 Após a caracterização reológica e a composição da formulação finalizada, os engenheiros de produção precisam obter o seguinte em todo o processo de fabricação de cosméticos:

  • Monitoramento e controle do processo em linha em todas as etapas de produção / mistura
  • Consistência de qualidade completa em toda a execução e em todos os lotes de produção

Desenvolvimento de novos produtos cosméticos

Para quem desenvolve cosméticos, é necessário que desenvolvedores sérios operem um viscosímetro para isolar quaisquer instabilidades ou fraquezas compostas, garantir a confiabilidade e o desempenho do produto e garantir a consistência e a qualidade das linhas para os consumidores e outras partes interessadas. Os melhores viscosímetros serão capazes de fornecer leituras de alta precisão em apenas alguns instantes e oferecer funções fáceis de usar, incluindo valores absolutos, limpeza simplificada, mobilidade e amplas faixas de medição. Os custos de investimento inicial tornam-se drasticamente menores com a versatilidade da máquina.

Os métodos modernos de design e fabricação de produtos tentam quantificar esses julgamentos do “computador sensorial”, a fim de alcançar a padronização no desenvolvimento e produção do produto. Os valores reológicos medidos, incluindo a viscosidade, são indicadores convenientes e utilizáveis ​​para este propósito. Como os polímeros são amplamente usados ​​em cosméticos, há naturalmente muitas oportunidades para o envolvimento da tecnologia de reologia. Um exemplo interessante é o batom. O batom de longa duração já existe há vários anos. Anteriormente, o batom era geralmente feito de óleos com pigmentos de cor misturados. Esses batons eram projetados para serem fáceis de aplicar, mas apresentavam uma desvantagem, pois tendiam a deixar rastros de batom nas superfícies onde os lábios se tocavam. Desde então, os fabricantes de batons desenvolveram vários métodos para criar batons de longa duração com pesquisas em polímeros - o que envolve principalmente caracterizações reológicas.

Portanto, de maneira resumida, a caracterização da viscosidade é uma ferramenta valiosa na indústria de cosméticos devido aos seguintes motivos:

  • Controle de qualidade de cosméticos
  • Utilizado nos testes de estabilidade, na comparação entre amostras concorrentes
  • Utilizado na comparação entre um produto original e um produto com alteração em um constituinte
  • Monitoramento e controle de processos em tempo real em todas as execuções de produção
  • Auxilia no desenvolvimento de novos produtos, ou seja, no desenvolvimento de cosméticos com características reológicas que indicam estabilidade

Os três parâmetros de maior importância em reologia que precisam ser definidos são: tensão de cisalhamento, taxa de cisalhamento e viscosidade. Características reológicas podem ser usadas para avaliar e prever a estabilidade de produtos cosméticos e podem ser aplicadas para comparar produtos concorrentes no mercado e para avaliar se uma mudança na composição causará alterações que podem ser percebidas pelo consumidor.

Por que o gerenciamento da viscosidade é fundamental na indústria de cosméticos e produtos de cuidados pessoais?

Os fatores amplos e significativos que tornam o gerenciamento da viscosidade crítico na indústria de cosméticos e produtos de higiene pessoal:

Conformidade máxima com as especificações e qualidade dos produtos:  Os produtos para cuidados pessoais devem estar em conformidade com as especificações do produto acabado e com todos os requisitos complementares. O monitoramento contínuo da viscosidade em linha pode ajudar a obter as propriedades reológicas desejadas para uma textura final definida do produto e facilidade de aplicação.

Reduza os erros de processamento: O controle de viscosidade pode ajudar a aliviar a frequência de erros - aderência e separação, geminação, descamação, divisão, rachaduras, rugosidade, formação de bolhas, pontes e erosão da superfície.

Textura, consistência, propriedades de permeação da pele: O controle da viscosidade é a chave para as propriedades e consistência corretas, porque esse é o fator sujeito à maior variabilidade. As propriedades reológicas são influenciadas principalmente pela distribuição do tamanho das partículas e pela composição dos ingredientes, que por sua vez afeta a textura final e o perfil de fusão e também desempenha um papel significativo no processo na indústria de cosméticos.

Melhor design da embalagem do produto: Além do controle de qualidade, conhecer a viscosidade de um produto (semi) acabado ajuda a organizar o processo de produção com eficiência e a reduzir custos. Por exemplo, um fluxo melhor através dos tubos pode ocorrer e os dispensadores podem ser ajustados com a força certa para induzir o fluxo sem que a embalagem fique cheia demais.

Reduza custos e melhore as margens de lucro: Misturar com viscosidade incorreta prejudica mais do que apenas a eficácia do tablet. O gerenciamento inadequado da viscosidade aumenta o uso de ingredientes, afetando as margens de lucro.

Desperdício: Os materiais rejeitados devido à baixa qualidade podem ser reduzidos com o gerenciamento adequado da viscosidade.

Eficiência: A eliminação do controle manual de viscosidade libera o tempo dos operadores e permite que eles se concentrem em outras tarefas.

Conformidade: Talvez em um grau maior do que outras indústrias, a indústria farmacêutica e de cuidados pessoais exige os mais altos níveis de qualidade. A necessidade de atingir as propriedades alvo não é negociável quando se trata de códigos regulatórios desse setor.

Para garantir alta qualidade consistente e processamento uniforme, a alteração da viscosidade ao longo do fluxo do processo é monitorada em tempo real, fazendo medições a partir da linha de base, em vez de simplesmente medir valores absolutos, e fazendo ajustes automáticos de viscosidade, ajustando ingredientes e temperatura para manter dentro dos limites especificados.

Desafios do processo

Devido à característica não newtoniana dos chocolates, a taxa de cisalhamento (e consequentemente a viscosidade) precisa ser corrigida para qualquer geometria usada para fazer as medições, exceto aquelas feitas em um viscosímetro "absoluto", do qual o cone e placa e placa de torção são os únicos exemplos. O viscosímetro Couette de espaço estreito é uma aproximação aproximada, que requer uma mão fina para ser configurada, é propenso a erros do operador e geralmente não é indicado para situações industriais.

Os viscosímetros de laboratório existentes são de pouco valor nos ambientes de processo porque a viscosidade é diretamente afetada pela temperatura, taxa de cisalhamento e outras variáveis ​​que são muito diferentes off-line do que são in-line. Tradicionalmente, os operadores medem a viscosidade do sistema totalmente formulado usando o copo de efluxo. O procedimento é confuso e demorado, principalmente se a solução precisar ser filtrada primeiro. É bastante impreciso, inconsistente e não repetível, mesmo com um operador experiente. As técnicas de rotação são mais incomodadas por flutuações ou vibrações do processo e alterações de fluxo. Além disso, a tecnologia é menos fácil de integrar ao processo. Frequentemente, todo o processo precisa ser ajustado para possibilitar uma medição em linha.

Algumas empresas usam sistemas de gerenciamento térmico para manter o ponto de aplicação em uma temperatura ideal determinada para obter viscosidade constante. Mas a temperatura não é o único fator que afeta a viscosidade. A taxa de cisalhamento, condições de fluxo, pressão e outras variáveis, incluindo a variabilidade da matéria-prima, podem afetar a viscosidade do processo. Os sistemas com controle de temperatura também têm alto consumo de energia, altos custos do sistema, longos tempos de instalação e uma grande pegada física e ambiental.

Soluções da Reheonics

A medição e controle automatizados de viscosidade em linha são cruciais para controlar a viscosidade da tinta. A Rheonics oferece as seguintes soluções, baseadas em um ressonador de torção balanceado, para controle e otimização do processo de produção:

  1. Na linha Viscosidade medições: Rheonics ' SRV é um dispositivo de medição de viscosidade em linha de ampla faixa com medição de temperatura de fluido incorporada e é capaz de detectar alterações de viscosidade em qualquer fluxo de processo em tempo real.
  2. Na linha Viscosidade e Densidade medições: Rheonics ' SRD é um instrumento de medição de densidade e viscosidade simultâneo em linha com medição de temperatura de fluido embutida. Se a medição de densidade for importante para suas operações, o SRD é o melhor sensor para atender às suas necessidades, com recursos operacionais semelhantes ao SRV, além de medições precisas de densidade.

As soluções de monitoramento e controle de viscosidade em tempo real em linha contínua podem ser usadas para obter controle de processo completo durante a fabricação e consistência de qualidade em toda a execução e em vários lotes de produção. Depois que os técnicos de laboratório definem a composição e aprovam a amostra, os sistemas de controle e monitoramento de viscosidade em linha Rheonics garantem que todo o lote atenda às especificações definidas e sejam exatamente os mesmos que os aprovados no laboratório com o pressionamento de apenas um botão! A mesma consistência é alcançada em todos os lotes de produção, reduzindo assim os rejeitos e as quantidades sucateadas.

A medição automatizada da viscosidade on-line através do SRV ou SRD elimina as variações nas amostras e nas técnicas de laboratório usadas para a medição da viscosidade pelos métodos tradicionais. O sensor está localizado em linha, de modo a medir continuamente a viscosidade do sistema formulado (e a densidade no caso de SRD). A consistência é alcançada através da automação do sistema de dosagem através de um controlador usando medições contínuas de viscosidade em tempo real. Usando um SRV na linha de processo, a eficiência é aprimorada, melhorando a produtividade, as margens de lucro e as metas ambientais. Ambos os sensores possuem um formato compacto para instalação simples de OEM e de adaptação. Eles não requerem manutenção ou reconfigurações. Ambos os sensores oferecem resultados precisos e repetíveis, independentemente de como ou onde são montados, sem a necessidade de câmaras especiais, vedações de borracha ou proteção mecânica. Sem consumíveis, o SRV e o SRD são extremamente fáceis de operar, com manutenção zero.

Vantagem da Rheonics

Formato compacto, sem partes móveis e sem necessidade de manutenção

O SRV e o SRD da Rheonics têm um fator de forma muito pequeno para instalação simples de OEM e de adaptação. Eles permitem fácil integração em qualquer fluxo de processo. Eles são fáceis de limpar e não requerem manutenção ou reconfigurações. Eles têm um tamanho reduzido, permitindo a instalação em linha nas linhas de tinta, evitando qualquer espaço adicional ou necessidade de adaptador na impressora e nos carros de tinta.

Alta estabilidade e insensível às condições de montagem: Qualquer configuração possível

O Rheonics SRV e SRD usa um ressonador coaxial patenteado exclusivo, no qual duas extremidades dos sensores giram em direções opostas, cancelando os torques de reação em sua montagem e, portanto, tornando-os completamente insensíveis às condições de montagem e taxas de fluxo de tinta. Esses sensores podem lidar facilmente com a realocação regular. O elemento sensor fica diretamente no fluido, sem carcaça ou gaiola de proteção especial.

Leituras instantâneas precisas sobre as condições - Visão geral do sistema completo e controle preditivo

O software da Rheonics é poderoso, intuitivo e conveniente de usar. A viscosidade em tempo real pode ser monitorada em um computador. Vários sensores são gerenciados a partir de um único painel espalhado pelo chão de fábrica. Nenhum efeito da pulsação da pressão do bombeamento na operação do sensor ou na precisão da medição. Nenhum efeito de vibração.

Fácil instalação e sem reconfigurações / recalibrações necessárias

Substitua os sensores sem substituir ou reprogramar eletrônicos, substituições imediatas para sensores e eletrônicos sem quaisquer atualizações de firmware ou alterações de coeficiente de calibração. Montagem fácil. Parafusos na rosca NPT de ¾ ”na conexão da linha de tinta. Sem câmaras, retentores ou juntas. Facilmente removido para limpeza ou inspeção. SRV disponível com conexão de flange e tri-grampo para fácil montagem e desmontagem.

Baixo consumo de energia

Fonte de alimentação CC 24V com consumo de corrente inferior a 0.1 A durante a operação normal

Tempo de resposta rápido e viscosidade compensada pela temperatura

Eletrônicos robustos e ultrarrápidos, combinados com modelos computacionais abrangentes, tornam os dispositivos Rheonics um dos mais rápidos e precisos do setor. SRV e SRD fornecem medições em tempo real e precisas de viscosidade (e densidade para SRD) a cada segundo e não são afetadas pelas variações de vazão!

Ampla capacidade operacional

Os instrumentos da Rheonics são construídos para fazer medições nas condições mais desafiadoras. A SRV possui a maior faixa operacional do mercado para viscosímetro de processo em linha:

  • Faixa de pressão de até 5000 psi
  • Faixa de temperatura de -40 a 200 ° C
  • Faixa de viscosidade: 0.5 cP até 50,000 cP

SRD: instrumento único, função tripla - Viscosidade, temperatura e densidade

Rheonics ' SRD é um produto exclusivo que substitui três instrumentos diferentes para medições de viscosidade, densidade e temperatura. Ele elimina a dificuldade de co-localizar três instrumentos diferentes e oferece medições extremamente precisas e repetíveis nas condições mais adversas.

Obtenha a qualidade certa de impressão, reduza custos e melhore a produtividade

Integre um SRV / SRD na linha de processo e garanta a consistência das cores durante todo o processo de impressão. Obtenha cores constantes sem se preocupar com variações de cores. O SRV (e SRD) monitora e controla constantemente a viscosidade (e densidade no caso de SRD) e evita o uso excessivo de pigmentos e solventes caros. O fornecimento confiável e automático de tinta garante que as impressoras corram mais rapidamente e economize o tempo dos operadores. Otimize o processo de impressão com um SRV e experimente taxas menores de rejeição, desperdícios menores, menos reclamações de clientes, menos paralisações da impressora e economia de custos de material. E no final de tudo, contribui para um resultado final melhor e um ambiente melhor!

Limpeza no local (CIP)

O SRV (e SRD) monitora a limpeza das linhas de tinta, monitorando a viscosidade (e densidade) do solvente durante a fase de limpeza. Qualquer pequeno resíduo é detectado pelo sensor, permitindo que o operador decida quando a linha está limpa para o efeito. Como alternativa, o SRV fornece informações ao sistema de limpeza automatizado para garantir uma limpeza completa e repetível entre as execuções.

Design e tecnologia superiores do sensor

Os sofisticados e eletrônicos patenteados da geração 3rd controlam esses sensores e avaliam sua resposta. SRV e SRD estão disponíveis com conexões de processo padrão do setor, como o Tri-clamp ¾ ”NPT e 1”, permitindo que os operadores substituam um sensor de temperatura existente em sua linha de processo pelo SRV / SRD, fornecendo informações de fluido de processo altamente valiosas e acionáveis, como viscosidade, além de uma medição precisa de temperatura usando um Pt1000 incorporado (DIN EN 60751 Classe AA, A, B disponível).

Eletrônica construída para atender às suas necessidades

Disponível em uma caixa de transmissor à prova de explosão e em uma montagem em trilho DIN de fator de forma pequeno, os componentes eletrônicos do sensor permitem fácil integração em tubulações de processo e dentro de gabinetes de máquinas.

 

Fácil de integrar

Vários métodos de comunicação analógica e digital implementados nos componentes eletrônicos dos sensores tornam a conexão ao PLC industrial e sistemas de controle simples e diretos.

 

Implementação

Instale diretamente o sensor no fluxo do processo para realizar medições de viscosidade e densidade em tempo real. Nenhuma linha de desvio é necessária: o sensor pode ser imerso em linha, a vazão e as vibrações não afetam a estabilidade e a precisão da medição. Otimize o desempenho da mistura, fornecendo testes repetidos, consecutivos e consistentes no fluido.

Seleção de Instrumentos Rheonics

A Rheonics projeta, fabrica e comercializa sistemas inovadores de detecção e monitoramento de fluidos. Fabricados com precisão na Suíça, os viscosímetros em linha da Rheonics têm a sensibilidade exigida pelo aplicativo e a confiabilidade necessária para sobreviver em um ambiente operacional hostil. Resultados estáveis ​​- mesmo sob condições adversas de fluxo. Nenhum efeito de queda de pressão ou vazão. É igualmente adequado para medições de controle de qualidade em laboratório.

Produto (s) sugerido (s) para o aplicativo

  • Ampla faixa de viscosidade - monitore o processo completo
  • Medições repetíveis em fluidos newtonianos e não newtonianos, fluidos monofásicos e multifásicos
  • Todas as peças em aço inoxidável 316L hermeticamente seladas
  • Medição de temperatura de fluido incorporada
  • Formato compacto para instalação simples em linhas de processo existentes
  • Fácil de limpar, sem necessidade de manutenção ou reconfigurações
  • Instrumento único para medição de densidade, viscosidade e temperatura do processo
  • Medições repetíveis em fluidos newtonianos e não newtonianos, fluidos monofásicos e multifásicos
  • Toda a construção em metal (aço inoxidável 316L)
  • Medição de temperatura de fluido incorporada
  • Formato compacto para instalação simples em tubos existentes
  • Fácil de limpar, sem necessidade de manutenção ou reconfigurações
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