Técnicas de Purificación, Limpieza y Medición en el Laboratorio

Purificación del Agua

Destilación

La destilación es el método más antiguo para purificar el agua. Consiste en la separación de líquidos según su punto de ebullición, y suele ejecutarse en destiladores. La destilación asegura que los microorganismos que se encuentren como formas de resistencia (esporas) mueran.

Ósmosis

La ósmosis es el proceso mediante el cual dos disoluciones de concentraciones diferentes tienden a igualar sus concentraciones a través de una membrana semipermeable que permite el paso de fluido desde la disolución más diluida a la más concentrada, para que se produzca un equilibrio de concentraciones a ambos lados de la membrana. En este caso, el paso del fluido se realiza de manera espontánea y natural. El proceso contrario, por su parte, se denomina ósmosis inversa. Su objetivo es aplicar una presión externa y superior a la de la presión osmótica, en el lado de la membrana que está más concentrado, para posibilitar un paso de fluido contrario al de la ósmosis.

Filtración

El proceso de filtración separa las partículas sólidas presentes en un líquido mediante materiales porosos o membranas denominadas filtros. Gracias a este proceso distinguimos:

• Filtración con cartuchos: También conocida como filtración primaria. Se emplea para eliminar partículas en suspensión de mayor tamaño. Esta técnica puede separar impurezas a temperatura ambiente.
• Filtración con carbón activo: Es una técnica de pretratamiento en la que se utiliza un filtro con carbón activo. El carbón activo actúa como adsorbente y captura las impurezas gracias a su porosidad interna. Con este proceso se elimina el cloro y los iones que no se han podido suprimir en etapas anteriores.
• Filtración por membrana: En esta técnica, la filtración permite separar un sólido de un fluido, ya que este se queda retenido en la membrana. Encontramos diferentes tipos de membrana según el tamaño de su poro, lo que permite distinguir dos tipos de filtración: ultrafiltración y microfiltración.

Importancia del Agua en el Laboratorio

El agua es uno de los reactivos más comunes, y se considera disolvente universal por ser de vital importancia en las diferentes aplicaciones en el laboratorio y porque su grado de pureza influye sobre la calidad de los resultados obtenidos.

En primer lugar, se utiliza como disolvente no solo de muestras a analizar, sino de la mayor parte de los reactivos y de las sustancias del laboratorio. Debido a su polaridad, interviene como elemento transmisor del calor en los refrigerantes del laboratorio y en técnicas como baños maría o baños de vapor, entre otras. Además, se utiliza en el lavado de todo tipo de material, porque, aunque no tenga la capacidad de disolver todos los residuos del material sucio, es necesaria en el lavado final. Todas estas funciones del agua se deben a sus características fisicoquímicas:

• Acción disolvente: El agua tiene una gran capacidad como disolvente. Dicha acción la ejerce sobre los compuestos con enlaces iónicos y moléculas polares no iónicas, disminuyendo la atracción entre ellos y provocando su separación.
• Elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas: La gran cohesión entre las moléculas de agua y los enlaces de hidrógeno hace del agua un líquido prácticamente incompresible (de densidad constante).
• Elevada fuerza de adhesión: Las moléculas de agua establecen enlaces de hidrógeno con otras moléculas polares, por lo que la adhesión es la fuerza que mantiene unidas las moléculas de agua a otras sustancias diferentes.
• Elevado calor específico: El agua puede romper sus puentes de hidrógeno debido a su suministro de calor, es decir, tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de calor, dando lugar a una liberación de energía con poca modificación de su temperatura.
• Elevado calor de vaporización: Es necesario suministrar mucha energía para romper los puentes de hidrógeno que conforman la molécula de agua.

Composición del Agua e Impurezas

Si analizamos la molécula del agua de forma aislada, veremos que es demasiado simple, ya que sus dos átomos de hidrógeno se unen al átomo de oxígeno mediante enlaces covalentes (tipo de enlace químico que se forma entre dos elementos no metálicos de una molécula, en este caso, entre el hidrógeno y el oxígeno). La mayor electronegatividad del oxígeno crea una asimetría en la distribución de las cargas. En consecuencia, la molécula adquiere un carácter dipolar, con una carga parcial negativa hacia el oxígeno y una carga parcial positiva hacia cada molécula de hidrógeno.

Dentro del ciclo natural del agua podemos encontrar diferentes compuestos que se consideran impurezas. Dichas impurezas se pueden clasificar en:

• Iónicas disueltas (compuestos inorgánicos), como sulfatos, carbonatos, fosfatos, entre otros.
• No iónicas insolubles (compuestos orgánicos, microorganismos, partículas).
• Gaseosas como el CO2, NH3, etc.

Limpieza, Desinfección y Asepsia

Limpieza

Entendemos como limpieza el procedimiento de lavado que consiste en retirar la suciedad de un material. Dicha limpieza combina la acción de frotar con la acción de un detergente (o sin ella). La limpieza en un laboratorio es fundamental, y forma parte de un protocolo adecuado de trabajo, dado que las contaminaciones.

En un laboratorio clínico y anatomopatológico se suele utilizar material de plástico desechable para evitar las contaminaciones, pero también disponemos de material básico como pipetas, vasos de precipitado, matraces, etc. que necesitamos limpiar después de cada uso. Tras la limpieza viene la desinfección, y en último lugar, la esterilización.

Desinfección

La desinfección es el proceso mediante el cual se eliminan la mayoría de los microorganismos existentes, excepto las esporas. Dicho proceso suele realizarse mediante agentes químicos. Sin embargo, la limpieza y el orden son la mayor garantía para evitar la proliferación de gérmenes y bacterias.

Por lo tanto, vemos que el objetivo principal de la limpieza es reducir el número de microorganismos del medio con el objetivo de evitar su difusión, mientras que el cometido de la desinfección es eliminarlos.

Asepsia

La asepsia es la ausencia de contaminación debida a suciedad o a microorganismos en un objeto o zona, en cualquiera de sus formas de resistencia.
Sin embargo, el término antisepsia consiste en la desinfección mediante el empleo de sustancias químicas para inhibir o reducir el número de microorganismos sobre la piel, mucosas u otras superficies.

Para conseguir la asepsia y antisepsia, utilizaremos la esterilización y desinfección, respectivamente. Existen diferentes técnicas de asepsia:

• Asepsia médica o técnica limpia: técnica empleada para reducir el número de microorganismos y evitar su dispersión de una persona u otra. Para ello, es necesario el uso de barreras de protección como mascarillas, guantes, batas, gafas y lavado de manos.
• Asepsia quirúrgica o técnica estéril: técnica que elimina todos los microorganismos de un área. Emplea los procedimientos de esterilización que destruyen todos los microorganismos y esporas.

Otras medidas principales de asepsia, además de la esterilización, son:
-Lavado de manos, cuyo objetivo es reducir la flora bacteriana de las manos y antebrazos.
-Vestimenta de aislamiento, que protege y aísla de microorganismos.

Métodos de Determinación de Densidades

En el laboratorio existen diferentes métodos y diferentes instrumentos para medir la densidad con exactitud. Dichos instrumentos dependerán de si la determinación de la densidad es de un sólido o de un líquido. Algunos de los instrumentos que utilizaremos son la probeta, el densímetro y el picnómetro.

• Probeta: como vimos en la unidad 1, las probetas son instrumentos de forma cilíndrica que nos permiten medir y transferir volúmenes exactos.
• Densímetro: instrumento que determina la densidad de líquidos.
• Picnómetro: frasco pequeño de vidrio que se puede utilizar tanto en la determinación de la densidad de sólidos como de líquidos.

Métodos de Determinación de Masas

En los laboratorios, la balanza es uno de los instrumentos más utilizados para determinar la medición de la masa de una sustancia. Este aparato debe estar ubicado en lugares que cumplan una serie de requisitos indispensables para su correcto funcionamiento como, por ejemplo:

• Situarse en una zona libre de corrientes, humedad y que mantenga una presión y temperatura constantes.
• Evitar zonas de vibraciones o aparatos cercanos que puedan producirlas.
• Posicionarlas en un lugar fijo.
• Realizar una limpieza diaria antes y después de utilizarla.

Se conocen dos grupos de balanzas, las mecánicas y las electrónicas, que suelen utilizarse con frecuencia en la preparación de reactivos, de muestras de disoluciones, medición de densidades, etc.

Glosario de Términos

• Antimicrobiano: Agente que inhibe los microbios o suprime su crecimiento, es decir, los destruye.
• Antisepsia: Procedimiento de desinfección a través de sustancias químicas para inhibir o reducir los microorganismos sobre la piel, mucosas u otras superficies.
• Asepsia: Conjunto de procedimientos que tienen por objeto impedir la penetración de gérmenes en el sitio que no los contenga.
• Biocida: Término general para cualquier producto que elimine microorganismos.
• Cavitación: Limpieza líquida mediante ondas sonoras de alta frecuencia. La acción de las ondas genera una fuerza de explosión que consigue desprender los restos orgánicos y de suciedad adheridos a los materiales.
• Desinfectante: Sustancia química utilizada para eliminar microorganismos, excepto las esporas. Suelen aplicarse a superficies u objetos inanimados.
• Detergente: Sustancia soluble en agua (hidrosoluble) utilizada para la limpieza de materiales y superficies de trabajo.
• Germicida: Agente que destruye microorganismos, en especial patógenos, en tejidos vivos y objetos inanimados. Según el germen sobre el que actúe, se denominará fungicida (cuando actúa sobre hongos), viricida (si actúa sobre virus) y bactericida (sobre bacterias).

Características de la Medida

En relación a la medida podemos destacar las siguientes características:

• Exactitud: capacidad de aproximación de los valores medidos respecto al valor real de la sustancia.
• Precisión: capacidad que tiene la balanza de dar el mismo resultado de la medida de una sustancia, repitiendo este en varias ocasiones. Es importante para ello seguir una serie de requisitos como, por ejemplo:
  • Realizar siempre la misma técnica de pesada.
  • Que sea observada por la misma persona.
  • Mismo lugar y condiciones ambientales para que no puedan interferir en la pesada.
  • Repetir las medidas en un intervalo corto de tiempo.
• Sensibilidad: capacidad para medir mínimas cantidades de masa de una sustancia. A menor masa, mayor la sensibilidad. Ligada a esta característica destacamos el uso de la balanza de precisión, ya que permite medir sensibilidades muy pequeñas, entre 0,01 g y 1 g.
• Precisión de indicación (d): indica la mínima diferencia entre dos pesadas.
• Estabilidad: capacidad de volver a su estado inicial tras las pesadas, es decir, capacidad de estabilizarse a cero.
• Carga máxima: cantidad máxima de peso que resiste la balanza para obtener unos resultados fiables.
• Carga mínima: cantidad mínima de peso que mide la balanza con exactitud y fiabilidad.