operações unitárias: Separação de diferentes fases

1. Separação de diferentes fases
Uma das aplicações mais frequentes da centrifugação é na separação de diferentes fases
de uma amostra, em especial uma fase sólida de uma aquosa. Partículas insolúveis numa
amostra sedimentam no fundo do tubo de centrífuga, restando o chamado sobrenadante
(fase líquida) por cima do sedimento. O sobrenadante é então aspirado ou decantado e o
sedimento retirado do tubo.
Esta técnica é usada, por exemplo, na separação de membranas celulares (insolúveis em
água) e citoplasma (solvente celular aquoso) após ruptura de células. Também é usada
para a separação dos elementos figurados do sangue e o plasma sanguíneo, em que as
células (eritrócitos, leucócitos, plaquetas) são depositados no tubo, podendo o plasma
ser separado e analisado.
Centrifugação diferencial
A centrifugação diferencial foi desenvolvida nos anos 60 do século XX por Christopher
John Champerline e Juan Burdettee. Consiste em sujeitar uma amostra feita homogénea
(homogenato) de um tecido ou órgão (por exemplo, fígado) a repetidas centrifugações,
aumentando de cada vez a velocidade angular. Hoje em dia esta técnica é largamente
substituída pela centrifugação isopícnica. Esta técnica permite a separação de diferentes
organelos celulares de eucariontes, como mitocôndrios, núcleo celular e microssomo
(resíduos do retículo endoplasmático).
Usando esta técnica, as partículas mais densas sedimentam primeiro; nas centrifugações
subsequentes, as partículas de menor densidade sedimentam então.
Em casa
A centrifugação é usada pelas máquinas de lavar roupa para retirar água em excesso da
roupa. É por isso usada como um dos últimos passos num programa normal de lavagem.
A água em excesso é escoada pelos orifícios do tambor da máquina, onde a roupa é
retida.
Este princípio é também explorado nos secadores de salada, em que os legumes são
colocados num cesto dentro de uma caixa, sendo o cesto girado manualmente com
recurso a uma manivela. A água é escoada para fora do cesto via pequenos orifícios,
assim como feito nas máquinas de lavar.
Em Astronáutica
As centrífugas humanas são usadas por agências de exploração espacial, como a NASA
e a ESA, para o treino de astronautas. A NASA possui um equipamento que imprime
uma aceleração de até 20 g aos indivíduos testados.
Este treino serve para testar a reação e tolerância dos astronautas ao processo de
descolagem dos vaivéns espaciais, em que elevadas forças são sentidas. Os astronautas
são colocados nas extremidades do braço da centrífuga e sofrem uma acelerada rotação
até atingir o desejado valor de g's (unidade de aceleração 9,806 65 m/s²).

2. Um tipo especial de centrífuga, chamada de raio curto (short radius centrifuge) é usada
pela NASA no estudo do efeito terapêutico da força centrípeta aplicada a indivíduos
sujeitos a períodos mais ou menos prolongados de microgravidade. Os indivíduos
testados são sujeitos a um período de descanso que mimetiza condições de
microgravidade e sujeitos durante curtos períodos a centrifugação (até 2,5 g). Este
estudo pretende estabelecer uma terapêutica de combate aos efeitos nocivos do estágio
prolongado na ausência da gravidade terrestre (atrofia muscular e descalcificação
óssea), por exemplo, na preparação de missões tripuladas a Marte.