La centrifugación es un método para separar sustancias sólidas de líquidas de distinta densidad en una mezcla, siempre y cuando las primeras sean insolubles, empleando para ello la fuerza giratoria o fuerza centrífuga.
Para ello se emplea a menudo una centrífuga, que hace girar la mezcla sobre un eje fijo y determinado. Como su nombre lo sugiere (centrífuga: que huye del centro), esta fuerza tiende a llevar los componentes más densos hacia afuera del eje de rotación, dejando a los menos densos en el centro mismo. Es contraria a la fuerza centrípeta.
Tipos de centrifugación
- Diferencial: Basada en la diferencia de densidad de las sustancias, es la técnica básica pero inexacta.
- Isopícnica: Esta técnica se utiliza, por ejemplo, para separar partículas de tamaño similar, pero con densidades diferentes.
- Zonal: Se emplea la diferencia en la velocidad de sedimentación de las sustancias (debido a sus masas distintas) para separarlas en un tiempo de centrifugado determinado.
- Ultracentrifugación: Su potencia permite la separación de moléculas y sustancias subcelulares.
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Tipos de centrífugas
Al hablar de equipo para laboratorio, las centrífugas destacan por su versatilidad, ya que se adaptan a diferentes criterios y según las necesidades específicas de los usuarios. Las hay de gran tamaño, de sobremesa e incluso compactas. En los dos primeros casos, hablamos de aparatos que son fabricados para trabajar con un volumen considerable de elementos; en tanto que las microcentrífugas operan con cantidades mínimas de líquidos.
Las de sobremesa destacan por ser muy fáciles de manejar, puesto que brindan soluciones más amplias; y si bien es cierto que fueron diseñadas inicialmente para espacios amplios, hoy se pueden encontrar en la mayoría de los laboratorios.
- Centrífuga refrigerada: es un equipo moderno, útil y de alta demanda para espacios amplios, en laboratorios industriales o centros de investigación, ya que es de gran tamaño y volumen. Hay modelos que operan a partir de bajas y altas velocidades, según la finalidad que se le vaya a dar. Es una herramienta idónea para análisis bioquímicos, físicos, en biología celular y molecular. Resulta de gran utilidad en institutos de donación de sangre de gran escala y para investigaciones avanzadas. Permite sedimentar células y virus, separa los orgánulos subcelulares, aísla las macromoléculas, es un potente compresor y un sistema de enfriamiento.
- Centrífuga de sobremesa: se le conoce comúnmente como centrífuga médica o clínica, su tamaño es reducido y no dispone de un sistema de refrigeración. Suele alcanzar velocidades de 4,000 a 5,000 rpm y es empleada para la separación de grandes partículas, en suspensiones celulares o para la división del plasma en muestras sanguíneas. Esto hace que se le considere un equipo de rigor.
- Centrífuga de alta velocidad: Su velocidad promedio oscila entre 18.000 y 25.000 rpm y disponen de compartimientos de vacío cuyo fin es prevenir el calentamiento del rotor. De este modo, la temperatura es mucho más fácil de controlar; además, es el equipo para laboratorio de mayor uso en la actualidad, porque ayuda a separar fracciones celulares.
- Microcentrífuga: su finalidad no es otra que la de manejar muestras mucho más pequeñas y, por lo tanto, se le considera una variación de las clasificaciones anteriores. Por lo general, alcanza velocidades de 10.000 rpm o más y es muy común entre las empresas y laboratorios enfocados en biología molecular.
Ejemplos de centrifugación
- Industria láctea. La leche es centrifugada para escindir su contenido de agua y de lípidos, pues estos últimos son empleados para elaborar la mantequilla, o a partir del remanente la leche desnatada.
- Obtención de enzimas. En la industria médica y farmacológica, a menudo se recurre a la centrifugación para obtener determinadas enzimas de las células especializadas que las producen.
- Separación del ADN. La centrifugación isopícnica a menudo se emplea en laboratorios genéticos para separar el ADN celular y permitir su posterior estudio y manipulación.
- Alimentos para celíacos. A la hora de separar la proteína del gluten de los alimentos que lo contienen, el proceso de centrifugado se hace indispensable. Se realiza sobre la pasta de almidón, cuyo contenido de gluten alcanza el 8%, y se reduce por debajo del 2% en sucesivas centrifugaciones selectivas.
- Pruebas sanguíneas. Se emplea una centrífuga para separar los elementos de la sangre, como el plasma y otros elementos que comúnmente están mezclados en ella.
- Aceleración de la sedimentación. En diversas industrias alimenticias, como la cervecera o la de los cereales, la centrifugación permite apresurar los procesos de sedimentación que la gravedad genera espontáneamente, reduciendo el tiempo de espera de la materia prima.
- Limpieza del látex. En la industria del látex, se hace necesaria la limpieza de la sustancia, cuya superficie es particularmente propensa a la adherencia de otras partículas, y esto se lleva a cabo a través de la centrifugación, dada la poca densidad de la sustancia.
- Secado de sólidos. Otra aplicación industrial de la centrífuga es el secado de cristales u otros materiales cuya obtención va acompañada de agua. Al girar, el agua se separa de los sólidos y es desechada, dejando los sólidos deseados sin el líquido.
- Tratamiento de aguas residuales. La centrifugación de las aguas contaminadas permite extraer sustancias densas en su interior, no sólo sólidas, sino incluso aceites, grasas y otros componentes indeseados que, una vez centrifugados, podrían descartarse.
