Centrifugadora para niños

Una centrifugadora es una máquina que gira muy rápido para separar los componentes de una mezcla, como líquidos y sólidos, o líquidos de diferentes densidades. Imagina que tienes una mezcla de agua y arena; si la dejas reposar, la arena se irá al fondo. Una centrifugadora acelera este proceso usando la fuerza que se produce al girar, llamada fuerza centrífuga. Las partes más pesadas o densas de la mezcla se mueven hacia afuera, lejos del centro de giro, mientras que las partes más ligeras se quedan más cerca del centro.

En un laboratorio, si pones una muestra en un tubo y la centrifugas, las partículas más densas se irán al fondo del tubo, y las menos densas subirán a la parte de arriba. Las centrifugadoras son muy útiles para separar cosas que de otra manera tardarían mucho en asentarse o que no se separarían bien.

Las centrifugadoras grandes se usan en la industria para separar sólidos de líquidos o para separar líquidos que no se mezclan. Por ejemplo, se usan en las fábricas de lácteos para separar la nata de la leche. También hay centrifugadoras muy rápidas, llamadas ultracentrifugadoras, que pueden separar partículas diminutas, incluso moléculas, basándose en sus diferentes pesos. Algunas centrifugadoras grandes se usan para simular ambientes de alta gravedad, como los que experimentan los pilotos de prueba. Las lavadoras de ropa también usan un tipo de centrifugadora para quitar el agua de la ropa.

Historia de las Centrifugadoras

La idea de usar la rotación para separar cosas no es nueva. Un ingeniero militar de Inglaterra llamado Benjamin Robins, que vivió entre 1707 y 1751, inventó un aparato que giraba para estudiar cómo el aire afectaba el movimiento de los objetos.

Más tarde, en 1864, Antonin Prandtl propuso la idea de una centrifugadora para la industria láctea, específicamente para separar la nata de la leche. Su hermano, Alexander Prandtl, mejoró esta idea y en 1875 mostró una máquina que funcionaba para extraer la grasa de la mantequilla. Así fue como las centrifugadoras empezaron a usarse en la vida diaria y en la industria.

¿Para Qué se Usan las Centrifugadoras?

Muestras colocadas en una pequeña centrifugadora de laboratorio

Las centrifugadoras tienen muchas aplicaciones importantes en diferentes campos:

Usos en Laboratorios de Salud

• Una de las aplicaciones más comunes es en los análisis de sangre. Las centrifugadoras se usan para separar el plasma sanguíneo y el suero sanguíneo de las células de la sangre. Esto ayuda a los médicos a obtener información importante sobre la salud de una persona.
• También se usan para medir el hematocrito, que es el porcentaje de glóbulos rojos en la sangre. Para esto se usa una máquina más pequeña llamada microcentrifugadora.
• En los laboratorios médicos y biológicos, se usan centrifugadoras especiales llamadas citocentrifugadoras para concentrar células y poder examinarlas con un microscopio.
• La preparación de ADN es otra aplicación importante. Las muestras de ADN se purifican usando centrifugadoras para luego poder estudiarlas.

Usos en la Industria Alimentaria

• En las fábricas que hacen zumos de frutas como las naranjas, las centrifugadoras ayudan a controlar la cantidad de pulpa fina que queda en el zumo.
• En la producción de aceite de oliva, después de moler las aceitunas, la mezcla se pone en una centrifugadora horizontal. Como el aceite es más ligero que el agua y los restos de la aceituna, se separa fácilmente.

Otras Aplicaciones Importantes

• Las centrifugadoras también se usan para separar materiales que son muy parecidos en peso, pero que necesitan ser separados con mucha precisión.
• En la industria médica y farmacéutica, se usan para obtener ciertas sustancias de las células.
• Para cuantificar la cantidad de grasa o crema que contiene la leche, se usan centrifugadoras con instrumentos especiales llamados butirómetros.

¿Cómo Funcionan las Centrifugadoras?

El proceso de centrifugado es como una sedimentación muy rápida. En lugar de esperar a que la gravedad haga que las cosas se asienten, la centrifugadora usa una fuerza mucho mayor: la fuerza centrífuga. Esta fuerza es mucho más potente que la gravedad porque la máquina gira a miles de revoluciones por minuto (rpm).

La velocidad a la que las partículas se asientan en una centrifugadora depende de varios factores:

• El tamaño de las partículas: Cuanto más grandes, más rápido se asientan.
• La densidad de las partículas: Cuanto más densas, más rápido se asientan.
• La densidad del líquido: Si el líquido es muy denso, las partículas se asientan más lento.
• La viscosidad del líquido: Si el líquido es muy espeso (viscoso), las partículas se asientan más lento.

El líquido es muy importante, porque sin su viscosidad, todas las partículas se asentarían a la misma velocidad.

Tipos de Centrifugadoras

La sangre completa a menudo se separa, utilizando una centrifugadora, en componentes para su almacenamiento y transporte

Una centrifugadora tiene dos partes principales: un Motor que la hace girar y un Rotor donde se colocan las muestras. Hay dos tipos principales de rotores:

• Rotores Fijos: Los tubos con las muestras se colocan en un ángulo fijo. Se usan para separar grandes volúmenes de mezcla.
• Rotores Basculantes: Los tubos están dentro de soportes que cuelgan y se mueven cuando el rotor gira. Se usan para volúmenes más pequeños y para separar partículas que tienen pesos muy similares.

Es muy importante que las muestras que se colocan en una centrifugadora tengan el mismo peso para que la máquina esté equilibrada. Si no están equilibradas, la máquina podría vibrar mucho o incluso dañarse. Muchas centrifugadoras modernas se detienen automáticamente si detectan un desequilibrio.

Las centrifugadoras se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• Centrifugadoras Analíticas: Son máquinas muy precisas y caras que se usan para obtener datos sobre las moléculas, como su peso. Son menos comunes.
• Centrifugadoras Preparativas: Estas son las más comunes y se usan para aislar y purificar muestras. Hay varios tipos:

* De Mesa: Son pequeñas y alcanzan unas 5,000 rpm. Las microcentrifugadoras son aún más pequeñas y pueden llegar a 12,000-15,000 rpm, separando las muestras muy rápido. * De Alta Capacidad: Son más grandes, del tamaño de una lavadora, y pueden centrifugar volúmenes grandes (hasta 6 litros) a unas 6,000 rpm. Suelen estar refrigeradas para mantener las muestras frías. * De Alta Velocidad: Son similares en tamaño a las de alta capacidad, pero alcanzan hasta 25,000 rpm. * Ultracentrifugadoras: Son las más potentes, llegando hasta 100,000 rpm. También están refrigeradas y pueden separar partículas muy pequeñas, como los virus.

También existen centrifugadoras industriales que se clasifican según cómo separan las partes densas de las menos densas. Hay centrifugadoras de filtración, que usan una pantalla para retener los sólidos, y centrifugadoras de sedimentación, que usan un tambor sólido para que los materiales se asienten.

Aunque la mayoría de las centrifugadoras funcionan con electricidad, se han desarrollado algunas versiones manuales, inspiradas en juguetes que giran, para usarlas en lugares donde no hay electricidad. Además, hay diseños de centrifugadoras de bajo costo que se pueden hacer con impresoras 3D y motores eléctricos sencillos.

Microcentrifugadora

Una microcentrifugadora es una versión más pequeña y especializada de la centrifugadora, que se usa en laboratorios, especialmente para muestras muy pequeñas. Al igual que las centrifugadoras grandes, hace girar una muestra para separar sus componentes (generalmente un sólido de un líquido) según su densidad. Estas máquinas son ideales para trabajar con tubos muy delgados llamados tubos capilares.

Un tubo capilar es un tubo de plástico transparente, cerrado por un extremo, con un pequeño tubo de vidrio en la parte inferior que permite la descarga del líquido. Una regla o marcas en el tubo ayudan a medir la altura del líquido a lo largo del tiempo.

Véase también

En inglés: Centrifuge Facts for Kids

• Fraccionamiento celular
• Ultracentrifugadora