manual mantenimiento para equipo llaboratorio

MANUAL DE MANTENIMIENTO PARAEQUIPO DE LABORATORIO

Área de Tecnología y Prestaciónde Servicios de Salud

Unidad de Medicamentos Esenciales, Vacunasy Tecnologías en Salud

MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA EQUIPO DE LABORATORIO

Washington D. C., 2005

Tecnología y Prestación de Servicios de Salud (THS)Medicamentos Esenciales, Vacunas y Tecnologías en Salud (EV)

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© Organización Panamericana de la Salud, 2005

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INTRODUCCIÓN

Capítulo primeroAnalizador de ELISAFotografía de analizador de ELISAPropósito del analizador de ELISAPrincipios de operaciónServicios requeridosRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo segundoLavador de ELISAFotografía de lavador de ELISA Propósito del lavador de ELISAPrincipios de operaciónServicios requeridosRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo terceroAnalizador de pHPropósito del equipoFotografías y elementos del analizador de pHPrincipios de operaciónEsquema de un analizador de pHComponentesCircuito típicoServicios requeridosProcedimiento general de calibraciónMantenimiento general del analizador de pHMantenimiento básico del electrodoDefiniciones básicasBibliografíaAnexo: Teoría del pH

Capítulo cuartoBalanzasFotografías de balanzasPropósito de la balanzaPrincipios de funcionamientoServicios requeridosRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

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TABLA DE CONTENIDOS

Capítulo quintoBaño de MaríaEsquema baño de MaríaPrincipios de operaciónControles baños de MaríaOperación del baño de MaríaDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo sextoCabina de seguridad biológicaIlustración cabina de seguridad biológicaPropósitos del equipoPrincipios de operaciónSeguridad biológicaServicios requeridosUso de la cabinaRutinas de mantenimientoEvaluación funcional (alternativa)Definiciones básicasBibliografía

Capítulo séptimoCentrífugaFotografía y esquemaPropósito de la centrífugaPrincipios de operaciónComponentes de la centrífugaServicios requeridosRutinas de mantenimientoRecomendaciones de conservación y manejo adecuadoDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo octavoDestilador de aguaEsquema del destilador de aguaPropósito del destilador de aguaPrincipios de operaciónServicios requeridosDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo novenoDiluidorEsquema del diluidorPropósito del diluidorPrincipios de operaciónServicios requeridosRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

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Capítulo décimoDispensadorEsquema y fotografía del dispensadorPropósito del dispensadorServicios requeridosRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo undécimoEspectrofotómetroFotografías del espectrofotómetroPropósito del equipoPrincipios de operaciónComponentes del espectrofotómetroServicios requeridosMantenimiento del espectrofotómetroBuenas prácticas de uso del espectrofotómetroDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo duodécimoAutoclaveFotografía del autoclave Propósito del autoclavePrincipios de operaciónFuncionamiento del autoclaveServicios requeridosRutinas de mantenimientoMantenimiento de componentes especializadosDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo decimoterceroEstufa de secadoFotografías de estufa de secadoPropósito de la estufaPrincipios de operaciónServicios requeridosOperación de la estufaControl de la estufaControl de calidadRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo decimocuartoIncubadoraFotografías de incubadorasPrincipios de operaciónControles de la incubadoraServicios requeridosRutinas de mantenimiento y uso de la incubadoraDefiniciones básicasBibliografía

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Capítulo decimoquintoMicroscopioOtros nombres del equipoFotografías de microscopiosPropósito del equipoPrincipios de operaciónDiagrama del equipo (isométrico y corte)Servicios requeridosDescripción de fallas potenciales por componentesMantenimiento general del microscopioDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo decimosextoPipetasFotografía y esquema de pipetas Propósito de la pipetaPrincipios de operación de la pipetaServicios requeridosUso de la pipetaRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo decimoséptimoPlato caliente con agitadorFotografía del plato caliente con agitadorPrincipios de operaciónControles del plato caliente con agitadorServicios requeridosOperación del plato caliente con agitadorRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

Capítulo decimoctavoRefrigeradorFotografía del refrigeradorPropósito del refrigeradorPrincipios de operaciónServicios requeridosCircuito de control refrigeradorOperación del refrigerador IRutinas de mantenimientoOperación del refrigerador IIEncendido del refrigeradorRutinas de mantenimientoDefiniciones básicasBibliografía

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Ilustración 1: Conjunto de equipos para pruebas ELISAIlustración 2: Lavador de ELISAIlustración 3: Perfiles de los pozos, técnica de ELISAIlustración 4: Esquema de un analizador de pHIlustración 5: Clases de electrodosIlustración 6: Circuito de control analizador de pHIlustración 7: Balanza de resorteIlustración 8: Balanza de pesa deslizanteIlustración 9: Balanza analíticaIlustración 10: Balanza de plato superiorIlustración 11: Balanza de sustituciónIlustración 12: Elementos de las balanzas electrónicasIlustración 13: Principio fuerza de compensaciónIlustración 14: Clasificación de balanzas por grupos de exactitudIlustración 15: Control balanza analíticaIlustración 16: Baño de MaríaIlustración 17: Resistencias de inmersión y externaIlustración 18: Control de baño de MaríaIlustración 19: Cabina de seguridad biológicaIlustración 20: Concepto de fuerza centrífuga Ilustración 21: Destilador de aguaIlustración 22: Esquema diluidorIlustración 23: Control del diluidorIlustración 24: Jeringa y dispensadorIlustración 25: DispensadorIlustración 26: Elementos dispensadoresIlustración 27: Interacción de la luz con la materiaIlustración 28: Fenómeno de absorbanciaIlustración 29: Componentes del espectrofotómetroIlustración 30: Reflexión de la luzIlustración 31: Rejilla de difracciónIlustración 32: Circuito de vapor del autoclaveIlustración 33: Espacios requeridos por el autoclaveIlustración 34: Acometida aire comprimidoIlustración 35: Acometida de vaporIlustración 36: Generador de vapor Ilustración 37: Control electrónico de la estufaIlustración 38: Circuito eléctrico de la estufaIlustración 39: Formas de transferencia de calorIlustración 40: Control de incubadoraIlustración 41: Lente positivo (convergente)Ilustración 42: Funcionamiento del lenteIlustración 43: Corte del microscopioIlustración 44: Clases de pipetas

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TABLA DE ILUSTRACIONES

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Ilustración 45: Fases del uso de la pipetaIlustración 46: Desensamble de una pipetaIlustración 47: Control plato caliente con agitadorIlustración 48: Motor de inducciónIlustración 49: Circuito de refrigeraciónIlustración 50: Circuito de control del refrigeradorIlustración 51: Control Banco de sangreIlustración 52: Control refrigerador ultrabaja temperatura

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Este manual ha sido desarrollado con el finde apoyar al personal que labora en los labo-ratorios de salud, sean clínicos o de investiga-ción, en los campos de la salud pública, saludanimal, salud ambiental, control de alimen-tos y control de medicamentos, en la com-prensión de los requerimientos técnicos rela-cionados con la instalación, uso y manteni-miento de un grupo de equipos que resultande gran importancia para la realización de lasactividades diagnósticas o de investigación.

No se pretende que los lineamientos inclui-dos en este manual conviertan a quien loconsulta en un experto capaz de solucionarcualquier problema que pueda presentarseen el equipamiento del laboratorio. El desa-rrollo alcanzado a nivel tecnológico y científi-co ha incorporado en los equipos infinidadde funciones y modos particulares de opera-ción, que necesariamente conllevan a imple-mentar programas que permitan aportar losrecursos para mantener dicho equipamientoen las mejores condiciones de operación.

Por la diversidad de orígenes, marcas y mode-los, solo es posible presentar unas recomen-daciones generales, dado que las particularesse encuentran desarrolladas en los manualesde uso, mantenimiento e instalación elabora-dos por los fabricantes y que deben ser solici-tados y exigidos en los procesos de adquisi-ción por las dependencias y profesionalesque tienen bajo su responsabilidad la incor-poración y la adquisición de tecnología en lasdiversas instituciones.

En su desarrollo, el manual ha tomado encuenta los siguientes aspectos:

1. Cada clase o familia de equipo incluida ha si-do desarrollada en un capítulo diferente,que se ha organizado en orden alfabético,de acuerdo con el nombre que los identifica.

2. Abarca 18 familias de equipo que han si-do seleccionadas, tratando de cubrir

aquellas de mayor utilización en laborato-rios de baja o media complejidad técnica.

3. Busca apoyar a los responsables de la gestióntécnica en la implementación de los progra-mas de mantenimiento y de gestión de cali-dad en pro de la salud de la población.

4. Cada equipo ha sido identificado con elnombre que más comúnmente se lo cono-ce. También se han incluido otros nom-bres alternos.

5. Se han introducido fotografías o ilustra-ciones o una combinación de ambas paraidentificar, sin lugar a equivocaciones, eltipo de equipo que se está considerando.

6. Dadas las grandes diferencias en la com-plejidad técnica de las marcas y modelosexistentes, cada tema ha sido desarrolladopensando en equipos básicos, pero, hastadonde ha sido posible, incluyen tecnolo-gía de desarrollo reciente.

7. Presenta una breve explicación sobre losprincipales usos o aplicaciones del equipoen el laboratorio.

8. Contiene una descripción básica de losprincipios con los que operan los distintosequipos. En consecuencia, hay explicacio-nes basadas en principios o leyes físicasy/o químicas que el lector interesado pue-de o debería profundizar por su cuenta.

9. Se incluye una descripción de los servicios oinstalaciones que requieren los distintosequipos para poder funcionar, poniendo én-fasis en los aspectos eléctricos y en los requi-sitos que en cada ambiente podrían facilitarsu correcta instalación y operación.

10. Describe las rutinas básicas de manteni-miento requeridas por los equipos, que sehan clasificado según la frecuencia conque deben realizarse: diarias, semanales,

INTRODUCCIÓN

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mensuales, semestrales, anuales y even-tuales. Dichas rutinas se han numerado yse presentan siguiendo un orden que tra-ta de ajustarse a la realidad. Mayor pro-fundidad y especificidad se pueden en-contrar en los manuales editados por losfabricantes.

11. Para cada equipo se ha desarrollado unatabla que procura condensar los proble-mas que con mayor frecuencia lo afectan,identificando sus posibles causas y las ac-ciones que deberían realizarse para solu-cionar el problema.

12. En cada capítulo se ha introducido una lis-ta de definiciones básicas que ayuda a

comprender el significado de algunos tér-minos utilizados.

13. Al final se ha incluido la bibliografía utili-zada para desarrollar los distintos temas.

También, en el caso de algunos equipos, sehan introducido temas adicionales relaciona-dos con la calibración, el control de calidad ola forma en que se encuentran diseñados ypresentados los controles.

El presente manual ha sido desarrollado porla Organización Panamericana de la Salud,para apoyar los programas de mejoramientode la calidad que promueve en los laborato-rios de la Región.

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ANALIZADOR DE ELISA

El analizador de ELISA es un espectrofotóme-tro especializado, diseñado para efectuar lalectura de los resultados de una técnica quese utiliza para determinar la presencia de an-ticuerpos o antígenos específicos presentesen una muestra. La técnica se basa en la de-tección de un antígeno inmovilizado sobreuna fase sólida, mediante anticuerpos que,directa o indirectamente, producen unareacción cuyo producto puede ser leído porel espectrofotómetro. Se le conoce tambiéncon el nombre de Lector de ELISA. La palabraELISA es el acrónimo de las palabras en len-gua inglesa Enzyme-Linked ImmunosorbentAssay.

FOTOGRAFÍA DE ANALIZADOR DE ELISA

PROPÓSITO DEL ANALIZADOR DE ELISA

El analizador de ELISA se utiliza para leer el re-sultado de las pruebas efectuadas, utilizando latécnica de ELISA, la cual tiene aplicación directaen inmunología y en serología; permite confir-mar la presencia en el organismo de anticuerposo antígenos de un agente infeccioso, vacunal oautoanticuerpos –artritis reumatoide, por ejem-plo–, entre otras aplicaciones.

PRINCIPIOS DE OPERACIÓN

El analizador de ELISA es un espectrofotóme-tro especializado. A diferencia de los espec-trofotómetros convencionales que permitenefectuar lecturas en un rango amplio de lon-gitudes de onda, este dispone de filtros o re-jillas de difracción que limitan el rango delongitudes de onda a aquellas que se utilizanen la técnica ELISA, la cual generalmente serealiza con longitudes de onda comprendidasentre los 400 y los 750 nm –nanómetros–. Al-gunos analizadores operan en el rango ultra-violeta y pueden efectuar análisis entre los340 y los 700 nm. El sistema óptico utilizadopor muchos fabricantes utiliza la fibra ópticapara llevar la luz hasta los pozos de la placa,donde se encuentra la muestra bajo análisis.La luz que atraviesa la muestra tiene un diá-metro que varía entre 1 y 3 mm. Un sistemade detección recibe la energía lumínica, pro-veniente de la muestra, la amplifica, determi-na la absorbancia y, a través de un sistema delectura, la convierte en datos que permiteninterpretar el resultado de la prueba. Tam-bién hay analizadores de ELISA que empleansistemas lumínicos de doble haz. Las muestrasdel ensayo de ELISA se colocan en placas dediseño especial, las cuales disponen de un nú-mero definido de pozos o vasos, en los cualesse lleva a cabo el procedimiento o ensayo.Son comunes las placas de 8 columnas por 12filas, con un total de 96 pozos. También exis-ten placas con un mayor número de pozos.Las hay de 384 pozos y la tendencia actualbusca aumentar el número de pozos, y redu-cir la cantidad de reactivos y el volumen delas muestras requeridas. La ubicación de lossensores ópticos en el analizador de ELISA va-ría dependiendo de los fabricantes. Algunoslos colocan sobre la placa portamuestras,mientras que otros los ponen directamentebajo los pozos de la placa.

CAPÍTULO 1

Analizador de ELISACódigo (s) ECRI

16-979

Denominación (es) ECRI

Lectores de microplacas fotométricos

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En la actualidad, los analizadores de ELISAdisponen de controles regulados por micro-procesadores, interfases de conexión a siste-mas de información, programas de control deprocesos y control de calidad que, a través delcomputador, permiten la automatizacióncompleta de los ensayos requeridos.

Equipos requeridos para efectuar ensa-yos de ELISA

Para desarrollar la técnica de ELISA se requieredisponer al menos de los siguientes equipos:

1. Un analizador de ELISA.

2. Un lavador de ELISA (capítulo 2).

3. Un sistema dispensador de líquidos. (Pue-den usarse pipetas multicanal).

4. Una incubadora especializada para las placas.

La ilustración que se presenta a continuaciónda una idea de la forma en que se encuentraninterrelacionados los equipos mencionados.

Ilustración 1: Conjunto de equipos para pruebas ELISA

Fases mecánicas de un ensayo utilizandola técnica de ELISA

Uso de equipos

Cuando se realiza una prueba de ELISA, ge-neralmente se siguen estos pasos:

1. Utilizando el lavador de ELISA o microplacas,se efectúa un primer lavado de la placa.

2. Mediante el dispensador de líquidos o las

pipetas multicanal, se llenan los vasos opozos de las placas con las soluciones pre-paradas para ser utilizadas en el ensayo.

3. A continuación, se coloca la placa en la incu-badora donde, a temperatura controlada, selleva a cabo un conjunto de reacciones.

Las etapas 1, 2 y 3 se pueden repetir varias ve-ces dependiendo del ensayo, hasta que se lo-gre que las muestras colocadas en las placashayan terminado sus reacciones.

Analizador de ELISA

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4. Finalmente, cuando se han completado lasreacciones químicas, se lleva la placa alanalizador de ELISA y se efectúan las lectu-ras que permiten emitir un diagnóstico.

Fases químicas de la técnica de ELISA

Se presenta a continuación un breve resumende cómo funciona la técnica de ELISA, desdeel punto de vista químico1.

1. Se recubren los pozos de una placa con an-ticuerpos o antígenos.

2. Se añaden las muestras, controles y están-dares a los pozos de la placa y se incubana temperaturas que oscilan entre la tem-peratura ambiente y 37 °C, por un períodode tiempo determinado, según caracterís-ticas de la prueba. Durante la incubación,una parte del antígeno de la muestra seune al anticuerpo del recubrimiento de laplaca, o el anticuerpo de la muestra se unecon el antígeno ubicado en el recubri-miento de la placa, en función de su pre-sencia y cantidad en la muestra analizada.

3. Después de la incubación, las entidades nounidas –antígenos o anticuerpos– se lavany se retiran de la placa, utilizando el lava-dor de ELISA que utiliza un buffer de lava-do adecuado.

4. A continuación, se añade un anticuerpo se-cundario, denominado el conjugado, elcual tiene una enzima que reaccionará conun sustrato para producir un cambio decolor.

5. Se inicia entonces un segundo período deincubación, durante el cual el conjugadose unirá al complejo antígeno-anticuerpoen los pozos de la placa.

6. Después de la incubación, se realiza un nue-vo lavado para retirar de los pozos de la pla-ca cualquier vestigio del conjugado no unido.

7. Se añade un sustrato. La enzima reaccio-nará con el sustrato y causará un cambio

de color en la solución, brindando un me-dio para medir la cantidad de conjugadoque a la vez dirá cuánto complejo antíge-no-anticuerpo está presente. Otro períodode incubación permitirá que esta reaccióntenga lugar.

8. Cumplido el tiempo de incubación, se aña-de un reactivo para detener la reacciónsustrato-enzima y prevenir cambios adicio-nales de color. Generalmente este reactivoes un ácido diluido.

9. Finalmente, se efectúa la lectura de la pla-ca en el analizador de ELISA. Los valores delos resultados se usan para determinar lascantidades de antígeno o anticuerpo espe-cíficos presentes en la muestra.

Algunos de los pozos en la placa se destinan pa-ra colocar estándares y controles. Los estándarespermiten definir los puntos de corte (cut off).Los controles son cantidades conocidas que seusan para medir el éxito del ensayo, evaluandolos datos recibidos contra las concentraciones es-tablecidas para cada control. El proceso antesdescrito es común, aunque muchas pruebas deELISA tienen variantes.

SERVICIOS REQUERIDOS

Para que el analizador de ELISA opere correc-tamente, es necesario verificar los siguientespuntos:

1. Un ambiente limpio, libre de polvo.

2. Una mesa de trabajo estable. Lo recomen-dable es que la misma esté alejada deequipos que generen vibraciones –centrí-fugas, agitadores–, que tenga un tamañoadecuado que permita ubicar, al lado delanalizador de ELISA, los equipos comple-mentarios requeridos para efectuar la téc-nica en mención: lavadores, incubadora,dispensador y computador con periféricos.

3. Una fuente de suministro eléctrico de acuer-do con las normas y estándares implemen-tados en el país. En los países americanos se

1 Explicaciones más detalladas deben ser consultadas en literatura especializada.

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utilizan por lo general voltajes de 110 V yfrecuencias de 60 Hz.

Calibración del analizador de ELISA

La calibración de un analizador de ELISA esun proceso especializado que debe realizarun técnico o ingeniero debidamente entrena-do, siguiendo las instrucciones que para elefecto brinda cada fabricante. Para efectuarla calibración se requiere disponer de un jue-go de filtros grises, los cuales se encuentranmontados en una placa de igual geometría alas utilizadas para efectuar los análisis. Los fa-bricantes suministran dichos filtros y puedenser utilizados para realizar calibraciones acualquier longitud de onda de las que utilizael equipo.

Los filtros de calibración disponen de al me-nos tres valores de densidad óptica, preesta-blecidos dentro de los rangos de medición;uno bajo, uno medio y el último, un valor al-to. Para efectuar la calibración se realiza el si-guiente proceso:

1. Colocar el filtro de calibración en el equipo.

2. Efectuar una lectura completa con el filtrode calibración. Verificar si se presentan di-ferencias en las lecturas obtenidas de ca-nal a canal. Si es así, invertir el filtro (180°)y repetir nuevamente la lectura para des-cartar que las diferencias puedan ser atri-buibles al filtro en sí. Por lo general, seacepta que el instrumento no requiere ca-libración, si se encuentra ajustado en doslongitudes de onda.

3. Verificar si el lector está descalibrado. Si esasí, proceder a la calibración, siguiendo larutina definida por el fabricante, verifican-do especialmente que la linealidad de laslecturas se mantenga lo más rigurosamen-te posible.

4. Si no se dispone de filtro de calibración,verificar la misma colocando una soluciónde color en los pozos de una placa y efec-tuando en seguida una lectura completa.Luego invertir la placa 180° y efectuar unanueva lectura. Si ambas lecturas presentan

valores promedio idénticos en cada fila, elanalizador se encuentra calibrado.

5. Verificar si el desplazamiento de la placa seencuentra calibrado, columna por columna.Colocar una placa vacía y efectuar las lectu-ras. Si no se observan diferencias medias en-tre las lecturas de columna a columna de laprimera a la última, podría asumirse que elavance se encuentra calibrado.

RUTINAS DE MANTENIMIENTO

Las rutinas que se describen a continuación es-tán enfocadas exclusivamente al analizador deELISA. El mantenimiento del lavador de ELISAestá tratado en el capítulo correspondiente.

Mantenimiento básicoFrecuencia: Diaria

1. Revisar que los sensores ópticos de cadacanal estén limpios. Si se detecta suciedad,limpiar con un pincel la superficie de lasventanas de los emisores de luz y de lossensores.

2. Confirmar que el sistema de iluminaciónesté limpio.

3. Verificar que la calibración del analizadores adecuada. Cuando se inicien las opera-ciones diarias, permitir que el analizadorse caliente durante 30 minutos. A conti-nuación, realizar una lectura en blanco yluego leer un módulo lleno de sustrato.Las lecturas deben ser idénticas. Si no loson, invertir el módulo y repetir la lectura,a fin de determinar si la desviación se ori-gina en el módulo o en el lector.

4. Examinar el avance automático de la pla-ca. El mismo debe ser suave y constante.

Mantenimiento preventivoFrecuencia: Trimestral

1. Verificar la estabilidad de la lámpara. Usarel filtro de calibración, efectuando lecturascon intervalos de 30 minutos o una misma

Analizador de ELISA 1

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placa. Comparar las lecturas. No debenexistir diferencias.

2. Limpiar los sistemas ópticos de los detecto-res y los sistemas de iluminación.

3. Limpiar el mecanismo de avance de la placa.

4. Verificar la alineación de cada pozo con lossistemas emisores y detectores de luz.

Tabla de solución de problemas

El analizador brinda lecturas sin sentido. Lámpara de iluminación fuera deservicio.

Reemplazar la lámpara por otra de las mismascaracterísticas que la original.

El analizador presenta absorbanciasaltas.

Reactivos usados y/o preparados deforma incorrecta.

Revisar que el TMB sea incoloro y la prepara-ción adecuada.

Contaminación con otras muestras. Repetir el ensayo verificando la marcación, ellavado y la forma de usar la pipeta.

Filtro de longitud de onda incorrecto. Verificar la longitud de onda recomendadapara el ensayo. Ajustar si es del caso.

Lavado insuficiente o ineficiente. Confirmar el método de lavado utilizado. Em-plear un ensayo de control de calidad apropiado.

Tiempo de incubación muy largo otemperatura muy alta.

Revisar tiempos y temperatura de incubación.

Dilución de muestras mal procesada. Revisar proceso de dilución de muestras.

Falta algún reactivo. Verificar que el ensayo se realiza de acuerdo alprocedimiento establecido.

Las lecturas del analizador varían de fi-la en fila.

Sensores ópticos sucios. Limpiar los sensores.

Lentes o elementos del sistema de ilu-minación sucios.

Limpiar lentes del sistema de iluminación.

Falta de calibración de uno o máscanales.

Verificar la calibración de cada uno de loscanales.

Problemas con los blancos. Efectuar una lectura en vacío y compararlacontra la lectura del blanco. Si el sistema leebien, deberá encontrarse una lectura de den-sidad óptica similar. Caso contrario, el analiza-dor está descalibrado.

El analizador presenta absorbanciasbajas.

Tiempo de incubación muy corto otemperatura muy baja.

Revisar temperaturas y tiempos de incubación.

Los reactivos no se encuentran a latemperatura ambiente.

Comprobar que los reactivos estabilicen sutemperatura con la del ambiente.

Lavado excesivo de la placa. Ajustar el proceso de lavado a lo indicado porel fabricante del ensayo.

Filtro de longitud de onda incorrecto. Verificar el filtro de longitud de onda seleccio-nado. Utilizar el recomendado para el ensayo.

Reactivos usados o preparados de for-ma incorrecta.

Revisar los reactivos utilizados. Comprobar lasdiluciones.

Falta algún reactivo. Verificar que el ensayo se realiza de acuerdoal procedimiento establecido.

La placa presenta rayaduras en el fon-do de los pozos.

Preparar una nueva placa y repetir el ensayo.

PROBLEMA CAUSA PROBABLE REMEDIO

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Clase de placa mal seleccionada o pla-ca sucia.

Verificar el tipo de placa utilizada. Prepararuna placa nueva y repetir el ensayo.

El analizador presenta variacionesinesperadas en las lecturas de densi-dad óptica.

La lámpara del analizador en situacióninestable.

Reemplazar la lámpara por otra de las mismascaracterísticas que la original.

Lecturas de densidad óptica muy bajascomparadas con los criterios de la eva-luación óptica del operador.

La lectura se está realizando con luz delongitud de onda diferente a la reque-rida por el ensayo.

Verificar con qué longitud de onda se estáefectuando la lectura. Si es del caso, ajustar lalongitud de onda y repetir la lectura.Verificar que se ha seleccionado el filtro delongitud de onda recomendado.

Alta absorbancia del blanco. Sustrato contaminado. Revisar que el TMB sea incoloro y la prepara-ción adecuada.

Lavado insuficiente o ineficiente. Retirar el buffer después del lavado. Revisarque los pozos sean llenados y aspirados demanera uniforme cuando se lavan.

La lectura del analizador presenta unaumento gradual o un decremento decolumna en columna.

Calibración inadecuada del motor deavance de la placa.

Calibrar el avance para que en cada paso lospozos queden exactamente alineados con elsistema emisor de luz.

Los datos no son transferidos entre ellector y el microprocesador.

El lector y el microprocesador tienendefinidos diferentes caracteres.

Verificar códigos seleccionados.

Tasas de transferencia de información(Baud) diferentes.

Confirmar tasas de transferencia seleccionadas.

Configuración de las clavijas de trans-misión/recepción mal seleccionada.

Revisar la configuración de las clavijas. Debeestar configurada según parámetros definidospor el fabricante.

Se han secado los pozos de la placa. Cambiar la forma de lavar la placa.

Placa mal colocada en el lector o malsentada.

Revisar la colocación de la placa. Repetir lalectura.

Humedad o huellas digitales en el fon-do exterior de la placa.

Verificar que el fondo exterior de los pozos seencuentre limpio.

Cantidades residuales del buffer de lavadoen los pozos antes de añadir el sustrato.

Confirmar la remoción completa del buffer delavado.

Las tabletas del sustrato no se encuen-tran completamente disueltas.

Verificar que las tabletas se disuelvancorrectamente.

La tableta del sustrato ha sido conta-minada por humedad o pinzas metáli-cas o no se encuentra completa.

Evidenciar integridad y manejo de las tabletasdel sustrato.

La posición del pozo blanco podría ha-ber sido cambiada y una cantidad inco-rrecta ha sido restada a cada lectura.

Verificar la carga correcta de la placa.


Baja reproducibilidad. Homogeneidad de la muestra. Mezclar los reactivos antes de usarlos. Permitirque se equilibren con la temperatura ambiente.

Procedimiento erróneo en el uso de lapipeta.

Comprobar que las puntas de la pipeta soncambiadas entre las muestras y que es remo-vido el exceso de líquido en el exterior.

Lector descalibrado. Revisar la calibración. Usar un juego de con-trol de calidad apropiado.

Lector utilizado sin suficientecalentamiento.

Esperar a que el lector se haya estabilizado ensu temperatura de operación.

Reactivos vencidos. Verificar las fechas de vencimiento de losreactivos.

Analizador de ELISA 1

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Falla en la interfase del programa decomunicaciones.

Llamar al servicio técnico especializado.

Haz de luz desalineado. El analizador trasladado o movido sinlas debidas precauciones.


La fuente de luz –lámpara– ha sidocambiada y su reemplazo no ha sidoinstalado y alineado correctamente.

Verificar montaje y alineación de la fuente deluz.

El computador falla al indicar los códi-gos de error.

El programa que controla la activaciónde las alarmas y los mensajes de adver-tencia presenta fallas o no está valida-do por el productor.


El analizador presenta fallas en la de-tección de errores.

Diversos componentes del sistema pre-sentan fallas, como el sistema de de-tección del nivel de líquidos.


Cable de conexión lector-microproce-sador mal ajustado.

Revisar conexiones. Ajustar conexiones.

Identificación incorrecta de la muestra. Placa cargada de forma inadecuada. Revisar proceso de identificación de las mues-tras. Repetir lectura efectuando los ajustes.

Identificación incorrecta de la muestraregistrada en el analizador.


DEFINICIONES BÁSICAS

ELISA. Técnica desarrollada para efectuaranálisis que permiten determinar si una sus-tancia se encuentra presente en una muestra.Se utiliza principalmente en el área de inmu-nología. La palabra ELISA es el acrónimo delas palabras en lengua inglesa Enzyme-LinkedImmunosorbent Assay.

Enzima. Proteína que sirve de catalizador enuna reacción química, acelerando las reacciones.

Fluoróforo. Moléculas que absorben luz auna determinada longitud de onda y emitenluz de una longitud de onda mayor.

Lavador de ELISA. Equipo que se utiliza pa-ra lavar las placas durante las etapas de unaprueba de ELISA, con el fin de remover aque-llos componentes que no se han unido en las

reacciones. El lavador de ELISA utiliza buffersespeciales en los procesos de lavado.

Lector de microplacas. Nombre dado a losanalizadores de ELISA.

Placa de ELISA. Elemento de consumo que seha estandarizado para efectuar los análisis me-diante la técnica de ELISA. Las placas tienen engeneral 96 pozos en una configuración típicade 8 filas por 12 columnas. También hay placasde ELISA de 384 y recientemente se han venidoimponiendo microplacas de hasta 1 536 pozos,en centros de alta demanda, debido a las eco-nomías logradas en insumos y reactivos.

Quimioluminiscencia. Emisión de luz queaparece durante una reacción química.

TMB. Sustrato usado con la enzima HRP.

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Bibliografía

ELISA Automation, Hudson Control Group, AB104A, 2002. (www.hudsoncontrol.com)

Solid Phase Guide, NUNC™, Brand Products, Introduction to Solid Phase Techniques.(http://www.nuncbrand.com/PDF/Guides%20and%20Manuals/Guide%20to%20Solid%20Phase.pdf)

Universal Medical Device Nomenclature System™ (UMDNS), Product Categories Thesaurus,ECRI, 5200 Butler Pike, Plymouth Meeting, PA, USA, 2000.

Zoon, Kathryn, Recommendations to users of medical devices that test for infectious dis-ease markers by enzyme immunoassay (EIA) test systems, Division of Blood Applications,Bethesda, MD. (http://www.fda.gov/cber/bldmem/122094.txt)

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suministra, a través de agujas, la soluciónde lavado a los diferentes pozos. La cabezasuele contar con ocho pares de agujas paralavar y aspirar los pozos de una misma filade la placa de forma simultánea –en la cabe-za confluyen los subsistemas de suministro yde extracción–. También hay modelos quedisponen de doce pares de agujas y existenversiones que efectúan el proceso de lavadode manera simultánea en todos los pozos dela placa. Algunos lavadores brindan la posi-bilidad de trabajar con diversas solucionesde limpieza, efectuando los cambios de so-lución según programe el operador.

• Subsistema de extracción. Requiere deun mecanismo de vacío y de un sistema dealmacenamiento para recolectar los fluidosy desechos retirados de los pozos de las pla-cas. El vacío puede ser proporcionado porbombas externas o internas. La extracciónse realiza mediante un conjunto de agujasmontadas en la cabeza lavadora/aspirado-ra. El número de agujas varía entre uno ytres, según el fabricante y el modelo.

Si se usa una sola aguja, las operaciones de la-vado y extracción se hacen a través de esta

única aguja. Si se utilizan dos agujas, una seusa para el suministro de la solución de lavadoy la otra para la extracción. Si se utilizan tres,la primera es para el suministro de la soluciónde lavado, la segunda para la extracción y latercera para controlar –extraer– cualquier ex-ceso de volumen dentro del pozo.

En general la longitud de la aguja de extrac-ción es mayor que la longitud de la aguja desuministro, con el fin de que pueda avanzar–verticalmente– hasta una altura que oscilaentre 0,3 y 0,5 mm del fondo del pozo.

• Subsistema de avance. Está compuestopor un mecanismo que desplaza horizon-talmente la cabeza de suministro y extrac-ción, para poder llegar en la placa de ELI-SA a cada uno de los pozos; cuando se haefectuado el desplazamiento horizontal ala siguiente fila, se realiza un movimientovertical hacia los pozos, con el fin de dis-pensar y/o extraer la solución de lavado.Hay lavadores que efectúan estas opera-ciones de forma simultánea.

Se presenta a continuación una ilustración en laque se muestran los subsistemas mencionados.

Ilustración 2: Lavador de ELISA

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Lavador de ELISA 2

Proceso de lavado

El lavado es una de las etapas que se debe reali-zar cuando se efectúan análisis, utilizando latécnica de ELISA. Se emplean para el efecto so-luciones especiales. Entre las más usadas se en-cuentra la solución buffer fosfatada o PBS. La so-lución buffer fosfatada tiene una estabilidad de2 meses, si se la conserva a 4 °C. Se estima quepara el lavado de una microplaca se requiere en-tre 1 y 3 litros de solución. Se estima que en ca-da pozo se utilizan 300 µl de solución de lavadopor ciclo. El lavado es una operación que se pue-de realizar manualmente, pero si se tienen de-mandas altas y si se trabaja con sustancias po-tencialmente contaminadas, es mejor utilizar unequipo de lavado automatizado.

Entre los procesos de lavado se destacan lossiguientes:

• Aspiración de arriba hacia abajo. Cuan-do se inicia la fase de aspiración, las agujasse desplazan verticalmente y la aspiraciónse inicia de inmediato; estas entran en el lí-quido; el proceso continúa hasta que lasagujas alcanzan la posición máxima infe-rior, muy cerca del fondo de los pozos, mo-mento en el que se detienen para evitarsuccionar aire que fluiría necesariamentesobre las paredes laterales interiores de lospozos. Este tipo de aspiración previeneque corrientes de aire sequen la proteínaunida sobre la superficie de los pozos.

• Aspiración y dispensación simultá-neas. En este tipo de lavado los sistemasde lavado y aspiración funcionan simultá-neamente, generando una turbulenciacontrolada dentro del pozo que remuevelas sustancias no unidas durante los tiem-pos estimados de reacción.

• Aspiración desde el fondo de los po-zos. En este sistema, la aspiración delfluido contenido en los pozos se efectúaposicionando inicialmente las agujas deaspiración en una posición muy cercanaal fondo, iniciando en seguida un ciclo desucción que generalmente es controladopor tiempo. Este sistema puede llegar aaspirar aire si hay diferencias en los nive-les de llenado de los tanques.

Calibración del lavador

El lavador de ELISA resulta crítico para garan-tizar que la técnica de ELISA funciona de for-ma apropiada. Se presentan a continuaciónlos lineamientos a tener en cuenta para queel equipo funcione adecuadamente.

• Posición de las agujas (cabeza de sumi-nistro y aspiración). Se debe verificar concuidado el ajuste de la posición horizontal yvertical respecto de los pozos. Si la placa tie-ne pozos de fondo plano, se debe verificar quela aguja de aspiración se encuentre ubicada

La siguiente ilustración muestra las formas depozo más comunes encontradas en las placas

de ELISA. Cada forma de pozo es adecuadapara un tipo de prueba en particular.

Ilustración 3: Perfiles de los pozos, técnica de ELISA

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muy cerca a la pared del pozo; si el fondo esredondo o en V, se debe verificar que laaguja de succión se encuentre en el centrodel pozo y, cuando se efectúa el movimien-to vertical, se mantenga una distancia agu-ja-fondo del pozo, comprendida entre 0,3 y0,5 mm. Nunca se debe permitir que lasagujas toquen el fondo de los pozos, paraevitar interferencias de tipo mecánico entrela punta de la aguja y el fondo del pozo du-rante la función de aspiración.

• Tiempo de aspiración. Ajustar el tiempode aspiración de forma que resulte adecua-do, para que la película de solución adheri-da a la pared del pozo pueda fluir hasta elfondo del mismo. Evitar tiempos demasiadolargos para impedir que se seque el recubri-miento de los pozos. Verificar que las agu-jas del sistema de succión se encuentrenlimpias (libres de obstrucciones).

• Volumen dispensado. Verificar que el vo-lumen dispensado esté lo más cerca posibledel volumen máximo del pozo; confirmarque todos los pozos se llenen de forma ho-mogénea –al mismo nivel–. Comprobar quelas agujas dispensadoras se encuentren lim-pias (libres de obstrucciones).

• Vacío. El sistema de succión debe estar gra-duado de forma adecuada. Si el vacío es muyalto, puede alterarse la prueba, pues podríansecarse los pozos y debilitar considerable-mente la actividad de la enzima en los pozos,alterando por completo el resultado de laprueba. La mayoría de los lavadores funcio-nan bien con un vacío que oscila entre el 60 y70 % de la presión atmosférica. En algunoslavadores, el vacío se produce en una bombaexterna que opera como un accesorio del la-vador y su operación es controlada desde ellavador, lo que implica que la bomba de va-cío opera únicamente cuando se requiere.

Verificación del proceso de lavado

Para verificar si el proceso de lavado se realizade acuerdo con las especificaciones exigidas porla técnica de ELISA, los fabricantes de pruebas

de ELISA han desarrollado procedimientos quedeben ser efectuados de forma regular. Uno delos controles5 se basa en la utilización del reac-tivo Peroxidasa, el cual se dispensa medianteuna pipeta en los pozos de la placa para ser leí-do a 405, 450 y 492 nm. En seguida los pozosse lavan y se les añade un sustrato incoloro(TMB/H2O2 - Tetrametilbenzidina/Peróxidode hidrógeno). Cualquier residuo conjugadohidrolizará la enzima y el cromógeno cam-biará a color azul. Después de detener lareacción con ácido, el TMB se vuelve amari-llo. La intensidad del color resultante estádirectamente relacionada con la eficienciadel proceso de lavado.


Para que el lavador de ELISA opere correcta-mente, se necesita disponer de los siguientesservicios:


2. Una mesa de trabajo estable. Se aconsejaque la misma esté alejada de equipos quegeneren vibraciones –centrífugas, agitado-res–, que tenga un tamaño adecuado paraque permita ubicar, al lado del lavador deELISA, los equipos complementarios re-queridos para efectuar la técnica en men-ción: analizador, incubadora, dispensadory computador con periféricos.

3. Una toma eléctrica con polo a tierra enbuen estado, conectada a una acometidaque cumpla con las normas y estándareseléctricos implementados en el país o el la-boratorio. En los países americanos se uti-lizan generalmente voltajes de 110 V y fre-cuencias de 60 Hz.


Las rutinas que se describen a continuación es-tán enfocadas exclusivamente al lavador deELISA. El mantenimiento del analizador de ELI-SA está tratado en el capítulo correspondiente.

5 Procedimiento desarrollado por PANBIO, ELISA Check Plus, Cat. Nº E-ECP01T.

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Lavador de ELISA 2

Mantenimiento básicoFrecuencia: Diaria

1. Verificar el volumen dispensado.

2. Comprobar la uniformidad del llenado.

3. Verificar la eficiencia del subsistema deaspiración.

4. Confirmar la limpieza de las agujas de su-ministro y extracción.

5. Limpiar el lavador con agua destilada des-pués de haberlo utilizado, para removercualquier vestigio de sal en los conductosde los subsistemas de suministro y extrac-ción. Las agujas pueden mantenerse su-mergidas en agua destilada.

6. Verificar la limpieza del cuerpo del lava-dor. Si es del caso, limpiar las superficiesexteriores con una pieza de tela humede-cida, con un detergente suave.

Mantenimiento preventivoFrecuencia: Trimestral

1. Desensamblar y limpiar los conductos y co-nectores. Verificar la integridad de los mis-mos. Si de detectan fugas o vestigios decorrosión, ajustar y/o reemplazar.

2. Verificar la integridad de los componentesmecánicos. Lubricar de acuerdo con las ins-trucciones del fabricante.

3. Comprobar el ajuste de cada uno de lossubsistemas. Calibrar de acuerdo a las re-comendaciones del fabricante.

4. Confirmar la integridad del conector eléc-trico y el cable de interconexión.

5. Verificar la integridad del fusible, y que suspuntos de contacto estén limpios.


Al terminar el lavado quedan residuosde la solución utilizada en los pozos.

El sistema de extracción del lavadorpresenta fallas.

Verificar si el sistema de vacío funciona a lapresión adecuada.

Los conductos del sistema de vacío sonde diámetro diferente al recomendado.

Comprobar el diámetro de los conductos querecomienda el fabricante.

La línea de succión presenta obstruc-ciones.

Verificar que las líneas de vacío se encuentrenlimpias.

El recipiente para almacenar el desper-dicio se encuentra lleno.

Confirmar el nivel del recipiente de desperdicio.

El filtro de la línea se encuentra húme-do o bloqueado.

Verificar el estado e integridad del filtro del sis-tema de succión.

La punta de la pipeta no está colocaday no llega hasta el fondo de los pozos.

Examinar la colocación de las puntas en lapipeta.

Se utilizó una microplaca diferente enel ensayo.

Verificar el tipo de placa que requiere el ensayo.

El lavador no ha sido purgado adecua-damente.

Revisar el proceso de purga.

El operador no ha seguido las instruc-ciones del fabricante correctamente.

Examinar el proceso recomendado por el fa-bricante. Efectuar los ajustes requeridos.

Se colocó la placa en el lavador, sin laalineación correcta.

Revisar la colocación de la placa en el lavador.


Nota: Personal técnico debidamente ca-pacitado debe realizar el mantenimientode sistema de control. Si se requiere, debellamarse al fabricante o representante.

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Bomba de desplazamiento positivo. Dis-positivo conformado por un émbolo que sedesplaza a lo largo de un cilindro. El mecanis-mo es similar al que presenta una jeringa. Es-tá dotado de un conjunto de válvulas paracontrolar los flujos hacia y desde la bomba.

Buffer. Solución que mantiene un valor cons-tante y conocido de pH a una temperaturadada.

PBS. Una de las soluciones que se utiliza pa-ra efectuar las operaciones de lavado en las

pruebas de ELISA. PBS es el acrónimo dePhosphate Buffer Solution. Está compuestopor las siguientes sustancias: NaCl, KCl, NaH-PO42H2O y KH2SO4. Las casas productoras su-ministran los boletines técnicos que indicanlas proporciones e instrucciones de cómo pre-pararse. En general se mezcla una parte dePBS, con 19 partes de agua desionizada.

Placa (de ELISA). Dispositivo de dimensionesestandarizadas diseñado para colocar las mues-tras que requieren ser analizadas mediante latécnica de ELISA. En general existen disposicio-nes de 96, 384 y 1 536 pozos. Se fabrican enplásticos como poliestireno y polipropileno.

El ciclo de lavado se desarrolla de for-ma inadecuada.

Se agotó la reserva de la solución delavado.

Examinar el recipiente de almacenamiento dela solución de limpieza. Reponer el volumenfaltante.

El recipiente de lavado presenta creci-miento de hongos o bacterias.

El sistema no se usa frecuentemente.

No se utiliza un procedimiento de con-trol adecuado (desinfección).

Revisar los procedimientos usados para impe-dir el crecimiento de hongos o bacterias.

Los tubos y conectores no se cambiancon la frecuencia requerida.

Verificar la frecuencia de cambio sugerida porel fabricante y/o por el departamento técnico.

La solución de lavado se ha contaminado. Confirmar los procedimientos utilizados en lapreparación y manejo de la solución de lava-do, a fin de determinar la causa de la contami-nación y eliminarla.

No se ha efectuado el mantenimientode acuerdo a la programación.

Revisar las fechas previstas para efectuar elmantenimiento. Informar a los responsables.

El lavador no fue purgado adecuada-mente al inicio del ciclo de trabajo.

Limpiar adecuadamente para homogeneizarla humedad en cada uno de sus componentesy que se eliminen las burbujas de aire.

El volumen dispensado de solución de la-vado ha sido programado erróneamente.

Verificar los volúmenes de solución requeridospara cada tipo de prueba y cada tipo de placa.

La placa fue colocada de forma inco-rrecta en el lavador.

Comprobar la correcta instalación de la placaen el lavador.

La altura de trabajo fue mal seleccionada. Revisar la altura de trabajo recomendada pa-ra cada tipo de placa.

Las placas utilizadas son diferentes alas recomendadas por el fabricante.

Verificar que las placas utilizadas sean com-pletamente compatibles con el lavador.

No se mantienen los niveles de fluidoadecuado en los pozos.

El tubo de suministro de la solución delavado no es del diámetro ni del espe-sor definido por el fabricante.

Revisar las especificaciones del fabricante. Co-rregir si es del caso.

La presión es insuficiente para entregarla cantidad adecuada de solución delavado.

Revisar el sistema de suministro y los conduc-tos de suministro. Puede haber una obstruc-ción en la línea de llenado.


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Lavador de ELISA 2

Existen también placas que han recibido tra-tamientos especiales para facilitar la realiza-ción de pruebas.

TMB/H2O2. (Tetrametilbenzidina/Peróxido dehidrógeno). Reactivo que se emplea para ve-rificar la calidad del lavado de los pozos utili-zados en la técnica ELISA.

Bibliografía

ELISA Check Plus, Panbio, Cat. Nº E-ECP01T, Brisbane, 2004.(http://www.panbio.com.au/prodinfo/E-ECP01T.pdf)

Good technique for ELISA Assay, GTI, Inc.(http://www.gtidiagnostics.com/forms %26docs/good_elisa_techniques_062304.pdf)

Solid Phase Guide, NUNC™, Brand Products, Introduction to Solid Phase Techniques.(http://www.nuncbrand.com/PDF/Guides%20and%20Manuals/Guide%20to%20Solid%20P-hase.pdf)


Zoon, Kathryn, Recommendations to users of medical devices that test for infectious disea-se markers by enzyme immunoassay (EIA) test systems, Division of Blood Applications, Bet-hesda, MD. (http://www.fda.gov/cber/bldmem /122094.txt)

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ANALIZADOR DE pH

El analizador de pH se utiliza para determinar laconcentración de iones del gas hidrógeno [H+]en una disolución. Este equipo permite realizarmediciones de la acidez de una solución acuosa,siempre que el mismo sea utilizado de formacuidadosa y se ajuste a procedimientos plena-mente comprobados. A los analizadores de pHse les denomina, además, pHmetros, monitoresde pH o potenciómetros.

PROPÓSITO DEL EQUIPO

El analizador de pH es un instrumento de usocomún en cualquier campo de la ciencia relacio-nado con soluciones acuosas. Se utiliza en áreascomo la agricultura, el tratamiento y purifica-ción de agua, en procesos industriales como lospetroquímicos, fabricación de papel, alimentos,metalmecánica, farmacia e investigación y desa-rrollo, entre otros. En el laboratorio de salud, lasaplicaciones del instrumento están relacionadascon el control de medios de cultivo, contro-lar y/o medir la alcalinidad o acidez de caldos ybuffer. En equipos especializados de diagnósticode laboratorio, se usan los mismos principios uti-lizando microelectrodos para medir la acidez oalcalinidad de los componentes líquidos de lasangre, en donde la sustancia más importante esel agua que contiene gran cantidad de sales ysustancias orgánicas disueltas. El pH del plasmasanguíneo es una de las características que per-mite evaluar y determinar el estado de salud deun paciente; su valor varía normalmente –en elplasma– entre 7,35 y 7,45. Dicho valor está rela-cionado con el metabolismo del paciente, pro-ceso en el cual ocurre multitud de reaccionesque resultan inherentes al proceso vital, en lascuales se producen y eliminan ácidos y basesque, en condiciones normales, se mantienen enequilibrio. Los ácidos liberan constantemente io-nes [H+] que el organismo neutraliza o equilibramediante la liberación de iones de bicarbonato

[HCO3–]. El organismo mantiene el equilibrio

acido-básico a través de los riñones, órganos enlos cuales se elimina cualquier exceso que se pre-sente. –Es una de las características que varía de-pendiendo de factores como la edad o el estadode salud del paciente–. Se presentan a continua-ción los valores típicos de pH de algunos fluidoscorporales.

Tabla 1: Valores de pH de algunos fluidos orgánicos

FOTOGRAFÍAS Y ELEMENTOS DELANALIZADOR DE pH

CAPÍTULO 3

Analizador de pHCódigo (s) ECRI

15-164


Medidores de pH

FLUIDO VALOR DE pH

Bilis 7,8 – 8,6

Saliva 6,4 – 6,8

Orina 5,5 – 7,0

Jugo gástrico 1,5 – 1,8

Sangre 7,35 – 7,45

Fotografía

ElementoAnalizador de pH con brazo portaelectrodo y electrodo

1. Brazo portaelectrodo y electrodo2. Transformador3. Control ajuste temperatura4. Controles de calibración Cal 1 y Cal 2 5. Control selector de funciones Stand by, mV, pH

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El analizador de pH mide la concentración deiones [H+], utilizando un electrodo sensible alos iones. En condiciones ideales dicho elec-trodo debería responder ante la presencia deun único tipo de ión, pero en la realidadsiempre se presentan interacciones o interfe-rencias con iones de otras clases presentes enla solución. Un electrodo de pH es general-mente un electrodo combinado, en el cual seencuentran integrados un electrodo de refe-rencia y un electrodo de vidrio, en una mismasonda. La parte inferior de la sonda terminaen un bulbo redondo de vidrio delgado. Eltubo interior contiene cloruro de potasio sa-turado (KCl), invariable y una solución 0,1 Mde ácido clorhídrico (HCl). También, dentro

del tubo interior, está el extremo del cátododel electrodo de referencia. El extremo anó-dico se envuelve así mismo en el exterior deltubo interno y termina con el mismo tipo deelectrodo de referencia como el del tubo in-terno. Ambos tubos, el interior y el exterior,contienen una solución de referencia, peroúnicamente el tubo exterior tiene contactocon la solución del lado externo del electrodode pH, a través de un tapón poroso que actúacomo un puente salino.

Dicho dispositivo se comporta como una cel-da galvánica. El electrodo de referencia es eltubo interno de la sonda analizadora de pH,el cual no puede perder iones por interaccióncon el ambiente que lo rodea, pues como re-ferencia debe permanecer estático –invaria-ble– durante la realización de la medida. Eltubo exterior de la sonda contiene el medioal que se le permite mezclarse con el ambien-te externo. Como resultado de lo anterior, es-te tubo debe ser llenado periódicamente conuna solución de cloruro de potasio (KCl) parareponer la capacidad del electrodo que se in-hibe por pérdida de iones y por evaporación.

El bulbo de vidrio en la parte inferior delelectrodo de pH que actúa como elementode medición está recubierto, tanto en el exte-rior como en el interior, con una capa de gelhidratado. Los cationes metálicos [Na+] se di-funden en el gel hidratado fuera del vidrio ydentro de la solución, mientras que los iones[H+] de la solución se difunden dentro del gelhidratado. El gel hidratado es el que haceque el electrodo de pH sea un electrodo se-lectivo de iones. El ión [H+] no cruza a travésde la membrana de vidrio del electrodo depH, es el ión sodio [Na+] el que cruza y permi-te un cambio de la energía libre. Cuando unión se difunde de una región de actividad aotra, se presenta un cambio en la energía li-bre y esto es lo que mide el analizador de pH.Una breve explicación de la teoría sobre lacual se basa el funcionamiento de los electro-dos se incluye en el anexo ubicado al final delcapítulo.

Fotografía

ElementoElectrodo de pH y brazo portaelectrodo

http://www.umd.umich.edu/casl/natsci/slc/slconline/PHM/select.html

33

Analizador de pH 3

COMPONENTES

Un analizador de pH dispone generalmentede los siguientes componentes:

1. Un instrumento que contiene los cir-cuitos, los controles, los conectores y laspantallas o escalas de medición. Dentro delos componentes más importantes del mis-mo, se encuentran los siguientes:

a) Un interruptor de encendido/apagado.No todos los analizadores de pH disponende un interruptor de encendido y apaga-do. Algunos simplemente disponen de uncable con un enchufe que permite conec-tarlo a una toma eléctrica adecuada.

b) Control de temperatura. Este controlpermite realizar los ajustes relacionadoscon la temperatura de la disolución a lacual se realiza la medición del pH.

c) Controles de calibración. Dependiendodel diseño, los analizadores de pH puedendisponer de uno o dos botones o diales decalibración. Normalmente se identifican

con las letras Cal 1 y Cal 2. Si el analizadorde pH se calibra con una sola solución, seutiliza el dial Cal 1 previendo que el dialCal 2 se encuentre graduado al 100 %. Siel analizador de pH permite el uso de ca-libraciones de dos puntos, se deberá dis-poner de dos soluciones de pH conocidoque abarquen el rango de pH que serámedido. En este caso se utilizan los doscontroles (Cal 1 y Cal 2). En casos espe-ciales deberán efectuarse calibracionesde tres puntos (utilizando tres solucionesde pH conocido).

d) Selector de funciones. Las funciones in-cluidas en el control en mención, general-mente, son:

I. Modo Stand by (0). En esta posición loselectrodos se encuentran protegidos de co-rrientes eléctricas. Es la posición utilizada pa-ra mantener almacenado el equipo.II. Modo pH. En esta posición el equipo es-tá en capacidad de realizar las medicionesde pH, previas a los procedimientos de ca-libración requeridos.III. Modo milivoltios mV. En esta posición el

Ilustración 4: Esquema de un analizador de pH

ESQUEMA DE UN ANALIZADOR DE pH

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Ilustración 6: Circuito de control analizador de pH

equipo está en capacidad de realizar lectu-ras de milivoltios.IV. Modo ATC. Modo de ajuste automáticode la temperatura cuando se mide el pHen soluciones cuyas temperaturas varían.Esta función requiere el uso de una sondaespecial. No todos los analizadores de pHdisponen de este control.

2. Un electrodo de combinación. Este dis-positivo debe ser almacenado en aguadestilada y permanecer conectado al ins-trumento de medición o metro. El electro-do de combinación dispone de un electro-do de referencia –conocido también comoelectrodo calomel o calomelanos– y unelectrodo activo, integrados sobre un mis-mo cuerpo. El diseño del mismo varía de-pendiendo del fabricante.

Ilustración 5: Clases de electrodos

CIRCUITO TÍPICO

A continuación, se incluye un circuito típicode los que conforman el sistema de control

de un analizador de pH. Cada fabricante dis-pone de sus propios diseños y variantes.

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Analizador de pH 3


El analizador de pH funciona mediante corrien-te eléctrica de las siguientes características:

Energía tipo: monofásicaVoltaje: 110 V o 220 VFrecuencia: 60 Hz

También existen analizadores de pH de tipoportátil que funcionan con baterías.

PROCEDIMIENTO GENERALDE CALIBRACIÓN

Los analizadores de pH normalmente debenser calibrados antes de ser utilizados, a fin de

garantizar la calidad y exactitud de las lectu-ras. Los procedimientos que se realizan sonlos siguientes:

1. Calibración de un punto. Se realiza en con-diciones de funcionamiento y uso normal.Utiliza una solución de referencia de pHconocido.

2. Calibración de dos puntos. Se realiza si serequiere efectuar mediciones muy preci-sas. Utiliza dos soluciones de referencia depH conocido. Igualmente, si el instrumen-to se utiliza de forma esporádica y si elmantenimiento que recibe es eventual.

Tabla 2: Descripción elementos circuito de control

Alimentación y rectificación eléctrica Transformador 110 V/12 V AC Dispositivo para convertir el voltaje de red110 V a 12 V AC

Sección de salida Voltímetro DC de bajo costo Permite la lectura en milivoltios. El voltaje leí-do es 10 veces el voltaje de la celda, permi-tiendo una resolución de 0,1 milivoltios.

La lectura se realiza mediante la utilización deelectrodos de carbono/Quinhidrona.

Medición de pH y milivoltios Amplificador dual de modo no inverti-do TL081

Resistencia (R1) 9,09 K Ω (ohm) Circuito milivoltios

Resistencia (R2) 1 K Ω (ohm) Circuito milivoltios

Resistencia (R3) 560 K Ω (ohm) Circuito pH

Resistencia variable (R4) 10 K Ω (ohm) Circuito pH

Resistencia (R5) 30 K Ω (ohm) Resistencia a tierra

La ganancia del circuito está gobernada me-diante la siguiente ecuación:Ganancia = 1+(R3+PxR4)/R5+(1–P)xR4.

Diodos rectificadores 1N4002 Diodo para controlar la forma de la onda y ga-rantizar que la misma es positiva

Condensadores electrolíticos 3 300 mi-crofaradios (µfd) (2)

Condensadores para amortiguar el voltaje DCobtenido por los diodos

Reguladores de tres terminales (7812,7912)

Dispositivo para regular el voltaje resultante de lainteracción entre diodos y condensadores

Condensadores electrolíticos de 0,1 mi-crofaradios (µfd) (2)

Dispositivos usados para lograr estabilidad en al-ta frecuencia

Lámpara de señal 12 V DC Lámpara que indica si el equipo está prendido

SISTEMA ELEMENTO DESCRIPCIÓN

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Descripción del procesoFrecuencia: Diaria

1. Calibrar el analizador de pH utilizandouna solución de pH conocido (calibra-ción de un punto).

1.1. Conectar el equipo a una toma eléctricaadecuada al voltaje del mismo.

1.2. Ajustar el selector de temperatura a latemperatura ambiente.

1.3. Ajustar el metro.

1.4. Retirar los electrodos del recipiente dealmacenamiento. Los electrodos debe-rán estar siempre almacenados en unasolución adecuada. Algunos se mantie-nen en agua destilada, pero otros enuna solución diferente que recomiendael fabricante del electrodo1. Si por algu-na circunstancia el electrodo se seca, esnecesario dejarlo en remojo al menos 24horas antes de volverlo a utilizar.

1.5. Enjuagar el electrodo con agua destila-da, sobre un vaso de precipitado vacío.

1.6. Secar el electrodo con un elemento queabsorba la humedad residual superficial,pero que no impregne el electrodo. Nofrotar el electrodo. Este procedimiento de-berá realizarse siempre que los electrodosse utilicen en varias soluciones, para dismi-nuir la posibilidad de contaminación.

2. Colocar los electrodos en la soluciónde calibración.

2.1. Sumergir el electrodo en la solución deestandarización, de forma que la parteinferior del mismo no toque el fondo delvaso de precipitados. Esto disminuirá elriesgo de que el electrodo se rompa con-tra el fondo del recipiente. Si el ensayorequiere que la solución se mantenga en

movimiento mediante el uso de un agi-tador magnético, cuidar que la barra deagitación no golpee el electrodo, puespodría romperlo. Una solución buffer seusa como solución de calibración, debidoa que su pH es conocido y así se manten-drá aun en el caso de que se presenteuna pequeña contaminación. Por lo ge-neral, se utiliza para este propósito unasolución de pH = 72.

3. Girar el selector de funciones de la po-sición Stand by a la posición pH.

3.1. Esta acción conecta, en el analizador depH, el electrodo a la escala de medida depH para que la lectura pueda ser realizada.

3.2. Ajustar el metro para leer el pH de la so-lución de calibración, utilizando el botónmarcado Cal 1, de forma que se puedaleer el pH de la solución de calibración.

Por ejemplo: pH = 7. La aguja podría osci-lar ligeramente en unidades de 0,1 pH; enpromedio la lectura debería ser de 7. Mi-rar el metro –la escala de lectura– de for-ma perpendicular, para evitar o eliminarerrores de paralelaje –errores de lecturaproducidos por la sombra de la aguja delmetro, visible en el espejo de la escala delectura–. El analizador de pH se encuentraentonces listo –calibrado–, para efectuarlecturas correctas del pH.

3.3. Colocar el selector de funciones en la po-sición Stand by.

4. Medir el pH de una solución

4.1. Retirar el electrodo de la solución decalibración.

4.2. Enjuagar el electrodo con agua destiladay secarlo con un elemento secante.

1 Verificar el tipo de solución buffer que recomienda el fabricante del electrodo.2 Verificar el tipo de de solución de calibración que recomienda el fabricante del electrodo.

37

Analizador de pH 3

4.3. Colocar el electrodo en la solución de pHdesconocido.

4.4. Girar el selector de funciones de la posi-ción Stand by a la posición pH.

4.5. Leer el pH de la solución bajo análisis, enla escala del metro o la pantalla del ana-lizador de pH. Registrar la lectura obte-nida en la hoja de control.

4.6. Girar de nuevo el selector de funciones ala posición Stand by.

Si se requiere medir el pH de más de una solu-ción, repetir los procedimientos anteriormen-te descritos. Cuando son numerosas las solu-ciones a las cuales se les mide el pH, se debecalibrar el analizador de pH de forma frecuen-te, siguiendo los lineamientos presentados.

5. Apagar el analizador de pH.

5.1. Remover el electrodo de la última solu-ción analizada.

5.2. Enjuagar el electrodo con agua destiladay secarlo con un elemento secante queno lo impregne.

5.3. Colocar el electrodo en el recipiente dealmacenamiento.

5.4. Verificar que el selector de funciones es-té en la posición Stand by.

5.5. Accionar el interruptor de apagado odesconectar el cable de alimentación, sicarece de este control.

5.6. Limpiar el área de trabajo.

MANTENIMIENTO GENERAL DELANALIZADOR DE pH

Los analizadores de pH disponen de dos pro-cedimientos generales de mantenimiento: losdirigidos al cuerpo del analizador y los dirigi-dos a la sonda detectora de pH (electrodos).

Procedimientos generales de manteni-miento al cuerpo del analizador de pHFrecuencia: Cada seis meses

1. Examinar el exterior del equipo y evaluar sucondición física general. Verificar la limpiezade las cubiertas y el ajuste de las mismas.

2. Probar el cable de conexión y su sistema deacoples. Comprobar que se encuentran enbuenas condiciones y que están limpios.

3. Examinar los controles del equipo. Verifi-car que se encuentran en buen estado yque se pueden accionar sin dificultad.

4. Verificar que el metro se encuentra enbuen estado. Para esta verificación el ins-trumento debe estar desconectado de la lí-nea de alimentación eléctrica. Ajustar laaguja indicadora a cero (0), utilizando eltornillo de graduación que generalmentese encuentra bajo el pivote de la aguja in-dicadora. Si el equipo dispone de pantallaindicadora, comprobar su funcionamientonormal.

5. Confirmar que el indicador de encendido–bombillo o diodo– opere normalmente.

6. Verificar el estado de brazo portaelectro-do. Examinar el mecanismo de montaje yfijación del electrodo, a fin de prever queel electrodo no se suelte. Comprobar queel ajuste de alturas opere correctamente.

7. Revisar las baterías –si aplica–; cambiar sies necesario.

8. Efectuar una prueba de funcionamientomidiendo el pH de una solución conocida.

9. Inspeccionar las corrientes de fuga y la co-nexión a tierra.

MANTENIMIENTO BÁSICO DEL ELECTRODO

Frecuencia: Cada cuatro meses

El electrodo detector requiere manteni-miento periódico de la solución conductora,para que pueda obtener lecturas precisas.

38

Los procesos recomendados para reponer lasolución electrolítica son los siguientes:

1. Retirar el electrodo detector de la soluciónbuffer de almacenamiento.

2. Enjuagar el electrodo detector con abun-dante agua destilada.

3. Retirar la cubierta superior del electrododetector.

4. Llenar el electrodo detector con una solu-ción saturada de cloruro de potasio (KCl).Utilizar la jeringa o aplicador que acompa-ña la solución de KCl. El llenado se efectúaa través del conducto que protege la tapasuperior del electrodo. Verificar que lapunta de la jeringa no toque el interior delelectrodo.

5. Envolver una pequeña parte de la tapa su-perior del electrodo para cubrir la apertu-ra superior del mismo.

6. Usar la punta de la aguja de la jeringa pa-ra perforar el área de la tapa que cubre laabertura, a fin de permitir que exista unequilibrio de presiones entre el interior yel exterior del electrodo.

7. Enjuagar el electrodo con agua destilada.

8. Mantener el electrodo dentro de la solu-ción buffer de almacenamiento, siempreque no esté en uso.

Limpieza del electrodo

La clase de limpieza requerida por el electro-do depende del tipo de contaminante que lohaya podido afectar. Se resumen a continua-ción los procedimientos más comunes.

9. Limpieza general. Remojar el electrodo depH en una solución 0,1 M de ácido clorhí-drico (HCl) o 0,1 M de HNO3, durante 20minutos. Enjuagar con agua corriente an-tes de usar.

10. Remoción de depósitos y bacterias. Remo-jar el electrodo de pH en una disolución1:10 de blanquedor doméstico, durante10 minutos. Enjuagar con agua abundan-te antes de usar.

11. Limpieza de aceite y grasa. Enjuagar elelectrodo de pH con un detergente medioo con metil alcohol. Enjuagar con aguaantes de usar.

12. Limpieza de depósitos de proteínas. Re-mojar el electrodo de pH en pepsina al 1 %en ácido clorhídrico 0,1 M, durante 5 mi-nutos. Enjuagar con agua antes de usar.

Después de realizar cualquier operación delimpieza, es conveniente enjuagar con aguadesionizada y rellenar el electrodo de refe-rencia antes de usar.

Otros cuidados

13. No golpear el electrodo. Dado que su es-tructura generalmente es de vidrio y estematerial es muy frágil –se rompe antes deque se deforme–, es necesario manipular-lo de forma cuidadosa, evitando que sufragolpes, choques o caídas.

14. Recordar que el electrodo es un elemento deconsumo y que tiene una vida útil limitada.

15. Mientras no esté en uso, mantener elelectrodo dentro de la solución buffer dealmacenamiento.

39

Analizador de pH 3


Buffer. Solución que mantiene un valor constan-te y conocido de pH a una temperatura dada.

pH. Medida de la concentración del ión hi-drógeno (H+) dada en moles (M) por litro enuna disolución. El concepto de pH fue pro-puesto por Sørensen y Lindstrøm-Lang en1909, con el fin de facilitar el manejo de laexpresión de concentraciones de iones queresultan muy bajas. Se define mediante la si-guiente ecuación:

pH = –Log[H+] ó [H+] = 10–pH

Es una medida de la acidez de la disolución.Ejemplo: en el agua la concentración de [H+] es1,0 x 10–7 M, siendo en consecuencia el pH = 7.Esto permitió expresar el rango de concen-traciones de 1 a 10–14 M, simplemente comode cero (0) a 14. Existen diversos sistemas pa-ra medir la acidez de una solución. Una sus-tancia es ácida cuando, disuelta en agua, lamisma es capaz de producir iones H+; unasustancia es básica cuando, disuelta en agua,es capaz de producir iones [OH–] (hidróxidos).

Una sustancia ácida tiene una mayor canti-dad de iones [H+] que la que presenta el aguapura; una sustancia básica presenta mayorcantidad de iones [OH–] que los que presentael agua pura. La concentración de las sustan-cias se expresa en moles (M).

En el agua pura se sabe que la concentraciónde iones [H+] y [OH–] es de 1,0 x 10–7 M, por loque la misma se considera una sustancia neu-tra. En realidad es un electrolito débil que sedisocia según la ecuación:

H2O [H+] [OH–]

En toda disolución acuosa existe un equilibrioque puede expresarse como:

Si la disolución es diluida, la concentracióndel agua no disociada puede considerarseconstante y por ello,

[H+] [OH–] = [H2O]K = Ka


El analizador de pH presenta lecturasinestables.

Burbujas de aire en el electrodo. Remojar el electrodo para eliminar las burbujas.

La respuesta del electrodo es lenta. Electrodo sucio o grasoso. Limpiar el electrodo y recalibrar.

La pantalla presenta mensaje de error. Operación incorrecta o selección erró-nea del modo de operación.

Verificar modo de operación seleccionado. Se-leccionar una operación válida.

Analizador de pH encendido, pero nohay señal en la pantalla (*).

Baterías mal instaladas. Verificar polaridad de las baterías.

Baterías agotadas. Reemplazar baterías.

La pantalla presenta mensaje de cali-bración o error.

Error de calibración. Recalibrar analizador de pH.

Indicador de baterías centellea (*). Baterías agotadas. Reemplazar baterías.

(*) Causa probable en equipos que funcionan con baterías.

Valor de buffer erróneo en la calibración. Verificar los valores del buffer utilizado.

Electrodo sucio. Limpiar electrodo y calibrar.

Electrodo sucio. Limpiar el electrodo y recalibrar.

Electrodo roto. Reemplazar el electrodo.

Electrodo muy superficial. Verificar que la muestra cubre perfectamentela punta del electrodo.


[H+] [OH–]= K

H2O

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La nueva constante Ka se denomina constan-te de disociación o producto iónico del aguay su valor es 1,0x10–14, a 25 °C.

[H+] [OH–] = 1,0 x 10-14

X x X = 1,0 x 10-14

X2 = 1,0 x 10-14

X = 1,0 x 10-7

En el agua pura las concentraciones de H+ y OH–

son de 1,0 x 10–7 M, concentración que es muypequeña, si se tiene en cuenta que la concentra-ción molar del agua es de 55,4 mol/litro.

Disociación. Fenómeno por el cual se pre-senta un rompimiento de las moléculas comoresultado de la disolución de una sustanciaen otra y que produce partículas cargadaseléctricamente (iones).

Disolución. Mezcla homogénea –de propie-dades uniformes– de dos o más sustancias. Secaracteriza por no existir interacción químicaentre los componentes de la mezcla. El com-ponente que existe en mayor proporción yque generalmente se encuentra en estado lí-quido se denomina disolvente y el que se en-cuentra en menor cantidad, soluto.

Electrodo sensitivo a los iones. Dispositivoque produce una diferencia de potencial que esproporcional a la concentración de un analito.

Electrodo calomel. Electrodo de referen-cia que se utiliza, junto con el electrodo ac-tivo, en la determinación del pH de una so-lución. Dicho electrodo está construido conbase en mercurio (Hg), una capa de dimer-curio (Hg2Cl2) y una disolución de cloruro de

potasio (KCl) de concentración 0,1 M. Se re-presenta así: Cl2[Hg2Cl2, KCl]Hg.

Electrolito. Solutos que producen solucionesconductoras tales como el NaCl –cloruro desodio– y el NH4OH.

Gel. Tipo de mezcla en la cual un líquido seencuentra disperso a través de un sólido.Ejemplos: jaleas, gelatinas.

Ión. Cuando un átomo neutro gana o pierdeun electrón, forma una partícula a la que seconoce con el nombre de ión. Si el átomopierde un electrón, se convierte en un ión decarga positiva y se le denomina catión. Si elátomo gana o captura un electrón, se con-vierte en un ión de carga negativa y se le de-nomina anión.

Mol. Cantidad de cualquier sustancia cuyamasa, expresada en gramos, es numéricamen-te igual a la masa atómica de dicha sustancia.

Molaridad. Como el número de moles (M)de una sustancia en un litro de solución. (Nú-mero de moles de soluto en un litro (l) de so-lución). El paréntesis cuadrado alrededor delsímbolo del ión indica que se trata de unaconcentración molar.

Solución. Mezcla físicamente homogéneade dos o más sustancias, cuyas partes son muypequeñas para diferenciarlas a simple vista oaun con el microscopio. La composición y de-más propiedades de la solución son igualesen todas sus partes.

41

Analizador de pH 3

Bibliografía

Aston, R., Principles of Biomedical Instrumentation and Measurement, Merrill PublishingCompany, 1990.

Basic Ph Meter PH-20, Operation Manual, Sartorius, Publication Nº WPB6001-e00062.(www.sartorius.com)

Castellanos, J., Medidor de pH en sangre, Fondo Nacional Hospitalario, División de Ingenie-ría y Mantenimiento, 1989.

Healthcare Product Comparison System, ECRI, 2002.

Ram S., Lamba, De La Cuétara, R., Locally Produced Low Cost Equipment Project, UNESCO-IUPAC.

Restrepo, F., Vargas L., Química básica, Medellín, Editorial Bedout.

Sienko, M., Plane R., Química, Madrid, Aguilar S.A. de Ediciones, 1971.

pH Electrode care and maintenance, Eutech Instruments.

Potts, R., The pH Meter, Science learning Center, University of Michigan - Dearborn.(http://www.umd.umich.edu/casl/natsci/slc/slconline/ PHM/ph-home.htm)

The pH Meter. (www.wikipedia.org)


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Los electrodos de pH idealmente se comportan como una celda electroquímica y reaccionan a laconcentración de iones [H+]. Esto genera una fuerza electromotriz (FEM) que, de acuerdo con laley de Nernst, se plantea según la siguiente ecuación:

Si se tiene en cuenta que:

pH = -log aHL donde a es la concentración efectiva de iones (Actividad)

Si n = 1, la ecuación entonces se reescribe así:

E° es una constante dependiente de la temperatura. Si se sustituye E° por E’T, la calibración re-sulta más sencilla. Los electrodos reales no siempre siguen la pendiente de la ecuación de Nernst.Si se introduce el concepto de sensibilidad (s), la ecuación puede reescribirse así:

Los valores de E’ y s se encuentran midiendo la FEM en dos soluciones con pH conocido. S es lapendiente de E versus pH, mientras que E’ se encuentra de la intersección con el eje y. Cuando E’y s son conocidas, la ecuación puede reescribirse y el pH puede calcularse así:

E = E˚ + lnaHLRTnF

Anexo: Teoría del pH

E = E˚ - pHR’TF

E = E’T - s pHR’TF

E’T - E

R’T

Fs

pH =

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BALANZAS

La balanza es un instrumento que mide lamasa de un cuerpo o sustancia, utilizando co-mo medio de comparación la fuerza de lagravedad que actúa sobre el cuerpo. La pala-bra proviene de los términos latinos bis quesignifica dos y linx, plato. Se debe tener encuenta que el peso es la fuerza que el campogravitacional ejerce sobre la masa de uncuerpo, siendo tal fuerza el producto de lamasa por la aceleración local de la gravedad.[F = m x g]. El término local se incluye paradestacar que la aceleración depende de fac-tores como la latitud geográfica, la altura so-bre el nivel del mar y la densidad de la tierra,en el lugar donde se efectúa la medición. Di-cha fuerza se mide en Newton. La balanzatiene otros nombres, entre los que destacanbáscula y pesa.

FOTOGRAFÍAS DE BALANZAS1

PROPÓSITO DE LA BALANZA

La balanza se utiliza para medir la masa de uncuerpo o sustancia o también el peso de los mis-mos, dado que entre masa y peso existe una re-lación bien definida. En el laboratorio se utilizala balanza para efectuar actividades de controlde calidad –con dispositivos como las pipetas–,para preparar mezclas de componentes en pro-porciones predefinidas y para determinar densi-dades o pesos específicos.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

Las balanzas se diferencian entre sí por el di-seño, los principios utilizados y los criterios demetrología que utilizan. En la actualidad po-dría considerarse que existen dos grandesgrupos: las balanzas mecánicas y las balanzaselectrónicas.

CAPÍTULO 4

BalanzasCódigo (s) ECRI

10-261


Balanzas

10-263 Balanzas electrónicas

18-449 Balanzas electrónicas analíticas

18-451 Balanzas microelectrónicas, microanalíticas

Balanza mecánica

Balanza electrónica

1 http://www.ohaus.com/input/media/picture_s/EP64C_s.jpg / http://www.ohaus.com/ products/ind/ mechanical.asp

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Balanzas mecánicas

Algunas de las más comunes son las siguientes:

1. Balanza de resorte. Su funcionamientoestá basado en una propiedad mecánica delos resortes, que consiste en que la fuerzaque ejerce un resorte es proporcional a laconstante de elasticidad del resorte [k]multiplicada por la elongación del mismo[x] [F = -kx]. Lo anterior implica que mien-tras más grande sea la masa [m] que se co-loca en el platillo de la balanza, mayor serála elongación, siendo la misma proporcio-nal a la masa y a la constante del resorte. Lacalibración de una balanza de resorte de-pende de la fuerza de gravedad que actúasobre el objeto, por lo que deben calibrarseen el lugar de empleo. Se utilizan si no serequiere gran precisión.

2. Balanza de pesa deslizante. Dispone dedos masas conocidas que se pueden des-plazar sobre escalas –una con una gradua-ción macro y la otra con una graduaciónmicro–; al colocar una sustancia de masadesconocida sobre la bandeja, se determi-na su peso deslizando las masas sobre lasescalas mencionadas hasta que se obtengala posición de equilibrio. En dicho momen-to se toma la lectura sumando las cantida-des indicadas por la posición de las masassobre las escalas mencionadas.

3. Balanza analítica. Funciona mediante lacomparación de masas de peso conocido conla masa de una sustancia de peso desconoci-do. Está construida con base en una barra opalanca simétrica que se apoya mediante unsoporte tipo cuchilla en un punto central de-nominado fulcro. En sus extremos existenunos estribos o casquillos que también estánsoportados mediante unas cuchillas que lespermiten oscilar suavemente. De allí se en-cuentran suspendidos dos platillos. En uno secolocan las masas o pesas certificadas y en elotro aquellas que es necesario analizar. Todoel conjunto dispone de un sistema de ase-guramiento o bloqueo que permite a la pa-lanca principal reposar de forma establecuando no es utilizada o cuando se requie-ren modificar los contrapesos. Dispone deuna caja externa que protege la balanza delas interferencias, como corrientes de aire,que pudieran presentarse en el lugar dondese encuentra instalada. En la actualidad, seconsidera que una balanza analítica es aque-lla que puede pesar diez milésimas de gramo(0,0001 g) o cien milésimas de gramo (0,00001 g);tienen una capacidad que alcanza general-mente hasta los 200 gramos.

Ilustración 7: Balanza de resorte

BandejaEscala macro

Pesa deslizante micro

Escala micro

Pesa deslizante macro

Ilustración 8: Balanza de pesa deslizante

Ilustración 9: Balanza analítica

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Balanzas 4

Para utilizarlas se requiere disponer de unjuego de masas certificadas, el cual dispo-ne de piezas con masa de diversa magni-tud. El juego está por lo general compues-to por las siguientes piezas:

4. Balanza de plato superior. Este tipo debalanza dispone de un platillo de carga co-locado en la parte superior, el cual es so-portado por una columna que se mantieneen posición vertical por dos pares de guíasque tienen acoples flexibles. El efecto de lafuerza, producido por la masa, es transmi-tido desde algún punto de la columna ver-tical o bien directamente o mediante al-gún mecanismo a la celda de carga. La exi-gencia de este tipo de mecanismo consisteen mantener el paralelismo de las guíascon una exactitud de hasta ± 1 µm. Lasdesviaciones de paralelismo causan unerror conocido como de carga lateral quese presenta cuando la masa que está sien-do pesada muestra diferencias, si la lectu-ra se toma en el centro del platillo o enuno de sus extremos. El esquema que se in-cluye a continuación explica el principio deoperación, el cual algunos fabricantes hanintroducido a las balanzas electrónicas.

5. Balanza de sustitución. Es una balanzade platillo único. Se coloca sobre el platillode pesaje una masa desconocida que seequilibra al retirar, del lado del contrape-so, masas de magnitud conocida, utilizan-do un sistema mecánico de levas hasta quese alcance una posición de equilibrio. Elfulcro generalmente está descentrado conrelación a la longitud de la viga de carga ycolocado cerca del frente de la balanza.Cuando se coloca una masa sobre el plati-llo de pesaje y se libera la balanza del me-canismo de bloqueo, el movimiento de laviga de carga se proyecta mediante un sis-tema óptico a una pantalla localizada enla parte frontal del instrumento.

Verificación de operación

A continuación, se describe el procedimientoutilizado para verificar el funcionamiento deuna balanza mecánica típica. La descripción delproceso se basa en la balanza de sustitución.

1. Verificar que la balanza esté nivelada. La ni-velación se logra mediante mecanismos deajuste roscado, ubicados en la base de la ba-lanza. El nivel se logra centrando una burbu-ja sobre una escala visible en la parte frontalde la base de la balanza.

2. Comprobar el punto cero. Colocar en cero loscontroles y liberar la balanza. Si la escala delectura no se mantiene en cero, es necesario

Tipo de masa

Piezas simples

Capacidad2

1 g, 2 g, 5 g, 10 g, 20 g, 50 g,100 g, 200 g y 500 g

Piezas fraccionales 2 mg, 5 mg, 10 mg, 20 mg, 50 mg,100 mg, 200 mg y 500 mg

2 Manual of Basic Techniques for a Health Laboratory, Geneve, World Health Organization, 2nd. Edition, 2003.

Ilustración 10: Balanza de plato superior

Ilustración 11: Balanza de sustitución

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ajustar el mecanismo de ajuste de cero que esun tornillo estriado ubicado en posición hori-zontal cerca al fulcro. Para esto es necesariobloquear la balanza y ajustar suavemente elcitado mecanismo. El proceso continúa hastaque el cero ajuste correctamente en la escalade lectura.

3. Verificar y ajustar la sensibilidad. Esta se reajus-ta siempre que se haya efectuado algún ajus-te interno. Se efectúa con una pesa patrón co-nocida y se procede siguiendo estos pasos:

a) Bloquear la balanza.b) Colocar un peso patrón en el platillo, equi-valente al rango de la escala óptica.c) Colocar la graduación de la década de pe-so inferior en uno (1). d) Liberar la balanza.e) Ajustar el punto cero.f) Colocar nuevamente la graduación de la dé-cada de peso inferior en cero (0). La balanzadeberá marcar 100. Si la escala marca menoso más que 100, se debe ajustar el control desensibilidad. Esto supone bloquear la balan-za, levantar la cubierta superior y girar el tor-nillo de sensibilidad: si la escala marca más de100, girar el tornillo en el sentido de las agujasdel reloj, es decir, hacia abajo. Si la escala mar-ca menos de 100, es necesario desenroscar eltornillo. Luego se repite el proceso hasta quequede ajustada la balanza (ajustar en cero y lasensibilidad).

4. Confirmar el freno del platillo. Este se en-cuentra montado sobre un eje roscado que,cuando está bloqueada la balanza, toca elplatillo para evitar que oscile. En caso de de-sajuste se debe rotar suavemente el eje, has-ta que la distancia entre el freno y el platillosea cero cuando la balanza está bloqueada.

Mantenimiento de la balanza mecánica

El mantenimiento de las balanzas mecánicas es-tá limitado a las siguientes rutinas:

Frecuencia: Diaria1. Verificar el nivel.2. Verificar la graduación de cero.

3. Verificar el ajuste de sensibilidad.4. Limpiar el platillo de pesaje.

Frecuencia: Anual1. Calibrar la balanza y documentar el proceso.2. Desensamblar y limpiar los componentes in-

ternos. Se debe seguir el proceso definidopor el fabricante, o contratarse una firma es-pecializada para el efecto.

Balanzas electrónicas

Las balanzas electrónicas involucran tres ele-mentos básicos3:

1. El objeto a ser pesado que se coloca sobre elplatillo de pesaje ejerce una presión que estádistribuida de forma aleatoria sobre la super-ficie del platillo. De allí, mediante un meca-nismo de transferencia –palancas, apoyos,guías–, se concentra la carga del peso enuna fuerza simple [F] que puede ser medida.[F = ∫P∂a] La integral de la presión sobre elárea permite calcular la fuerza.

2. Un transductor de medida, conocido con elnombre de celda de carga, produce una señalde salida proporcional a la fuerza de carga, enforma de cambios en el voltaje o de frecuencia.

3. Un circuito electrónico análogo digital que fi-nalmente presenta el resultado del pesaje enforma digital.

Ilustración 12: Elementos de las balanzaselectrónicas

3 Kupper, W., Balances and Weighing, Mettler Instrument Corp., Princeton-Hightstown, NJ.

47

Balanzas 4

Las balanzas de laboratorio operan de acuerdo alprincipio de compensación de fuerza electromag-nética, aplicable a desplazamientos o torques don-de se combina la exactitud de los componentes me-cánicos con los sistemas automáticos de lectura.

Funcionamiento. Las partes móviles (platillode pesaje, columna de soporte [a], bobina, indi-cador de posición y carga [G] –objeto en proce-so de pesaje–) son mantenidas en equilibrio –enflotación– por una fuerza de compensación [F]que es igual al peso. La fuerza de compensaciónes generada por el flujo de una corriente eléctri-ca, a través de una bobina ubicada en el espaciode aire existente en un electroimán –magneto–cilíndrico. La fuerza F es calculada mediante laecuación [F = I x l x B], donde: I = corrienteeléctrica, l = longitud total del alambre de labobina y B = intensidad de flujo magnéticoen el espacio de aire del electroimán.

Con cualquier cambio en la carga –peso/masa–,el sistema móvil –mecánico– responde, despla-zándose verticalmente una fracción de distan-cia, detectada por un fotosensor [e], que comoresultado envía una señal eléctrica al servoam-plificador [f] que cambia el flujo de corrienteeléctrica que pasa por la bobina del magneto[c], de forma que el sistema móvil retorne a laposición de equilibrio al ajustarse el flujo mag-nético en el electroimán. En consecuencia, el pe-so de la masa G se puede medir de forma indi-recta, a partir del flujo de corriente eléctrica quepasa por el circuito midiendo el voltaje [V], a tra-vés de una resistencia de precisión [R]. [V = I x R].A la fecha han sido desarrollados muchos siste-mas que utilizan la electrónica para efectuarmediciones muy exactas de masa y peso. El es-quema que se presenta a continuación explica laforma en que funciona la balanza electrónica.

Sistema de procesamiento de la señal

El sistema de procesamiento de la señal estácompuesto por el circuito que transforma laseñal eléctrica, emitida por el transductor demedida en datos numéricos que pueden serleídos en una pantalla. El proceso de la señalcomprende las siguientes funciones:

1. Tara. Se utiliza para colocar en cero el va-lor de la lectura, con cualquier carga den-tro del rango de capacidad de la balanza.Se controla con un botón ubicado general-mente en el frente de la balanza.

2. Control para ajuste del tiempo de integra-ción. Los valores de peso son promediadosdurante un período predefinido de tiem-po. Dicha función es muy útil cuando se re-quiere efectuar operaciones de pesaje encondiciones inestables. Por ejemplo: pre-sencia de corrientes de aire o vibraciones.

3. Redondeo del resultado. En general las ba-lanzas electrónicas procesan datos interna-mente de mayor resolución que aquellosque se presentan en la pantalla. De estaforma se logra centrar exactamente la ba-lanza en el punto cero, cuando la balanzaes tarada. El valor interno neto se redon-dea en la pantalla.

4. Detector de estabilidad. Se utiliza en ope-raciones de pesaje secuencial y permitecomparar los resultados entre sí. Cuandoel resultado se mantiene, es liberado ypuesto en pantalla, aspecto que se detectaal encenderse el símbolo de la unidad depeso seleccionada.

5. El procesamiento electrónico de las señalespermite disponer de otras funciones tales co-mo conteo de partes, valor porcentual, valorobjetivo, entre otras. Dichos cálculos son rea-lizados por el microprocesador, de acuerdocon las instrucciones que el operador ingresaa través del teclado de la balanza.

Clasificación de balanzas

La Organización Internacional de MetrologíaLegal (OIML) ha clasificado las balanzas encuatro grupos:

Ilustración 13: Principio fuerza decompensación

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Balanzas 4

De este esquema es necesario destacar losiguiente:

1. Las funciones incorporadas pueden llegara ser numerosas.

2. Se pueden seleccionar diversas unidadesde medida.

3. Es posible conocer la fecha y la hora en lascuales se realizan las mediciones.

4. Se pueden imprimir y documentar los pro-cedimientos realizados.

5. Es posible seleccionar el idioma.


Para instalar y utilizar satisfactoriamente unabalanza, se requiere lo siguiente:

1. Disponer de un ambiente que no presentecorrientes de aire, cambios bruscos detemperatura y que esté libre de polvo.

2. Tener un mesón perfectamente nivelado.Es ideal una plataforma de alta inercia, ais-lada de las estructuras ubicadas en la ve-cindad, para reducir el efecto de las vibra-ciones que emiten ciertos equipos comocentrífugas y refrigeradores. La misma de-be tener un área suficiente para instalar labalanza y aquel equipo auxiliar con el quese interactúa en los procesos de pesaje. Deigual manera se debe prever el espacio re-querido por los cables de interconexión,corriente eléctrica, conexión al sistema deinformación, a la impresora, etc.

3. Evitar que en la vecindad se encuentreninstalados equipos que produzcan camposmagnéticos elevados o vibraciones comocentrífugas, motores eléctricos, compreso-res y generadores.

4. Evitar que se encuentre bajo la influenciadirecta de los sistemas de aire acondicio-nado –corrientes de aire– y de la luz solar.

5. Disponer de una toma eléctrica en buen esta-do, dotada con polo a tierra provista de inte-rruptores, que cumpla con la normatividadeléctrica vigente en el país o el laboratorio.

Operación de la balanza electrónica

La operación de una balanza electrónica mo-derna está claramente definida en el manualde operación que suministran los fabrican-tes. En general se debe cumplir el siguienteprocedimiento:

1. Permitir que la balanza equilibre sus condi-ciones con las del ambiente donde de en-cuentra instalada.

2. Permitir que la balanza se precaliente antesde iniciar las actividades. Normalmente bastaque la misma se encuentre conectada al siste-ma de alimentación eléctrico. Algunos fabri-cantes sugieren que se deje transcurrir un pe-ríodo de tiempo de al menos 20 minutos,desde el momento en que se energiza hastael momento en que se inicia la utilización dela misma. Las balanzas analíticas Clase I re-quieren al menos 2 horas antes de iniciar suutilización.

3. Verificar que la balanza se encuentre calibra-da. Las balanzas electrónicas por lo generaldisponen de una calibración hecha en fábrica,almacenada en la memoria, la cual puede uti-lizarse si no se dispone de masas de calibra-ción. Si se requiere realizar la calibración, sedebe disponer de masas calibradas para poderefectuar el procedimiento que indique el fa-bricante. Las masas calibradas utilizadas debencumplir o exceder las tolerancias ASTM. Comoinformación general se incluye a continuaciónuna tabla que presenta las tolerancias acepta-das para las masas ASTM Clase 15.

5 Field Services Handbook for High Precision Scales, IES Corporation, Portland, Oregon, 2004.

Peso (gramos)

100

Límite superior (g)

100,0003

Límite inferior (g)

99,9998

200 200,0005 199,9995

300 300,0008 299,9993

500 500,0013 499,9988

1 000 1000,0025 999,9975

2 000 2000,0050 1999,9950

3 000 3000,0075 2999,9925

5 000 5000,0125 4999,9875

50

4. Seguir las instrucciones que indica el fabri-cante en el manual de operación.

Calibración de las balanzas

El proceso de calibración de balanzas debeser realizado por personal capacitado especí-ficamente en esta actividad. Como aspecto

fundamental se destaca que la calibración se de-be realizar con base en los lineamientos de laOIML o de otra entidad equivalente como puedeser la Sociedad Americana para Ensayo de Mate-riales (ASTM), instituciones que han desarrolladometodologías para clasificar las pesas o masas pa-trón, utilizadas en los procesos mencionados. Acontinuación, se incluye la tabla de clasificaciónde pesas de referencia que utiliza la OIML.

Cualquier proceso de calibración debe reali-zarse utilizando un peso patrón, y los resulta-dos obtenidos se analizarán para determinarsi se encuentran dentro de las toleranciasaceptables. Se deben seleccionar los pesospatrón, dependiendo de la capacidad de la

balanza. La tabla que se muestra a continua-ción complementa la anterior y es una guíaque ayuda a determinar el tipo de peso pa-trón que debe utilizarse en los procesos decalibración de una balanza en función de sucapacidad.

Tabla de clasificación de pesos de referencia OIML6

E1

CLASE

Pesas de acero inoxidable sin marcas o cáma-ra de ajuste

DESCRIPCIÓN

± 0,5 ppm en 1 kg

TOLERANCIA

± 1/3 de latolerancia

INCERTIDUM-BRE PERMITIDA

2 años

F1 Pesas de acero inoxidable con botón roscadopara proteger cámara de ajuste

± 5 ppm en 1 kg ± 1/5 de latolerancia

1 año

M1 Pesas de bronce –que no se corroan o man-chen– o de fundición de hierro con terminadoen pintura de buena calidad


1 año

M2 Pesas de bronce o fundición de hierro (pesasde comercio)


1 año

E2 Pesas de acero inoxidable sin marcas o cáma-ra de ajuste

± 1,5 ppm en 1 kg ± 1/3 de latolerancia

2 años

F2 Pesas de bronce plateado ± 15 ppm en 1 kg ± 1/5 de latolerancia

1 año

FRECUENCIA DERECALIBRACIÓN

6 Guidelines for calibration in laboratories, Drinking Water Inspectorate By LGC (Teddington) Ltd., December 2000.

Tabla de pesos patrón a utilizar según capacidad de la balanza

Hasta 200 g

CAPACIDAD

-

RESOLUCIÓN

200 g a 1 kg -

1 kg a 30 kg M2

30 kg a 100 kg M2

Más de 100 kg M2

-

-

M2

M1

M1/F2

-

M1

M1

F2

F1

M1

M1

F2

F1

E2

M1

F2

E2

E2

-

F2

F1/E2

E2

-

-

F1

E2

E2

-

-

E2

E2

-

-

-

100 g 10 g 1 g 100 mg 10 mg 1 mg 0,1 mg ≤0,01 mg

51

Balanzas 4


La balanza se caracteriza por ser un instru-mento de alta precisión. Por tal motivo las ru-tinas de mantenimiento a cargo del operadorson mínimas y se encuentran limitadas a lassiguientes:

Actividades diarias

1. Limpiar el platillo de pesaje, para que estese encuentre libre de polvo o suciedad. Lalimpieza se efectúa con una pieza de telalimpia que puede estar humedecida conagua destilada. Si es necesario retirar algu-na mancha, se puede aplicar un detergen-te suave. También se puede usar un pincelde pelo suave para remover las partículaso el polvo que se hubiesen depositado so-bre el platillo de pesaje.

2. Limpiar externa e internamente la cámarade pesaje. Verificar que los vidrios estén li-bres de polvo.

3. Verificar que los mecanismos de ajuste dela puerta frontal de la cámara de pesajefuncionen adecuadamente.

Muy importante: Nunca lubricar una balanzaa menos que el fabricante lo indique expresa-mente. Cualquier sustancia que interfiera conlos mecanismos de la balanza retardan su res-puesta o alteran definitivamente la medida.

Tabla de solución de problemas (balanza electrónica)

La balanza no enciende. Cable de interconexión desconectado omal ajustado en la balanza.

Revisar conexión. Ajustar cable conector si esdel caso.

La toma eléctrica desenergizada. Verificar alimentación eléctrica.

La balanza no muestra en pantalla lasunidades deseadas de medida.

Unidades mal seleccionadas. Revisar el procedimiento definido por el fabrican-te para seleccionar la unidad de medida requerida.

No se puede cambiar la configuracióndel menú de la balanza.

El menú puede estar bloqueado. Verificar si el interruptor de bloqueo está acti-vado. Desactivar si es del caso.

La lectura de la balanza es inestable. Vibración en la superficie del mesón. Colocar la balanza sobre una superficie estable.

Puerta frontal de la balanza abierta. Cerrar la puerta frontal para efectuar lamedición.

La balanza es incapaz de guardar lasselecciones o cambios.

No se ha oprimido la tecla Fin, para ter-minar el proceso.

Verificar la forma en que se realizan los cam-bios o selecciones, de acuerdo con el manualdel fabricante. Repetir la selección o cambio.

Apagar, esperar un momento y encendernuevamente.

La unidad requerida no habilitada. Habilitar la unidad de medida de acuerdo alprocedimiento definido por el fabricante.

La lectura del peso es incorrecta. La balanza no fue puesta en cero antesde la lectura.

Colocar en cero la balanza; repetir la medida.

La balanza mal calibrada. Calibrar de acuerdo con el procedimiento re-comendado por el fabricante.

La balanza desnivelada. Nivelar la balanza.


Nota: Por lo general, el fabricante o el re-presentante en instalaciones especializadasrealiza el mantenimiento de las balanzas,siguiendo procedimientos que varían de-pendiendo del tipo y modelo de balanza.

52


ASTM. Sociedad Americana de Ensayo deMateriales (American Society for Testing andMaterials).

Calibración. Determinación del valor correc-to de la lectura de un instrumento, por medi-ción o comparación de la misma contra un es-tándar o patrón. Una balanza se calibra me-diante la utilización de pesas patrón.

Carga lateral. Habilidad de una balanza pa-ra leer de forma consistente el valor de lasmasas, sin importar la posición de las mismassobre el platillo de pesaje. En inglés se deno-mina cornerload.

Error de carga lateral. Desviación que se pre-senta en los resultados cuando se pesa un ob-jeto, colocándolo en diferentes posiciones delplatillo de pesaje. Por ejemplo: entre el centrodel platillo y luego en uno de sus bordes.

Error de linealidad. Diferencia que se pre-senta cuando la balanza se carga de manerasucesiva, incrementando la cantidad de pesoen igual magnitud hasta lograr su máxima ca-pacidad, para luego descargarla siguiendo unproceso análogo al mencionado. Las diferen-cias que se presentan entre las lecturas obte-nidas y los valores aritméticos, correspon-dientes a las pesas utilizadas, se interpretancomo la no-linealidad.

La interfase RS232 no funciona. Cable de interconexión mal ajustado. Verificar la conexión del cable de interconexión.

La pantalla presenta lecturas incomple-tas o se encuentra bloqueada.

Microprocesador bloqueado. Apagar la balanza y un momento después en-cenderla. Si la situación persiste, solicitar serviciotécnico al representante.

La pantalla presenta un código deerror.

Verificar los códigos de error en el manual de labalanza.


Tabla de errores funcionales y sus posibles causas

Lecturas no reproducibles (histéresis).

ERROR FUNCIONALSuciedad en la celda de medición.

La celda de medición mal ensamblada.

Lectura digital avanza continuamente en una dirección. Sistema electrónico defectuoso.

Cambia la temperatura del ambiente.

La balanza no puede calibrarse. Batería de calibración defectuosa.

Sistema electrónico defectuoso.

Celda de medición ensamblada de forma incorrecta.

La pantalla digital en blanco o muestra signos sin sentido. Sistema electrónico defectuoso.

La pantalla indica condición de sobrecarga o carga negativasin que exista carga aplicada.

Celda de medición dañada por sobrecarga.

Celda de medición ensamblada de forma errónea.

Lecturas no lineales. Sistema electrónico defectuoso.

Sistema mecánico en malas condiciones.

La lectura digital avanza y retrocede continuamente. Celda de medición sucia.

Sistema electrónico defectuoso.

Problemas ambientales como corrientes de aire, electricidadestática o vibraciones.

CAUSA PROBABLE

53

Balanzas 4

Error de sensibilidad. Desviación constantea través del rango de pesaje o capacidad deuna balanza.

Exactitud. Suma de todos los errores de labalanza. Se le denomina banda tota de error.

Histéresis. Diferencia que se presenta en losresultados cuando se aumenta o disminuye lacarga en la balanza.

Linealidad. Concepto que aplica a la capacidado habilidad de una balanza para lograr lecturasexactas de peso de masas menores a la de su ca-pacidad total. Si se dibujara una gráfica entrepeso, comparado con la indicación de peso enuna balanza perfectamente lineal, el resultadofinal sería una línea recta. Para determinar elerror de linealidad de una balanza, se deben uti-lizar masas certificadas. El procedimiento quepermite calcular las diferencias de linealidadconsiste en efectuar lecturas con masas certifica-das –la misma masa– con y sin precarga. La dife-rencia entre las dos lecturas permite calcular elerror de linealidad.

Masa. Propiedad de la materia que se manifies-ta a través de fenómenos tales como la atrac-ción de los cuerpos, mediante la fuerza de gra-vedad o mediante la inercia –resistencia a cam-biar el estado de reposo o movimiento bajo–. Launidad fundamental para expresar el conceptode masa es el kilogramo [kg].

Masas certificadas. Masas que cumplen conlas tolerancias definidas por los entes de certifi-cación. Los estándares ASTM clases 1 a 4 son deamplia utilización y son referencia obligada pa-ra realizar las rutinas de calibración.

OIML. Oficina Internacional de MetrologíaLegal.

Sensibilidad. Masa más pequeña que puedeser detectada por la balanza. También se en-tiende como la masa más pequeña que la ba-lanza medirá correctamente.

Trazabilidad. Posibilidad de relacionar elgrupo de medidas de un instrumento con unestándar definido.

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Bibliografía

Explorer Pro. Instruction Manual, Ohaus Corporation, Part Nº 80250955, 2003.(www.ohaus.com)

Field Services Handbook for High Precision Scales, IES Corporation, Portland, Oregon, 2004.

Guidelines for calibration in laboratories, Drinking Water Inspectorate By LGC (Teddington)Ltd., December 2000.(http://www.dwi.gov.uk/regs/crypto/..%5Ccrypto%5Cpdf%5CCalibration%20guidelines.pdf)

Kupper, W., Balances and Weighing, Mettler Instrument Corp., Princeton-Hightstown, NJ.

Mantenimiento y reparación del equipo de laboratorio, diagnóstico por imagen y hospital,Ginebra, Organización Mundial de la Salud, 1996.

Manual of Basic Techniques for a Health Laboratory, Geneve, World Health Organization,2nd. Edition, 2003.


Voyager Pro®, Instruction Manual, Ohaus Corporation, Part Nº 80251000, 2003.(www.ohaus.com)

55

BAÑO DE MARÍA

El baño de María es un equipo que se utilizaen el laboratorio para realizar pruebas sero-lógicas y procedimientos de incubación,aglutinación, inactivación, biomédicos, far-macéuticos y hasta industriales. Por lo gene-ral, se utilizan con agua, pero también per-miten trabajar con aceite. Los rangos detemperatura en los cuales normalmente sonutilizados están entre la temperatura am-biente y los 60 °C. También se pueden selec-cionar temperaturas de 100 °C, utilizandouna tapa de características especiales. Losbaños de María son fabricados con cámaras

cuya capacidad puede seleccionarse entrelos 2 y los 30 litros.

ESQUEMA BAÑO DE MARÍA

Se presenta a continuación un esquema básicode un baño de María. En el mismo es posiblediferenciar el control electrónico, la pantalla,la cubierta –que es un accesorio opcional– y eltanque. No se muestran algunos componentesque pueden instalarse en estos equipos comoel termómetro y la unidad de agitación, paramantener uniforme la temperatura.

CAPÍTULO 5

Baño de MaríaCódigo (s) ECRI

15-108


Baños de María

16-772 Baños de María, con agitador

Ilustración 16: Baño de María

56


Los baños de María están constituidos por untanque fabricado en material inoxidable, elcual tiene montado en la parte inferior delmismo un conjunto de resistencias eléctricas,mediante las cuales se transfiere calor a unmedio como agua o aceite, que se mantienea una temperatura preseleccionada a travésde un dispositivo de control –termo par, ter-mostato, termistor o similar– que permite se-leccionar la temperatura requerida por los di-versos tipos de análisis o pruebas. Dispone deun cuerpo externo donde se encuentran ubi-cados los controles mencionados, el cual sefabrica en acero y se recubre generalmentecon pintura electrostática de alta adherencia

y resistencia a las condiciones ambientalespropias de un laboratorio. Las resistenciaspueden ser las siguientes:

• De inmersión. Se caracterizan por estarinstaladas dentro de un tubo sellado. Es-tán ubicadas en la parte inferior del reci-piente y se encuentran en contacto directocon el medio a calentar.

• Externas. Se encuentran ubicadas en laparte inferior pero son externas al tanque;están protegidas por un material aislanteque evita pérdidas de calor. Este tipo deresistencias transfiere el calor al fondo deltanque por medio de conducción térmica.

Dependiendo del tipo de baño, algunos dis-ponen de una serie de accesorios como siste-mas de agitación, que imprimen al medio ca-lefactor un movimiento cuidadosamente

controlado para mantener la temperatura lomás uniforme posible. Se muestra a continua-ción una tabla que describe los principales ti-pos de baños de María.

Ilustración 17: Resistencias de inmersión y externa

Tipos de baños de María

Baja temperatura

CLASETemperatura ambiente hasta 60 °C

Isotérmicos Temperatura ambiente hasta 100 °C con accesorios y/o sistemas de agitación (con agua)

Alta temperatura Temperatura ambiente hasta 275 °C. Cuando se requiere lograr temperaturas superiores alos 100 °C, es indispensable utilizar fluidos diferentes al agua, debido a que el punto deebullición de la misma a condiciones normales es de 100 °C.Este tipo de baños utiliza generalmente aceites cuyos puntos de ebullición son mucho máselevados.

Temperatura ambiente hasta 100 °C con cubierta

RANGO DE TEMPERATURA

58

tiene componentes –elementos resistivos–que podrían causar quemaduras si se to-can desprevenidamente, incluso despuésde transcurrido un período de tiempo con-siderable después de apagar el equipo.

5. Trabajar las sustancias que generan humoscolocando el baño de María dentro de unacabina extractora de humos o en un lugarmuy bien ventilado.

6. Recordar que los líquidos que se trabajandentro del recipiente del baño de María pue-den producir quemaduras si inadvertidamen-te se coloca la mano dentro del mismo.

7. Tener en cuenta que el baño de María es-tá diseñado para ser utilizado con un líqui-do en el interior del recipiente. Si el mismose seca, la temperatura del recipiente pue-de llegar a ser muy alta. Utilizar siempre labandeja difusora para colocar los recipien-tes dentro del tanque del baño de María.Esta ha sido diseñada para distribuir latemperatura de forma uniforme.

8. Evitar utilizar el baño de María si algunode los controles falla: el de temperatura oel de límite.

Uso del baño de María

Antes de usar el baño de María, se debe veri-ficar que el mismo se encuentra limpio y quese encuentran instalados los accesorios quevan a utilizarse. Los pasos que normalmentese siguen son estos:

1. Llenar el baño de María con el fluido que ha-brá de utilizarse para mantener uniforme latemperatura –agua o aceite–. Verificar que,colocados los recipientes que van a calentar-se, el nivel del mismo se encuentre entre 4 y5 cm del borde superior del tanque.

2. Instalar los instrumentos de control que,como termómetros y agitadores, puedanser requeridos. Utilizar los aditamentos de

montaje que, para el efecto, suministranlos fabricantes. Verificar la posición delbulbo del termómetro o de la sonda tér-mica, para asegurar que las lecturas seancorrectas.

3. Si se utiliza agua como fluido de calenta-miento, verificar que la misma sea limpia. Al-gunos fabricantes recomiendan añadir pro-ductos que eviten la formación de algas.

4. Colocar el interruptor principal Nº 11 en laposición de encendido. Algunos fabrican-tes han incorporado controles con micro-procesadores que inician rutinas de auto-verificación, una vez que se acciona el in-terruptor de encendido.

5. Seleccionar la temperatura de operación.Se utilizan el botón de Menú Nº 2 y los bo-tones para ajuste de parámetros.

6. Seleccionar la temperatura de corte –enaquellos baños que disponen de este con-trol–. Este es un control de seguridad quecorta el suministro eléctrico, si se sobrepa-sa la temperatura seleccionada. Esta se se-lecciona también a través del botón deMenú y se controla con los botones deajuste de parámetros.

7. Evitar utilizar el baño de María con sustan-cias como las que se indican a continuación2:a) Blanqueadores.b) Líquidos con alto contenido de cloro.c) Soluciones salinas débiles como clorurode sodio, cloruro de calcio o compuestosde cromo.d) Concentraciones fuertes de cualquierácido.e) Concentraciones fuertes de cualquier sal.f) Concentraciones débiles de ácidos hidro-clórico, hidrobrómico, hidroiódico, sulfúri-co o crómico.g) Agua desionizada, pues causa corro-sión y también perforaciones en el aceroinoxidable.

1 Los números que identifican los controles corresponden exactamente a los mostrados en el esquema de los baños de María.2 Fisher Isotemp® economy water baths, Instructions: Fisher Scientific, Part Nº 103412, Rev. E., 2004.

59

Baño de María 5

Mantenimiento

Los baños de María son equipos que no sonmuy exigentes desde el punto de vista demantenimiento. Las rutinas recomendadasestán principalmente enfocadas a la limpiezade los componentes externos. A continua-ción, se señalan las rutinas más comunes.

LimpiezaFrecuencia: Mensual

1. Apagar y desconectar el equipo. Esperar aque el mismo se enfríe para evitar riesgosde quemaduras accidentales.

2. Extraer el fluido utilizado para el calenta-miento. Si es agua, puede verterse a un si-fón. Si es aceite, recolectar en un recipien-te con capacidad –volumen– adecuada.

3. Retirar la rejilla de difusión térmica que seencuentra ubicada en el fondo del tanque.

4. Limpiar el interior del tanque con un de-tergente suave. Si se presentan indicios decorrosión, existen en el mercado sustanciaspara limpiar el acero inoxidable. Frotarsuavemente con esponjas sintéticas o equi-valentes. Evitar la utilización de lana deacero para remover manchas de óxido, de-bido a que las mismas dejan partículas deacero que podrían acelerar la corrosión.

5. Evitar doblar o golpear el tubo capilar delcontrol de temperatura que generalmen-te se encuentra ubicado en el fondo deltanque.

6. Limpiar con agua limpia el exterior y el in-terior del baño de María.

LubricaciónFrecuencia: Diaria

Esta actividad es para baños de María quedisponen de unidad o sistema de agitación.

Lubricar el eje del motor eléctrico del agita-dor. Colocar una gota de aceite mineral en eleje, para que se mantenga una buena condi-ción de lubricación entre los rodamientos delmotor y el eje del mismo.

Advertencia: Antes de efectuar cualquieractividad de mantenimiento, desconectarel equipo de la toma de alimentacióneléctrica.


No hay energía eléctrica. Baño de María desconectado. Conectar baño de maría.

Interruptor defectuoso. Cambiar interruptor.

Fusible defectuoso. Sustituir fusible.

La temperatura es superior a laseleccionada.

Control de temperatura defectuoso. Cambiar control de temperatura.

Verificar selección de parámetros.

El baño de María no calienta. Control de temperatura desgraduado. Graduar control de temperatura.

Resistencia(s) defectuosa(s). Cambiar resistencia(s).

Control límite desgraduado. Graduar control límite.

Las muestras se calientan lentamente. Tanque vacío o con muy poco fluido. Llenar tanque hasta el nivel recomendado.

La temperatura aumenta muylentamente.

Resistencia(s) defectuosa(s). Cambiar resistencia(s).

Control de temperatura defectuoso. Sustituir control de temperatura.


60


Agitador. Dispositivo diseñado para añadirenergía cinética a un fluido contenido en unrecipiente, con el fin de mantener homogé-neas sus propiedades; por ejemplo: tempera-tura, color, densidad.

Bandeja difusora. Dispositivo que se colocaen el fondo de los baños de María, con el finde soportar los recipientes que se colocandentro del tanque; además, permite que lascorrientes de convección térmica, que se ge-neran en el fluido que contiene el tanque,circulen de arriba - abajo - arriba, mantenien-do la temperatura de forma homogénea enlos niveles seleccionados por el operador. Porlo general, la bandeja difusora es de aceroinoxidable.

Fusible. Dispositivo de seguridad que prote-ge los circuitos eléctricos de los excesos de co-rriente. Se fabrican con materiales cuyas di-mensiones y propiedades los habilitan paratrabajar bien dentro de unas condiciones pre-definidas. Si por alguna razón se extralimitanlos parámetros de diseño, se funde el mate-rial y se interrumpe el paso de corriente.

Pintura electrostática. Procedimiento me-diante el cual se genera una gran diferenciade potencial (80-150 kw) entre la pieza quese quiere pintar y la unidad de atomizaciónque suministra la pintura, en forma de partí-culas finamente pulverizadas. Las partículasde pintura se cargan eléctricamente y se de-

positan por atracción de las cargas eléctricas,sobre la pieza que quiere pintar, cubriéndolacompletamente. Se introduce entonces lapieza cubierta de partículas de pintura en unhorno eléctrico que funde las partículas depintura, haciendo que las mismas se adhierancon gran fortaleza sobre la pieza.

Resistencia (eléctrica). Propiedad que tie-nen las diferentes sustancias o materiales, envirtud de la cual se impide en mayor o menorgrado el paso de la corriente eléctrica. En lostextos se identifica la resistencia con la letra[R]. Para un cuerpo de sección uniforme, porejemplo: un alambre, la resistencia [R] es unamagnitud directamente proporcional a lalongitud [l] e inversamente proporcional alárea seccional [a]. La resistencia se represen-ta mediante la siguiente ecuación:

donde:k = constante que depende de las unidades

empleadasl = longitud del conductora = área seccional del conductor

La unidad de resistencia es el ohmio y se re-presenta normalmente por la letra griega Ω.

Resistencia de inmersión. Resistencia eléc-trica que se encuentra instalada dentro de untubo sellado. Se utilizan generalmente paracalentar fluidos como agua o aceite.

lR = k x

a

Bibliografía

Fisher Isotemp® economy water baths, Instructions: Fisher Scientific, Part Nº 103412, Rev. E.,2004. (http://www.fisherlabequipment.com/productinfo.htm)

Fisher Isotemp® water baths, Instructions: Fisher Scientific, Part Nº 102370, Rev. K., 2004.(http://www.fisherlabequipment.com/productinfo.htm)


Venegas, J., Texto de física, Fono-foto y electrología, Cali, Colombia, Editorial Norma.

61

1 HEPA: High Efficiency Particulate Air

CAPÍTULO 6

Cabina de seguridad biológicaCódigo (s) ECRI

15-148


Campanas microbiológicas

CABINA DE SEGURIDAD BIOLÓGICA

Es un equipo diseñado para controlar los ae-rosoles y micropartículas asociados al manejodel material biológico, potencialmente tóxi-cos o infecciosos, que se generan en los labo-ratorios como resultado de actividades comola agitación y centrifugación, el uso y manejode pipetas, la apertura de recipientes conpresiones internas diferentes a la atmosféri-ca, utilizando condiciones apropiadas de ven-tilación. Las cabinas se han diseñado paraproteger al usuario, al ambiente y la muestracon la que se trabaja. Se las conoce tambiéncomo Cabinas de flujo laminar y/o gabinetesde bioseguridad.

ILUSTRACIÓN CABINA DE SEGURIDADBIOLÓGICA

PROPÓSITOS DEL EQUIPO

La cabina de seguridad biológica se utilizacon estos fines:

1. Proteger al trabajador de los riesgos aso-ciados al manejo de material biológico po-tencialmente infeccioso.

2. Proteger la muestra que se está analizan-do para que no se contamine.

3. Proteger el medio ambiente.

Las cabinas se utilizan para el trabajo rutina-rio relacionado con patógenos –parásitos,bacterias, virus, hongos–, el cultivo de célulasy, bajo condiciones muy precisas, el manejode los agentes tóxicos.


La cabina de seguridad biológica es una cámaraconstruida generalmente en acero, que disponede una ventana frontal en vidrio, de altura va-riable que posee un sistema de ventilación con-formado por un motor eléctrico, un ventilador yun conjunto de ductos que, al estar funcionan-do, generan una condición de presión negativaen el interior de la cabina comparada con la pre-sión del ambiente en el laboratorio, condiciónque produce que el aire fluya dentro de la cabi-na a través de la abertura frontal, generandouna cortina de aire que protege al operador. In-ternamente, el aire es conducido a través de unaserie de rejillas y ductos, para finalmente ser tra-tado mediante filtros HEPA1. Dependiendo deldiseño de la cabina, el aire es reciclado dentrodel laboratorio o extraído y renovado en diver-sas proporciones. El aire que en las cabinas Cla-se II fluye desde el filtro hacia la superficie detrabajo es de tipo laminar. A continuación, sepresenta un resumen del tipo de cabinas exis-tentes y sus principales características.Ilustración 19: Cabina de seguridad biológica

62

Resumen cabinas de seguridad biológica

Clase ITipo A

TIPO DECABINA

ILUSTRACIÓN

1. Protección ofrecida: al operador y alambiente.

2. Velocidad del aire al ingresar a la cabi-na: 38 cm/s.

3. Adecuada para trabajar con agentesclasificados con nivel de bioseguridad2

1, 2 ó 3.4. Sistema de filtración: HEPA, colocado

en la extracción. Puede estar o no aco-plado a un sistema de extracción co-nectado al exterior.

5. Desventaja: No protege el productocon el cual se trabaja.

Clase IITipo B1

1. Protección ofrecida: al operador, al pro-ducto y al ambiente.

2. Velocidad del aire al ingresar a la cabina:50,8 cm/s.

3. Adecuada para trabajar con agentes cla-sificados con nivel de bioseguridad 1, 2 ó3.

4. Sistema de filtración: dos filtros HEPA. Ex-trae mediante un ducto el aire potencial-mente contaminado (70 %) y recicla den-tro de la cabina después de filtrarlo el ai-re tomado del exterior, a través de la reji-lla frontal (30 %).

5. Todos los ductos biológicamente conta-minados presurizados negativamente.

6. Permite trabajar cantidades mínimas dequímicos tóxicos y radionucleidos.

Clase IITipo A


2. Velocidad del aire al ingresar a la cabi-na: 38 cm/s.

3. Adecuada para trabajar con agentesclasificados con nivel de bioseguridad1, 2 ó 3.

4. Sistema de filtración: dos filtros HEPA,uno colocado sobre la superficie de tra-bajo; el segundo en el sistema de ex-tracción de la cabina, el cual puede es-tar o no acoplado a un sistema de ex-tracción conectado al exterior. Si seacoplan al exterior, utiliza un acople ti-po campana.

5. Reciclan aproximadamente el 70 % delvolumen de aire y renuevan un 30 %.

CARACTERÍSTICAS

2 Ver clasificación de niveles de bioseguridad de los agentes en el subtítulo Seguridad biológica, ubicado a continuación del resumen de las cabinas.

63

Cabina de seguridad biológica 6

Clase IITipo B2

TIPO DECABINA

ILUSTRACIÓN


2. Velocidad del aire al ingresar a la cabi-na: 50,8 cm/s.


4. Sistema de filtración: dos filtros HEPA.Se le conoce como cabina de extrac-ción total. No tienen ningún tipo derecirculación.

5. Todos los ductos biológicamente conta-minados presurizados negativamente.

6. Dispone de ducto de extracción; per-mite trabajar con químicos tóxicos yradionucleidos.

Clase III 1. Protección ofrecida: al operador, al pro-ducto y al ambiente.

2. Sistema de filtración: dos filtros HEPAen serie en la extracción y un filtro HE-PA en la admisión.

3. Adecuada para trabajar con agentesclasificados con nivel de bioseguridad 4.

4. Cabina totalmente sellada. El ingreso yextracción de elementos se efectúan através de una caja de paso de doblepuerta. La manipulación de los mate-riales los realiza el investigador, a tra-vés de guantes sellados en el frente dela cabina.

Clase IITipo B3 o A/B3


2. Velocidad del aire al ingresar a la cabi-na: 50,8 cm/s.


4. Sistema de filtración: dos filtros HEPA.5. Todos los ductos biológicamente conta-

minados presurizados negativamente.6. Se le conoce como cabina combinada.

Puede conectarse mediante un ducto yse la denomina como de Tipo B3. Si ca-rece del mismo, es una Tipo A. Recicla el70 % del volumen dentro de la cabina.

CARACTERÍSTICAS

64

SEGURIDAD BIOLÓGICA3

Los microorganismos, con base en el análisisde factores como la patogenicidad, la dosisinfecciosa, los modos de transmisión, la varie-dad de huéspedes que pueden utilizar, la dis-ponibilidad de medidas preventivas y trata-mientos efectivos, han sido clasificados encuatro categorías:

1. Nivel de riesgo 1. Lo conforman agentesbiológicos que es muy improbable que cau-sen enfermedades en humanos sanos o ani-males. (Bajo riesgo individual y comunitario).

2. Nivel de riesgo 2. Lo conforman patóge-nos que pueden causar enfermedades alos humanos o animales; pero en circuns-tancias normales es improbable que seanpeligrosos para trabajadores de los labora-torios, la comunidad, los animales domés-ticos o el ambiente. Las exposiciones en ellaboratorio raramente producen enferme-dades graves; hay disponibles medidaspreventivas y tratamientos efectivos y elriesgo de diseminación es limitado. (Ries-go individual moderado, riesgo comunita-rio limitado).

3. Nivel de riesgo 3. Son patógenos queusualmente causan enfermedades graves alos seres humanos y a los animales, y pro-ducen un impacto económico serio; sinembargo, no es común su contagio porcontacto casual de un individuo a otro. Lasenfermedades que producen son tratablespor agentes antimicrobiales o antiparasi-tarios. (Alto riesgo individual, bajo riesgocomunitario).

4. Nivel de riesgo 4. Son patógenos queusualmente producen enfermedades muygraves para los seres humanos o los anima-les, las cuales a menudo no disponen detratamientos y se contagian fácilmente deun individuo a otro o de animal a humanoo viceversa, directa o indirectamente o porcontacto casual. (Alto riesgo individual, al-to riesgo comunitario).


Entre los servicios que se requieren para queuna cabina funcione adecuadamente, se en-cuentran los siguientes:

1. Un área dentro del laboratorio protegidade las corrientes de aire que provienen deventanas o sistemas de aire acondiciona-do. Igualmente la cabina debe ubicarsealejada de las zonas de circulación del la-boratorio, para evitar que las corrientes deaire producidas por el paso de personaspudiera llegar a afectar la cortina de airedentro de la cabina. También se debe veri-ficar que la cabina no se instale al lado deotro tipo de cabinas, como las utilizadaspara extraer vapores químicos.

2. Una acometida eléctrica, dotada de losrespectivos elementos de control y seguri-dad; una toma eléctrica con polo a tierra.

3. Una mesa firme y bien nivelada, diseñadapara soportar el peso de la cabina y permi-tir al operador trabajar con comodidad.Debe disponer de espacio libre para colo-car los pies y su altura debe ser adecuada.

4. El piso del lugar debe ser plano y estarbien nivelado.

5. Deben respetarse las áreas libres que reco-mienda el fabricante alrededor de la cabi-na. Asimismo debe verificarse que la altu-ra piso - techo del sitio donde se instalasea la recomendada, para que pueda fun-cionar sin inconvenientes.

6. Las cabinas tipo B requieren necesaria-mente un ducto de extracción, el cual de-be estar dotado de los dispositivos de con-trol requeridos: válvulas reguladoras quepermitan aislar o regular el flujo de aire.

7. Las acometidas de gases deben encontrar-se en la vecindad inmediata de la cabina, afin de facilitar la conexión a las válvulas deservicio.

3 The Laboratory Biosafety Guidelines, 3rd. Edition-Draft, Health Canada, 2001.

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8. La cabina debe certificarse anualmentepara verificar el cumplimiento de los re-quisitos establecidos en la Norma NSF 49.

USO DE LA CABINA

La correcta utilización de la cabina de segu-ridad biológica se logra al cumplir las si-guientes indicaciones:

1. Planificar con anticipación el trabajo quese realizará en la cabina de seguridad bio-lógica. Determinar qué procedimientos yequipos serán utilizados. Coordinar conlos demás profesionales del laboratorio eltiempo de utilización de la cabina, a finde evitar interrupciones o tráfico indesea-do mientras la misma esté en uso.

2. Encender la cabina. Apagar la lámpara UVsi la misma se encuentra encendida. En-cender la lámpara de luz fluorescente y elventilador de la cabina. Verificar que lasrejillas, delantera y trasera, se encuentranlibres de obstrucciones. Preparar el áreade trabajo. Permitir que la cabina funcio-ne libremente por al menos 15 minutos.

3. Lavar las manos y antebrazos con jabóngermicida. Vestir los elementos de protec-ción personal: bata/gabacha de manga lar-ga con puños ajustados, anteojos protec-tores y máscara, si la situación lo amerita.Preparar las superficies interiores de la ca-bina aplicando etanol al 70 % o un desin-fectante adecuado. Permitir que estas sesequen por la acción del flujo del aire.

4. Cargar e instalar únicamente los materia-les y equipos requeridos por la prueba oensayo. Diferenciar las áreas limpias de lasáreas sucias. Colocar el material de formaque no se crucen los materiales sucios conlos materiales limpios, ni se impida la librecirculación del aire interno a través de lasrejillas delanteras o traseras. Colocar unabolsa de bioseguridad para almacenar losmateriales desechados, un recipiente condesinfectante para las pipetas y un reci-piente para guardar los elementos puntia-gudos. Evitar colocar objetos muy grandes,cerca uno de otro, dentro de la cabina.

Al finalizar la colocación de los elementos,se debe permitir que el flujo de aire barrala cabina durante aproximadamente 3 ó 5minutos, para eliminar cualquier partículaque se hubiera producido o liberado du-rante la carga de materiales y equipos.

5. Iniciar las actividades. Introducir lentamen-te las manos en el área de trabajo. Realizarlos procesos y tareas de forma metódica ycuidadosa; –de las áreas limpias a las áreaspotencialmente contaminadas–. Mantenerlos elementos al menos 10 cm detrás de larejilla frontal; procurar realizar las activida-des que pudieran resultar más contami-nantes o riesgosas hacia el fondo del áreade trabajo de la cabina. Evitar el uso de lla-mas abiertas como las de los mecheros,pues rompen el patrón de flujo laminar yse corre el riesgo de quemar el filtro. Evitarretirar las manos del área de trabajo hastaque todos los procedimientos programa-dos hayan sido realizados y el material po-tencialmente peligroso haya sido dispuestoen la bolsa de bioseguridad o en los reci-pientes dispuestos para las pipetas y los ob-jetos cortopunzantes.

6. Limpiar la cabina, permitiendo que el airefluya libremente por 3 ó 5 minutos al ter-minar todos los procedimientos.

7. Descontaminar la superficie de todosaquellos materiales y equipos que hayanestado en contacto con el material bioló-gicamente contaminado. Aplicar etanol al70 % o un desinfectante adecuado y per-mitir que el mismo se seque. Levantar losequipos y materiales y desinfectar el áreaubicada debajo de los mismos. Cubrir losrecipientes abiertos antes de ser removi-dos del área de trabajo. Remover los ma-teriales según corresponda (a la incubado-ra, al autoclave).

8. Descartar los guantes y demás elementosde protección personal. Disponerlos de laforma establecida en el laboratorio. Lavarlas manos con agua y jabón abundantes.

9. Apagar el ventilador, la lámpara fluores-cente; cerrar la abertura frontal y encen-der la lámpara ultravioleta.

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Nota: En caso de que se presente un derramedentro de la cabina mientras la misma está enuso, esta debe mantenerse en operación y to-dos los objetos o equipos que resulten invo-lucrados deben recibir un proceso de descon-taminación de superficie. Esto evitará que seliberen contaminantes desde la cabina.

Descontaminación de la cabina

La descontaminación de la cabina de seguri-dad biológica es una actividad que debe rea-lizarse de forma previa a la realización detrabajos de mantenimiento que impliquenapertura de sus superficies o componentesinternos. Siempre que se requiera efectuaralguno de los procesos que se indican a con-tinuación, previamente debe descontaminar-se la cabina.

1. Cambio de filtros.

2. Realización de pruebas que requieran ac-ceder a las superficies interiores o expues-tas de la cabina.

3. Antes de realizar pruebas de certificacióncuando la cabina haya sido utilizada conagentes clasificados como de riesgo bioló-gico de nivel 2 ó 3.

4. Antes de trasladar la cabina a una localiza-ción diferente.

5. Cuando se hayan presentado derrames desustancias con agentes de alto riesgo.

El procedimiento de descontaminación másadecuado debe definirlo el profesional res-ponsable de la seguridad industrial y riesgosprofesionales. En el anexo G del Estándar NSF49, se encuentra descrito el procedimientopara descontaminar las cabinas utilizando Pa-raformaldehído despolimerizado. Exclusiva-mente profesionales que hayan recibido lacapacitación correspondiente deben realizardicho procedimiento.


El mantenimiento general requerido por lacabina de seguridad biológica es, en general,sencillo de realizar. Las rutinas y las frecuen-cias se muestran a continuación.

Frecuencia: Semanal

1. Descontaminar la superficie de trabajo ylas superficies interiores de la cabina conetanol al 70 %.

2. Limpiar el cristal de la puerta frontal y lasuperficie de la lámpara ultravioleta, utili-zando una solución limpiadora doméstica.

3. Verificar la lectura del manómetro de pre-sión que permite conocer la magnitud dela caída de presión del aire, que fluye através del filtro HEPA. Registrar la fecha yla lectura en la bitácora de la cabina.

Frecuencia: Mensual

1. Limpiar las superficies exteriores, en espe-cial, el frente y la parte superior utilizandouna pieza de tela húmeda, a fin de retirarel polvo.

2. Desinfectar y remover la superficie de tra-bajo con etanol al 70 % o una solución de-sinfectante adecuada.

3. Desinfectar la superficie del comparti-miento inferior con etanol al 70 % o unasolución desinfectante adecuada.

4. Verificar el estado de las válvulas de servicio.

5. Realizar las tareas de frecuencia semanal.

Advertencia: El mantenimiento de loscomponentes internos solo debe ser reali-zado por personal entrenado y debida-mente certificado. Para efectuar el mante-nimiento de los componentes internos,previamente debe efectuarse una descon-taminación. Para realizar las rutinas, debenusarse elementos de protección personal.

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Frecuencia: Anual

1. Efectuar el proceso de certificación según li-neamientos establecidos en la Norma NSF 49.

2. Verificar con un radiómetro la intensidadde la lámpara UV4. Sustituir si es del caso.

3. Comprobar el estado de la lámpara fluo-rescente. Sustituir si es del caso.

4. Realizar las tareas de frecuencia mensual.

Remoción de la superficie de trabajo

Para la remoción de la superficie de trabajo,se requiere realizar lo siguiente:

1. Descontaminar la superficie antes deremoverla.

2. Aflojar y remover los tornillos de fijaciónubicados en la parte delantera de la super-ficie de trabajo.

3. Aflojar pero no retirar los tornillos de fija-ción ubicados en la parte trasera.

4. Levantar del borde frontal y retirar halan-do hacia la parte frontal de la cabina.

5. Descontaminar la parte interior de la su-perficie de trabajo.

6. Al ensamblar, realizar en orden inverso las ac-tividades descritas en los numerales 2, 3 y 4.

Cambio de la lámpara ultravioleta

Para cambiar la lámpara ultravioleta, de-ben seguirse las indicaciones del fabrican-te. Por lo general, se efectúan los siguien-tes procedimientos:

1. Encender la cabina y dejarla funcionar du-rante cinco minutos.

2. Levantar la ventana frontal a su máximaposición.

3. Descontaminar las superficies interiores yla lámpara UV.

4. Desconectar la alimentación eléctrica a lacabina.

5. Desencajar el tubo UV de sus conectoresgirándolo 90 grados; a continuación, insta-lar un repuesto de las mismas característi-cas del original. Algunos fabricantes haninstalado las lámparas sobre una placa lo-calizada en el frente de la cabina, que esnecesario destornillar y levantar para quequede a la vista el montaje de la lámpara.Una vez hecho esto, se puede sustituir lalámpara como se indicó al inicio de estenumeral.

Mantenimiento especializado

Eventualmente, la cabina podría requerirmantenimiento especializado. Se indican acontinuación algunos procedimientos quetendrían que ser contratados con firmas es-pecializadas cuando se requiera y que ten-drían que realizarse siguiendo las indicacio-nes que los productores han consignado ensus manuales de servicio técnico.

1. Certificación anual de acuerdo a los linea-mientos de la Norma NSF 49.

2. Cambio de motores. Generalmente, utili-zan rodamientos sellados libres de mante-nimiento y funcionan por inducción me-diante control de frecuencia, por lo quecarecen de escobillas. Pueden trabajaraños(*)5.

3. Cambio de ventiladores. (*)

4. Cambio de filtro HEPA. (*). La frecuencia decambio depende de la intensidad de uso dela cabina y del sistema de control ambien-tal que se tenga instalado en el laboratorio.

4 La vida útil de las lámparas UV es de aproximadamente 7 500 horas. Algunos fabricantes sugieren sustituirla anualmente.5 (*) Requieren procedimientos especializados de descontaminación previa.

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Si hay un buen control de aspectos como elpolvo, el filtro podría llegar a durar mu-chos años.

5. Reparación del sistema electrónico de con-trol: alarmas de control de flujo, posiciónde la ventana, controles de velocidad.

6. Reparación / limpieza de válvulas regulado-ras de flujo, ajuste de acoples tipo campana.

Certificación de la cabina

El proceso de certificación de las cabinas de se-guridad biológica está reglamentado por elEstándar NSF 49, el cual aplica a todas las cabi-nas Clase II. El mismo define materiales, crite-rios de diseño y construcción, parámetros deoperación y pruebas que permiten garantizarque la cabina es segura y adecuada para lostrabajos que se realizan en ella. Se presenta acontinuación la lista de pruebas que incluye elestándar mencionado. Detalles de los mismosdeben consultarse en el Estándar. El procesode certificación incluye las siguientes pruebas:

1. Prueba de estanqueidad. Se realiza sobrelas superficies exteriores. Determina siuniones, empaques, penetraciones y solda-duras están libres de fugas.

2. Prueba de fugas de los filtros HEPA. De-termina la integridad de los filtros HEPAde suministro y extracción, sus alojamien-tos y marcos de montaje.

3. Prueba de aumento de temperatura.Determina cuál es el aumento máximo detemperatura en la cabina, cuando en lamisma se encuentran en operación el ven-tilador y las luces.

4. Prueba de ruido. Determina cuál es el ni-vel de ruido producido por la cabina.

5. Prueba de intensidad luminosa. Deter-mina cuál es la intensidad luminosa en lasuperficie de trabajo de la cabina.

6. Prueba de vibraciones. Determina la canti-dad de vibración presente en la cabina, cuan-do la misma se encuentra funcionando.

7. Prueba de protección al personal, al pro-ducto y ensayos biológicos de contamina-ción cruzada. La prueba determina si losaerosoles son contenidos por la cabina, silos contaminantes externos alcanzan la zo-na de la mesa de trabajo y si los aerosolesson reducidos por la cabina.

8. Prueba de estabilidad. Determina si la ca-bina tiene estabilidad estructural. Analizala resistencia al volcamiento, a la distor-sión por el efecto de fuerzas aplicadas, a ladeflexión de la superficie de trabajo some-tida a condiciones de carga y la resistenciaal ladeo de la superficie de trabajo bajocondiciones de carga.

9. Prueba de velocidad del flujo vertical. De-termina la velocidad del aire que se desplazaverticalmente hacia la superficie de trabajo.

10.Prueba de velocidad del flujo de ingre-so. Determina la velocidad a la que ingre-sa el flujo a la cabina, a través de la aber-tura frontal, y el volumen de extracción dela cabina.

11.Prueba de patrones de humo. Determi-na si el flujo del aire, a lo largo de todo elperímetro de la abertura frontal, va haciala cabina y si el flujo vertical va hacia aba-jo, no presenta puntos muertos o reflujossobre la superficie de trabajo.

12.Prueba de fugas del drenaje. Define lacapacidad de contención de derrames ba-jo la superficie de trabajo.

13.Prueba de funcionamiento del sistemamotor/ventilador. Determina si el siste-ma brinda la presión estática requerida.

14.Prueba del sistema eléctrico. Determinasi existen riesgos potenciales de descargaseléctricas. Mide las corrientes de fuga, lapolaridad, el funcionamiento del sistemade protección de fallas de tierra y la resis-tencia del circuito a tierra.

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EVALUACIÓN FUNCIONAL (ALTERNATIVA)

En caso de que se dispongan cabinas de segu-ridad biológica en el laboratorio, pero no seencuentren en la zona de ubicación del labo-ratorio de servicios autorizados de certifica-ción, el personal responsable de manteni-miento tiene la alternativa de efectuar proce-dimientos de revisión anuales basados en elEstándar NSF 49 que, debidamente documen-tados, permitirían identificar con bajos nive-les de incertidumbre si la cabina se encuentraen buen estado y su operación es normal6.Como actividades a realizar se destacan lassiguientes:

1. Evaluación de instalación. Verifica quelas condiciones de instalación de la cabina

están de acuerdo con las recomendacionesque al respecto ha definido el fabricante.

2. Evaluación operacional. Comprueba quela cabina funciona de acuerdo con sus ca-racterísticas de diseño y fabricación.

3. Evaluación de desempeño. Verifica la ca-pacidad de la cabina para brindar un espa-cio adecuado de trabajo en condiciones deoperación normales y críticas.

En la tabla que se incluye a continuación seseñalan los parámetros a tener en cuenta enla evaluación funcional, los cuales por lo ge-neral se incluyen en la planilla7 de inspecciónque se diseña para el efecto.

6 La evaluación funcional se fundamenta necesariamente en la disponibilidad –institucional o zonal– de técnicose ingenieros debidamente capacitados y experimentados.

7 Cada institución diseña sus propios formatos para el registro administrativo y técnico de mantenimiento.

Tabla de evaluación funcional de cabinas de seguridad biológica

Identificación institucional de la cabina

PARÁMETROSMarca, modelo, tipo, serie, ubicación, código de inventario, fecha.

• Voltaje Medición de voltaje. Requiere voltímetro.

• Motor/ventilador Verificación de temperatura de operación. Verificar nivel de ruido y vibración.

• Tomas eléctricas Revisión de integridad, calidad del contacto y voltajes disponibles.

• Integridad cables y conectores Verificación visual.

• Interruptores Control de estado e integridad.

• Alarmas Comprobación de estado y calibración.

• Amperaje Medición de amperaje. Requiere voltímetro o pinza amperimétrica.

• Iluminación - Fluorescente- Ultravioleta

Confirmación del número de horas de operación de las lámparas y de su inten-sidad lumínica. Requiere radiómetro.

Eléctricos

• Acabados internos/externos Verificación visual.

• Empaques y sellos Verificación visual. No deben existir fugas.

• Estado filtros y prefiltros Verificación visual. No deben existir fugas ni en el material filtrante ni en los sellos.

• Ventana deslizante Verificación visual.Debe poder moverse suavemente y conservar las posiciones seleccionadas.

Físicos

• Velocidad del flujo Control de velocidades de acuerdo con la clase y tipo de cabina. Requiere anemómetro.

• Diferencial de presión en el filtro HEPA Tomar lectura del manómetro de la cabina.

• Nivel de ruido Requiere sonómetro.

Operacionales

OBSERVACIÓN

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PARÁMETROS

• Conteo de partículas Método definido en los Federal Standard 209D, E. Requiere generador de DOP,fotómetro y contador de partículas.

Desempeño

• Temperatura Requiere termómetro: aproximada de 20-22 °C.

• Limpieza Debe ser adecuada.

• Humedad Requiere higrómetro: aproximada de 45-55 %.

• Corrientes de aire No debe haber corrientes que afecten el funcionamiento de la cabina.

Condiciones del área de instalación

OBSERVACIÓN

Tabla de solución de problemas8

No encienden la luz ni el sistema deventilación de la cabina.

Cabina desconectada de la tomaeléctrica.

Verificar que la cabina esté conectada a unatoma eléctrica y que el cable esté bien conec-tado en la caja eléctrica de la cabina.

El ventilador no gira pero la luz enciende. Ventana frontal cerrada. Abrir la ventana hasta la posición de trabajo.

Motor del ventilador defectuoso. Reemplazar el conjunto motor-ventilador.

Motor del ventilador desconectado. Revisar las conexiones del motor.

No hay alimentación eléctrica en laacometida.

Confirmar que la toma eléctrica esté energiza-da y que el disyuntor no esté desactivado–protección termomagnética–. Inicializar nue-vamente los interruptores.

El ventilador de la cabina funciona, pe-ro la lámpara no enciende.

Lámpara defectuosa. Reemplazar la lámpara. Utilizar una de lasmismas características de la original.

El manómetro indica un aumento en lacaída de presión a través del filtro.

La retención de partículas en el filtroHEPA ha aumentado.

Proceso normal durante la vida útil del filtro.

Bloqueo en las rejillas o ranuras deretorno.

Verificar que las rejillas no se encuentren obs-truidas con algún equipo o material.

Obstrucción en el conducto deextracción.

Comprobar que no existan bloqueos o restric-ciones en el conducto de extracción.

Bloqueo o restricción bajo la superficiede trabajo.

Verificar que el conducto bajo la superficie detrabajo se encuentre libre de obstrucciones.

Lámpara mal conectada. Revisar la conexión de la lámpara. Ajustar a laposición correcta.

Protección termomagnética del disyun-tor activada.

Reconectar el disyuntor.

Alambrado de la lámpara desconectado. Revisar alambrado de la lámpara.

Balasto de la lámpara defectuoso. Reemplazar balasto.


8 Purifier® Delta® Series, Biological Safety Cabinets, User’s Manual, Kansas City, Labconco Corporation, Part Nº 36960-20, Rev. A ECO B296.

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Aerosol. Suspensión de partículas diminutassólidas o líquidas que se dispersan en un gas.El diámetro medio de las mismas oscila entre10-4 y 10-7 cm.

Aire de suministro. Aire que entra a la ca-bina a través de la abertura frontal o de tra-bajo y que reemplaza el aire extraído de lacabina.

Cabina de seguridad biológica. Equipodiseñado para controlar aerosoles y micro-partículas, asociados al manejo de materialbiológico potencialmente infeccioso que segeneran en los laboratorios como resultadode actividades como agitación y centrifuga-ción, uso y manejo de pipetas, apertura derecipientes con presiones internas diferentesa la atmosférica, entre otros, utilizando con-diciones apropiadas de ventilación, paraproteger al usuario, al ambiente y la mues-tra con la que se trabaja.

Certificación. Procedimiento mediante elcual se establece que el funcionamiento deuna cabina de seguridad biológica cumplecon los criterios y requerimientos mínimospara poder operar con seguridad. El EstándarNSF 49 aplica a las cabinas Clase II, Tipo A, B1,B2 y B3.

Descontaminación. Remoción o destruc-ción de agentes infecciosos; remoción o neu-tralización de agentes tóxicos.

Filtro HEPA. Filtro que tiene la capacidadde remover partículas cuyo diámetro medioes de 0,3 µm con una eficiencia del 99,97 %.

Están construidas de microfibras de boro sili-cato que han sido unidas con un pegante re-sistente al agua. El medio filtrante se encuen-tra plegado dentro de un marco, con el fin deincrementar el área de filtración.

Flujo laminar. Fenómeno de la mecánica delos fluidos, en el cual cada punto de un flui-do se mueve con velocidad uniforme a lo lar-go de líneas paralelas entre sí. Se presentacuando el número de Reynolds [Re] es menora 3 000.

Luz ultravioleta. (UV). Radiación electro-magnética cuya longitud de onda se encuen-tra comprendida entre los 200 y los 390 nm.Se utiliza en las cabinas de seguridad biológi-ca porque tiene propiedades bactericidas.

NSF. Acrónimo de National Sanitation Foun-dation, organización sin ánimo de lucro dedi-cada a la investigación, educación y el servi-cio, que busca resolver problemas que rela-cionan al ser humano y su entorno. Su misiónes promover la salud y el enriquecimiento dela calidad de vida, a través de la conservacióny el mejoramiento del ambiente. Los estánda-res de la NSF suministran los criterios básicospara promover la salubridad y la protecciónde la salud pública.

Superficie de trabajo. Superficie que se uti-liza cuando se realiza algún trabajo, opera-ción o actividad dentro de la cabina de segu-ridad biológica.

Tóxico. Sustancia que tiene un efecto fisioló-gico adverso sobre los sistemas biológicos.

Se presenta contaminación en lasmuestras que se trabajan en la cabina.

Procedimientos de trabajo inadecuados. Revisar que la cabina se utiliza de acuerdo alos procedimientos y a las buenas prácticas.

Restricciones en las ranuras de retornoo bloqueo del ducto de extracción.

Comprobar que el retorno y el sistema de extrac-ción se encuentren libres de obstrucciones.

Factores externos a la cabina afectanlos patrones de flujo dentro de la mis-ma y causan contaminación.

Verificar la instalación de la cabina y los procedi-mientos que se están realizando.

Filtro HEPA defectuoso. Sustituir filtro HEPA y certificar la cabina.


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Bibliografía

Cabinas de Seguridad Biológica. Uso, Desinfección y Mantenimiento, Washington D. C., Or-ganización Panamericana de la Salud, 2002.

Class II (Laminar flow) Biohazard Cabinetry, NSF International Standard, NSF-49-1992.

Pérez, W., Mantenimiento de cabinas de flujo laminar, Memorias Taller Internacional sobreCalidad en el Laboratorio de Salud Pública, Bogotá, Instituto Nacional de Salud, 2003.

Personnel & Product Protection: A Guide To Biosafety Enclosures, Kansas City, LabconcoCorporation, 1993.

Primary Containment for Biohazards: Selection, Installation and Use of Biological Safety Ca-binets, Washington D. C., U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Di-sease Control and Prevention and National Institutes of Health, 2nd. Edition, 2000.

Purifier® Delta® Series, Biological Safety Cabinets. User´s Manual, Kansas City, Labconco Cor-poration, Part Nº 36960-20, Rev. A ECO B296.


The Laboratory Biosafety Guidelines, 3rd. Edition-Draft, Health Canada, 2001.(www.Hc-sc.gc.ca/hpb/lcdc/biosafety)

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Centrífuga 7

COMPONENTES DE LA CENTRÍFUGA

Los componentes más importantes de unacentrífuga son los siguientes5:

El control eléctrico/electrónico que disponegeneralmente de los siguientes elementos:

1. Control de encendido y apagado, controlde tiempo de operación –temporizador–,control de velocidad de rotación –en algu-nas centrífugas–, control de temperatura–en centrífugas refrigeradas–, control devibraciones –mecanismo de seguridad– ysistema de freno.

2. Sistema de refrigeración, en las centrífu-gas refrigeradas.

3. Sistema de vacío, en ultracentrífugas. (Noconsta en la ilustración).

4. Base.

5. Tapa.

6. Carcaza.

7. Motor eléctrico.

8. Rotor. Existen rotores de diverso tipo, losmás comunes son los de ángulo fijo, los decubo pivotante, los de tubo vertical y losde tubo casi vertical, los cuales se explicana continuación.

Tipos de rotores

Las centrífugas utilizan diversas clases de ro-tores. Dentro de los más utilizados están lossiguientes:

5 Los números que identifican cada componente corresponden a los indicados en el esquema.

Tipos de rotores

Rotores de ángulo fijo

TIPO DE ROTORSon rotores de propósito general. Mantienen lostubos en un ángulo fijo [α] que por diseño estáespecificado entre los 20 y los 45 grados. Se utili-zan para sedimentar partículas subcelulares. Elángulo acorta la trayectoria de las partículas y lostiempos de centrifugado, si se comparan con losrotores de cubo pivotantes.

CARACTERÍSTICAS

Rotores de tubo vertical Este tipo de rotor mantiene los tubos paralelos aleje de rotación. Así se logran obtener bandas se-paradas, a través del diámetro de tubo y no la lon-gitud del tubo. Estos rotores se usan para realizarestudios isopícnicos y en algunos casos separacio-nes de tasa zonal, donde la reducción del tiempode centrifugado es importante. Estos rotores utili-zan tubos de diseño especial.

Rotores de cubo pivotante

Se utilizan para realizar estudios isopícnicos –se-paraciones como una función de la densidad– yestudios de tasa zonal –separaciones como unafunción de los coeficientes de sedimentación–,donde se requiere máxima resolución de zonas dela muestra.

ESQUEMA CORTE TRANSVERSAL

77

Centrífuga 7

3. Si la centrífuga es refrigerada, requiere deun espacio libre en el lado del condensa-dor, para que pueda haber una transferen-cia de calor adecuada.

4. Un mueble en el cual puedan guardarselos accesorios que, como los rotores alter-nos, complementan la dotación de lascentrífugas.


Las rutinas de mantenimiento que requiereuna centrífuga dependen de múltiples facto-res, tales como la tecnología incorporada, laintensidad de uso, la capacitación de losusuarios, la calidad de la alimentación eléctri-ca y las condiciones del ambiente donde seencuentra instalada. A continuación, se pre-sentan las recomendaciones generales para laadecuada utilización y las rutinas de mante-nimiento más comunes para garantizar unacorrecta operación. Las rutinas o reparacio-nes especializadas dependerán de las reco-mendaciones que, para cada marca y modelo,establezcan los fabricantes.

Recomendación prioritaria: Verificar queúnicamente el personal que haya recibido yaprobado la capacitación de manejo, uso,cuidado y riesgos de la centrífuga la opere. Esresponsabilidad de los directores de los labo-ratorios vigilar y tomar las precauciones queconsideren oportunas para que el personalque las opera entienda las implicaciones detrabajar esta clase de equipo.

RECOMENDACIONES DE CONSERVACIÓNY MANEJO ADECUADO6

Rotores

1. Registrar la fecha de compra de cadauno de los rotores, incluyendo informa-ción relacionada con el número de seriey modelo.

2. Leer y entender los manuales de los ro-tores, equipo y tubos, antes de que los

mismos sean utilizados. Cumplir con lasindicaciones de uso y cuidado que especifi-ca el fabricante.

3. Utilizar los rotores únicamente en las cen-trífugas para las cuales han sido fabrica-dos. No intercambiar rotores sin verificarla compatibilidad con la centrífuga en lacual se instala.

4. Registrar los parámetros de operación pa-ra cada rotor en una bitácora, para poderdeterminar su vida útil remanente y ges-tionar a tiempo la adquisición de losreemplazos.

5. Utilizar las recomendaciones de velocidadmáxima y densidad de las muestras que re-comienda el fabricante. Cada rotor está di-señado para soportar un máximo nivel deesfuerzo; dichas especificaciones deben serrespetadas rigurosamente.

6. Acatar las recomendaciones relativas a re-ducir la velocidad de operación cuando setrabaja con soluciones de alta densidad,con tubos de acero inoxidable o adaptado-res plásticos. Los fabricantes suministran lainformación correspondiente.

7. Utilizar rotores de titanio si se trabaja consoluciones salinas frecuentemente.

8. Proteger el recubrimiento de los rotorespara evitar que se deteriore el metal base.No utilizar detergentes alcalinos o solucio-nes limpiadoras que pudieran remover lapelícula protectora. Los rotores, general-mente fabricados de aluminio [Al], estánrecubiertos por una película de aluminioanodizado que protege la estructura delmetal.

9. Utilizar cepillos plásticos en las actividadesde limpieza de los rotores. Los cepillos me-tálicos rayan el recubrimiento protector yesto genera fuentes de futura corrosión,que se aceleran bajo las condiciones deoperación que acortan la vida útil rema-nente del rotor.

6 http://www.sunysb.edu/facilities/ehs/lab/cs.shtml

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10. Lavar el rotor inmediatamente en el casode que se presenten derrames de sustan-cias corrosivas.

11. Secar el rotor con aire seco, siempre quehaya sido limpiado y enjuagado conagua.

12. Almacenar los rotores de tubo vertical otubo casi vertical, con el lado superior ha-cia abajo y sin las respectivas tapas.

13. Almacenar los rotores en ambientes se-cos. Evitar dejarlos en la centrífuga.

14. Almacenar los rotores de cubo pivotantesin las tapas de los compartimentos.

15. Lubricar las roscas y los anillos tipo O,de acuerdo con las recomendaciones delfabricante.

16. Observar las recomendaciones relaciona-das con tiempos de garantía y vida útil decada tipo de rotor.

17. Evitar utilizar rotores a los cuales se les haterminado el período de vida útil.

18. Utilizar blindajes si se usa la centrífugacon material radiactivo.

19. Cargar o descargar los rotores dentro deuna cabina de seguridad biológica, si setrabaja con materiales clasificados comode bioriesgo de nivel II o superior.

20. Nunca tratar de abrir la tapa de una cen-trífuga que esté funcionando y nunca in-tentar detener el rotor con la mano.

Tubos

El cuidado de los tubos abarca aspectos comoel llenado del tubo, la selección adecuada detemperatura, las limitaciones de velocidad decentrifugación, el lavado y la esterilización. Lasprincipales recomendaciones en relación conlos aspectos mencionados son las siguientes:

1. Lavar los tubos, adaptadores y demás acce-sorios a mano, utilizando un detergente

suave, diluido en una relación de 1:10 enagua y un cepillo de textura suave –no me-tálico–. Evitar usar lavaplatos automáticos.

2. Evitar el uso de alcohol y acetona, pues di-chos materiales afectan la estructura delos tubos. Los fabricantes recomiendan eltipo de solvente que debe utilizarse concada tipo de material con que se fabricanlos tubos de centrifugación.

3. Evitar secar los tubos en un horno de secado.Secar siempre con un chorro de aire seco.

4. Verificar si los tubos utilizados son reutili-zables o no. Si son desechables, utilizarlossolo una vez.

5. Para esterilizar, previamente es necesarioverificar el tipo de material del tubo, puesno todos soportan la esterilización por ca-lor. La cristalería se esteriliza normalmentecon vapor a 121 °C durante 30 minutos.

6. Almacenar los tubos y las botellas en un lu-gar seco, oscuro y fresco, alejado de fuen-tes de vapores químicos o fuentes de ra-diación ultravioleta.

7. Verificar los niveles de llenado y el selle enlos tubos de pared delgada, para evitar sucolapso dentro del rotor por acción de lafuerza centrífuga. Cumplir las recomenda-ciones de los fabricantes.

Mantenimiento preventivo

Las rutinas de mantenimiento más importan-tes que se le efectúan a una centrífuga sonestas:

Frecuencia: Mensual

1. Verificar que los componentes externos dela centrífuga se encuentren libres de polvo

Advertencia: Nunca efectuar una in-tervención técnica en una centrífuga,si la misma no ha sido previamentedescontaminada.

79

Centrífuga 7

y de manchas. Evitar que el rotor se afectepor derrames. Limpiar el compartimientodel rotor, utilizando un detergente suave.

2. Comprobar que el mecanismo de acople yajuste de los rotores se encuentre en buenestado. Mantener lubricados los puntosque recomienda el fabricante.

3. Verificar el estado del mecanismo de cierre/ seguridad de la tapa de la centrífuga,pues es fundamental para garantizar la se-guridad de los operadores. El mecanismomantiene cerrada la tapa de la centrífuga,mientras el rotor se encuentra girando.

4. Confirmar la lubricación de los elementosque recomienda el fabricante, como sellostipo O. Utilizar siempre lubricantes deacuerdo con las recomendaciones del fa-bricante –frecuencia y tipo de lubrican-tes–. En centrífugas de fabricación recien-te se usan rodamientos sellados que no re-quieren lubricación.

5. Verificar el estado de los empaques y jun-tas de estanqueidad.

Frecuencia: Anual

1. Verificar que las tarjetas electrónicas se en-cuentren limpias y bien conectadas.

2. Comprobar el grupo de control, el cual dis-pone de selectores de velocidad, tiempode centrifugado, temperatura de opera-ción, alarmas e instrumentos análogos odigitales para registrar los parámetros deoperación de la centrífuga.

3. Verificar el cumplimiento de normas eléc-tricas. Utilizar un analizador de seguridadeléctrica: pruebas de resistencia a tierra,corrientes de fuga.

4. Si la centrífuga es refrigerada, comprobarla temperatura mediante el termómetroelectrónico. La temperatura no debe va-riar más de ± 3 °C.

5. Examinar la exactitud de los controles detiempo. Utilizar un cronómetro. El tiempo

medido no debe variar más de ± 10 % deltiempo programado.

6. Verificar la velocidad de rotación real con-tra la seleccionada, utilizando una carganormal. La comprobación se efectúa conun tacómetro o un fototacómetro. Si lacompuerta no es transparente, debe se-guirse el procedimiento que para el efectoindique el fabricante.

7. Confirmar el funcionamiento del sistemade freno.

8. Verificar el funcionamiento del sistema derefrigeración; solo en centrífugas refrige-radas. Las actividades más importantes sonlas siguientes:

a) Controlar que las temperaturas seleccio-nadas no difieran más de 3 °C, de lastemperaturas medidas con el termóme-tro digital.

b) Verificar el estado del filtro de la toma deaire. Si es filtro se encuentra obstruido,limpiar o sustituir por un equivalente.

c) Efectuar una limpieza detallada de lasaletas difusoras del condensador, paraeliminar la suciedad que se deposita so-bre ellas. Esto mantiene las tasas detransferencia de calor, según las especifi-caciones de diseño. Si se detecta un fun-cionamiento anormal, solicitar serviciotécnico especializado.

d) Verificar el estado de las escobillas delmotor, si la centrífuga dispone de motorcon escobillas. Sustituir por nuevas –de lamisma especificación original–, en casode ser requerido. Realizar esta rutina ca-da seis meses.

Nota: Evitar derrames de líquidos sobre elteclado de control. Los teclados de mem-brana deben operarse con la yema de losdedos. Evitar que el operador utilice lapunta de la uña, pues termina perforandola membrana de protección.

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Herramientas e instrumentación requerida

Para poder realizar las inspecciones de man-tenimiento requeridas normalmente por unacentrífuga, son necesarios los siguientes ins-trumentos o herramientas:

1. Una llave para apretar o aflojar la tuercadel rotor.

2. Un analizador de seguridad eléctrica o uninstrumento para medir corrientes de fuga

3. Un cronómetro.4. Un termómetro electrónico con exactitud

de 0,5 °C para centrífugas refrigeradasúnicamente.

5. Un tacómetro o fototacómetro.

7 Rotors and Tubes for Beckman Coulter J2, J6 and Avanti® J series centrifuges, User´s Manual, Palo Alto, California, The Spinco Business Center of Beckman Coulter, 2001.


Rotores7

Vibración severa. Rotor desbalanceado. Balancear la carga del rotor. Llenar todos lostubos opuestos con el mismo nivel de líquidode la misma densidad.

Tapas de los rotores, canister o cubosdifíciles de aflojar después de lacentrifugación.

Producción de vacío durante lacentrifugación.

Abrir el conducto de ventilación en la parte su-perior del rotor o cubo, para eliminar el vacío.

Roscas contaminadas con suciedad, lu-bricantes secos o partículas metálicas.

Efectuar limpieza rutinaria a las roscas y lubri-car. Utilizar insumos recomendados por losfabricantes.

Velocidad seleccionada cerca del rangode velocidad crítica del rotor.

Rotor mal montado.

Seleccionar una velocidad de rotación fueradel rango de velocidad crítica.

Verificar el montaje del rotor. Comprobar quese encuentre bien ajustado.

Falta lubricación en los suportes de losrotores de cubo pivotante.

Lubricar los ejes de pivote según recomenda-ción del fabricante. Por ej. cada 250 procedi-mientos de centrifugado.

Distribuir simétricamente el peso de tubosopuestos.

Cargar los rotores de ángulo fijo o de tubovertical de forma simétrica.


Tubos

Los tubos presentan fugas. Tapas mal aseguradas. Ajustar las tapas.

Tubos demasiado llenos. El menisco deberá estar más bajo para preve-nir las fugas.

En tubos sin tapa, se ha excedido el ni-vel máximo recomendado.

Verificar las recomendaciones de volumen y lavelocidad de centrifugado recomendada.

En tubos de sello rápido, se presume unsellado deficiente.

Presionar suavemente, después de sellar encaliente –solo si no se afecta el contenido–. Sise presentan fugas, sellar de nuevo.


81

Centrífuga 7


Densidad. Masa de un cuerpo por unidad devolumen.

Se expresa generalmente engramos por cm3.

Escobilla. Dispositivo mediante el cual se efec-túa la transmisión de la energía eléctrica, entrela acometida externa –cables en estado estáti-co– y los componentes internos –en rotación–

de un motor. Por lo general, las escobillas sonfabricadas en grafito de textura muy blanday son un insumo que debe cambiarse con re-gularidad (cada seis meses) en los motoresque las utilizan.

Fuerza centrífuga. Fuerza que actúa sobreuna partícula y trata de alejarla del centro derotación; se entiende también como la ten-dencia que tiene todo sólido en rotación a ale-jarse del eje. Es uno de los componentes delvector de inercia que equilibra el conjunto de

Sistemas varios

El interruptor principal está en posiciónde encendido pero la centrífuga nofunciona.

No hay energía eléctrica. Verificar suministro de energía eléctrica.

El indicador de balanceo se activa. Carga a centrifugar desbalanceada. Balancear la carga a centrifugar.

Existen fluctuaciones en la velocidadde rotación.

Correas de transmisión en mal estado (*). Apagar la centrífuga. Verificar la condición yestado de las correas. Las correas deben estartempladas.

La cámara está fría pero el rotor caliente.

* Procedimiento válido en centrífugas, con sistema de transmisión de potencia por correas.

Selección incorrecta de la temperatura. Verificar selección de la temperatura.

El testigo de estado de escobillas estáencendido.

Escobillas en mal estado. Apagar la centrífuga. Verificar estado. Sustituirescobillas por otras de igual especificación.

La velocidad de rotación no llega a lavelocidad seleccionada.

Escobillas defectuosas. Apagar la centrífuga. Verificar el estado de lasescobillas. Sustituir si es del caso por otras dela misma especificación de las originales.

Calibración del control de velocidaddesajustado.

Ajustar calibración del control de velocidad.

Centrífuga desnivelada. Nivelar la centrífuga.

La tapa de la centrífuga no abre. Centrífuga apagada. Encender la centrífuga. Presionar la manija yabrir la tapa.

Existe vibración a baja velocidad. Mecanismo de ajuste del rotor flojo. Ajustar correctamente el sistema de fijación.

Carga desbalanceada. Verificar el balanceo de la carga a centrifugar.

Velocidad seleccionada cercana al pun-to de resonancia del rotor.

Seleccionar una velocidad de rotación máselevada o utilizar un tipo de rotor diferente.


Los tubos se rajan o rompen. Los tubos pueden romperse o volversefrágiles si se usan por debajo del límitede la temperatura recomendada.

Calentar hasta 2 °C, si la muestra está conge-lada, antes de centrifugar. Evaluar antes decentrifugar el comportamiento de los tubos abaja temperatura.

Los tubos se vuelven frágiles con laedad y el uso.

Desechar tubos vencidos, utilizar nuevos.


[D = ]m

V

83

Centrífuga 7

Bibliografía

Mantenimiento y reparación de equipos de laboratorio, diagnóstico por imagen y hospital,Ginebra, Suiza, Organización Mundial de la Salud, 1996.

Manual de operación y cuidados del equipo del laboratorio clínico, Proyecto de manteni-miento hospitalario, San Salvador, El Salvador, GTZ-Ministerio de Salud Pública, 1998, 5-7.(http://www.gruposaludgtz.org/proyecto/mspas-gtz/Downloads/Laboratorio-Clinico.pdf)

Rotors and Tubes for Beckman Coulter J2, J6 and Avanti® J series centrifuges, User´s Manual,Palo Alto, California, The Spinco Business Center of Beckman Coulter, 2001.(http://arcturi.swmed.edu/cue/centrifuges/JR%26T.pdf)

Rotors and Tubes for Beckman Coulter tabletop preparative ultracentrifuges Optima TMMAX and MAX C, User´s Manual, Palo Alto, California, The Spinco Business Center of Beck-man Coulter, 2001.

SERO-FUGE Centrifuge, Mod 0521 and 0522, Operator manual, Clay Adams, Division of Bec-ton Dickinson and company.


(http://web.princeton.edu/sites/ehs/labsafetymanual/sec7i.htm)

85

DESTILADOR DE AGUA

La palabra destilador proviene de la palabralatina distillare que significa vaporizar los lí-quidos por medio del calor. El destilador deagua que se usa en el laboratorio purifica elagua corriente, mediante procesos controla-dos de vaporización y enfriamiento. Al aplicarenergía térmica al agua en fase líquida, luegode un proceso de calentamiento, se convierteen vapor de agua. Esto permite separar las

moléculas de agua, de las moléculas de otrassustancias o elementos que se encuentranmezclados o diluidos. El vapor de agua se re-colecta y se lleva a través de un condensador,donde el vapor se enfría y vuelve a la fase lí-quida. Entonces, el condensado se recoge enun tanque de almacenamiento diferente. Elagua destilada presenta mejores característi-cas de pureza comparada con el agua co-rriente; prácticamente se encuentra libre desustancias que la contaminen.

PROPÓSITO DEL DESTILADOR DE AGUA

El destilador permite obtener agua de granpureza, a partir del agua potable como la su-ministrada normalmente por los servicios deacueducto de los centros urbanos. El aguadestilada se caracteriza por carecer de sólidosen suspensión y es utilizada en múltiples apli-caciones en los centros para la prestación de

servicios de salud, especialmente en las uni-dades de laboratorio, lavado y esterilización,y dietética. En el laboratorio el nivel de pure-za será mayor mientras más especializadossean los procedimientos. Por ejemplo: la pre-paración de reactivos o de material biológicorequiere agua de la más alta calidad y la des-tilación es uno de los procesos fundamenta-les para lograrlo. (Aunque no el único que

CAPÍTULO 8

Destilador de aguaCódigo (s) ECRI

15-136


Unidades de destilación

Ilustración 21: Destilador de agua

ESQUEMA DEL DESTILADOR DE AGUA

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pudiera ser requerido). El agua utilizada enlos laboratorios debe estar libre de piróge-nos, con una concentración de sólidos totalesno mayor de 1 ppm, cuyos valores de pH es-tén comprendidos entre 5,4 y 7,2 y su resis-tencia eléctrica sea no menor de 3 x 105ohm/cm a 25 °C1.


El funcionamiento de un destilador está ba-sado en un fenómeno que se presenta libre-mente en la naturaleza y es conocido como elciclo del agua. La energía proveniente del solcalienta el agua de los mares y transformaparte de la misma en vapor de agua. Dichovapor se concentra en nubes que, cuando lascondiciones atmosféricas son adecuadas, seenfría y condensa, volviendo a la superficieen forma de lluvia.

Funcionamiento del destilador de agua

El destilador de agua reproduce el fenómenonatural. Su configuración y diseño varían de-pendiendo de los volúmenes de agua reque-ridos. Se presenta a continuación una explica-ción general de las partes que integran undestilador y se describe cómo funcionan.

1. Generador de vapor. También se le cono-ce como tanque de ebullición. Este compo-nente es el recipiente en el cual se almace-na el agua que va a ser destilada. Por lo ge-neral, dispone de una acometida hidráulicaque permite reponer el agua que se evapo-ra y destila. Se fabrica generalmente en vi-drio en pequeños destiladores o en aceroinoxidable, cobre recubierto con estaño otitanio en máquinas de gran capacidad.Puede disponer de controles de nivel, flujoy calidad del agua de alimentación, queprotegen el destilador en caso de que sepresente alguna irregularidad en el sumi-nistro de agua. Como fuente de energía seutiliza el vapor de agua proveniente deuna caldera o generador de vapor, o la

energía térmica generada mediante resis-tencias eléctricas de inmersión, que trans-miten, mediante conducción directa, ener-gía térmica al agua. Esto hace que la tem-peratura del agua aumente, hasta que, acondiciones normales (presión atmosféricaigual a una atmósfera, y aceleración de lagravedad igual a 9,80665 m/s2), el agua enfase líquida se transforma en agua en fasevapor a 100 °C.

2. Nivel de agua. Es un dispositivo que permi-te regular la cantidad de agua dentro del ge-nerador de vapor. Se encuentra conectadodirectamente a la acometida que suministrael agua que utiliza el destilador. Cuando lacantidad de agua en fase líquida contenidaen el tanque de ebullición disminuye, el dis-positivo permite recuperar la cantidad de lí-quido que se ha evaporado.

3. Válvula de control. Es un dispositivo me-cánico o electromecánico que permite re-gular el flujo de agua hacia el tanque delgenerador de vapor.

4. Acometida hidráulica. Es la red que su-ministra el agua en fase líquida al tanquedel generador de vapor.

5. Agua en fase líquida. Es el agua que seencuentra dentro del tanque del genera-dor de vapor. Recibe la energía térmicaque transfieren las resistencias de inmer-sión y se convierte a fase vapor, cuando secumplen las condiciones de presión y tem-peratura requeridas.

6. Resistencias de inmersión. Son disposi-tivos que generan calor cuando a través delos mismos circula una corriente eléctrica.Se encuentran aisladas por una capa de ce-rámica y protegidas del ambiente externopor una coraza metálica.

7. Salida del agua de refrigeración. Es lalínea que conduce el agua que se ha utili-zado para condensar el vapor de agua, re-tirando al mismo energía térmica.

1 Warming cabinets, sterilizers, and associated equipment, Division 11 - Equipment, USACE/NAVFAC/ AFCESA, UFGS-11710, July 2003.

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Destilador de agua 8

8. Condensador. Es un dispositivo en elcual el vapor pierde energía térmica, seenfría y vuelve a la fase líquida. Para ace-lerar el proceso se utilizan métodos deconvección forzada, mediante la circula-ción de fluidos –aire o agua– a baja tem-peratura alrededor del conducto, a travésdel cual fluye el vapor.

9. Filtro. Los destiladores disponen de fil-tros de carbón activado que se colocan ala salida del condensador o a la salida delcolector, con el fin de eliminar sabores opartículas que pudieran estar presentesen el vapor que se condensa.

10. Depósito de agua destilada. Es un dis-positivo en el cual se recolecta el fluidoque se ha sometido al proceso de destila-ción. El agua destilada debe almacenarseen recipientes especiales fabricados prin-cipalmente en materiales plásticos, paraevitar que se presente contaminación ió-nica. Se utilizan para el efecto recipientesde polietileno, polipropileno o politetra-fluoruroetileno2.


Dependiendo del diseño, la capacidad y el ti-po de destilador, los servicios requeridos po-drían variar. Los servicios más comunes sonlos siguientes:

1. Ambiente bien ventilado donde pueda insta-larse el equipo. Es necesario debido a que eldestilador transfiere calor a un fluido y estoaumenta la temperatura del lugar donde seinstale. Es necesario dejar espacios libres alre-dedor del destilador de forma que se faciliteel flujo de aire. Dado que algunos destila-dores se encuentran montados dentro deuna caja metálica, esta normalmente re-quiere ser instalada sobre un soporte que

facilita la circulación del aire desde la par-te inferior del destilador.

2. Acometida hidráulica de agua potable. Estípico encontrar que la acometida hidráuli-ca requerida tiene un diámetro de 1/2" Ø.Sin embargo, para asegurar una operaciónsin inconvenientes, debe evaluarse la cali-dad del agua con la que se alimenta el des-tilador y determinar si es necesario instalarun sistema de tratamiento3 que evite lapresencia de incrustaciones o sedimentosdentro del tanque del generador de vapory sobre las resistencias de inmersión. Elagua potable se utiliza para alimentar elgenerador de vapor y para refrigerar elcondensador4.

3. Acometida hidráulica de agua destilada. Elagua destilada que se produce es recolec-tada inicialmente en un tanque de almace-namiento. En equipos de gran capacidadse distribuye desde el mismo, medianteuna red, a los puntos de consumo. En equi-pos pequeños o medianos, se transfiere arecipientes desde los cuales se utiliza enlos puntos de consumo.

4. Acometida hidráulica sanitaria. Se utilizapara drenar la acumulación de impure-zas que pueden acumularse en el tanquedel generador de vapor. Implica utilizarun sifón que debe estar ubicado cerca aldestilador.

5. Acometida eléctrica. Debe estar dotada delos dispositivos de control y seguridad,cumplir con las normas eléctricas naciona-les o internacionales que utilice el labora-torio, y estar dimensionada a la potenciade los elementos resistivos que utiliza eldestilador. Por lo general, el voltaje es de220 V, 60 Hz o de 240 V, 60 Hz.

2 Mantenimiento y reparación de equipos de laboratorio, diagnóstico por imagen y hospital, Ginebra, OrganizaciónMundial de la Salud, 1996.

3 Los sistemas de tratamiento de agua han sido diseñados para retirar las sustancias que normalmente se encuentranpresentes en el agua, debido a la gran capacidad solvente de la misma. Las sustancias son por lo general iones inor-gánicos –aniones y cationes–, entre los que se encuentran bicarbonatos, sulfitos, cloruros, calcio, magnesio, sodio,potasio, hierro manganeso, nitratos y trazas de muchos otros.

4 Algunos fabricantes refrigeran el condensador mediante la utilización de ventiladores, los cuales hacen circular airesobre las aletas del condensador, generando procesos de transferencia de calor mediante convección forzada desdela superficie de difusión al medio ambiente.

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Rutinas de mantenimiento

Las rutinas de mantenimiento dependen del di-seño y la capacidad del destilador. Las rutinasque se describen en el presente manual han sidoenfocadas tomando un destilador dotado conun tanque generador de vapor fabricado en ace-ro inoxidable que opera con resistencias de in-mersión y cuyo condensador es refrigerado me-diante un ventilador que impulsa aire, sobre o através de las aletas difusoras del condensador.

Inspección y limpieza del tanque genera-dor de vaporFrecuencia: Mensual

1. Retirar el panel de protección o abrir lapuerta que permite acceder al tanque deebullición o generador de vapor.

2. Retirar la tapa del tanque de ebullición.

3. Verificar visualmente si las paredes interio-res o las resistencias de inmersión presentandepósitos de sólidos o sedimentos alrededorde la superficie. La cantidad de depósitospresentes dependerá de la calidad del aguacon la que se alimente el destilador. Si secomprueba la acumulación de dichos sedi-mentos, debe limpiarse para evitar que sedañen las resistencias de inmersión5.

4. Limpiar los depósitos acumulados. Por logeneral, el proceso de limpieza requiere

la utilización de un producto químico, di-señado especialmente para remover losdepósitos formados. Dicho producto debeseleccionarse de acuerdo con las caracte-rísticas del agua que está siendo utilizaday que se determinan mediante un análisisquímico del agua.

5. Drenar la cantidad de agua contenida en eltanque de generación hasta que su nivel es-té aproximadamente 10 cm por encima delsitio de ubicación de la sonda de nivel o de laresistencia de inmersión –verificar que se en-cuentre ubicado a más altura sobre el fondodel tanque–, para asegurar que todos estoselementos queden sumergidos en el agua.

6. Añadir el producto químico recomendado,en función de las características del agua.

7. Mezclar bien.

8. Permitir que el químico opere durante to-da la noche. El fabricante del productoutilizado recomienda los tiempos para re-mover los sedimentos.

9. Drenar el contenido del tanque, a la ma-ñana siguiente.

10. Añadir agua limpia, lavar y drenar hastaestar seguros de que el químico utilizadohaya sido completamente removido, jun-to con los residuos minerales removidosde las superficies afectadas.

11. Reinstalar la tapa.

12. Colocar los paneles frontales o ajustar lapuerta.

13. Operar normalmente el equipo.

5 Los minerales que se depositan sobre el recubrimiento de las resistencias de inmersión tienen la particularidad de sermuy malos conductores del calor, por lo que impiden una eficiente transferencia de calor entre la resistencia de in-mersión y el agua en proceso de destilación. Esto hace que la temperatura de la resistencia aumente por encima deaquella que normalmente alcanzaría en condiciones normales de operación, deteriorando su estado e integridad.

Nota: Verificar siempre las recomendacio-nes de instalación del fabricante del equi-po, para asegurar que el destilador opera-rá de acuerdo a los parámetros de diseño.

Advertencia: Antes de realizar cualquierinspección o rutina de mantenimiento, veri-ficar que el destilador se encuentra apagadoy desconectado de la acometida eléctrica.

Advertencia: Bajo ninguna circunstanciadestilar la solución utilizada para removerlos sedimentos.

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Cambio del filtro de carbón activadoFrecuencia: Cada tres meses

Normalmente, el filtro de carbón activado seinstala aguas abajo del sistema dispensador,que proviene del tanque de almacenamientode agua destilada. Se encuentra montado enuna carcaza instalada sobre la línea de distri-bución del agua destilada. Por lo general, esun dispositivo de fácil sustitución. El procesoque generalmente se realiza es el siguiente:

1. Desenroscar la tapa del filtro.

2. Retirar el elemento filtrante usado.

3. Instalar un nuevo elemento filtrante de lasmismas características del original.

4. Reinstalar la tapa del filtro.

Limpieza del condensadorFrecuencia: Anual

1. Para la limpieza del condensador, es necesa-rio retirar los paneles protectores o abrir lapuerta que permite acceder al condensador.

2. Verificar que el destilador de encuentredesconectado de la acometida eléctrica.

3. Remover el conjunto del condensador. Desco-nectar el sistema de acople para ingreso de vapory el acople que conecta el condensador al tan-que de almacenamiento del producto destilado.

4. Remover los tornillos que ajustan y ensam-blan el conjunto del ventilador con el con-densador. Desconectar los terminales delventilador de sus puntos de conexión.

5. Retirar el ventilador y limpiar la suciedadque se haya acumulado en la superficie delos álabes. Lubricar el sistema de roda-miento con aceite mineral (dos gotas).

6. Retirar el condensador. Aspirar la sucie-dad, polvo y pelusa, acumulada sobre lasuperficie de las aletas difusoras. (Tambiénpuede utilizarse aire comprimido o unabrocha humedecida con agua y jabón).

7. Enjuagar el conjunto.

8. Secar.

9. Ensamblar nuevamente siguiendo un or-den contrario al descrito.

Esterilización del tanque de almacenamiento de agua destiladaFrecuencia: Ocasional

Antes de iniciar la operación de un nuevodestilador de agua, se recomienda verificarque el tanque de almacenamiento del aguadestilada se encuentre estéril y limpio. Paraefectuar la esterilización, se recomiendautilizar un proceso de tipo químico usandoun blanqueador doméstico a base de cloro.El procedimiento a seguir se presenta acontinuación:

1. Verificar que el interruptor general se en-cuentre apagado.

2. Abrir el panel frontal para acceder al tan-que de almacenamiento del productodestilado.

3. Retirar el filtro de carbón activado delalojamiento.

4. Preparar una solución de blanqueador decloro hasta que se obtenga una concentra-ción de 200 ppm y añadirla al tanque dealmacenamiento.

5. Permitir que la solución interactúe con eltanque, por al menos tres horas.

6. Vaciar el tanque de almacenamiento utili-zando la línea de drenaje.

7. Encender el destilador y dejar que el tan-que de almacenamiento se llene con aguadestilada.

Advertencia: El elemento filtrante ajustadentro de la carcaza del filtro, mediantesellos tipo anillo o rings que deben ser ins-talados con cuidado en las ranuras paraevitar fugas de agua destilada.

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8. Drenar nuevamente el tanque de almacenamiento.

9. Colocar el filtro de carbón activado en sualojamiento.

10. Permitir que el destilador llene el tanquede almacenamiento con agua destilada.El filtro de carbón activado removerácualquier remanente del blanqueador decloro utilizado.


El destilador no produce agua destilada. No hay suministro de energía. Verificar que el conector eléctrico esté bienajustado en la toma eléctrica.

El destilador presenta agua a sualrededor.

El destilador o alguno de sus compo-nentes mal instalado.

Comprobar que el filtro de carbón activado seencuentre bien instalado y que el agua fluya através de él.

El agua destilada tiene sabor. Filtro de carbón activado agotado. Reemplazar el filtro de carbón activado.

El destilador presenta vapor a sualrededor.

Ventilación inadecuada del destilador. Verificar que el destilador dispone de espacioslibres a su alrededor. También que dispone deespacio libre en la parte trasera. (Además, queno está pegado a la pared).

El ventilador de refrigeración no funciona. Verificar el estado del ventilador. Si está energi-zado y no funciona, sustituir el ventilador porotro de las mismas características del original.

Comprobar que no haya objetos que interfie-ran el flujo libre del aire hacia el destilador.Remover cualquier objeto que afecte el libreflujo.

Verificar que el tanque colector de condensa-do se encuentre bien ubicado.

Confirmar que las instalaciones de drenaje nopresentan fugas.

Resistencia de inmersión quemada. Verificar la integridad de la resistencia de in-mersión. Medir continuidad eléctrica o resis-tencia en ohmios del calefactor. Sustituir porotra de las mismas características del original.

Confirmar que haya energía eléctrica en el cir-cuito que alimenta el destilador.

Verificar que el interruptor principal esté en laposición encendido.

Comprobar que haya agua en el generador devapor o cámara de ebullición.


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Destilación. Proceso mediante el cual se ca-lienta un fluido en fase líquida hasta que setransforma en fase vapor, posteriormente seenfría y se condensa nuevamente a fase líqui-da. El proceso de destilación se utiliza paraseparar sustancias que se encuentran mezcla-das, aprovechando las diferencias en volatili-dad de las sustancias involucradas. Tambiénse utiliza la destilación para obtener la sus-tancia más volátil en forma más pura. Paraobtener sustancias muy puras se recurre aprocesos de destilación consecutivos, a fin deeliminar progresivamente sustancias con laque se encuentran mezclados. En el caso delagua, esta se encuentra mezclada con diver-sos elementos químicos.

Disolución. Mezcla homogénea –de propie-dades uniformes– de dos o más sustancias. Secaracteriza por no existir interacción químicaentre los componentes de la mezcla. El com-ponente que existe en mayor proporción yque generalmente se encuentra en estado lí-quido se denomina disolvente y el que se en-cuentra en menor cantidad, soluto.

Dureza. Característica química del agua de-terminada por el contenido de carbonatos,bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasional-mente nitratos de calcio y magnesio. La dure-za es indeseable en algunos procesos. Existendos tipos de dureza: • Dureza temporal. Está determinada por

el contenido de carbonatos y bicarbona-tos de calcio y magnesio. Puede ser elimi-nada por ebullición del agua y posterioreliminación de precipitados formados por

filtración; también se le conoce como du-reza de carbonatos.

• Dureza permanente. Está determinadapor todas las sales de calcio y magnesio,excepto carbonatos y bicarbonatos. Nopuede ser eliminada por ebullición delagua y también se le conoce como durezade no carbonatos.

Interpretación de la dureza: Dureza como CaCO3 Interpretación0-75 agua suave 75-150 agua poco dura 150-300 agua dura > 300 agua muy dura

_____________________________________ En agua potable, el límite máximo permi-sible es de 300 mg / l de dureza.

En agua para calderas, el límite es de0 mg / l de dureza.

Dureza cálcica (DCa++). Cantidad de calciopresente en el agua.

Dureza magnésica (DMg++). Cantidad demagnesio presente en el agua.

Dureza total [Dt]. Cantidad en solución decalcio [Ca] y magnesio [Mg] como cationes,sin tener en cuenta la naturaleza de los anio-nes presentes en el agua. Se expresa comoppm (partes por millón) de carbonato de cal-cio. Su fórmula es: CaCo3.

Incrustación. Denominación que se otorga alos sólidos en suspensión que se depositan enforma de capas sobre la superficie de los reci-pientes que los contienen.

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Bibliografía

American Society for Testing and Materials, Annual book of Standards 1994, Determinaciónde dureza en agua, Método ASTM D 1126-92.(http://members.tripod.com/Arturobola/dureza.htm#Bibliografía)

AquaSource® ADWS6, Owner’s Manual, By Apollo by Midmark, Versailles, Ohio, AMI5000,Rev. 12/03. (http://www.documark.com/Documents/a/ami50000.pdf)

AquaSource® ADWS50, Owner’s Manual, By Apollo by Midmark, Versailles, Ohio,AMI50010, Rev. 4/99. (http://www.documark.com/Documents/a/ami50010.pdf)

AquaSource®, Water Distillation Systems: Apollo Dental Products Inc. Clovis, CA 93612AMM60014, Rev. 4/00. (http://www.documark.com/Documents/a/amm60014.pdf)

Mantenimiento y reparación de equipos de laboratorio, diagnóstico por imagen y hospital,Ginebra, Organización Mundial de la Salud, 1996.


Warming cabinets, sterilizers, and associated equipment, Division 11 - Equipment, USACE/NAVFAC/AFCESA, UFGS-11710, July 2003.(http://www.ccb.org/online/docs/ufgshome/pdf/11710.pdf))

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DILUIDOR

El diluidor se utiliza para diluir. Diluir provie-ne de la palabra latina diluere y significa aña-dir líquido a una disolución. Disolver es pene-trar y dividir las moléculas de un cuerpo sóli-do. Disolución es la fragmentación de unasustancia en moléculas o iones dispersos ho-mogéneamente en un líquido, por lo gene-ral, agua. También se definen las disolucionescomo mezclas homogéneas de dos o más

componentes y pueden ser gaseosas, líquidaso sólidas. El diluidor es un equipo de labora-torio que permite preparar mezclas general-mente líquidas hasta que se cumpla una rela-ción o proporción –concentración– entre loselementos que constituyen la mezcla, paraque puedan ser utilizados en distintos tiposde procesos diagnósticos. La identificación deeste equipo está generalizada mediante eluso de la palabra inglesa dilutor.

PROPÓSITO DEL DILUIDOR

El propósito del diluidor es preparar mezclas desustancias, para lograr concentraciones y volú-menes determinados de una solución o sustan-cia, tal como se hace con una pipeta, con la ven-taja de que el proceso puede ser automático oprogramado. Los diluidores varían en tamaño ycomplejidad. Su capacidad depende del fabri-cante, pero es común encontrar que puedencontrolar volúmenes comprendidos entre 25 µl(microlitros) y 25 ml (mililitros).


El diluidor tiene varios componentes que inte-ractúan coordinadamente para manejar y mez-clar volúmenes de líquidos con gran precisión, loque permite preparar disoluciones comprendi-das entre 1 µl y 25 ml. El diluidor tiene, por logeneral, los siguientes componentes:

1. Un sistema propulsor2. Un sistema de control3. Un sistema dispensador

CAPÍTULO 9

DiluidorCódigo (s) ECRI

15-133


Diluidores

Ilustración 22: Esquema diluidor

ESQUEMA DEL DILUIDOR

94

Sistema propulsor

Generalmente está conformado por sistemasde desplazamiento positivo como los que tie-nen una jeringa. En el diluidor se utiliza unao más jeringas seleccionables –de diversa ca-pacidad– para controlar los volúmenes a mez-clar o diluir. Los pistones de las mencionadasjeringas son propulsados por un mecanismoque controla su posición. Los volúmenes aspi-rados o entregados se calculan mediante laecuación:

∂V = A∂l

donde:∂V = fracción de volumen entregada por la

jeringa cuando el pistón tiene un desplazamiento ∂l.

A = área del pistón.

El volumen total aspirado o entregado es laintegral correspondiente.

Controlando de manera exacta el desplaza-miento del pistón, se puede lograr un buencontrol sobre los volúmenes manipulados. Elsistema de desplazamiento es accionado me-diante un motor eléctrico que mueve un sis-tema de tuerca y tornillo de gran precisión,

que al desplazarse en uno u otro sentidocambia la posición del pistón. Complementanlas jeringas y sus sistemas de desplazamientoun conjunto de válvulas que controlan losprocesos de aspiración y suministro. La confi-guración del diluidor depende de los tipos ymodelos de los diversos fabricantes.

Sistema de control

Los diluidores modernos tienen un sistema decontrol que puede ser automático o controla-do por microprocesadores. Estos últimos per-miten seleccionar y controlar lo siguiente:

1. Procesos de mezcla y/o disolución de sus-tancias (programables)

2. Suministro de volúmenes predefinidos3. Velocidades de succión o suministro4. Número de ciclos requeridos5. Tamaño o volumen de las jeringas seleccionadas6. Tiempos7. Ciclos de cebado y limpieza8. Procedimientos de verificación de la calidad

Para dar una mejor idea de la complejidad téc-nica alcanzada, se incluye a continuación unesquema del sistema de control, basado en unmicroprocesador que presenta algunas de lasfunciones que incluye un diluidor. Los contro-les de este tipo de dispositivos, en general, sonsimétricos si se manejan dos inyectores.

Ilustración 23: Control del diluidor

l1

lo

V = A ∂l∫

95

Diluidor 9

Sistema dispensador

El sistema dispensador está compuesto por unconjunto de jeringas de alta precisión y de dis-positivos denominados dispensadores, median-te los cuales se suministran los fluidos según vo-lúmenes y velocidades seleccionadas. Dichas je-ringas se seleccionan e instalan en el diluidor,dependiendo de las densidades y viscosidades, ylos volúmenes de los fluidos objeto de manipu-lación. Los fluidos son transportados a través deconductos flexibles, cuyas características –diá-metros, longitudes, compatibilidad química–

han sido igualmente tenidas en cuenta en elproceso de diseño y fabricación, para que re-sulten adecuadas con la actividad seleccionada.Dichos conductos se interconectan utilizandoacoples que es posible ajustar mediante mani-pulación manual. Normalmente, las jeringas seencuentran clasificadas de acuerdo con el uso–jeringas para reactivos, diluyentes, muestras–,y el volumen que es necesario manipular. La ta-bla que se presenta a continuación muestra unejemplo de la forma en que se encuentran cla-sificadas de acuerdo con su tamaño y volúme-nes procesados.

A continuación, se incluye un esquema en elque es posible ver los componentes del siste-ma dispensador (jeringa y dispensador).


El diluidor debe ser instalado en un mesón osuperficie de trabajo limpia, bien nivelada, se-ca y alejada de lugares donde pueda haber va-pores que puedan afectar su funcionamiento.

Se debe disponer de un área libre alrededordel equipo para facilitar la ventilación y el pa-so de los cables y líneas de interconexión, conotros dispositivos como depósitos de solven-te, computadores o sistemas de suministro.Se estima que el espacio libre alrededor deldiluidor es de aproximadamente 10 cm.

Tabla de tamaños de jeringa/volúmenes manejados

Df Df 25 µl 2,5-25 µl 18 18

Df Df 50 µl 5-50 µl 18 18

Df Df 100 µl 10-100 µl 18 18

Df Df 250 µl 25-250 µl 18 18

Df Df 500 µl 50-500 µl 18 18

Df Df 1 µl 100-1 000 µl 18 18

Df Df 2,5 ml 250-2 500 µl 18 12

Df Df 5 ml 500-5 000 µl 12 12

Df Df 10 ml 1 000-10 000 µl 12 12

Df Df 25 ml 2 500-25 000 µl 12 12

Parte Nº(Depende delfabricante)

Modelo(Depende delfabricante)

Tamañojeringa

Rango(Volumen

procesado)

Tamaño ductos1

Solucionesacuosas

Líquidosviscosos

1 Tabla 2.4, Microlab 501A, 503A, 504A, User’s Manual, Hamilton Company.

Ilustración 24: Jeringa y dispensador

96

Debe haber una toma eléctrica en buen esta-do con polo a tierra, de 115 V, 60 Hz. Tambiénexisten fabricantes que producen diluidoresque operan a 220 V, 60 Hz.


Las rutinas están enfocadas principalmente aeliminar los contaminantes que puedan de-positarse sobre las superficies interiores delos mecanismos y/o conductos que utiliza elfluido durante su desplazamiento. Las rutinasmás comunes son las siguientes:

Limpieza de superficies exterioresFrecuencia: Diaria

1. Limpiar las superficies exteriores, utilizan-do un trapo limpio humedecido con un de-tergente suave mezclado con agua.

2. Frotar suavemente las superficies del dilui-dor y de los accesorios.

3. Secar las superficies tratadas.

Limpieza de jeringas, mangueras o conductosFrecuencia: Diaria

1. Cebar el sistema con una solución de limpie-za. Consultar al fabricante para definir exac-tamente cuál utilizar. Verificar que la totali-dad de los elementos del sistema entren en

contacto con dicha solución y que se hayaneliminado las burbujas de aire que pudieranexistir. Este proceso se conoce en inglés comoPrime. Para cebar el sistema se conecta el di-luidor a un recipiente en el cual se encuentrala citada solución y se hace funcionar, recolec-tando la solución utilizada en otro recipientepara su disposición final.

2. Limpiar el sistema. Para efectuar la limpie-za, se hace circular un fluido complementode la solución limpiadora utilizada. (Con-sultar las recomendaciones del fabricante).Es común utilizar agua desionizada comofluido de limpieza. Dependiendo de lassustancias procesadas en el diluidor, tam-bién pueden utilizarse otros agentes delimpieza como etanol, urea, o una solu-ción de blanqueador a base de cloro di-suelto en agua desionizada con una con-centración del 10 %.

Limpieza del sistema de conducción de fluidosFrecuencia: Antes de colocar en servicio porprimera vez

1. Preparar un recipiente con solución de lim-pieza y colocar el tubo de llenado dentrodel mismo. (Los fabricantes recomiendanutilizar agentes de limpieza compatiblescon los materiales de diluidor).

2. Colocar la sonda de mano dentro del re-cipiente de la solución de limpieza odentro del recipiente para recolectar eldesperdicio.

3. Seleccionar un ciclo de cebado o imprima-ción hasta que la trayectoria que recorre elfluido quede limpia.

4. Retirar el tubo de llenado de la soluciónlimpiadora y colocarlo dentro de un reci-piente con agua desionizada. Iniciar nue-vamente un ciclo de cebado o imprima-ción, hasta que la trayectoria del fluidoquede libre de solución limpiadora. Des-cargar el fluido de enjuague dentro del re-cipiente de desperdicio.

5. Suspender el ciclo de cebado.

Advertencia: Desconectar el diluidor de latoma de alimentación eléctrica, antes deiniciar los procesos de limpieza externa.

Advertencia: Evitar que la humedadinunde el compartimiento de los compo-nentes eléctricos o electrónicos.

Advertencia: Si el diluidor ha estado en con-tacto con sustancias peligrosas, se deben res-petar los procedimientos de seguridad y pre-vención implementados en el laboratorio.

97

Diluidor 9

6. Colocar el sistema propulsor del fluido enla posición de descanso.

7. Utilizar el sistema, pues se encuentra lim-pio y listo.

Procedimiento para almacenar el diluidorFrecuencia: Cuando se almacene por un pe-ríodo de tiempo prolongado

1. Purgar e imprimar el sistema utilizandometanol (facilita el secado).

2. Remover los tubos y las jeringas.

3. Almacenar las jeringas en sus empaquesoriginales.

4. Cubrir el cuerpo del diluidor para prote-gerlo de partículas de polvo.

5. Almacenar.

Control de calidad

El control de calidad de los diluidores es simi-lar al de las pipetas. Para resolver las inquie-tudes, se solicita ver la explicación que al res-pecto se ha efectuado en el capítulo corres-pondiente a las pipetas.


El diluidor no enciende. Falla en la alimentación eléctrica. Revisar acometida eléctrica.

El diluidor no aspira o dispensa. Tubos de los sistemas hidráulicos de-fectuosos o bloqueados.

Verificar que los tubos, jeringas y conectoresestén libres de bloqueos. Limpiar o sustituir.

Conexiones incorrectas de tubos o jeringas.

Comprobar que los tubos, uniones, acoples y je-ringas utilizadas se encuentran bien ajustados.

Sistema propulsor defectuoso. Llamar al servicio técnico del fabricante.

Válvulas defectuosas. Remover las válvulas. Verificar el sello de lasmismas, limpiar y reinstalar. Sustituir por unaválvula equivalente en caso de ser requerido.

El diluidor opera bien, pero no haymensajes o indicaciones en la pantalla.

Posible daño en la pantalla LCD o enlos diodos emisores de luz LED.

Verificar que el control esté bien conectado alsistema propulsor.

Las teclas del control no funcionan. El diluidor está en modo Pausa. Presionar el botón Marcha/Fin para finalizar lacarrera del pistón.

Llamar al servicio técnico del fabricante.

El diluidor está atascado. Falla interna. Presionar el botón Marcha/Fin para finalizar lacarrera del pistón y reiniciar el ciclo.

Llamar al servicio técnico del fabricante, si lafalla persiste.

Cable de alimentación eléctricadesconectado.

Conectar cable de alimentación eléctrica.

Fusible de protección abierto. Revisar fusible de protección. Sustituir por unequivalente si el mismo se encuentra abierto.


98


Cavitación. Fenómeno que se presenta enlos fluidos cuando alcanzan condiciones dealto vacío. (La presión disminuye hasta que sealcanza la presión de vapor del fluido). Estoproduce diversos fenómenos como la vapori-zación de los gases disueltos en el líquido o,en el caso del agua, la formación de burbujasde vapor que colapsan tras un lapso de tiem-po infinitesimal, horadando las superficies delos conductos en los puntos localizados en lavecindad inmediata del lugar de ocurrenciadel fenómeno. En los diluidores se presentacuando se utilizan jeringas de gran capaci-dad, con velocidades elevadas de propulsión.

Concentración. Medida de la cantidad de so-luto presente en una disolución, desde el puntode vista de la química. El concepto se aplica conmayor frecuencia a las soluciones y se expresacomo la cantidad de un soluto que se encuentradisuelto en un solvente. La concentración se ex-presa de diversas formas; las más comunes son:molaridad [M], molalidad [m], normalidad [N],tanto por ciento de soluto.

Diluir. Reducir la concentración de soluto enuna mezcla, añadiendo otro fluido. El fluidoque se añade se conoce como diluyente.

Disolución. Estado que se presenta como re-sultado del proceso de intercalar totalmentelas moléculas de una sustancia sólida, con las

El diluidor produce resultados imprecisos. Existe aire en el circuito del fluido. Verificar que los tubos de aspiración se en-cuentren completamente sumergidos dentrode los recipientes que contienen los reactivos.

Aparece un pequeño espacio de aire enla punta de la sonda después de la as-piración final.

Tubo de aspiración sucio. Cambiar o limpiar el tubo de aspiración.

El diluidor se recalienta. Ventilación inadecuada. Revisar la ventilación.

Temperatura del ambiente demasiadoalta.

Revisar el sistema de acondicionamiento deaire del ambiente.

Ciclo de trabajo muy intenso. Utilizar el diluidor con menor intensidad.

Existe presencia de aire en forma per-sistente o fugas constantes en la tra-yectoria del fluido.

Se presenta cavitación en el sistema. Lavelocidad de aspiración es muy alta.

Reducir la velocidad del sistema propulsor. Recor-dar que, mientras más viscosos sean los fluidos,deben manipularse a menor velocidad.

Acoples flojos, gastados o defectuosos. Ajustar los acoples con la mano. Sustituir lostubos por otros de dimensión acorde al fluidoprocesado.

Pistón defectuoso o jeringa dañada. Reemplazar el pistón o la jeringa.

Válvula defectuosa. Reemplazar la válvula.

Modo de aspiración incorrecto. Reducir la velocidad de aspiración.

Tubo de descarga mal seleccionado enrelación con la capacidad de la jeringa.

Verificar el tamaño recomendado del tubo uti-lizado y los acoples del mismo. Para volúme-nes pequeños utilizar las dimensiones reco-mendadas por el fabricante.

Confirmar que los diversos conectores se en-cuentran ajustados.

Verificar que las jeringas se encuentren co-rrectamente instaladas y no presentan fugas.

Comprobar que los tubos o válvulas no pre-sentan fugas.

Reducir la velocidad de operación de la jerin-ga para eliminar problemas de cavitación.


99

Diluidor 9

moléculas de una sustancia líquida, o las molé-culas de una sustancia líquida con las molécu-las de otra sustancia líquida. El componentemás abundante se llama solvente o disolventey el menos abundante, soluto. Para determinaruna disolución de volumen V2 y concentraciónC2 a partir de una disolución concentrada deconcentración C1, se calcula el volumen V1 me-diante la siguiente ecuación:

Dispensador. Dispositivo utilizado para dis-tribuir líquidos.

Dispensar. Distribuir un fluido; puede hacer-se a volumen constante o de forma progresiva.

Equivalente –gramo [Eq]. Masa en gramos desoluto, dividido por su peso equivalente [PE]:

Mol. Peso molecular (PM) del soluto expresa-do en gramos:

Molalidad [m]. Número de moles de unasustancia dada, por cada 1 000 g de solvente.Así una solución m molal se obtiene al añadirm moles de la sustancia a 1 000 g de agua.

Molaridad [M] (de un soluto). Número de mo-les de soluto por cada litro de disolución final.Una solución N Molar de un ácido se obtiene alañadir N moles del ácido al agua hasta obtenerun (1) litro de solución. Normalmente, la fór-mula empleada es la siguiente:

Normalidad [N] (de un soluto). Número deequivalentes de soluto, por cada litro de diso-lución final:

Peso equivalente [PE] (de una sustancia).Resultado de dividir el peso molecular [PM]de la sustancia por su valencia:

Peso/Volumen. Relación muy utilizada enbioquímica clínica. Expresa la masa del solutoen gramos o submúltiplos de este, por unidadde volumen en litros o submúltiplos de litro.Por ejemplo: g/l, mg/ml.

Solución. Mezcla homogénea de una o mássustancias disueltas en otra sustancia. A lasustancia disuelta se le da el nombre de solu-to, mientras que la sustancia que disuelve sellama solvente. El solvente existe en mayorcantidad que el soluto en una solución.

V1 =V2C2

C1

N =Eq

Vol (L)

PE =PM (g)

Valencia

Eq =masa(g)

PE(g)

moles =masa(g)

PM

M =moles

Vol (L)

Nota: Para medir concentraciones extre-madamente bajas, se utiliza otro tipo denotación, conocida como notación "partepor-unidad". Por ejemplo: partes por mi-llón (ppm) significa que existe una par-tícula de una sustancia dada por cada999 999 partículas de otras sustancias.

100

Bibliografía

Salgado, J., Hover., R., Biología molecular y celular, Curso 2003-2004.

Sienko, M., Plane, R., Química, Madrid, Mc Graw Hill Co., 1971.

The Microlab® 500 Series: Microlab 501A, Microlab 503A, and Microlab 504A, User´s Ma-nual, Hamilton, Part Number 69175, Rev. D.

The Microlab® 500 Series: Microlab 510B, 530B, and 540B, and Microlab 511C, 531C, and541C, User´s Manual, Hamilton, Part Number 69176, Rev. D.


101

DISPENSADOR

El dispensador es un equipo de la familia delas pipetas y los diluidores. La palabra dispen-sar proviene de la preposición inseparable disque implica privación, y de la palabra latinapensum que significa tarea. En el laboratoriose encuentran diversas clases de dispensado-res, los hay para atender las necesidades delárea de química, pero también modelos queefectúan una labor análoga, aunque varían

en diseño como los utilizados en microbiolo-gía, bacteriología, inmunología y farmacolo-gía. Finalmente hay unidades de dispensa-ción automatizadas, controladas medianteprogramas de computador, que se utilizan eninstituciones de gran demanda de serviciosen donde se han automatizado los procedi-mientos. Este capítulo presenta los dispensa-dores de tipo portátil por considerar que sonlos más comunes.

CAPÍTULO 10

DispensadorCódigo (s) ECRI

16-274


Dispensadores de líquidos para laboratorio

Ilustración 25: Dispensador

ESQUEMA Y FOTOGRAFÍA DEL DISPENSADOR

Esquema Fotografía

102

PROPÓSITO DEL DISPENSADOR

El dispensador es un equipo multipropósitoque puede utilizarse en el laboratorio pararealizar las siguientes actividades:

1. Aspirar y dispensar volúmenes de líquidoso soluciones que no requieren mayorexactitud.

2. Distribuir un volumen de líquido o solu-ción almacenado en un recipiente conte-nedor en volúmenes parciales predefini-dos, mediante un dispositivo de suministro(dispensaciones repetitivas con volumen fi-nal constante).

3. Mezclar una solución mediante operacio-nes sucesivas de aspiración y dispensación,utilizando un dispositivo de aspiración ysuministro.

4. Titular. Determinar la concentración deuna solución, midiendo exactamente losvolúmenes dispensados (dispensacionesconsecutivas hasta lograr el punto final).

5. Diluir. Reducir la concentración de una so-lución, utilizando mezclas controladas.(Adición de dos reactivos a un vial –frasco–común).

6. Utilizar como una pipeta (aspirar un volu-men y luego dispensarlo).

7. Distribuir medios de cultivo en placas Petri.Generalmente para esta función se utilizandispensadores automatizados, dotados deaccesorios para mover las placas de Petri yalmacenarlas una vez dispensado el mediode cultivo. Para aplicaciones puntuales –pe-queña escala–, la distribución de medios decultivo se efectúa utilizando jeringas plásti-cas desechables con agujas Nº 161.

Dichas actividades normalmente puedenprogramarse en el dispensador, siguiendolas instrucciones que para el efecto brinda elfabricante.

Principios de operación

Los dispensadores modernos, por lo general,están controlados por microprocesadores ydisponen de los siguientes componentes2:

1. Selector de volumen. Gradúa el volumenque se requiere dispensar. La selección he-cha se muestra directamente en la panta-lla del dispensador.

2. Pantalla digital. Presenta los datos relacio-nados con la función seleccionada, talescomo volumen seleccionado, tipo de pun-ta colocada y la información relacionadacon los mensajes de alarma o error quepuedan generarse durante la operación.Ejemplo: batería baja o punta mal selec-cionada para el volumen seleccionado.

3. Palanca de dosificación. Permite efectuarla dosificación accionando un émbolo quese encuentra acoplado a una bomba dedesplazamiento positivo tipo jeringa, en elcual acciona un pistón a lo largo de un ci-lindro para desplazar un volumen.

4. Palanca de llenado. Dispositivo mecánico queacciona el émbolo de la bomba de desplaza-miento positivo para aspirar los volúmenes.

5. Botón de expulsión. Mecanismo que liberael elemento de dispensación de la cabezade dosificación.

6. Acople del dispensador. Es el vástago me-diante el cual el elemento dosificador seacopla a la cabeza dispensadora, contieneun sistema de sellos y guías para asegurarsu ajuste adecuado.

7. Escala de dosificación. Permite conocer elvolumen máximo que puede dispensar conel elemento de dosificación seleccionado.En algunos casos, también permite sabercuál es el volumen remanente.

8. Elemento de dispensación. Depósito quecontiene la solución que se aspira o se

1 Product Information Sheet. 3cc Syringes. For dispensing and plating Methocult®. http://www.stemcell.com/technical/28230_28240-PIS.pdf

2 La numeración de la descripción corresponde a la utilizada en la ilustración.

103

Dispensador 10

suministra en ciclos de dispensación. Hayuna gran variedad, dependiendo del mo-delo. Los hay sencillos y combinados (convarias puntas de dispensación).

9. Punta de dispensación. Permite suministraro succionar las soluciones con las cuales setrabaja. La punta constituye un elementoindispensable para la correcta operacióndel dispensador, y se encuentra ubicada enel elemento de dispensación. Sin esta esimposible utilizar el dispensador.

10.Un interruptor de encendido/apagado.(No mostrado en la ilustración).

11. Depósito de baterías. (No mostrado en lailustración).

Componentes de dispensación

Para que el dispensador realice las operacionesarriba mencionadas, se requiere utilizar una se-rie de accesorios que han sido diseñados pararealizar tareas específicas. En la ilustración quese presenta a continuación, se muestran algunosde los modelos disponibles.

Volúmenes utilizados

Los dispensadores han sido desarrollados pa-ra trabajar con rangos predefinidos de volu-men. Cuando se requiera utilizarlos deberáconsiderarse el tipo de solución que se pre-tende trabajar y los volúmenes a dispensar.Los fabricantes ofrecen diversos modelos.Se presenta una tabla con rangos típicos detrabajo.

Ilustración 26: Elementos dispensadores

Capacidad elementodispensador

0,1 ml

Rango volúmenesdispensados

1-20 µl

0,2 ml 2-40 µl

1 ml 10-100 µl

5 ml 50-500 µl

10 ml 100 µl a 2 ml

25 ml 250 µl a 5 ml

104


Dependiendo del tipo de dosificador, se re-quiere contar con unas condiciones mínimas,entre las que se destacan las siguientes:

1. Verificar que el dispensador haya sido diseña-do para trabajar con las soluciones que sepretenden utilizar. Verificar la compatibilidadde los materiales en el manual de uso y ope-ración que suministra el fabricante.

2. Un ambiente limpio, dotado de puestos detrabajo bien dimensionados y de una bue-na ventilación e iluminación.

3. Verificar que la temperatura del ambientedonde se utiliza sea estable, con un rangode variación de ± 0,5 °C, que se encuentreentre los 4 y los 40 °C, es óptima una tem-peratura de 20 °C.

4. Utilizar los elementos de protección ade-cuados, si se trabaja con materiales tóxicoso que conlleven riesgo biológico.

5. Utilizar las puntas que el fabricante ha di-señado para cada aplicación en particular.


El mantenimiento del dispensador es sencillo.Las rutinas detalladas a continuación desta-can las actividades más importantes:

Frecuencia: Diaria

1. Limpiar el dispensador con una pieza detela humedecida con un detergente suave.

2. Desinfectar el dispensador utilizando iso-propanol al 60 %.

3. Evitar que la humedad inunde el interiordel control electrónico y/o los mecanismos.

Cambio de batería

1. Abrir el compartimiento de la batería. Porlo general, solo debe deslizarse una tapade la posición "cerrada" a la posición"abierta".

2. Retirar la batería agotada. Procesar comodesecho siguiendo las recomendaciones.

3. Instalar una batería con iguales caracterís-ticas de la original. Verificar la polaridadeléctrica para que quede bien instalada.Antes de colocarla en su alojamiento, lim-piar la superficie de contacto con una pie-za de tela limpia.

4. Cerrar y ajustar la tapa.


No es posible instalar los componentesdispensadores en la cabeza dedosificación.

Componente defectuoso. Solicitar servicio técnico especializado.

La punta del dispositivo dispensadorgotea.

Punta defectuosa. Sustituir punta dispensadora.

Dispositivo dispensador no puede serretirado de la cabeza de dosificación.

Falla en el sistema electrónico. Reiniciar equipo. (Apagar y encender). Selec-cionar opción de extracción manual.

Falla en el mecanismo de ajuste. Verificar si el pistón se desplaza hacia adelan-te y atrás. Retirar el cilindro sobre un recipien-te para retener desperdicios.

Componente dispensador contaminado. Observar si existe algún tipo de obstrucción.Limpiar si es necesario. Solicitar servicio técni-co especializado.


105

Dispensador 10


Disco Petri. Plato de poca profundidad ela-borado en vidrio o plástico que se usa paraefectuar cultivos de microorganismos en ellaboratorio.

Elemento dispensador. Dispositivos utili-zados con una cabeza dispensadora paratransferir una solución a la placa o recipien-te donde será examinado o almacenado. Lascaracterísticas de los elementos dispensado-res varían de acuerdo con la magnitud de los

volúmenes a dispensar y de las característicasde la solución.

Medio de cultivo. Material líquido o sólidodesarrollado con propósitos médicos paracultivar e identificar microorganismos capa-ces de producir enfermedades (patógenos).

Mezclar. Agregar sustancias sin que existareacción química entre las mismas. En unamezcla homogénea, la composición y el as-pecto deben ser iguales en todas las partes dela misma.

Dispositivo dispensador tipo pipetagotea.

Punta dispensadora mal ajustada. Liberar la punta dispensadora del cono deajuste. Ajustar firmemente.

La pantalla presenta la señal de bateríabaja.

Batería agotada. Reemplazar batería.

La pantalla presenta error de volumencompleto.

Se ha tratado de aspirar más líquidodel que puede recibir el recipiente dealmacenamiento o la punta utilizada.

Dispensar. Revisar la operación que trata dehacerse.

La pantalla presenta error de llenado. Líquido insuficiente para dispensar. Verificar que el volumen disponible para dis-pensar sea adecuado. Si no lo es, cargar o as-pirar un volumen que resulte adecuado a lacantidad que se quiere dispensar.

La pantalla presenta señales de error. Solicitar servicio técnico especializado.

La pantalla no presenta ninguna señal. Batería agotada. Reemplazar batería.

Sistema electrónico defectuoso. Solicitar servicio técnico especializado.

Punta dispensadora mal seleccionada. Verificar el tipo de punta definida por el fabricante.

La pantalla presenta error de punta seleccionada.

La punta instalada en el equipo no es-tá diseñada para realizar la operaciónque se pretende.

Verificar qué tipo de punta está diseñada pa-ra realizar la operación. Sustituir la punta.

Punta defectuosa. Colocar punta nueva, con las mismas especifi-caciones de la original.

Pistón o sello del pistón dañados. Reemplazar el pistón y los sellos. Utilizar re-puestos suministrados por el fabricante.


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Bibliografía

Dilutors and dispensers, Hamilton Company. (www.hamiltoncompany.com)

Manual de Instrucción, Dispensador Eppendorf® 5222, Hamburg, Eppendorf AG. B 5522900.028-01/0301.

Multipette Pro® Instruction manual, Hamburg, Eppendorf AG. B 4985 900.014-02/1103.(http://www.eppendorf.com/script/cms-newspic.php)

Multipette® R Plus, Instruction manual, Hamburg, Eppendorf AG B 4981 900.010-09/0904.(http://www.eppendorf.com/script/cms-newspic.php)

Product Information Sheet, 3cc Syringes, For dispensing and plating Methocult®.(http://www.stemcell.com/technical/28230_28240-PIS.pdf)


107

ESPECTROFOTÓMETRO

La palabra espectrofotómetro se deriva de la pa-labra latina spectrum, que significa imagen, y dela palabra griega phos o photos, que significaluz. El espectrofotómetro, construido medianteprocesos avanzados de fabricación, es uno de losprincipales instrumentos diagnósticos y de inves-tigación desarrollados por el ser humano. Utili-za las propiedades de la luz y su interacción conotras sustancias, para determinar la naturalezade las mismas. En general, la luz de una lámpa-ra de características especiales es guiada a travésde un dispositivo que selecciona y separa luz deuna determinada longitud de onda y la hace pa-sar por una muestra. La intensidad de la luz quesale de la muestra es captada y comparada conla intensidad de la luz que incidió en la muestray a partir de esto se calcula la transmitancia dela muestra, que depende de factores como laconcentración de la sustancia.

FOTOGRAFÍAS DEL ESPECTROFOTÓMETRO


El espectrofotómetro se usa en el laboratoriocon el fin de determinar la concentración deuna sustancia en una solución, permitiendoasí la realización de análisis cuantitativos.


Como principio básico se considera que la luzes una forma de energía electromagnética,que en el vacío tiene una velocidad constan-te [C] y universal de aproximadamente 3 x 108

m/s. En cualquier otro medio (transparente)por el que pase la luz, su velocidad será lige-ramente inferior y podrá calcularse mediantela siguiente ecuación:

CAPÍTULO 11

EspectrofotómetroCódigo (s) ECRI

15-083


Espectrofotómetros de luz visible/ultravioleta

15-082 Espectrofotómetros de ultravioleta

15-084 Espectrofotómetros de luz visible

Espectrofotómetro clásicohttp://ekoineko.nucleo.pl/en/spektofotometry.html#

Espectrofotómetro modernohttp://www.biochrom.co.uk/images/spectro/ultro100pro_white.jpg

v0 =C

n

108

donde:v = velocidad a través del medio por el

que pasa la luzn = índice de refracción del medio, cuyo

valor oscila, por lo general, entre 1,0 y 2,5

La energía electromagnética dispone de unamuy amplia gama de longitudes de onda. Al-gunos ejemplos se muestran en la siguientetabla1:

La luz, al pasar o interactuar con diversos me-dios, presenta una serie de fenómenos, entre

los que destacan la reflexión, refracción, di-fracción, absorción, difusión, polarización yotros que son utilizados en diversos instru-mentos y dispositivos. La siguiente tablamuestra los rangos de longitud de onda endonde se utiliza el espectro luminoso pararealizar pruebas de espectrofotometría.

Con respecto a la interacción de la luz con lamateria, el siguiente esquema ayuda a enten-der la complejidad de los fenómenos queocurren:

1 Lobkowicz, F., Melissinos, A., Physics for Scientists and Engineers, vol. II, Philadelphia, WB SAUNDERS CO., 1975.

Tipo de energíaelectromagnética

Ondas de radio

Rango de la longitudde onda

De pocos metros a pocos kilómetros

Ondas de radar De 1 a 10 cm

Ondas infrarrojas De 1 a 10 micras (10-6m)

Luz visible De 300 a 700 nm (nanómetros)

Rayos X De 0,1 a 0,5 Å (Ángstrom)

Rayos gama Aprox. 0,0012 Å (Ángstrom)

Región delespectro luminoso

Ultravioleta

Rango de la longitud de onda

10-200 nm (nanómetros)

Ultravioleta cercano 200-280 nm

Luz visible 380-780 nm

Infrarrojo cercano 780-3 000 nm

Infrarrojo medio 3 000-20 000 nm

Infrarrojo lejano 30 000-300 000 nm

Ilustración 27: Interacción de la luz con la materia

109

Espectrofotómetro 11

El esquema muestra que la radiación incidente[Io] sufre una serie de transformaciones. Partede la misma se refleja [Ir], parte se transmite [It],parte se difunde [Id] y parte se absorbe e incidedirectamente en fenómenos como la fluores-cencia [If]. Los fenómenos en los que se basa laespectrofotometría son principalmente la absor-ción y la transmisión. Para entender cómo se uti-lizan, es necesario adicionalmente tener encuenta la ley de Beer Lambert.

Ley de Beer Lambert. Se conoce también co-mo ley de Beer o de Beer Lambert Bouguer eidentifica la relación existente entre la concen-tración de la muestra y la intensidad de la luztransmitida a través de la misma. Con relación ala ley en mención hay implícitos dos conceptos:transmitancia [T] y absorbancia [A].

La transmitancia [T] es la fracción de la luz inci-dente que a una determinada longitud de ondapasa a través de la muestra. Se define por la si-guiente relación:

donde:It = intensidad de la radiación transmitidaIo = intensidad de la radiación incidente

El porcentaje de transmitancia [%T] puede ex-presarse por la siguiente ecuación:

La concentración de moléculas absorbentes deluz en la muestra es proporcional a la absorban-cia [A] de la muestra. Matemáticamente se ex-presa así:

A = ε x l x c

donde:A = absorbancia medida ε = coeficiente de absortividad molar

[litros/moles/cm] l = distancia de la trayectoria recorrida

por la luz dentro de la muestrac = concentración de la muestra [moles/litros]

La absorbancia [A] se relaciona con la transmi-tancia [T] mediante la siguiente ecuación:

El siguiente esquema explica el fenómeno de laabsorbancia A:

Las curvas que se presentan a continuaciónmuestran cómo varía la absorbancia [A] y latransmitancia [T] en función de la concentración[C], de acuerdo con la ley de Beer Lambert, en laque se basa la espectrofotometría2.

Gráfica transmitancia

T =It

Io

%T = x 100It

Io

A = Log10 = Log10 = Log1010ε x c x l = ε x c x l1

T

Io

IT

Ilustración 28: Fenómeno de absorbancia

2 Instruction Manual, Spectrophotometer, SmartSpec 3000, Catalog Nº 170-2501.

A = Log1

T

111


Fuente luminosa

Dependiendo del tipo de espectrofotometría, lafuente luminosa puede ser una lámpara con fi-lamento de tungsteno para luz visible, o unalámpara de arco de deuterio para luz ultraviole-ta. Algunos fabricantes han diseñado espectro-fotómetros con lámparas intermitentes de xe-nón de alta duración que emiten luz en el ran-go de la luz visible y ultravioleta. La lámpara olámparas vienen montadas de fábrica en unabase que permite asegurar una determinadaposición, para que se mantengan las condicio-nes de ajuste óptico y enfoque cuando está enoperación o se requiere reemplazarla. La ener-gía radiante típica que emite una lámpara detungsteno está entre los 2 600 y los 3 000 °K(grados Kelvin).

Monocromador

Está compuesto por un conjunto de elementos.En general, dispone de una rendija o ranura deentrada que limita la radiación lumínica produ-cida por la fuente y la confina en un área de-terminada, un conjunto de espejos para pasarla luz a través del sistema óptico, un elementopara separar las longitudes de onda de la ra-diación lumínica, que puede ser un prisma ouna rejilla de difracción, y una rendija de salidapara seleccionar la longitud de onda con lacual se desea iluminar la muestra. Las rejillas dedifracción tienen la ventaja de eliminar la dis-persión no lineal y son insensibles a los cambiosde temperatura.

Portador de muestras

Está diseñado para sostener la muestra que sequiere analizar dentro del rayo de luz de longi-tud de onda determinada por el monocromador.El elemento que contiene la muestra es una cel-da o cubeta, por lo general, rectangular. Las cel-das o cubetas se fabrican de vidrio, si se requie-ren efectuar estudios en el rango de los 340 a los1 000 nm y de sílice, si el análisis está en el rangocomprendido entre los 220 y los 340 nm. Tam-bién hay celdas en materiales plásticos como es-tireno o poliestireno. El portador de muestras lodiseñan los fabricantes de acuerdo al tipo de es-pectrofotómetro y de muestra a analizar, porello se encuentran portadores de muestra conmicroceldas, aunque también tubos de ensayo yotras variantes como las celdas de flujo continuo.

Sistema detector

El sistema de detección puede estar diseñadocon fotoceldas, fototubos, fotodiodos o foto-multiplicadores. Esto depende de los rangos delongitud de onda, de la sensibilidad y de la velo-cidad de respuesta requeridas. El sistema de de-tección recibe la energía lumínica provenientede la muestra y la convierte en una señal eléctri-ca proporcional a la energía recibida. La señaleléctrica puede ser procesada y amplificada, pa-ra que pueda interpretarse a través del sistemade lectura. En la tabla que se incluye a continua-ción, se presenta un resumen de las ventajas ydesventajas de los dispositivos normalmenteusados en los sistemas de detección.

Tabla de ventajas y desventajas dispositivos de detección

Fotoceldas

ELEMENTOEconómicas

VENTAJASLongitud de onda limitada entre 400 y 750 nm.

Fototubos Se fabrican para que sean sensibles entre los190 y los 650 nm. También entre los 600 y los1 000 nm.

Requieren calibraciones, dependiendo de latemperatura del ambiente en que se encuen-tra instalado el equipo.

Se agotan con altos niveles de iluminación.

Pequeñas Baja sensibilidad.

Robustas Respuesta lenta a cambio de intensidadlumínica.

No requieren fuentes de energía ni amplifica-dores de señal.

Agotamiento.

La señal es muy dependiente de la temperatura.

DESVENTAJAS

112

Sistema de lectura

La señal que sale del detector recibe diversastransformaciones. Se amplifica y se transformapara que su intensidad resulte proporcional alporcentaje de transmitancia/absorbancia. Existensistemas de lectura de tipo análogo (muestra lamagnitud leída sobre una escala de lectura) o di-gital (muestra la magnitud leída en una pantalla).

Los indicadores de tipo análogo reciben tradicio-nalmente el nombre de metros. Su exactitud de-pende, entre otros factores, de la longitud de laescala y del número de divisiones que tenga.(Mientras más divisiones, más exacto). Su princi-pal desventaja es que pueden ser mal leídos, porla fatiga de los operadores o errores, cuando dis-ponen de varias escalas, al tratar de identificarlas escalas sobre las que deben realizar la lectura.

Los indicadores digitales usualmente presentan losresultados en una pantalla, en forma de caracteresalfanuméricos luminosos. Esto los hace menos pro-pensos a que se cometan errores de lectura.


Para el funcionamiento de un espectrofotó-metro se requiere lo siguiente:

1. Una fuente de suministro eléctrico de

acuerdo con las normas y estándares im-plementados en el país. En los países ame-ricanos se utilizan, por lo general, voltajesde 110 V y frecuencias de 60 Hz.


3. Una mesa de trabajo estable, que esté ale-jada de equipos que generen vibraciones(centrífugas, agitadores).

MANTENIMIENTO DELESPECTROFOTÓMETRO

Los espectrofotómetros, en general, son equi-pos muy especializados y costosos. Su conserva-ción depende en gran medida de la forma deinstalación y utilización. El medio ambienteque los rodea y la calidad de los servicios deelectricidad constituyen factores de primordialimportancia, para que los equipos puedanprestar los servicios de acuerdo con las especifi-caciones para los que fueron fabricados. Las ru-tinas de mantenimiento que pueden llegar arequerir varían en complejidad, van desde lalimpieza cuidadosa de sus componentes hastaprocedimientos especializados, que solo debenrealizar técnicos o ingenieros que hayan recibi-do la capacitación correspondiente y dispon-gan de la información técnica desarrollada porlos fabricantes y que se ajustan a los distintos

Fotodiodos

ELEMENTOCarecen de partes mecánicas móviles.

VENTAJAS

Fotomultiplicadores Son más sensibles que los fototubos y lasfotoceldas.

Pueden quemarse, si la luz diurna penetracuando están trabajando.

Trabajan en rangos más amplios de longitudesde onda.

Son costosos.

Tienen respuestas más rápidas a los cambiosde intensidad luminosa.

Necesitan fuente de alto voltaje.

No se agotan como las fotoceldas. Se usan solo en espectrofotómetros especializados.

Pueden ser fabricados con sensibilidad a la luzen todo el rango de la luz ultravioleta y visible.(Desde 190 hasta 900 nm).

Adquieren datos espectrales de forma simultánea.

Disponen de un rango dinámico amplio.

Brindan excelente reproducibilidad de la longi-tud de onda.

DESVENTAJAS

114

1. Revisar que la estructura de la mesa de tra-bajo, donde se encuentra instalado el es-pectrofotómetro, esté en buen estado.

2. Comprobar la estructura general del es-pectrofotómetro. Verificar que los boto-nes o interruptores de control, los cierresmecánicos, estén montados firmemente ysu señalación o identificación sea clara.

3. Controlar que los accesorios estén limpios,no presenten grietas y su estado funcionalsea óptimo.

4. Confirmar que los elementos mecánicos deajuste –tuercas, tornillos, abrazaderas,etc.– se encuentren ajustados y en buenestado.

5. Revisar que los conectores eléctricos nopresenten grietas o rupturas. Comprobarque están unidos correctamente a la línea.

6. Verificar que los cables no presenten em-palmes ni aislantes raídos o gastados.

7. Revisar que los cables, abrazaderas y ter-minales estén libres de polvo, suciedad ocorrosión. Tampoco deben presentar des-gastes o señales de mal estado.

8. Examinar que el sistema de puesta a tierra–interno y externo– sea estandarizado, deun tipo aprobado, sea funcional y esté ins-talado correctamente.

9. Controlar que los conmutadores o inte-rruptores de circuito, los portafusibles y losindicadores, se encuentren libres de polvo,suciedad o corrosión.

10.Comprobar que los componentes eléctricosexternos funcionen sin sobrecalentamientos.

Mantenimiento general

Limpieza de derrames. En caso de que seproduzca un derrame en el sistema porta-muestras, debe limpiarse el derrame median-te el siguiente procedimiento:

1. Apagar el espectrofotómetro y desconec-tar el cable de alimentación eléctrica.

2. Usar una jeringa para limpiar el porta-muestras. Absorber la mayor cantidad delíquido que pueda extraerse.

3. Secar el portamuestras con un hisopo dealgodón tipo medicinal.

4. Utilizar papel especial para la limpieza delentes o un trozo de tela limpia de texturasuave, libre de hilazas, para limpiar la ven-tana de la fotocelda.

5. Limpiar el exterior del instrumento conuna pieza de tela humedecida con aguadestilada. Incluir la pantalla, los controlesy el teclado.

Limpieza de cubetas de cuarzo. Para man-tener en buenas condiciones las cubetas decuarzo, se recomienda realizar el siguienteprocedimiento:

1. Lavar las cubetas utilizando una soluciónalcalina diluida como NaOH, 0,1 M y unácido diluido tal como HCl, 0,1 M.

2. Enjuagar las cubetas varias veces conagua destilada. Usar siempre cubetas lim-pias cuando se requiere tomar medidasde absorbancia.

3. Efectuar procedimientos de limpieza rigu-rosos y cuidadosos a las cubetas, siempreque se utilicen muestras que pudieran de-positar películas. Algunos fabricantes reco-miendan utilizar detergentes especialespara limpiar las cubetas.

Cambio de baterías. Diversas clases de es-pectrofotómetros utilizan baterías para man-tener en memoria datos asociados a los aná-lisis como fecha y horas. El procedimiento essimilar en las diversas clases de equipo. Se re-comienda seguir este procedimiento:

1. Verificar que en la pantalla del instrumen-to aparezca la indicación de batería baja.

115


2. Apagar el espectrofotómetro.

3. Desconectar el cable de alimentacióneléctrica.

4. Abrir el compartimiento de las baterías yretirar las baterías agotadas.

5. Limpiar los puntos de contacto eléctrico.

6. Instalar baterías nuevas, con las mismas es-pecificaciones de las originales.

7. Cerrar de nuevo el compartimiento.

8. Reconectar el equipo.

9. Ajustar nuevamente los datos de fecha yhora.

Cambio de bombillo/lámpara. El bombilloes un elemento de consumo, por tanto su vi-da útil es limitada y debe preverse que en al-gún momento será necesario sustituirlo, bienporque se quemó, o porque ha sufrido proce-sos de evaporación y metalización interna, yla luz emitida ya no cumple con las especifi-caciones requeridas para ser utilizada en pro-cesos de espectrofotometría. El proceso decada modelo difiere y deben siempre seguir-se las indicaciones del fabricante del equipo.Los procesos comunes a seguir se presentan acontinuación.

1. Verificar que el bombillo no funciona oexiste alguna señal o indicación de quetiene una falla. En equipos modernos apa-recerá una señal en la pantalla o un códi-go de error. En equipos antiguos se veráque el bombillo no encendió.

2. Apagar el espectrofotómetro.

3. Desconectar el cable de alimentación.

4. Desajustar los tornillos que aseguran la ta-pa del compartimiento de la lámpara.

5. Desajustar los tornillos que fijan el meca-nismo que sujeta la lámpara.

6. Desajustar los tornillos que fijan los cables

de la conexión eléctrica a la lámpara. (Enalgunos equipos podría no ser necesario,pues la base de montaje dispone de meca-nismos de contacto directos a los termina-les de contacto de la lámpara).

7. Instalar una lámpara nueva con las mis-mas características de la original. Usarguantes para evitar impregnar con huellasdigitales la superficie de la lámpara.

8. Reconectar los cables de alimentacióneléctrica a la lámpara.

9. Ajustar nuevamente los tornillos que suje-tan la lámpara.

10. Ajustar nuevamente los tornillos que ase-guran la tapa del compartimiento de lalámpara.

11. Reconectar el espectrofotómetro.

12. Encender el equipo y realizar el procedi-miento de recalibración del equipo esti-pulado por el fabricante.

Mantenimiento preventivo

El mantenimiento preventivo del espectro-fotómetro debe responder a las rutinas yfrecuencias recomendadas por el fabricante.A continuación, se presenta un grupo de ru-tinas básicas que puede ser realizada en ellaboratorio.

1. Limpiar externamente el espectrofotóme-tro, incluyendo los controles, pantallas ometros de medición. Esto se puede reali-zar con una pieza de tela fina –similar a latextura de los pañuelos– humedecida conagua destilada.

2. Inspeccionar y limpiar el cable de alimen-tación eléctrica.

3. Verificar que la lámpara esté limpia y enbuen estado. Si no funciona, instalar unanueva, con las mismas especificaciones dela original. En los espectrofotómetros mo-dernos, el estado de la lámpara es detecta-do automáticamente mediante el software

116

que controla el estado y el funcionamien-to del equipo, por lo que es fácil determi-nar en qué momento es necesario cambiarla lámpara. Efectuar el cambio de la lám-para y realizar el ajuste posterior siguien-do el procedimiento recomendado por elfabricante.

4. Revisar el fusible de protección. Antes deabrir el alojamiento del fusible, compro-bar que el espectrofotómetro esté apaga-do y que sus contactos se encuentren lim-pios y en buen estado. Si es necesarioreemplazarlo, colocar uno nuevo con lasmismas características del recomendadopor el fabricante.

5. Colocar el instrumento en la configura-ción operacional.

6. Accionar el interruptor de encendido parapermitir un funcionamiento por cinco (5)minutos. Verificar lo siguiente:a) Si las lámparas o indicadores pilotofuncionan.b) Si el indicador de lectura permanece encero (0).c) Si la luz de la fuente funciona.

7. Realizar una prueba de corriente de fugaen las posiciones de encendido y apagado.a) Verificar el polo a tierra y la polaridadcorrecta.b) Verificar la polaridad correcta sin polo atierra.c) Verificar la polaridad inversa sin polo atierra.

8. Calibrar el panel frontal del espectrofo-tómetro siguiendo las instrucciones delfabricante.

9. Medir la sensibilidad del equipo.

10. Realizar una prueba siguiendo la ley deBeer.

11. Regresar el espectrofotómetro a la confi-guración inicial, si la calibración se haefectuado con éxito.

BUENAS PRÁCTICAS DE USODEL ESPECTROFOTÓMETRO

1. Efectuar la calibración del espectrofotó-metro, cada vez que se realiza el análisisde un grupo de muestras.

2. Mantener cerrada la tapa del portamues-tras durante el proceso de medición, paraasegurar una lectura adecuada.

3. Evitar reutilizar las cubetas desechables.

4. Utilizar únicamente cubetas de cuarzo,para efectuar análisis por debajo de los310 nm.

5. Evitar el uso de cubetas plásticas, si se uti-lizan solventes orgánicos.

6. Utilizar cristalería de boro silicato de altacalidad para preparar los estándares. Evi-tar el uso de cristalería de sodio –óxido desodio– siempre que sea posible, debido aque el contacto prolongado con los están-dares puede permearla y, en consecuen-cia, producir resultados erróneos.

7. Limpiar cuidadosamente las cubetas de vi-drio después de utilizarlas. Desecharaquellas que presenten rayones en la su-perficie pulida.

8. Utilizar en lo posible reactivos de alta ca-lidad. Reactivos de baja calidad puedencausar contaminación incluso en concen-traciones muy bajas. Los diluyentes utili-zados –agua o solventes– deberán estar li-bres de impurezas.

9. Verificar que las muestras o estándares nose han desgasificado dentro de las cube-tas. Este fenómeno produce burbujas so-bre la superficie interna de las cubetas yerrores en las lecturas.

10. Tener en cuenta, cuando se pretenda uti-lizar nuevos procedimientos, que no todaslas sustancias cumplen con la ley de Beer.Efectuar pruebas de linealidad sobre elrango de concentraciones a ser utilizadas.Se recomienda preparar un grupo de solu-ciones fuertes –conocidas– y verificar los

117


resultados. Los fenómenos que afectan laley de Beer son los siguientes:a) Las altas concentraciones por asociaciónmolecular de especies iónicas.b) Variaciones en la hidratación a bajasconcentraciones producen cambios en lanaturaleza de los iones complejos.

c) Absorciones que no obedezcan la ley re-quieren dibujar una gráfica de estándaresconocidos, que indicará lectura versus con-centración, de forma que la lectura de lasincógnitas pueda ser relacionada a las con-centraciones desde la gráfica.


Espectrofotómetro automatizado4

El espectrofotómetro no se energiza. Interruptor de encendido/apagado estáen posición apagado.

Mover el interruptor a la posición encendido.

Puerto serial RS 232 no responde. Inicialización incompleta del equipodurante el arranque.

Apagar el equipo y encenderlo nuevamente.

La cubeta no entra en el compartimien-to portamuestras.

Cubeta de tamaño equivocado. Usar cubetas del tamaño especificado por elfabricante.

Mecanismo de ajuste de la cubeta mallocalizado.

Corregir posición del mecanismo de ajuste.

Impresora atascada. Papel término arrugado entre la cabezade impresión y la placa térmica al mo-mento de rasgar/cortar el papel.

Remover el exceso de papel con unas pinzasde punta fina.

Apagar el equipo, retirar el papel y reinstalarnuevamente.

Pantalla LCD difícil de leer. Control de contraste desajustado. Ajustar contraste.

El papel de la impresora no se autoali-menta o avanza.

Papel de la impresora instaladoerróneamente.

Apagar el equipo, reinstalar rollo de papel.

Borde delantero del papel no alineadoo doblado.

Apagar equipo. Reinstalar rollo de papel. Cor-tar borde delantero y alinear nuevamente enel sistema de alimentación.

Control de alimentación de papel noresponde.

Llamar al representante.

Sistema de iluminación de fondo quemado. Llamar al representante.

Cable de interconexión mal conectado. Verificar conexión.

Los botones del teclado no responden. Inicialización incompleta del equipodurante el arranque.

Apagar el equipo y encenderlo nuevamente.

Activación de un comando equivocadodurante el arranque.

No hay energía eléctrica en la toma dealimentación.

Verificar alimentación eléctrica general. Compro-bar que no se haya disparado alguna seguridad.

Mal conectado el cable de alimenta-ción eléctrica.

Conectar firmemente el cable de alimentación.


4 Instruction Manual, Spectrophotometer, SmartSpecTM 3000, Catalog Nº 170-2501, BIO-RAD Laboratories.

118

5 Seminario Taller Operación y Mantenimiento de Espectrofotómetros, Proyecto Subregional de Mantenimiento, Convenio RE-HS-02, OPS/OMS.

La lectura presenta fluctuaciones. Hay interferencias en el recorrido de laluz.

Verificar que la cubeta no presente rayones.

La lectura presenta valores negativos.No hay lectura de absorbancia.

No hay muestra. Añadir una muestra a la solución.

Colocación incorrecta de la cubeta. Verificar la orientación de la ventana de lacubeta.

Selección errónea de la longitud de onda. Ajustar la longitud de onda al rango compati-ble con el análisis.

Equipo calibrado erróneamente conuna muestra en lugar de una soluciónestándar.

Calibrar con una solución estándar o con aguadestilada.

Verificar que no hay partículas flotando en lacubeta.

Frotar las paredes de la cubeta con una piezade tela limpia.

Verificar que el rango seleccionado de trabajoes adecuado para la muestra bajo análisis.


Espectrofotómetro no automatizado5

Lámpara excitadora no enciende. Filamento roto. Reemplazar lámpara.

Indicación inestable del medidor. Diodo Zener estabilizador defectuoso. Reemplazar diodo Zener.

Lecturas bajas en el metro o galvanó-metro.

Lámpara excitadora defectuosa. Reemplazar lámpara.

Fotocelda sucia o defectuosa. Limpiar o reemplazar fotocelda.

Circuito amplificador defectuoso. Cambiar o reparar circuito amplificador.

Bajo voltaje en la lámpara excitadora. Ajustar voltaje.

Fusible de seguridad quemado. Reemplazar fusible.

Resistencia en el filamento de la lámpara. Reemplazar lámpara.

Voltaje erróneo. Revisar voltaje. Revisar fuente de alimentación.



Absorción. Fenómeno que se presenta cuan-do los átomos o moléculas de una sustanciaabsorben luz. La energía incidente interactúacon la estructura de la materia, transfiriéndo-le energía que la lleva a un estado energéti-co superior. (Los electrones de la sustanciason promovidos a órbitas de mayor nivelenergético). Dependiendo de la longitud deonda de la luz incidente, se producen efectos

distintos. Por ejemplo: la luz ultravioleta pro-mueve los electrones a órbitas de mayor nivelenergético; la luz infrarroja produce vibra-ción atómica y las microondas, rotación ató-mica. La energía absorbida se pierde por ca-lor o radiación.

Ángstrom. Unidad de longitud que equivalea 10-10 m. Su símbolo es [Å]. Se utiliza pararealizar mediciones a nivel de radiación X ogama.

120

Bibliografía

Castellanos, J., Sistema de capacitación técnica, Mantenimiento de equipo médico, Módu-lo Laboratorio Clínico, submódulo 2, espectrofotómetro, Bogotá, Colombia, Fondo Nacio-nal Hospitalario, División de Ingeniería y Mantenimiento, 1989.

DR/2010 Spectrophotometer, Instrument Manual, Loveland, Colorado, Hach Company,1999.

Instruction Manual, SmartSpec Tm 3000 Spectrophotometer, Catalog Nº 170-2501:BIO-RADLaboratorios, 4006168 Rev. D.

Jenway Spectrophotometer, model 6305, UV/VISIBLE range, Operating Manual, GransmoreGreen, Felsted, Dunmow, Essex, England, Jenway Company, 1999.

Lobkowicz, F., Melissinos A., Physics for Scientist and Engineers, vol. 2, Philadelphia. W. B.Saunders Company, 1975.

Seminario Taller Operación y Mantenimiento de Espectrofotómetros, Proyecto Subregionalde Mantenimiento, convenio RE-HS-02 OPS/OMS, 1992.


(http://www.biochrom.co.uk/images/spectro/ultro100pro_white.jpg)

(http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/spec/spectros.htm)

(http://en.wikipedia.org/wiki/Spectrophotometer)

∆ = diferencia en la longitud de onda de dosranuras adyacentes

Ilustración 31: Rejilla de difracción

128

Control de calidad

Para que un producto pueda considerarse es-téril, es necesario verificar que todas las eta-pas que conforman el proceso de esteriliza-ción se hayan realizado correctamente. Paraverificar el cumplimiento de todas las condi-ciones, se ha desarrollado una serie de prue-bas que evalúan las características del proce-so y su influencia sobre la actividad de los mi-croorganismos. Hay evaluaciones sobre latemperatura, la presión, el tiempo, la hume-dad y el comportamiento general del equipo,a fin de certificar que cumpla y funcione deacuerdo con procedimientos que han demos-trado su validez y confiabilidad. Existen tam-bién pruebas o indicadores que permitencertificar la muerte de los microorganismos.Para certificar la calidad de los procesos deesterilización, se ha desarrollado una seriede pruebas de distinta categoría, entre lasque se destacan las siguientes:

1. Indicadores del proceso de esteriliza-ción. Están diseñados para supervisar elfuncionamiento de los autoclaves. Inclu-yen instrumentos que controlan paráme-tros como temperatura, tiempo y presión–termómetros, manómetros y cronóme-tros– y registran el desarrollo del proceso.Los sistemas de registro de los autoclavesmodernos –microprocesador– registran to-dos los parámetros del ciclo de esteriliza-ción e inclusive rechazan el ciclo, en casode presentarse alguna anomalía. Final-mente, en esta categoría se encuentra unaprueba denominada test de Bowie-Dick,que evalúa la eficiencia de la bomba de va-cío, utilizando una hoja que cambia de co-lor de forma uniforme, si el proceso se harealizado a satisfacción. Caso contrario, elcolor en la hoja es desigual.

2. Indicadores químicos. Son pruebas detipo químico que cambian de color o deestado cuando se exponen a las diversas

4

CICLO Nº

Líquidos en recipientesabiertos o semicerrados.** Los tiempos dependendel volumen de la carga.No hay vacío en elenfriamiento.

MATERIALES

121

TEMP. ˚C

1,1

PRESIÓNkg/cm2

Convenciones: A: Pretratamiento. Ciclos de vacío e inyección de vapor alternados. (Procesos 1, 2, 3).

Proceso 4: Esterilización

C: Postratamiento (Proceso 5: vacío y secado)

D: Homologación de presiones internas y externas

Nota: El proceso de líquidos no tiene vacío a continuación de la esterilización. El en-friamiento es natural.

GRÁFICA TÍPICA

Nota: Los tiempos de los ciclos de esterilización se ajustan a la altura sobre el nivel del mar del lu-gar donde se encuentra ubicado el autoclave. Los fabricantes suministran las tablas de la compen-sación a tener en cuenta. Por lo general, mientras más alto esté ubicado el equipo, más prolonga-do será el tiempo de esterilización.

130

2. Acometida eléctrica, dimensionada a losconsumos del equipo. Si el autoclave es au-tónomo, es decir, dispone de su propio ge-nerador de vapor, la acometida eléctricadebe estudiarse en detalle, pues la poten-cia requerida podría ser significativamentealta. Son típicas demandas de potencia de21 kw, 38 kw, 48 kw y superiores, para quefuncione el generador de vapor. La acome-tida deberá contar con las seguridades yprotecciones requeridas. Los voltajes típi-cos requeridos por los autoclaves son 220 V,60 Hz, o 380 V, 60 Hz trifásico.

3. Acometida de agua, dimensionada a losconsumos del equipo en volumen y pre-sión. Mientras más grande el equipo, ma-yor consumo. El agua que consume el auto-clave debe haber recibido los tratamientosrequeridos para eliminar los sólidos en sus-pensión, que puedan afectar negativamen-te el funcionamiento de las electroválvulasy demás dispositivos electrohidráulicos.

4. Algunos esterilizadores requieren airecomprimido, pues sus controles son co-mandados mediante presión neumática.Por lo general, la presión requerida varíade 5x105 Pa a 9,9x105 Pa. El esquema ad-junto muestra los requerimientos mínimosde la instalación (válvula de corte, filtro ymanómetro).

5. Sistema de desagüe diseñado para recolec-tar agua caliente.

6. Acometida de vapor. Si el autoclave no dis-pone de su propio generador de vapor, de-be ser alimentado desde el sistema gene-rador de vapor de la institución (sala demáquinas, caldera). La instalación de sumi-nistro debe cumplir con requisitos comoválvula de corte, filtro, manómetro e insta-lación, para recolectar el condensado confiltro y trampa de vapor, como se indica enel esquema adjunto.

Ilustración 33: Espacios requeridospor el autoclave

Ilustración 34: Acometida airecomprimido

Ilustración 35: Acometida de vapor

131

Autoclave 12

7. El autoclave debe ser operado exclusiva-mente por personal que haya recibido yaprobado capacitación especializada eneste tipo de procesos.


El autoclave es un equipo que demanda su-pervisión y mantenimiento preventivo per-manente, debido a la gran cantidad decomponentes y tecnologías que lo integran.Se enfoca el mantenimiento hacia aquellasrutinas básicas que pueden realizar los ope-radores del equipo. Para realizar el mante-nimiento detallado, deberán seguirse lasinstrucciones definidas en los manuales deservicio de los fabricantes.

Verificaciones diarias

Antes de iniciar los procesos de esterilización,deberán realizarse las siguientes verificaciones:

1. Colocar una nueva plantilla o carta en eldispositivo de registro, para documentarel desarrollo del ciclo de esterilización.

2. Controlar que las plumillas registradorasdisponen de tinta.

3. Asegurar que las válvulas de suministro deagua fría, aire comprimido y vapor esténabiertas.

4. Accionar el interruptor que permite calentarla camisa del autoclave. Este control, al acti-varse, permite el ingreso de vapor a la cami-sa de la cámara de esterilización. Al ingresarel vapor, empieza el proceso de calentamien-to de la cámara de esterilización. Mantenerla puerta del autoclave cerrada hasta el mo-mento que se coloque la carga a esterilizar,para evitar pérdidas de calor.

5. Verificar que la presión de la línea de su-ministro de vapor sea de al menos 2,5 bar.

6. Comprobar el estado de los manómetros yde los termómetros.

7. Controlar que no se presenten fugas devapor en ninguno de los sistemas que ope-ran en el autoclave.

8. Limpiar con un trapo húmedo el frente delautoclave: controles, indicadores, manijas.

Mantenimiento semanalResponsable: Operador del equipo

1. Limpiar el filtro del drenaje de la cámarade esterilización. Retirar cualquier residuoretenido en él.

2. Limpiar internamente la cámara de esteri-lización, utilizando productos de limpiezaque no contengan cloro. Incluir en la lim-pieza las guías de las canastas usadas paracolocar los paquetes.

3. Limpiar con una solución acetificada, si seesterilizan soluciones con cloro. El clorocausa corrosión incluso en implementos deacero inoxidable. Lavar a continuación conagua abundante.

4. Limpiar las superficies externas inoxidablescon un detergente suave. Eventualmente,podría utilizarse un solvente como el cloroetileno, procurando que este no entre encontacto con superficies que tengan recu-brimientos de pintura, señalizaciones o cu-biertas plásticas.

5. En autoclaves con puerta de accionamien-to manual, verificar que los mecanismosajustan bien y que su operación es suave.

6. Drenar el generador de vapor (en equiposque disponen de este accesorio). Para estose abre una válvula, ubicada en la parte in-ferior del generador, que permite extraersu contenido. Por lo general, se hace al fi-nalizar las actividades de la semana. Seguirlas recomendaciones que para este propó-sito indica el fabricante del equipo.

7. Nunca utilizar lana de acero para limpiarinternamente la cámara de esterilización.

133

Autoclave 12

Mantenimiento anualResponsable: Técnico del autoclave

1. Limpiar todos los filtros.

2. Comprobar y ajustar el nivel del tanque dealimentación de agua, para que se en-cuentre dentro de los 20 mm del máximonivel.

3. Verificar y ajustar la tensión de los resortesde las válvulas de diafragma.

4. Desmontar, limpiar y ajustar las válvulas deseguridad.

5. Cambiar el filtro de aire.

6. Efectuar un proceso general de esteriliza-ción comprobando en detalle: presión,temperatura, tiempos requeridos paracompletar cada fase del ciclo, estado de laslámparas de señalización del proceso, fun-cionamiento del sistema de registro. Veri-ficar que el funcionamiento se encuentredentro de las tolerancias definidas por elfabricante.

7. Efectuar, adicionalmente, las mismas ruti-nas recomendadas cada tres meses.

MANTENIMIENTO DE COMPONENTES ESPECIALIZADOS

Se incluyen, a continuación, algunas rutinasespecializadas que se aplican a componentesdel equipo cuando requieren servicio técnico.Dado que los autoclaves disponen de múlti-ples alternativas y diseños, las rutinas aquí es-tipuladas podrían ser aplicables solo a deter-minados equipos.

Mantenimiento de válvulas solenoides

1. Verificar el sonido que emiten las bobinas osolenoides (humming en lengua inglesa). Elruido excesivo es una advertencia de sobreca-lentamiento, debido a corrientes eléctricasanormalmente altas a través del solenoide.La corriente alterna aumenta cuando la im-pedancia [Z] del circuito disminuye, esto suce-de cuando el solenoide no se encuentra ade-cuadamente rodeado por un circuito cerradode hierro. Un espacio de aire en el circuitomagnético puede ser causado por suciedad,que evita que la armadura alcance su posi-ción final cuando el solenoide está energiza-do. Limpiar cuidadosamente los alojamientosde la bobina y su núcleo, para no interferir alpistón en su desplazamiento por alguna cla-se de suciedad.

Ilustración 36: Generador de vapor

134

2. Reemplazar los sellos tipo anillo –o rings–existentes entre el solenoide y el cuerpode la válvula, cuando estos elementos ha-yan sido desensamblados.

3. Antes de realizar cualquier desensamblaje,comprobar cuál es la posición en que seencuentra instalada la válvula solenoide.Algunas poseen indicaciones claras sobrecómo van instaladas, pero otras carecen detal información.

4. Cuando se desmonta una válvula solenoi-de servoasistida, controlar en qué posiciónse encuentran los orificios que la comuni-can con el medio de trabajo, para poderensamblar de nuevo cuando se efectúe elensamble de la válvula.

Limpieza del filtro de vapor

1. Alojar la tapa.

2. Retirar la malla.

3. Limpiar cuidadosamente.

4. Reinstalar la malla.

5. Colocar nuevamente la tapa.


Allí se incluyen los problemas más comunes.Dada la diversidad de marcas, modelos y tec-nología disponibles, es conveniente que losusuarios sigan las instrucciones contenidas enlos manuales de uso de los autoclaves instala-dos en el servicio.

El testigo de esterilización no indicóla finalización exitosa del ciclo deesterilización.

Cámara de esterilización mal cargada ocargada en exceso.

Revisar distribución de la carga. Revisar canti-dad de carga. Ajustar de acuerdo a las reco-mendaciones del fabricante.

Se interrumpe el ciclo de esterilizaciónsin razón aparente.

Presiones de vapor, agua o aire inade-cuadas. En consecuencia, no se accio-nan los dispositivos de regulación ycontrol servoasistidos.

Revisar presiones de alimentación de vapor,agua o aire. Ajustar sistemas de regulación.

Trampa de vapor defectuosa. Revisar trampa de vapor.Reparar o sustituir.

Tiempo de esterilización inadecuado. Revisar tiempo de esterilización. Ajustar al ti-po de ciclo.

Penetración de vapor insuficiente. Reducir la cantidad de paquetes a ser esterili-zados; esto permite un mejor flujo del vapor.

Pretratamiento defectuoso. Ha quedadodemasiado aire dentro de la cámara.

Solicitar servicio técnico especializado pararevisar el sistema de vacío.

Indicador biológico mal seleccionadopara el ciclo realizado.

Revisar especificaciones de uso del indicadorbiológico. Repetir el ciclo de esterilización.

No se alcanzó la temperatura y la pre-sión de esterilización seleccionada.

Revisar selección de temperatura. Revisar presiónde vapor correspondiente al ciclo seleccionado.

Revisar posibles fugas de vapor en la puerta –em-paque– o en los dispositivos de control de paso.


Advertencia: Antes de desensamblar el fil-tro de vapor, disipar la presión de vapor en elsistema.

135

Autoclave 12


Asepsia. Conjunto de procedimientos paralograr la ausencia de microorganismos.

Atmósfera. Antigua unidad de presión queequivale a 101 325 Pa (pascales) o a 14,69 li-bras por pulgada cuadrada.

Calidad. Propiedad termodinámica que, porlo general, se identifica con la letra [X] y sedefine como la relación existente entre lamasa de vapor y la masa total de la sustanciaen condiciones de saturación.

Calor húmedo. Método de esterilizaciónque elimina microorganismos por desnatura-lización de las proteínas, que se acelera por lapresencia de agua (vapor).

Cámara de esterilización. Espacio donde secolocan los objetos que requieren ser esterili-zados. Cuando se efectúa el proceso de este-rilización la cámara se llena de vapor a pre-sión, alcanzando temperaturas directamenterelacionadas con las presiones seleccionadas.Dispone de una puerta que la sella durante elciclo de esterilización y, mediante un sistemade seguridades, solo es posible abrirla unavez que haya terminado el proceso de esteri-lización y se haya homogenizado la presióninterna con la atmosférica.

Camisa. Espacio ubicado alrededor de la cáma-ra de esterilización, a través del cual circula va-por. Su función es transferir calor a la cámara deesterilización, en las etapas de pretratamiento(remoción de aire) y postratamiento (secado delmaterial esterilizado).

Bar. Unidad de presión que equivale a 105 Pa(Pascales).

Descontaminación. Procedimiento que tie-ne el propósito de disminuir la cantidad demicroorganismos de un objeto o artículo, pa-ra que sea segura su manipulación. El térmi-no cubre aquellos objetos que se utilizan enlos procedimientos de atención a un pacientey que puedan ser afectados por fluidos, sus-tancias corporales o materia orgánica.

Desinfección. Proceso que utiliza medios físi-cos o químicos, mediante el cual se destruyende los objetos inanimados formas de vida enestado vegetativo. (Se excluyen las esporas).

Esterilización. Conjunto de acciones me-diante las cuales se destruye toda forma devida, incluyendo esporas de objetos inanima-dos, con procedimientos físicos, químicos ygaseosos.

Inspección. Evaluación visual de los artículos la-vados en búsqueda de desperfectos o suciedad

Material esterilizado sale húmedo. Trampa de vapor defectuosa. Revisar/limpiar trampa de vapor. Sustituirtrampa.

El indicador biológico es positivo. Indicador biológico mal seleccionado. Utilizar un indicador biológico de otro lote o fabri-cante. Registrar cuidadosamente los parámetros.

Presión de vapor excesiva. Autoclave demasiado cargado con ma-terial textil.

Reducir la carga del autoclave.

Autoclave descalibrado. Calibrar el autoclave.

Presión de vapor demasiado baja. Empaque de la puerta defectuoso. Revisar el empaque; reemplazar el empaque.

Fuga de vapor interna en otro disposi-tivo del autoclave.

Revisar trampas, electroválvulas, etc.

Drenaje de la cámara de esterilizaciónobstruido.

Revisar sistema de drenaje. Limpiar.

Autoclave demasiado cargado. Reducir la cantidad de carga en la cámara. Re-petir el ciclo de esterilización.

El autoclave no está bien nivelado. Nivelar el autoclave.


136

que pudieran interferir en los procesos de es-terilización. Es un proceso de gran responsa-bilidad y debe realizarse utilizando ayudascomo lupas para precisar pequeños detalles.

Limpieza. Remoción mecánica de toda mate-ria extraña ubicada en las superficies de obje-tos inanimados; por lo general, comprende lautilización de agua limpia combinada con al-gún detergente. Es un procedimiento básicoque se efectúa antes de que los objetos seansometidos al proceso de esterilización propia-mente dicho. La limpieza puede realizarseutilizando métodos manuales o automáticos,pero debe entenderse que no es un procedi-miento que destruye microorganismos, sinoque únicamente disminuye la cantidad demicroorganismos.

Pascal (Pa). Unidad de presión del SistemaInternacional, que corresponde a la fuerza deun newton (N) que actúa sobre un (1) metrocuadrado Pa = 1N / m2.

Testigo de esterilización. Indicadores de ti-po químico o biológico que permiten verifi-car si un objeto o material fue sometido aprocesos de esterilización. Los más conocidos

son la cinta de enmascarar termosensible–cambia de color cuando se alcanzan deter-minadas condiciones de temperatura– y lasesporas del B. Stearothermophilus.

Trampa de vapor. Dispositivo diseñado pararestringir el paso de vapor y permitir el pasodel condensado.

Válvulas servoasistidas. Tipo de válvulassolenoides que dependen de la presión delmedio en el que trabajan para cerrar o abrir.Por lo general, disponen de membranas conpequeños orificios a través de los cuales sumi-nistran el medio de trabajo.

Válvula solenoides. Dispositivos electro-magnéticos de control que se utilizan en múl-tiples aplicaciones. Se conocen también conel nombre de electroválvulas. Mediante unabobina que se energiza o desenergiza, secontrola la posición de un pistón que permi-te o impide el paso de un fluido dentro de uncircuito determinado. Se utilizan en circuitoshidráulicos, neumáticos, vapor, vacío. Los fa-bricantes han desarrollado un gran númerode diseños para aplicaciones especializadas.

137

Autoclave 12

Bibliografía

Autoclave GE-660, Control Unit A2, Getingeverken Nº 660 A2 8301.

Ginesta, N., "La nueva generación de miniclaves: Un pequeño esterilizador de vapor con lasprestaciones de los grandes", Antonio Matachana, Barcelona. XIII Congreso Internacionaldel CEDEST, en El autoclave, Revista del Club Español de Esterilización, año 14, Nº 2, 2002.

Instrucciones funcionamiento Autoclave 80L-1, Antonio Matachana, IM-001.81.

Manual de Esterilización y Desinfección, Santiago de Chile, Unidad de Infecciones Intrahos-pitalarias de la Red de la División Asistencial, Ministerio de Salud.(http://odontologia.uchile.cl/catedras/operator/operato/manualfinal.pdf)

Manual de operación para equipos esterilizadores y destiladores, San Salvador, Proyecto deMantenimiento Hospitalario, Ministerio de Salud - GTZ, 1998.

Manual de operación de autoclave, San Salvador, Proyecto de Mantenimiento Hospitalario,Ministerio de Salud - GTZ, 1997.

Sentry "220" Sterilizer, Straightline and Cylindrical, MA-2, Service Manual, Rochester, N.Y.,Castle Sybron Corporation.

Sterilisateur à vapeur, UltraClave M9/M11®, Manuel d’installation et d’utilisation, MidmarkCorporation, Nº 03-0920-02 Rev. B, 1998.


139

ESTUFA DE SECADO

La estufa de secado es un equipo que se uti-liza para secar y esterilizar recipientes de vi-drio y metal en el laboratorio. Se identificatambién con el nombre Horno de secado. Losfabricantes han desarrollado básicamentedos tipos de estufa: las que operan medianteconvección natural y las que operan median-te convección forzada. Las estufas operan,por lo general, entre la temperatura ambien-te y los 350 °C. Se conocen también con elnombre de Poupinel o pupinel.

FOTOGRAFÍAS DE ESTUFA DE SECADO1

PROPÓSITO DE LA ESTUFA

La estufa de secado se emplea para esterilizaro secar el material de vidrio y metal utilizadoen los exámenes o pruebas, que realiza el la-boratorio y que proviene de la sección de la-vado, donde se envía luego de ser usado enalgún procedimiento. La esterilización que seefectúa en la estufa se denomina de calor se-co y se realiza a 180 °C durante 2 horas; lacristalería, al ser calentada por aire a altatemperatura, absorbe la humedad y eliminala posibilidad de que se mantenga cualquieractividad biológica debido a las elevadastemperaturas y a los tiempos utilizados.


Las estufas de secado constan, por lo general,de dos cámaras: una interna y una externa. Lacámara interna se fabrica en aluminio o en ma-terial inoxidable, con muy buenas propiedades

CAPÍTULO 13

Estufa de secadoCódigo (s) ECRI

14-410


Horno de secado

1 http://www.precisionsci.com/lab/products/ov_t160.htm

140

para transmitir el calor; dispone de un conjun-to de estantes o anaqueles fabricados enalambre de acero inoxidable, para que el airecircule libremente, allí se colocan los elemen-tos que requieren ser secados o esterilizadosmediante calor seco. Se encuentra aislada dela cámara externa por un material aislanteque mantiene internamente las condicionesde alta temperatura y retarda la transferen-cia de calor al exterior. La cámara externaestá fabricada en lámina de acero, recubier-ta con una película protectora de pinturaelectrostática. El calor interno es generadomediante conjuntos de resistencias eléctri-cas, que transfieren la energía térmica a lacámara interna. Dichas resistencias se ubi-can en la parte inferior de la estufa. El calordentro de la cámara interna se transfiere ydistribuye mediante convección natural oconvección forzada (estufa con ventiladoresinternos).

La potencia –energía por unidad de tiempo–disipada por una resistencia eléctrica puedeser calculada mediante la siguiente ecuación:

P = I2R

donde:I = intensidad de la corriente eléctrica

medida en amperios [A]R = resistencia eléctrica medida en ohmios

[Ω]

Dado que la energía no se crea ni se destruye,sino que se transforma, es posible calcular laenergía térmica equivalente de los elementosresistivos. Para el caso de un alambre resistivo,la cantidad de calor [q] que disipa puede cal-cularse mediante la siguiente ecuación2:

I2R = qπr02L

donde:R = resistencia del alambre resistivoI = intensidad de la corriente eléctricar0 = radio exterior del alambre

La resistencia [R] puede ser calculada con lasiguiente ecuación:

donde:ρ = resistividad del material de la resistenciaL = longitud del alambre de la resistenciaA = área de alambre de la resistencia

La estufa tiene una puerta metálica que tam-bién dispone de su aislamiento térmico y estádotada de una manija fabricada igualmente enmaterial aislante, para evitar que el calor delinterior llegue a ser una amenaza para las ma-nos del operador. La puerta está instalada so-bre la parte frontal del cuerpo de la estufa, me-diante un conjunto de bisagras que permitensu apertura logrando ángulos hasta de 180°.

La estufa moderna se controla mediante unmódulo con microprocesadores desde el cual esposible seleccionar los parámetros de opera-ción del equipo y sus alarmas, y programar larealización de ciclos o procesos térmicos, me-diante los cuales se controlan no solo las tem-peraturas, sino también la forma como las mis-mas deben variar en el tiempo, a través de fa-ses o etapas de calentamiento/enfriamiento–natural– o sostenimiento de la temperaturadentro de ciertos límites de tiempo. Las estufasoperan normalmente desde condiciones detemperatura ambiente hasta los 350 °C. Algu-nos fabricantes disponen de modelos con ran-gos no tan amplios de operación.

Las estufas antiguas disponen simplementede un conjunto de resistencias cuya opera-ción es controlada mediante un termostato.

En la tabla que se incluye a continuación, semuestra la relación de temperatura/tiemporequerida para efectuar procesos de esterili-zación con calor seco, como los que se pue-den lograr en las estufas de secado.

2 Se ha colocado el ejemplo correspondiente de la transferencia de calor de una resistencia tipo alambre de geome-tría circular. Para otras geometrías deben efectuarse los ajustes correspondientes.

R = ρLA

•

141

Estufa de secado 13

Tabla de temperatura/tiempo de esterilización por calor seco3


Para poder ser utilizada, la estufa de secadorequiere lo siguiente:

1. Disponer de un mesón de trabajo de con-textura fuerte y bien nivelado.

2. Acondicionar alrededor de la estufa un es-pacio libre de al menos 5 cm y de un espa-cio para colocar el material que deberá serprocesado en el equipo.

3. Instalar una toma eléctrica en buen estadocon polo a tierra debidamente dimensiona-da, para suministrar la potencia eléctrica queconsume la estufa, que deberá cumplir con lanormativa eléctrica nacional o internacionalque utilice el laboratorio y no deberá estar amás de 1 m del equipo. El voltaje típico utili-zado es de 110 V o 220 V/60 Hz.

4. Verificar que el circuito eléctrico dispongade los dispositivos de protección requeri-dos para garantizar una adecuada alimen-tación eléctrica.

OPERACIÓN DE LA ESTUFA

La operación de la estufa requiere tener encuenta una serie de precauciones para su co-rrecta operación. Entre las más importantesse encuentran las siguientes:

1. No usar en la estufa materiales o sustan-cias que sean inflamables o explosivas.

2. Evitar derrames interiores de solucionesácidas o que formen vapores corrosivos,para evitar la corrosión de las superficies yestantes interiores.

3. Utilizar elementos de protección personal(guantes aislados, anteojos de seguridad ypinzas para colocar o retirar sustancias oelementos dentro de la estufa de secado).

Rutina de operación

Por lo general, se realiza el siguienteprocedimiento:

1. Activar el interruptor general, presionan-do el botón identificado habitualmentecon una [I].

2. Presionar la tecla identificada comoPrograma.

3. Seleccionar la temperatura de operación.Para ello se presiona la tecla marcada con elsigno (+), hasta obtener en la pantalla latemperatura seleccionada. La estufa empe-zará el proceso de calentamiento hasta quese alcance la temperatura seleccionada.

4. Si la estufa es programable, se deben se-guir las instrucciones que para cada casoparticular defina el fabricante y que per-miten definir parámetros adicionales co-mo tiempos, formas de calentamiento yalarmas.

CONTROL DE LA ESTUFA

A continuación, se presenta un esquema deuno de los controles que utilizan las estufasde secado modernas.

Temperatura °C

180

Tiempo (minutos)4

30

160 120

140 180

170 60

150 150

121 360

3 Manual de Esterilización y Desinfección, Santiago de Chile, Ministerio de Salud.4 Los tiempos se cuentan solo desde el momento que se alcanza la temperatura correspondiente.

143

Estufa de secado 13

De la ilustración del circuito se destacan los si-guientes elementos:

1. Interruptor general. Energiza o desenergi-za la estufa.

2. Control. Permite controlar las funciones dela estufa (temperatura, tiempos, formasde calentamiento o enfriamiento, modosde operación seleccionados en el laborato-rio, tales como precalentamiento, esterili-zación, deshidratación, acondicionamien-to, secado e inclusive horneado).

3. Resistencias. Elementos calefactores quetransforman la energía eléctrica en ener-gía térmica.

4. Sistemas indicadores. Dispositivos quecomplementan el control general. Permi-ten conocer si la estufa está energizada, sise encuentra en operación.

CONTROL DE CALIDAD

El control de calidad en las estufas es un po-co difícil de realizar, por cuanto la técnica deesterilización por calor seco tiene como pará-metros críticos la temperatura y el tiempo.Por lo general, se usan como indicadores bio-lógicos esporas de Bacillus subtilis, variedadNíger, que deben incubarse por varias horasdespués del proceso de esterilización. La car-ga inicial de esporas del indicador biológicooscila entre 5 x 105 y 1 x 106. Su efectividaddepende de la difusión del calor, la cantidadde calor disponible y la pérdida de calor. Laacción microbicida está condicionada por lapresencia de materia orgánica o suciedad enel artículo. La esterilización por calor seco de-be limitarse a materiales que no puedan este-rilizarse en autoclaves.


El mantenimiento que requiere una estufa desecado no es complicado, ni precisa rutinasperiódicas de mantenimiento de complejidadtécnica avanzada. Se presentan, a continua-ción, rutinas generales de mantenimientoque deben efectuarse cuando se requieran.

Los procedimientos pueden variar depen-diendo del tipo de estufa y las particulari-dades de diseño incluidas por los diversosfabricantes.

Acceso a los componentes electrónicosFrecuencia: Cuando se requiera

Los componentes electrónicos de la estufa seencuentran usualmente en la parte inferiorde esta. Para poder revisarlos se requiere pro-ceder como se explica a continuación:

1. Desconectar la estufa de la toma de ali-mentación eléctrica.

2. Desplazar la estufa hacia adelante hastaque la parte frontal de la base se encuen-tre alineada con el borde de la superficiede trabajo.

3. Colocar dos cuñas de aproximadamente 3cm de espesor bajo cada uno de los sopor-tes frontales. Esto elevará la parte delante-ra de la estufa y facilitará la inspección delos elementos electrónicos una vez que seretire la tapa inferior.

4. Retirar los tornillos que aseguran la tapainferior y levantarla. Entonces, pueden re-visarse los componentes del control elec-trónico. Por lo general, se ubican en estecompartimiento los siguientes elementos:

a) El control programableb) Un relevo de seguridadc) El interruptor general y el disyuntor(breaker) están combinados en un mismodispositivo.

5. Reinstalar la tapa una vez terminada larevisión.

Advertencia: Antes de efectuar cualquierrutina de mantenimiento en la estufa, ve-rificar que esta se encuentra a temperatu-ra ambiente y se ha desconectado la tomade alimentación eléctrica.

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Cambio de las resistencias calefactorasFrecuencia: Cuando se requiera

El procedimiento que se explica a continua-ción deberá realizarlo personal que dispongade buenos conocimientos de electricidad.

1. Desconectar la estufa de la toma de ali-mentación eléctrica.

2. Desmontar el termómetro del alojamientoubicado en la parte superior de la cámara.

3. Abrir la puerta y retirar los estantes.

4. Desconectar la sonda del termómetro.

5. Retirar los tornillos que aseguran el panelinferior.

6. Retirar el panel inferior fuera de la cámara.

7. Retirar los tornillos que aseguran los ca-bles de alimentación eléctrica de las resis-tencias y desconectar los terminales quelos fijan a las resistencias.

8. Retirar los tornillos que aseguran las resis-tencias y las resistencias fuera de la estufa.

9. Instalar resistencias nuevas de las mismascaracterísticas de las originales.

10.Reinstalar los elementos retirados y reco-nectar los componentes eléctricos.

Cambio del ventilador de enfriamientoFrecuencia: Cuando se requiera

Para cambiar el ventilador de enfriamiento,que se encuentra generalmente en la parteinferior, se sigue el procedimiento que se ex-plica a continuación:

1. Proceder tal como se ha explicado para abrir elcompartimiento de elementos electrónicos.

2. Desconectar los terminales de la alimenta-ción eléctrica del ventilador.

3. Desmontar los tornillos de fijación delventilador.

4. Instalar un ventilador de las mismas espe-cificaciones del original; conectar los ca-bles que alimentan el ventilador a losterminales.

5. Reinstalar la cubierta de protección.

Cambio del empaque de la puertaFrecuencia: Cuando se requiera

El empaque de la puerta usualmente es desilicona.

1. Apagar la estufa y abrir la puerta.

2. Aflojar los seguros que retienen elempaque.

3. Retirar el empaque utilizando un destorni-llador para desencajarlo de la guía de re-tención. Evitar esfuerzos excesivos quepuedan deformar el alojamiento.

4. Instalar el empaque de repuesto iniciandola labor por la parte superior. A continua-ción, desplazar el resto del empaque hacialos lados, asegurándolo con los elementosde montaje que lo fijan a la puerta. Termi-nar el procedimiento en la parte inferiorde la puerta, tal como se hizo en la partesuperior.

Cambio del termo parFrecuencia: Cuando se requiera

1. Abrir el compartimiento del controlelectrónico.

2. Retirar los cables conectores del termo parde sus puntos de conexión en la tarjeta delcontrolador.

3. Aflojar el montaje del termo par de la par-te superior de la estufa y retirarlo hacia laparte delantera hasta dejar expuesta unalongitud libre del cable conector de por lomenos 15 cm.

4. Cortar el cable del termo par, para poderretirar la envoltura del termo par.

145

Estufa de secado 13

5. Asegurar los extremos cortados del termopar defectuoso, con los cables del termopar de reemplazo. Utilizar cinta para evi-tar que se suelten.

6. Halar suavemente el termo par defectuosofuera del compartimiento electrónico,mientras se guían los cables del nuevo,atados a los del viejo, hasta el lugar queles corresponde dentro del compartimien-to electrónico.

7. Conectar los cables del termo par nuevo alos terminales de conexión que les corres-ponde. Verificar que se mantiene la polari-dad original.

8. Reensamblar la cubierta protectora.

Cambio de las bisagras de la puertaFrecuencia: Cuando se requiera

Para cambiar las bisagras de la puerta, se pro-cede como se explica a continuación:

1. Abrir la puerta y levantarla de las bisagras.

2. Retirar los tornillos de montaje de la bisa-gra defectuosa.

3. Retirar la bisagra defectuosa.

4. Colocar la bisagra nueva y asegurarla conlos tornillos de montaje.

5. Reinstalar la puerta.


No hay energía. La estufa no está conectada. Conectar estufa a toma eléctrica.

La estufa presenta fallas de calenta-miento.

Se seleccionó una temperatura inferiora la actual.

Cambiar la selección de la temperatura. Espe-rar a que esta descienda por debajo de la tem-peratura seleccionada.

Termo par defectuoso. Sustituir el termo par.

Resistencia calefactora defectuosa. Sustituir resistencia calefactora.

Relevo defectuoso. Sustituir relevo.

Controlador defectuoso. Reemplazar controlador.

Temperatura errática elevada. Termo par defectuoso. Sustituir termo par.

La pantalla de datos actuales muestrael mensaje "abierto".

Circuito del termo par abierto. Verificar conexión del termo par o sustituir eltermo par.

Controlador defectuoso. Sustituir controlador.

El interruptor de encendido se encuen-tra apagado.

Accionar el interruptor de encendido.

Disyuntor defectuoso. Cambiar el disyuntor.

Tarjeta de control defectuosa. Sustituir tarjeta de control.

Cable conector abierto. Revisar/reparar cables conectores.


146


Calor. Forma de energía que es transferida, através del límite de un sistema a una tempe-ratura dada, a otro sistema o vecindario auna menor temperatura, por la diferencia detemperatura entre los dos sistemas. Cuandoun sistema de gran masa [M] se pone en con-tacto con otro sistema de pequeña masa [m’],que está a temperatura diferente del prime-ro, la temperatura resultante final se encuen-tra cerca de la temperatura inicial del sistemade mayor masa. Se dice, entonces, que unacantidad de calor ∆Q ha sido transferida delsistema de mayor temperatura al sistema demenor temperatura. La cantidad de calor ∆Qes proporcional al cambio en temperatura∆T. La constante de proporcionalidad [C], lla-mada la capacidad calórica del sistema, permi-te establecer la siguiente relación ∆Q = C∆T,de la cual se infiere que una de las conse-cuencias del cambio de temperatura en unsistema es la transferencia de calor.

Disyuntor. Dispositivo de control eléctricoque permite energizar o desenergizar unequipo o dispositivo. Se denomina tambiéninterruptor. En lengua inglesa se identificacomo breaker.

Par termoeléctrico. Componente formadopor dos materiales diferentes, unidos por losextremos, que generan una corriente eléctri-ca cuando una de las uniones está a mayortemperatura que la otra. Este fenómeno se

conoce como efecto Seebeck, en honor a sudescubridor, el físico alemán Thomas Seebeck.

Resistencia. Propiedad que tienen las dife-rentes sustancias o materiales, en virtud de lacual se impide en mayor o menor grado el pa-so de la corriente eléctrica. En los textos seidentifica la resistencia con la letra [R]. Paraun cuerpo de sección uniforme; por ejemplo:un alambre, la resistencia [R] es una magni-tud directamente proporcional a la longitud[l] e inversamente proporcional al área sec-cional [a]. La resistencia se representa me-diante la siguiente ecuación:



La unidad de resistencia es el ohmio y se re-presenta normalmente por la letra griega Ω.

Termostato. Dispositivo que regula la tem-peratura de un sistema. Opera usualmentemediante la expansión de uno de sus compo-nentes, que mecánicamente acciona otro ele-mento como, por ejemplo, un interruptorque controla alguna función.

R = k xla

147

Estufa de secado 13

Bibliografía

Fisher Series 100 Isotemp® Gravity Convected Ovens, Instructions Nº 0-0812-10/1166, 1980.

Holman, J., Heat transfer, New York, Mc Graw Hill Co., 1972.

Isotemp® Programmable Ovens 800 Series, Instruction Manual, Fisher Scientific Company,Part Nº 104502, 2003.

Manual de Esterilización y Desinfección, Santiago de Chile, Unidad de Infecciones Intrahos-pitalarias de la Red de la División Asistencial, Ministerio de Salud.(http://odontologia.uchile.cl/catedras/operator/operato/manualfinal.pdf)

Melissinos, A., Lobkowicz, F., Physics for Scientists and Engineers, vol. I, Philadelphia, W. B.Saunders Co., 1975.

Operating and services procedures for series Fisher Series 200 Isotemp® Gravity ConvectedOvens, Model 215 G, Part Nº 43853, 0-0812-07/1182.


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INCUBADORA

La palabra incubadora proviene de la palabralatina incubare que significa empollar. Es unequipo diseñado para mantener una cámaraa temperatura, atmósfera y humedad contro-ladas, con el fin de conservar organismos vi-vos en un entorno que resulte adecuado pa-ra su crecimiento. Entre las aplicaciones máscomunes, se citan las siguientes: incubaciónde cultivos bacteriológicos, virales, micológi-cos, celulares, determinación de la demandabiológica de oxígeno (DBO) y conservaciónde biológicos. Las incubadoras varían encomplejidad y diseño. Algunas únicamentecontrolan la temperatura, mientras queotras, además, controlan la composiciónatmosférica.

Finalmente, algunas disponen incluso de lacapacidad para lograr condiciones de tempe-ratura por debajo de la temperatura ambien-te y, en consecuencia, incluyen sistemas de re-frigeración. Se infiere de lo anterior que, de-pendiendo del diseño y las especificacionesrequeridas, pueden encontrarse en el merca-do incubadoras que controlan temperaturasdesde los –10 °C y van hasta los 75 °C o un po-co más. Con relación al control atmosférico,algunas incubadoras disponen de inyecciónde CO2 para lograr condiciones especiales deatmósfera, bajo las cuales se incrementa elcrecimiento de diversas especies de organis-mos y células.

FOTOGRAFÍAS DE INCUBADORAS

CAPÍTULO 14

IncubadorasCódigo (s) ECRI

15-151


Incubadora aeróbica

15-152 Incubadora anaeróbica

Incubadora estándarhttp://www.fisherlabequipment.com/incubator.htm

Incubadora de baja temperaturahttp://www.fisherlabequipment.com/incubator.htm

150


La incubadora es un equipo que utiliza di-versos medios de transferencia de calor ycontrol ambiental, para obtener unas con-diciones bajo las cuales se puedan efectuarprocedimientos especializados de laborato-rio. En general, disponen de un sistema deresistencias eléctricas que se controlan me-diante dispositivos como termostatos ocontroles microprocesados. En cuanto a lossistemas de transferencia de calor, las incu-badoras utilizan básicamente la conduccióny la convección natural o forzada.

Conducción térmica

En las incubadoras que funcionan por con-ducción térmica, el conjunto de resistenciaseléctricas transfiere directamente el calor alas paredes de la cámara, donde se incubanlas muestras. Las resistencias constituyen unaregión de alta temperatura, mientras que lacámara es una región de menor temperatura.La transferencia de energía térmica se pre-senta siempre desde la región de mayor tem-peratura hacia la región de menor tempera-tura, según la siguiente ecuación1:

donde:q = cantidad de calor trasferido por con-

ducciónk = conductividad térmica del materialA = área de transferencia de calor

gradiente de temperatura en la direc-ción del flujo de calor

El signo menos (–) se introduce en la ecua-ción para que se cumpla la segunda ley de latermodinámica.

Convección térmica

En las incubadoras que funcionan medianteconvección térmica, el calor generado por elsistema de resistencias es transferido a unfluido –aire– que circula en la cámara de in-cubación, transfiriendo el calor a las mues-tras; la eficiencia de este proceso depende delos patrones de flujo del mismo. En general elaire ingresa a la incubadora por la parte infe-rior y es calentado en un compartimiento,desde el cual fluye a la cámara de incubación,siguiendo patrones uniformes de flujo, parafinalmente salir al exterior a través de unconducto ubicado en la parte superior de laincubadora.

La ecuación básica que explica el comporta-miento es2:

q = hA(TW - Tθ )

donde:q = cantidad de calor transferido por convecciónh = coeficiente de convección de transferen-

cia de calorA = área a través de la cual se realiza la trans-

ferencia de calorTW = temperatura en la superficie de la

resistenciaTθ = temperatura del fluido

Algunas incubadoras disponen también deventiladores que hacen circular el aire, por loque el proceso de convección es forzado. Enel esquema que se presenta a continuación semuestran tres criterios de diseño utilizadosen las incubadoras: conducción térmica, con-vección natural y convección forzada.

q = -kA∂T

∂x

∂T

∂x=

1 Ecuación básica de transferencia de calor, deducida por el físico y matemático francés Joseph Fourier.2 Ecuación de transferencia de calor por convección, desarrollada por Isaac Newton (ley de enfriamiento).

151

Incubadoras 14

Cuando se requiere obtener temperaturas enla cámara de incubación inferiores a la tem-peratura ambiente [Ta], es necesario instalaren la incubadora un sistema de refrigeraciónque le permita extraer cantidades de caloradicionales, de forma que la temperatura enla cámara de incubación sea más baja que latemperatura del ambiente. Dicho sistema esoperado mediante el sistema de control detemperatura de la incubadora.

Algunos fabricantes han incorporado en susdiseños cámaras de agua que rodean la cá-mara de incubación. El agua en estado lí-quido es una sustancia que tiene mayor ca-pacidad de absorción y retención térmica.Este diseño es particularmente útil cuandose requieren garantizar condiciones muy es-tables de temperatura dentro de la cámarade incubación.

Cuando se necesitan atmósferas especiales, sehan diseñado incubadoras que inyectan gasescomo dióxido de carbono (CO2) y mantienenconcentraciones del mismo en la cámara deincubación que varían entre el 3 % y el 5 %.

Los sistemas de control de temperatura se ba-san en la utilización de termostatos –bimetá-licos o de expansión de fluidos– o de parestermoeléctricos o termistores, o diversos ele-mentos semiconductores que utilizando cir-cuitos electrónicos permiten, mediante el usode microprocesadores, controlar la temperatura

y demás funciones de la incubadora. Cada pro-ductor ha desarrollado sus propios diseños.Los datos relacionados con los niveles de tem-peratura programados o alcanzados y demásinformación son presentados en pantallasconstruidas con base en diodos emisores deluz (LED).

Para que una incubadora regule adecuada-mente la temperatura, debe existir una dife-rencia entre la temperatura de la cámara[Tc] y la temperatura ambiente [Ta] de almenos 5 °C. Si la temperatura de la cámara[Tc] debe ser inferior a la temperatura am-biente [Ta], se requiere que la incubadorasea de baja temperatura, es decir, que dis-ponga de un sistema de refrigeración, me-diante el cual sea posible reducir la tempe-ratura de la cámara [Tc] a una temperaturainferior a la del ambiente [Ta].

Resumen: Si Tc>Ta, la incubadora no requie-re sistema de refrigeración. Si Tc<Ta, la incu-badora es de baja temperatura y requiere desistema de refrigeración.

En consecuencia la adquisición de incubado-ras depende del tipo de procedimientos querealiza el laboratorio. Entonces, las especifi-caciones técnicas deben ser estudiadas y defi-nidas cuidadosamente, para que la adquisi-ción responda a las necesidades reales de ca-da laboratorio.

Ilustración 39: Formas de transferencia de calor

152

1. Un interruptor general para encender oapagar el equipo. Algunos productores in-cluyen en el mismo un breaker de protec-ción. El interruptor dispone de dos posicio-nes. En la posición [I], se energiza la incu-badora. En la posición [O], se desconecta laincubadora.

2. Una pantalla que permite ver los paráme-tros seleccionados. Por ejemplo: tempera-tura seleccionada, temperatura de alarma(máximo y mínima).

3. Dos botones de control que normalmentese identifican con las palabras Menú y Se-lección o Set en inglés. Estos permiten pro-gramar la operación de las incubadoras ydeterminar los niveles de alarma.

4. Dos botones de selección que permitenaumentar o disminuir las temperaturas re-queridas. Los botones de selección se utili-zan en combinación con los botones decontrol.

5. Un conjunto de diodos emisores de luz oLED que informan sobre el estado de

operación. Si el sistema calefactor está enoperación, se enciende el LED identificadocomo Calor; si se está programando la in-cubadora, se enciende el LED identificadocomo Programa.

6. El teclado corresponde a la zona del con-trol, donde se encuentran ubicados los bo-tones de selección y de control.

Cada fabricante utiliza controles ajustados aldiseño de incubadora, pero en general todosdisponen de los controles a los que se ha he-cho mención. La secuencia de accionamientode los mismos normalmente se explica en losmanuales de uso de los fabricantes.

En general con el botón denominado Menú,se elige el parámetro con el que se quiere tra-bajar y, al presionar los botones de selección,se aumentan o disminuyen hasta el punto endonde lo requiere el operador. A continua-ción, se confirma la selección realizada en elbotón Selección o Set en inglés.

CONTROLES DE LA INCUBADORA

El esquema que se muestra a continuación dauna idea del tipo de controles que normalmen-te es posible encontrar en una incubadora de

fabricación reciente. Los números que identifi-can cada elemento en el esquema se explican acontinuación.

Ilustración 40: Control de incubadora

153

Incubadoras 14


Las incubadoras requieren para su funciona-miento las siguientes condiciones:

1. Una acometida eléctrica dimensionada deacuerdo con los estándares eléctricos utili-zados en el país. La toma eléctrica que ali-menta la incubadora no debe estar a másde 1,5 m del lugar seleccionado para la ins-talación de la incubadora. La acometidaeléctrica normalmente debe suministrarun voltaje de 120 V, 60 Hz o de 220-240 V,50/60 Hz y disponer de su respectiva aco-metida a tierra.

2. Un espacio libre a los lados de la incubado-ra y también en la parte trasera del equi-po, con el fin de permitir el paso de los ca-bles y la ventilación requerida por la incu-badora para su funcionamiento normal.Dicho espacio se estima entre 5 y 10 cm.

3. Un lugar del laboratorio donde la varia-ción de temperatura sea mínima.

4. Una estantería o mesón, firme y nivelado,capaz de sostener el peso de la incubado-ra. El peso de una incubadora de tres es-tantes se estima entre 60 y 80 kg.

5. Reguladores de presión, mangueras y aco-ples, para las incubadoras que utilizan dió-xido de carbono (CO2). Además, anclajesque permitan asegurar el cilindro de altapresión que contiene el CO2.

RUTINAS DE MANTENIMIENTO YUSO DE LA INCUBADORA

Se presentan a continuación las rutinas genera-les de operación y mantenimiento que puedellegar a requerir una incubadora. Los procedi-mientos específicos deben realizarse siguiendolas recomendaciones de cada fabricante.

Recomendaciones de uso

1. No utilizar una incubadora en presenciade materiales inflamables o combustibles,debido a que en el interior del equipo

existen componentes que en operaciónpodrían actuar como fuentes de ignición.

2. Evitar el derrame de soluciones ácidas enel interior de la incubadora. Estas deterio-ran los materiales internos de la cámarade incubación. Procurar manejar sustan-cias cuyo pH sea neutro en lo posible. Evi-tar incubar sustancias que generen humoscorrosivos.

3. Evitar colocar recipientes sobre la cubiertainferior que protege los elementos cale-factores resistivos.

4. Emplear elementos de protección perso-nal cuando se utiliza la incubadora: an-teojos de seguridad, guantes, pinzas paracolocar y retirar recipientes.

5. Evitar permanecer frente a una incubado-ra que se encuentre con la puerta abierta.Algunas sustancias emiten humos o vapo-res no recomendables para respirar.

6. Calibrar la incubadora en el lugar de ins-talación para constatar su uniformidad yestabilidad.

7. Verificar la temperatura de operación dela incubadora en horas matutinas y ves-pertinas, con instrumentos certificados:termómetro, termo par, etc.

8. Registrar cada inconformidad detectadaen la bitácora de la incubadora. Explicar sise tomaron acciones correctivas.

9. Verificar que la temperatura de la incuba-dora no varíe más de un grado centígrado(+/– 1 °C).

10. Añadir un agente inhibidor microbianode carácter no volátil, si se requiere insta-lar dentro de la incubadora un recipientecon agua para mantener una determina-da cantidad de humedad.

Recomendaciones de limpieza

1. Desconectar la incubadora antes de iniciarlos procesos de limpieza.

155

Incubadoras 14


Normalmente, las situaciones comunes quese presentan en la siguiente tabla debe reali-zarlas personal que haya recibido y aprobado

capacitación especializada en operación ymantenimiento de incubadoras. Casos espe-cializados deben atenderse siguiendo las re-comendaciones de los fabricantes.

Incubadora normal

La incubadora no enciende. No hay energía en la red de alimenta-ción eléctrica.

Revisar el estado de la acometida eléctrica.

Alarma permanece encendida y la tem-peratura es mayor que la seleccionada.

La temperatura seleccionada ha sidocambiada a un valor menor que el lími-te máximo definido para la alarma.

Esperar a que la temperatura actual disminu-ya hasta la temperatura seleccionada.

La pantalla muestra continuamenteuna señal de falla. Usualmente los LEDmuestran las letras EEE.

El diodo de alarma centellea. Permitir que la incubadora se enfríe hasta quese estabilice en la temperatura seleccionadade operación.

El diodo de alarma centellea. Permitir que la incubadora se enfríe hasta quese estabilice en la temperatura seleccionadade operación.

El control de temperatura está defectuoso. Sustituir control de temperatura.

El relevo de estado sólido está defectuoso. Sustituir relevo.

La incubadora presenta fallas de calen-tamiento.

El control de temperatura está defectuoso. Revisar y ajustar o sustituir control de temperatura.

La resistencia calefactora está defectuosa. Sustituir resistencia. Colocar repuesto con lasmismas características del original.

La conexión de la resistencia calefacto-ra está defectuosa.

Limpiar puntos de conexión. Ajustar la conexión.

El empaque(s) de la puerta está defec-tuoso(s).

Cambiar empaque(s) de la puerta.

El par termoeléctrico está defectuoso. Reemplazar par termoeléctrico.

La temperatura seleccionada es menorque la temperatura ambiente.

Revisar especificación de la incubadora. Sololas incubadoras refrigeradas pueden operaren este tipo de condiciones. En condicionesnormales la temperatura ambiente es menorque la temperatura de la incubadora.

El relevo está defectuoso. Sustituir relevo.

El interruptor de encendido/apagadoestá en la posición apagado.

Colocar el interruptor en la posición encendido.

El cable de alimentación eléctrica estádefectuoso.

Revisar cable o sustituirlo.


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Conducción térmica. Forma de transferen-cia de calor dentro de una sustancia, en lacual el calor fluye del punto de mayor tempe-ratura al punto de menor temperatura.

Convección térmica. Forma de transferen-cia de calor a través del movimiento de unfluido.

DBO. Demanda biológica de oxígeno. Indica-dor de la contaminación de un efluente. Semide mediante el consumo de oxígeno di-suelto por parte de microorganismos quedescomponen la materia orgánica presenteen el propio efluente. La DBO se mide comola masa en miligramos de oxígeno utilizadopor un litro de muestra del efluente, cuandose incuba a 20 °C durante 5 días.

LED. Diodo emisor de luz, en inglés light emi-sion diode. Dispositivo electrónico muy utili-zado para presentar datos en pantallas.

Par termoeléctrico. Componente formadopor dos materiales diferentes unidos por losextremos que generan una corriente eléctri-ca, cuando una de las uniones está a mayortemperatura. Este fenómeno se conoce comoefecto Seebeck en honor a su descubridor, elfísico alemán Thomas Seebeck.

Resistencia. Propiedad de las diferentes sus-tancias o materiales, en virtud de la cual seimpide en mayor o menor grado el paso de lacorriente eléctrica. En los textos se identificala resistencia con la letra [R]. Para un cuerpode sección uniforme; por ejemplo: un alam-bre, la resistencia [R] es una magnitud direc-tamente proporcional a la longitud [l] e in-versamente proporcional al área seccional[a]. La resistencia se representa mediante laecuación siguiente:

Incubadora de baja temperatura

El control de la incubadora no funciona. El interruptor está apagado. Encender el interruptor principal.

Temperatura uniforme en la cámara de in-cubación, pero superior a la seleccionada.

Hay acumulación de escarcha alrede-dor del evaporador.

Descongelar según proceso definido por elfabricante.

Temperatura superior o inferior a la selec-cionada.

El control de temperatura podría re-querir calibración.

Calibrar según procedimiento definido por elfabricante.

El compresor no funciona, aunque elLED de enfriamiento está encendido.

El protector térmico del compresor estáabierto.

Verificar el voltaje de línea, este no debe va-riar más del 5 % del voltaje especificado en laplaca.

Lecturas de temperatura superiores alas seleccionadas y disparo de alarmapor encima de los 40 °C.

El relevo de enfriamiento está defectuoso. Sustituir relevo de enfriamiento.

El compresor está defectuoso. Sustituir compresor. Cargar refrigerante y cali-brar. (Procedimiento especializado que requie-re herramientas especiales).

El flujo interior de aire está bloqueadopor contenedores de muestras.

Reorganizar los contenedores para permitir elflujo de aire.

Lecturas de temperatura erráticas (su-periores o inferiores a la especificada).

Hay acumulación de escarcha alrede-dor del evaporador.

Descongelar según proceso definido por elfabricante.

El control se desconecta estando enoperación.

El voltaje de línea es inadecuado. Verificar el voltaje de línea, este no debe variarmás del 5 % del voltaje especificado en la placa.

Acometida eléctrica fuera de norma.

Reducir la temperatura de enfriamiento.

No hay alimentación eléctrica. Verificar circuito de alimentación eléctrica.


R = k xl

a

157

Incubadoras 14



La unidad de resistencia es el ohmio y se re-presenta usualmente por la letra griega Ω.

Termistor. Componente electrónico cuya resis-tencia varía con la temperatura. Son dispositivos

de bajo costo que se utilizan en diversas aplica-ciones, una de las más comunes es el control detemperatura.

Termostato. Dispositivo que regula la tem-peratura de un sistema. Por lo general, operamediante la expansión de uno de sus compo-nentes que mecánicamente acciona otro ele-mento como, por ejemplo, un interruptorque controla alguna función.

Bibliografía

Holman, J., Heat Transfer, New York, Mc Graw Hill Co., 1972.

Isotemp® Standar Incubator 600 Series, Instruction manual, Fisher Scientific, Part Nº 95587,Rev. K, 2003.

Isotemp® Forced Air Incubator 600 Series, Instruction manual, Fisher Scientific, Part Nº102886, Rev. D, 2003.

Isotemp® Large Capacity Refrigerated Incubator, Model 304 & 304R, Fisher Scientific, Cat.11-679-304 & 11-679-304R.

Low Temperature Incubator, Model 307A, Operating and Service Instructions, FisherScientific, Part Nº 88732, 1993.

Millipore Laboratory Incubator, User Guide, Millipore Corporation, P36008, Rev. A., 2000.


160

En la ilustración es posible identificar el foco[F] –lugar donde se concentran los rayos lumi-nosos– y la forma en que es refractada la luzal atravesar el lente. La distancia entre el len-te y el foco [D] se conoce universalmente co-mo distancia focal.

La ilustración que se muestra a continuaciónresume los conceptos relacionados con elfuncionamiento de los lentes, los cuales seaplican en el diseño y fabricación de los ele-mentos ópticos del microscopio.


El microscopio es un instrumento de precisiónconformado por subsistemas ópticos –lentes,filtros, prismas, condensadores–; mecánicos–elementos para controlar la posición de lamuestra en el espacio tridimensional X, Y, Z–;eléctricos –transformadores y sistemas de ilu-minación–, y electrónicos –cámaras, sistemasde televisión, etc.–, que interactúan entre sípara amplificar y controlar la formación deimágenes de objetos de tamaño reducido, cu-yas características no alcanzan a ser detecta-das por el ojo humano.

Por lo general, para observar las muestras serequiere que estas hayan sido preparadas deacuerdo con técnicas que permiten resaltar losdetalles a observar. El microscopio constituyeuna ayuda diagnóstica de primer orden en elárea de salud, en especialidades como hema-tología, bacteriología, parasitología y la for-mación de recursos humanos. (Existen micros-copios con aditamentos especializados paraque los estudiantes efectúen las observacio-nes, dirigidos por un profesor). El desarrollo

tecnológico de estos equipos ha permitido fa-bricar una enorme cantidad de modelos deaplicación especializada en la industria y laacademia, y ha sido fundamental para el desa-rrollo del conocimiento humano y para enten-der el funcionamiento de la naturaleza.


El microscopio ha sido construido utilizandolas propiedades físicas de los lentes al interac-tuar con la luz. Un lente es un elemento óp-tico, fabricado por lo general en vidrio, quetiene la propiedad de refractar la luz. Es dedimensiones calculadas con superficies gene-ralmente parabólicas o esféricas. Si los rayosde luz que inciden sobre una de las superfi-cies del lente convergen al salir del mismo enun punto F, el lente se conoce como positivoo convergente; si el lente dispersa los rayosluminosos que lo atraviesan, se denomina di-vergente o negativo. Los lentes positivos(convergentes), como el que se presenta acontinuación, constituyen la base sobre lacual se fabrican los microscopios.

Ilustración 41: Lente positivo (convergente)

161

Microscopio 15

Explicación. Cuando un objeto bien ilumina-do [h’] se coloca a una distancia [a] a la iz-quierda de un lente convergente, los rayos deluz que provienen del mismo son refractadosal cruzarlo. El rayo que proviene de la partesuperior del objeto, que cruza el eje ópticodel lente en el punto focal [F’], es refractadopor las dos superficies del mismo y sale enuna dirección paralela al eje óptico. El rayoque parte paralelo al eje óptico y cruza el len-te en la parte superior es refractado y cruza,a través del punto focal [F] del lado de la ima-gen hasta que se cruza con el primer rayo auna distancia [b] del lente, donde se forma laimagen. En el caso presentado, la distancia[a] es mayor que la distancia focal [f’], por loque se forma una imagen real e invertida auna distancia [b] a la derecha del lente. Ladistancia focal [F] está relacionada a las dis-tancias [a] y [b] por la ecuación:

La magnificación [M] de un lente está defini-da por la relación que existe entre el tamañodel objeto y el tamaño de la imagen y se re-presenta por la ecuación:

donde:[h] y [h’] corresponden respectivamente a lasdimensiones de la imagen y del objeto, y [a] y[b] a las distancias existentes entre el lente y elpunto donde se forma la imagen, y entre ellente y el punto donde se encuentra el objeto.

Ilustración 42: Funcionamiento del lente

Un objeto [h´], ubicado a una distancia [a] del lente, produce una imagen [h], a una distancia [b],donde [h>h’]. Relaciones matemáticas que gobiernan la construcción de lentes:1/f = 1/a+1/b, donde: f = distancia al foco. (Lugar donde se concentran las ondas luminosas); [a] = distancia del lente alobjeto y [b] = distancia del lente a la imagen. La magnificación [M] de un lente se define como[M] = h/h’ = b/a.

=1

F+

1

a

1

b

M = =h

h’

b

a

162

DIAGRAMA DEL EQUIPO (ISOMÉTRICO Y CORTE)1

1 La numeración corresponde a la descripción de componentes que se presenta a continuación.

Ilustración 43: Corte del microscopio

163

Microscopio 15


Normalmente, los microscopios utilizan ener-gía eléctrica de 110 V/60 Hz o 220 V/60 Hz. Al-gunos disponen de una fuente regulada quepermite variar la intensidad lumínica. Tam-bién existen microscopios que, en lugar debombillos, disponen de un espejo, medianteel cual se dirige la luz hacia la placa ubicada

en la plataforma. Dichos microscopios son demáxima utilidad en regiones alejadas de loscentros urbanos, donde no existen líneas deinterconexión eléctricas y se utilizan en briga-das de salud. Otras clases de microscopios re-quieren de preinstalaciones especiales. Un mi-croscopio de fluorescencia necesita una cabinaoscura para poder efectuar las observaciones.

Componentes

Los componentes principales de los subsistemas son los siguientes:

1

NºCabeza binocular

SISTEMA1

NºOculares

2 Revólver portaobjetivos

*Ver ubicación de componentes en la ilustración 43.

4 Revólver portaobjetivos

4 Iluminador 10 Cristal de cierre con portafiltros

11 Palanca de graduación del campo luminoso del diafragma

12 Espejo cóncavo

13 Lámpara incandescente

14 Portalámpara con anillo de ajuste

15 Lente colector

16 Espejo

3 Plataforma, platina o carro por-tamuestras y condensador

6 Condensador

5 Cuerpo del microscopio 17 Transformador interno

18 Reóstato de control

19 Cable de alimentación

20 Control de ajuste macro/micrométrico

22 Brazo del microscopio

24 Base

7 Diafragma de apertura

8 Portafiltros

9 Lente de campo amplio

21 Control de altura del condensador

23 Plataforma, platina o carro portamuestras

5 Objetivos

2 Tubo binocular

3 Cabeza binocular

COMPONENTES

164

enfoque y se vuelve a ensamblar. Si los lentesdel ocular presentan roturas debido a circuns-tancias fuera de control –golpes por caída, usoindebido–, debe cambiarse el ocular.

Cabeza binocular

El estado de la cabeza binocular tiene un efec-to directo sobre la calidad de la imagen del mi-croscopio. Cualquier suciedad adherida a loscomponentes ópticos de la cabeza afecta la ca-lidad de la imagen. Este componente puedellegar a ensuciarse debido a situaciones deriva-das del trabajo normal en el laboratorio comolas generadas en el cambio de oculares, la ins-talación de accesorios como cámaras fotográ-ficas o el simple olvido de colocar los taponescuando no está en uso el microscopio. Suscomponentes más importantes son prismas yespejos.

• Prismas. Tienen una superficie reflectoraplateada que puede oxidarse con el tiempoy perder capacidad reflectiva. Algunos pris-mas solamente disponen de una capa depintura reflectora aplicada sobre la superfi-cie de sus caras, a través de la cual la luz en-tra y sale.

En el caso de daños en la superficie reflec-tora, el prisma puede ser removido, limpia-do, replateado o repintado, instalado y ali-neado en la cabeza binocular. Esta clase demantenimiento es altamente complejo ysolo lo realizan laboratorios especializadoso empresas que brindan servicios de mante-nimiento especializado. La remoción deprismas, sin el entrenamiento y la herra-mienta adecuada, puede producir gravesdesajustes en la calidad de la imagen e in-clusive la rotura del componente.

• Espejos. Tienen sus superficies reflectorasdirectamente expuestas y son susceptibles ala oxidación. Si es necesario repararlos, sedesmonta y se retira el espejo de la cabezabinocular y se sustituye por uno nuevo, quese corta, cementa y alinea directamente enel sitio de montaje.

DESCRIPCIÓN DE FALLAS POTENCIALESPOR COMPONENTES

Cabeza binocular

Oculares

El problema más frecuente que afecta los ocu-lares es la presencia de polvo o suciedad, lacual puede ser externa –en las superficies exte-riores– o interna –en las superficies interiores–.Dicha suciedad o polvo produce sombras queinterfieren con la muestra bajo análisis, espe-cialmente cuando se usan objetivos de alto po-der (40X-100X). Si la suciedad es externa, la re-paración se realiza limpiando las superficies delos lentes y, si es interna, desensamblando elobjetivo, limpiando las superficies internas,reensamblando y verificando el estado final.

También los lentes de los oculares se ven afec-tados por rayones, especialmente en aquellosque ya tienen largo tiempo de servicio. Losmismos se producen por descuidos en los pro-cedimientos de limpieza y por uso de elemen-tos inadecuados en dichos procesos. Los rayo-nes producen sombras en el campo visual delocular, similares a los de una telaraña. Desa-fortunadamente, este tipo de defecto obliga acambiar el ocular. Algunos disponen de meca-nismos de enfoque que a veces se traban. Pa-ra reparar se desensambla el ocular, se aplicasolvente a la rosca, se limpia el mecanismo de

1. Ocular2. Tubo binocular3. Cabeza binocular (prismas, lentes y espejos)

Descripción

165

Microscopio 15

Iluminador

Es un elemento fundamental para la utilizacióndel microscopio. Si el sistema de iluminación nofunciona bien, el microscopio puede quedar fue-ra de uso, dado que la intensidad luminosa y elcontraste son fundamentales para la identifica-ción y observación de la muestra estudiada. Di-versos factores afectan el sistema de iluminación;los más comunes son la suciedad o deterioro delos componentes ópticos como espejos y lentes,fallas en los voltajes de alimentación o la utiliza-ción de bombillos diferentes a los recomendadospor los fabricantes. Las anomalías mencionadasproducen pequeñas sombras en el campo de vi-sión, intensidad de luz insuficiente o falta de ho-mogeneidad en la iluminación.

Suciedad interna

Aparece debido a que los sistemas de iluminaciónno están sellados para impedir el ingreso de polvoy partículas. El polvo que ingresa al sistema produ-ce difusión y disminución en la cantidad de luzproyectada sobre la muestra. Las partículas gran-des producen sombras que dificultan la observa-ción. Para corregir el problema, se desensambla eliluminador, se limpian sus componentes, se en-samblan y alinean de nuevo sus componentes.

Espejos

Los espejos se caracterizan por tener una su-perficie reflectiva directa, aplicada sobre elcuerpo del espejo. En microscopios de fabri-cación reciente, generalmente se encuentraprotegida por un recubrimiento. En equiposantiguos, la capa reflectora no disponía detales recubrimientos, por lo que estaba ex-puesta a la oxidación.

Bombillo incandescente

El bombillo es un componente de consumo. Tie-ne una determinada vida útil y por esto se debeplanificar su adquisición de forma que siempreesté disponible un repuesto en el laboratorio oen la institución donde se encuentra instalado elequipo. La instalación del bombillo se realiza si-guiendo las instrucciones del fabricante. Algu-nos equipos, como los microscopios ópticos defluorescencia, utilizan bombillos especiales–lámparas de mercurio o xenón– que requierenprocedimientos de montaje y calibración que,aunque sencillos, se deben efectuar según las re-comendaciones de los fabricantes. El voltaje su-ministrado al microscopio debe corresponder alespecificado por el fabricante. De lo contrario,se corren riesgos innecesarios que afectan la ca-lidad de la iluminación. Algunos microscopiosutilizan transformadores internos o externos ysistemas de regulación de voltaje.

Plataforma, platina o carroportamuestras y condensador

10.Cristal de cierre con portafiltros11.Palanca de graduación del campo luminoso

del diafragma12.Espejo cóncavo13.Lámpara incandescente14.Portalámpara con anillo de ajuste15.Lente colector16.Espejo

Descripción

6. Condensador7. Diafragma de apertura8. Portafiltros9. Lente de campo amplio21.Control de altura del condensador23.Platina, plataforma o carro portamuestras

Componentes

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Condensador

El condensador controla la forma en que laluz se concentra o contrasta sobre la muestrabajo observación. Está compuesto por ele-mentos ópticos y mecánicos. Los elementosópticos están constituidos por lentes; los ele-mentos mecánicos, por dispositivos que per-miten controlar la posición de los elementosópticos y la cantidad de luz que llega a lamuestra mediante un diafragma mecánico.

Normalmente, los componentes ópticos sonafectados por la presencia de polvo. El mismodebe ser limpiado de forma similar a la utili-zada con los sistemas de lentes. Se limpiancon un pincel fino de pelo de camello, con elcual se remueve el polvo que se haya deposi-tado sobre sus superficies. Los componentesmecánicos requieren, para su ajuste, de herra-mientas de características especiales. Cada fa-bricante dispone de sus propios diseños. Lasrutinas habitualmente están enfocadas a pro-cedimientos de limpieza, ajuste y lubricación.

Platina o carro portamuestras

La platina o carro portamuestras está consti-tuido por una serie de componentes que in-teractúan entre sí y que tienen como propó-sito controlar la posición de la muestra bajoanálisis. El carro dispone de movimientos detranslación en sentidos X/Y, que el operadorcontrola a través de botones macro/micromé-tricos independientes; además, el carro dispo-ne de dispositivos de tensión que permitengraduar la suavidad de los movimientos yunas guías tipo "cola de milano" que normal-mente se lubrican. En la parte superior estáninstaladas las platinas o uñas de sujeción delas láminas portamuestras. El mantenimientobusca mantener limpios, lubricados y bienajustados estos mecanismos.

Revólver portaobjetivos

El mantenimiento del revólver portaobjetivos essencillo. Internamente dispone de un trinqueteque permite alinear cada uno de los objetivoscon el tren óptico del microscopio. Simplemen-te, se gira con suavidad hasta que el mecanismodel trinquete ajusta la posición correcta del si-guiente objetivo. Cada fabricante define el nú-mero de objetivos que pueden ser montados enel revólver; lo común es encontrar revólveresque aceptan desde tres hasta cinco objetivos. Elmantenimiento busca mantener limpio, lubrica-do y bien ajustado el mecanismo rotatorio.

Los objetivos reciben rutinas de limpieza de sussuperficies ópticas externas. Los de inmersión re-quieren que, cada vez que se termine de utilizarel objetivo, se limpie el aceite para evitar que,por capilaridad, este invada la estructura ópticainterna del objetivo.

Cuerpo del microscopio

4. Revólver portaobjetivos5. Objetivos

Componentes

17. Transformador interno18. Reóstato de control19. Cable de alimentación20. Control ajuste macro/micrométrico22. Brazo del microscopio

Componentes

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Microscopio 15

El cuerpo del microscopio está diseñado pararecibir y soportar los componentes ya descritos–cabeza binocular, carro portamuestras, con-densador y revólver portaobjetivos– y algunosotros como el transformador y demás elemen-tos eléctricos/electrónicos que forman partedel sistema de iluminación del microscopio.

El mantenimiento del cuerpo del microscopioconsiste básicamente en mantener limpia la su-perficie, removiendo la grasa, suciedad o elemen-tos que hayan podido afectar su presentación yestado. Es necesario tener especial cuidado consustancias químicas que pueden ser corrosivas ylos tintes que se utilizan en los laboratorios parateñir las placas portamuestra.

MANTENIMIENTO GENERALDEL MICROSCOPIO

Ante todo es necesario enfatizar que el mi-croscopio es un equipo de alta precisión. Laintegridad de sus componentes ópticos, me-cánicos y eléctricos debe ser observada, a finde conservarlo en las mejores condiciones.Cada elemento del microscopio ha sido de-sarrollado utilizando las más avanzadas téc-nicas de fabricación. El ensamble de suscomponentes y su ajuste se realiza en fábri-ca, utilizando equipos especializados que,mediante técnicas de medición avanzadas,controlan las tolerancias requeridas entrelos diversos componentes del equipo. La lim-pieza del ambiente en el que se utiliza, suinstalación y uso cuidadoso resultan funda-mentales para lograr una larga vida útil.

La humedad, el polvo y las malas condicio-nes de alimentación eléctrica, el mal uso oinstalación inadecuada resultan contrapro-ducentes para su correcta conservación. Elmantenimiento del microscopio implica mu-cho cuidado, paciencia y dedicación. Debeser efectuado únicamente por personal quehaya recibido capacitación en el equipo yque disponga de la herramienta especializa-da que se requiere para intervenir. Se pre-sentan a continuación las recomendacionesgenerales para la instalación y el manteni-miento necesarios para mantener un micros-copio en buen estado de funcionamiento yque están al alcance del microscopista.

Instalación y almacenamiento

1. Asegurarse que el ambiente o área en quese instale el microscopio esté protegido oprotegida del polvo y la humedad. El am-biente ideal debe disponer de un sistemade aire acondicionado que garantice airelibre de polvo o partículas, control de hu-medad y control de temperatura de ma-nera permanente.

2. Verificar que el ambiente o área en que seinstale el microscopio disponga de seguri-dad: puerta con cerradura para evitar susustracción no autorizada.

3. Confirmar que el lugar seleccionado paraubicar el microscopio esté alejado de lu-gares como pocetas de agua o donde setrabajen sustancias químicas, para evitarque el equipo resulte afectado por un de-rrame o salpicadura. También deben evi-tarse sitios que tengan luz solar directa.

4. Verificar que el lugar seleccionado cuentecon una toma eléctrica en buen estado, cu-yo voltaje esté ajustado en magnitud y fre-cuencia con los códigos y normas eléctricas,y que resulte compatible con el del sistemade iluminación del microscopio. En caso deque el microscopio utilice espejo, debe es-tar ubicado cerca de una ventana que per-mita una buena iluminación, pero sin estardirectamente expuesto a la luz solar.

5. Instalar el microscopio sobre una superfi-cie nivelada de estructura rígida, bajo lacual exista espacio suficiente para que elusuario –microscopista– coloque sus pier-nas y como consecuencia pueda acercar elcuerpo hacia el microscopio y la cabezahacia los oculares, sin forzar la columnavertebral: cuello y espalda.

6. Para facilitar la colocación del microsco-pista, proporcionar una silla de altura va-riable, que le brinde un buen soportelumbar; si es del caso, también proveer unapoyo para los pies, situado al frente delsitio de trabajo, no en la silla. El propósitoes lograr que la columna vertebral esté lomás recta posible y se reduzca la flexiónde los hombros y el cuello.