Una mezcla se puede separar girándola muy rápidamente. Este método se llama Centrifugación. La Centrifugación es un método que permite separar sólidos de líquidos, o líquidos de líquidos de diferentes densidades mediante la utilizacion de una centrifuga de laboratorio. La centrifuga obliga a una mezcla a experimentar un movimiento rotatorio con una fuerza de mayor intensidad que la fuerza gravitacional, provocando la sedimentación del sólido o de las partículas de mayor densidad. Este es uno de los principios en los que se basa la densidad: todas las partículas, por poseer masa, se ven afectadas por cualquier fuerza. La centrifugación impone, gracias a la aceleración centrífuga, un efecto parecido al gravitacional: Las partículas experimentan una aceleración que las obliga a sedimentar.
Existe una correlación entre el tamaño, la densidad de una partícula y la velocidad que separa la partícula de una mezcla heterogénea, cuando la única fuerza aplicada es la de la gravedad. Cuanto mayor sea el tamaño y cuanto mayor sea la densidad de las partículas, más rápido se separarán de la mezcla. Mediante la aplicación de una mayor fuerza gravitacional efectiva a la mezcla (como una centrífuga lo hace), la separación de las partículas se acelera. Esto es ideal en entornos industriales y de laboratorio porque las partículas que se separan naturalmente durante un largo período de tiempo pueden separarse en mucho menos tiempo.
La centrifugación puede dividirse en primera instancia en dos grandes grupos: La preparativa y la analítica. En la primera, se obtienen grandes cantidades del material que se desea estudiar, mientras que en la segunda se procede al análisis de las macromoléculas utilizando la ultracentrifugación.
Métodos de Centrifugación
Existen varios métodos de centrifugación y una extensa variedad de técnicas derivadas de esta.
- Centrifugación Diferencial: Se basa en una diferencia en la densidad de las moléculas. Esta diferencia debe ser grande para poder ser observada al centrifugar; Las partículas que posean densidades similares sedimentan juntas. Este método no es especifico, por lo que se utiliza como centrifugación preparativa para separar partículas de otros componentes en la mezcla (por ejemplo, para separar mitocondrias de núcleos y membrana) pero no es útil para separar moléculas.
- Centrifugación Zonal: Las partículas se separan al usar medios de diferente densidad. Las partículas con mayor densidad se sedimentaran al fondo (precipitado). Aquellos componentes de la mezcla con menor densidad al medio quedarán en el sobrenadante mientras que las partículas con densidad similar a la del medio de centrifugación, quedarán en una zona intermedia entre el precipitado y el sobrenadante. El medio puede no presentar gradientes de concentración (centrifugación zonal sin gradiente) o tener diferencias de concentración (centrifugación zonal con gradiente).
- Ultracentrifugación: Permite estudiar las características de sedimentación de estructuras subcelulares (lisosomas , ribosomas y microsomas) y biomoléculas. Usar rotores especiales (fijos o de columpio) y sistemas de monitoreo.
Utilización de la Centrifugación
- Medio ambiente: desecación de lodos para el tratamiento de aguas residuales.
- Industria alimentaria: la separación de la crema de la leche, la eliminación de partículas de la cerveza o vino (clarificación), la eliminación de aceites y grasas (extracción de aceite de oliva), extracción de miel (apicultura).
- En laboratorios: recuperar un precipitado, separar elementos en la sangre (glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas suspendidas en plasma sanguíneo), separación de compuestos celulares para estudio bioquímico o molecular.
- Campo nuclear: enriquecer Uranio con el isótopo ligero 235 U.
El funcionamiento de una lavadora actúa como una centrífuga y un filtro a la vez. A medida que gira a gran velocidad, la ropa se deposita en las paredes internas de la lavadora y el agua pasa a través de los agujeros de esta. La ropa no puede pasar por la agujeros y por tanto el agua es removida de forma gradual.
En el laboratorio, la centrifugación se utiliza para separacion de mezclas. La muestra es colocada en tubos de ensayo que posteriormente se introducen en una centrifuga. Como resultados del proceso de centrifugado, las sustancias más pesadas se depositan en la parte inferior del tubo y las sustancias más ligeras cerca de la cima.
