Centrifugadora

Centrifugadora.

Una centrifugadora es una máquina que pone en rotación una muestra para –por fuerza centrífuga– acelerar la decantación o la sedimentación de sus componentes o fases (generalmente una sólida y una líquida), según su densidad. Existen diversos tipos, comúnmente para objetivos específicos.

Aplicaciones

• Una aplicación típica consiste en acelerar el proceso de sedimentación, dividiendo el plasma sanguíneo y el suero sanguíneo en un proceso de análisis de sangre.

• También se utiliza para determinar el hematocrito mediante una toma de muestra capilar. En este caso la máquina utilizada se denomina microcentrífuga.

• Es muy usada en laboratorios de control de calidad y en fábricas que elaboran zumos a base de cítricos, para controlar el nivel de pulpa fina, mediante separación del zumo exprimido.

• Otra aplicación ocurre en la elaboración de aceite de oliva. En ella, una vez molidas y batidas las aceitunas, se introducen en una centrifugadora horizontal, en la cual el aceite, que es la fracción menos pesada, se aparta del resto de componentes del fruto: agua, hueso, pulpa, etcétera.

• Una aplicación importante es la separación del uranio 235 del uranio 238.

• Para cuantificar el grado de grasa o crema que contiene la leche. Las centrifugadoras utilizan instrumentos denominados butirómetros, de los cuales existen diferentes tipos: para crema, manteca, etcétera.

Funcionamiento

El centrifugado es una sedimentación acelerada, ya que la aceleración de la gravedad se sustituye por la aceleración centrífuga: $\omega ^{2}r$, donde $\omega \,$ es la velocidad angular de giro de la centrifugadora y $r$ es la distancia al eje de la centrifugadora. Puesto que la velocidad mencionada puede ser de miles de revoluciones por minuto, se alcanzan aceleraciones mucho mayores que la intrínseca de la gravedad.

Además de ser más rápida que la sedimentación, la centrifugación permite separar componentes que la mera sedimentación no podría realizar, por ejemplo separar el uranio 235 del uranio 238.

Como la sedimentación, al centrifugado lo rige la ley de Stokes, según la cual las partículas sedimentan más fácilmente cuanto mayores sean su diámetro y su peso específico comparado con el del fluido, y cuanto menor sea su viscosidad. Es importante considerar que la función del fluido es esencial, pues sin su viscosidad todas las partículas se precipitarían a la misma velocidad.

Tipos de centrifugadoras

Los aparatos en los que se lleva a cabo la centrifugación son las centrifugadoras: dispositivos móviles con alas en las braqueas. Contienen dos componentes esenciales:

1. Motor
2. Rotor (donde se coloca la muestra por centrifugar). Existen dos tipos de rotores:

• Fijos. Los tubos se alojan con un ángulo fijo con respecto al eje de giro. Se usan para volúmenes grandes.

• Basculantes. Los tubos se hallan dentro de carcasas colgantes, unidas al rotor con un eje. Se mueven cuando el mecanismo centrifugador gira. Se usan para volúmenes pequeños y para separar partículas de coeficiente de sedimentación igual o casi igual. El mecanismo centrifugador está colocado en el interior de una cámara acorazada, a unos 4 ºC. Si no existiera esta cámara, al comenzar la centrifugación, debido al rozamiento con el aire, se incrementaría la temperatura de la muestra y podría desnaturalizarse.

En una centrifugadora, las masas de las muestras deben estar compensadas entre sí. En caso contrario podría «saltar por los aires». Para que no ocurra esto, hoy casi todas estas máquinas se detienen si las masas no están compensadas.

Existen dos grandes grupos de centrifugadoras:

1. Analíticas. Posibilitan obtención de datos moleculares: masa molecular, coeficiente de sedimentación, etcétera. Son muy caras y escasas.
2. Preparativas. Con ellas se aíslan y purifican las muestras. Hay de cuatro tipos:

• De mesa. Alcanzan unas 5 000 revoluciones por minuto (rpm). Se produce una sedimentación rápida. Hay un subtipo: las microcentifugadoras, que llegan a 12 000–15 000 rpm. En muy poco tiempo se obtiene el precipitado.

• De alta capacidad. Se utilizan para centrifugar volúmenes de cuatro a seis litros. Alcanzan hasta 6 000 rpm. Son del tamaño de una lavadora y están refrigeradas.

• De alta velocidad. Son del mismo tamaño que las de alta capacidad y llegan a 25 000 rpm.

• Ultracentrifugadoras. Pueden alcanzar hasta 100 000 rpm. También están refrigeradas. Son capaces de obtener virus.

Véase también

• Fraccionamiento celular
• Ultracentrifugadora

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre centrífugas.