Centrifugação

A centrifugação é um processo de separação em que a força centrífuga relativa gerada pela rotação da amostra é usada para sedimentar sólidos em líquidos, líquidos imiscíveis de diferentes densidades, separando-os. É usada em diferentes aplicações laboratoriais, industriais e domésticas.

A centrifugação é uma das técnicas de pesquisas mais importantes e de ampla utilização na bioquímica, biologia celular, molecular e medicina moderna. As pesquisas e aplicações clínicas atuais se valem do isolamento de células, organelas subcelulares e macromocélulas, frequentemente em altas concentrações. As aplicações de centrifugação são muitas e podem incluir a sedimentação de células e vírus, separação de organelas subcelulares e isolamento de macromoléculas como o DNA, RNA, proteínas ou lipídios.

A centrífuga usa a força centrífuga (força g) para isolar partículas suspensas em seu meio, seja da forma em lotes ou fluxo contínuo. As aplicações de centrifugação são muitas e podem incluir a sedimentação de células e vírus, separação de organelas subcelulares, e isolamento de macromoléculas como o DNA, RNA, proteínas ou lipídios.

Aumento no efeito da gravidade: a centrífuga

Com o tempo, muitas partículas ou células em uma suspensão líquida se assentarão no fundo de um recipiente por causa da gravidade (1 x g). Todavia, o tempo necessário para tais separações é inviável. Outras partículas, extremamente pequenas em tamanho, não se separarão de forma alguma na solução, a menos que submetidas à força centrífuga. Quando uma suspensão é girada sob certa velocidade ou revoluções por minuto (rpm), a força centrífuga faz com que as partículas se afastem radialmente do eixo da rotação. A força nas partículas (comparada à gravidade) é chamada de Força Centrífuga Relativa (FCR). Por exemplo, um FCR de 500 x g indica que a força centrífuga aplicada é 500 vezes maior que a força gravitacional da Terra. A tabela a seguir ilustra as classes comuns de centrífuga e suas aplicações.

Na lavanderia a centrifugação é utilizada para remover o excesso de água da roupa após o processo de lavagem em máquinas convencionais não extratoras. A remoção do excesso de água, segundo ABNT NBR 11578, deverá ser maior do que 50% do volume inicial de água na roupa. O tempo de centrifugação depende do tipo de tecido (relação de absorção de água da fibra). A verificação é realizada (check list de qualidade), conforme expressão a seguir:

A remoção da água contribui para a redução do tempo de secagem da roupa no secador (peças felpudas) e pode permitir a passagem direta (roupa planas) na calandra sem présecagem no secador.

As toalhas de banho, rosto, piso, edredons, protetor de colchão, cobertores etc., são consideradas peças felpudas. Os lençois, fronhas, toalhas de mesa, guardanapos etc., são consideradas peças planas.

Nas lavanderias de jeans, EPI, e para alguns uniformes, a centrifuga é fundamental para o processo de extração do excesso de água após o processo de lavagem.

Princípio físico.

A força centrífuga relativa (FCR) é gerada quando uma partícula ou conjunto de partículas é sujeito a um movimento circular. De acordo com a primeira lei de Newton , uma partícula em movimento uniforme linear não perturbada por forças exteriores continuará com este tipo de movimento. Isto significa que terá uma velocidade constante e uma trajectória rectilínea.

Quando a partícula é forçada a descrever uma trajectória circular (tomando, portanto uma determinada velocidade angular), uma força é exercida na partícula de modo a tentar continuar na trajectória rectilínea. Essa é a força centrífuga relativa, cuja intensidade aumenta com o quadrado da velocidade angular, sendo directamente proporcional ao raio da circunferência descrita e à massa da partícula. Esta relação é matematicamente descrita da seguinte forma

Isto significa que quanto maior for o número de rotações por segundo, maior será a força centrífuga aplicada na partícula. Do mesmo modo, quanto maior for o raio da circunferência descrita pela partícula, maior será a força centrífuga.

A força centrífuga relativa é calculada da seguinte forma :

A unidade de medida da força centrífuga relativa é o "g", sendo 1g equivalente à aceleração da gravidade na superfície da terra. Usualmente mede-se a velocidade de centrifugação em rotações por minuto (rpm), apesar de tratar-se de uma informação indireta da eficiência da centrifugação.

A centrífuga, em algumas unidades de processamento da roupa, já foi excluida como equipamento da lavanderia sendo eficientemente substituido pela lavadora extratora.

Embora as recomendações e exigências da norma ABNT NBR 11758 pretendam reduzir o nível de acidentes ocupacionais, a lavadora extratora apresenta vantagens infindáveis para o processo de lavagem de roupa como menor tempo de setup, menor risco de danos (por repuxo) do enxoval, além dos elevadores pontos de perigo de risco.

Ver check list conforme ABNT NBR 11578

Referências e leitura recomendada.

1. Biological Centrifugation, by D. Rickwood, J.M. Graham (2001). Springer Verlag; ISBN: 0387915761

2. Subcellular Fractionation: A Practical Approach, by John M. Graham (Editor) and D. Rickwood (Editor) (1997). Oxford Univ Press. ISBN: 0199634947

3. Centrifugation: Essential Data, by David Rickwood, T. Ford, Jens Steensgaard (1994). 128 pages. John Wiley & Son Ltd. ISBN: 0471942715

4. Centrifugation: A Practical Approach, by David Rickwood, (Editor) (1992) ASIN: 090414755X.

5. An Introduction to Centrifugation, by TC. Ford and J.M. Graham (1991). 118 pages. BIOS Scientific Publishers, Ltd. ISBN 1 872748 40 6

6. Complete Selection of Thermo Scientific SORVALL Legend T Plus and RT Plus General Purpose Tabletop Centrifuges

7. Complete Selection of Thermo Scientific SORVALL Primo and Primo R Benchtop Centrifuges

8. Basics of centrifugation SORVALL Legend General Purpose Tabletop Centrifuges

9. SORVALL Primo and Primo R Benchtop Centrifuges