Centrífugas de laboratorio: selección, rotores y RPM frente a FCR

Partir de la separación necesaria

Antes de comparar centrífugas, describa qué debe ocurrir con la muestra. ¿Se busca clarificar un extracto conservando el sobrenadante, recoger un precipitado o separar fracciones? Especifique qué fracción seguirá al análisis y qué pérdidas, contaminaciones o resuspensiones podrían alterar el resultado. Un sobrenadante aparentemente transparente no demuestra, por sí solo, que el analito permanezca en la fracción deseada.

Recopile matriz, disolventes, intervalo de volúmenes, recipientes, muestras por sesión y tiempos de espera admisibles. La capacidad útil depende de la configuración realmente utilizada, incluidos controles y posiciones necesarias para el equilibrado. No coincide necesariamente con el número máximo de alojamientos anunciado.

Relacione estas necesidades con el flujo documentado de preparación. En el marco de las NCF europeas, la idoneidad del equipo para su uso es el punto de partida: una característica del catálogo debe convertirse en un requisito verificable y justificado por el método.

Comparar las geometrías del rotor

En un rotor de ángulo fijo, los tubos mantienen la inclinación prevista por el diseño. En uno basculante, los cestillos cambian de orientación durante la rotación. Esta diferencia modifica el recorrido de sedimentación y la posición del depósito respecto al recipiente. Por tanto, también influye en la recuperación del sedimento, el sobrenadante o las fracciones.

No asigne por costumbre una geometría a todos los métodos. Compare capacidad efectiva, recorrido de separación, acceso a la muestra y riesgo de perturbar lo separado. El tiempo necesario no se deduce únicamente de la velocidad máxima: geometría, características de la matriz y objetivo de separación contribuyen al resultado.

Para una transferencia, identifique exactamente rotor, cestillo, adaptador y tubo. «Rotor para tubos de 15 mL» resulta insuficiente si dos configuraciones tienen radios o posiciones de muestra distintos. Solicite planos y datos del conjunto propuesto, sin deducir compatibilidad por su parecido.

Convertir RPM y FCR con el radio correcto

RPM significa revoluciones por minuto. La fuerza centrífuga relativa, FCR o RCF, expresa la relación entre aceleración centrífuga y gravedad convencional. Es adimensional y suele indicarse como múltiplo de g; no es una masa en gramos. De la relación del movimiento circular se obtiene:

FCR ≈ 1,118 × 10⁻⁵ × r × n², con r en centímetros y n en revoluciones/min. El coeficiente redondeado utiliza g₀ = 9,80665 m/s² y convierte minutos en segundos. No introduzca un radio en milímetros manteniendo este coeficiente.

Ejemplo simulado: supongamos un radio máximo r_max, desde el eje hasta el fondo interior del tubo en su orientación operativa, de 10,0 cm para A y 15,0 cm para B. A 3.000 RPM, la fórmula redondeada da 1.006,2 × g y 1.509,3 × g, respectivamente: B es un 50 % superior. Son valores calculados, no mediciones de velocidad real.

Para obtener en B la FCR calculada para A, n_B = 3.000 × √(10/15) ≈ 2.449 RPM. Es una comparación matemática, no un ajuste autorizado. Compruebe la definición del radio utilizada por el método y el equipo: mínimo, medio y máximo no son intercambiables. Un adaptador puede cambiar la posición del tubo. Incluso igualando la FCR, deben compararse recorrido de sedimentación y condiciones del ciclo.

Verificar compatibilidad y carga del conjunto

Centrífuga, rotor, cestillos, adaptadores, tapones y tubos forman un sistema. La combinación debe estar expresamente permitida para velocidad, temperatura, matriz y carga previstas. El límite de un componente no autoriza a todo el conjunto a trabajar en ese mismo límite.

Solicite límites aplicables de masa, densidad y llenado, distribuciones de carga permitidas y criterios de equilibrado. Volúmenes iguales no implican necesariamente masas iguales si cambian líquidos, recipientes o accesorios. No introduzca tolerancias genéricas en gramos: aplique las correspondientes a la configuración documentada.

Evalúe también resistencia química, cierre y apoyo mecánico del recipiente. Un tubo que entra en el adaptador puede seguir siendo inadecuado. No modifique piezas ni compense una configuración no admitida con una velocidad elegida intuitivamente. Si falta información, la compatibilidad debe demostrarse antes del uso.

Especificar temperatura, duración y rampas

Defina la temperatura requerida por la muestra y durante cuánto tiempo debe mantenerse. Una centrífuga refrigerada no demuestra automáticamente que todas las muestras alcancen y mantengan el valor mostrado. Carga, condiciones iniciales, rotor y duración deben incluirse entre las condiciones evaluadas.

Aclare cuándo comienza el cómputo del tiempo: al iniciar el ciclo o al alcanzar la velocidad programada. Dos programas de idéntica duración nominal pueden producir exposiciones diferentes. Especifique aceleración y frenado compatibles con el método; un frenado distinto puede perturbar una separación sensible.

Para analitos o matrices críticos, vincule la comparación a evidencias de estabilidad y recuperación durante la preparación. La elección debe permitir controlar el ciclo completo, incluida la espera antes de recuperar la fracción, y no solo la fase a velocidad constante.

Preparar la instalación y el uso seguro

Antes del pedido compruebe espacio, apoyo estable, alimentación, ventilación, acceso para mantenimiento y distancias exigidas por las instrucciones. Considere riesgos químicos y biológicos, contención necesaria y gestión de fugas o roturas. Una tapa cerrada no demuestra por sí sola contención de aerosoles.

IEC 61010-2-020:2026 aborda la seguridad de las centrífugas eléctricas de laboratorio y sustituye a la edición de 2016. Su ficha pública confirma el alcance; no demuestra aquí la conformidad de un modelo concreto. La edición declarada, la adopción local y los documentos de seguridad deben evaluarse en el contexto de la compra.

Defina formación, controles previos, mantenimiento y seguimiento de rotores cuando proceda. Respete la parada completa y las protecciones: ningún control justifica abrir durante la rotación o anular enclavamientos. Cualificación y mantenimiento requieren planes específicos adicionales a esta selección inicial.

Convertir la comparación en una decisión

Esta matriz original ayuda a formular solicitudes precisas antes de comprar. Complétela para cada configuración candidata, registrando documentos recibidos, carencias y decisión de la persona responsable.

Caso simulado: un laboratorio transfiere una operación del rotor A al B del ejemplo y propone las mismas RPM. La revisión identifica inmediatamente una FCR distinta. Corregir el cálculo es necesario, pero no completa la transferencia: la persona responsable compara geometría, tubos, carga, tiempo, temperatura y recuperación de la fracción; después aprueba pruebas específicas antes del uso rutinario. El criterio final es la idoneidad documentada del sistema para el método.

Explore otros temas del área de manejo de líquidos y preparación de muestras.

Para profundizar en las etapas relacionadas: Cualificación de centrífugas: velocidad, temperatura y tiempo; Mantenimiento de centrífugas: vibraciones, rotores y anomalías.

Fuentes y alcance

• OpenStax, Rice University — Physics, movimiento circular: relación física entre radio y aceleración.
• NBS Technical Note 491 — Gravity measurements: gravedad convencional; referencia metrológica histórica.
• University of Tennessee EHS — Centrifuge Safety: geometrías y seguridad; instrucciones locales no trasladadas como límites universales.
• IEC 61010-2-020:2026, edición 4: ficha y alcance públicos consultados, no el texto íntegro.
• NCF de la UE, capítulo 3: idoneidad, instalación y mantenimiento del equipo.