El Avance de la química en la tecnología de Los Laboratorios

La tecnología al servicio de la química

Los avances tecnológicos y las facilidades que aportan los nuevos aparatos electrónicos aportan, cada vez más, nuevas vías de progreso en la industria química, aunque también es cierto que, por el momento, no desbancan a los materiales básicos que un laboratorio químico debe tener en sus mesas y armarios. Sofisticados medidores digitales y balanzas de precisión conviven con probetas de vidrio y pipetas, imprescindibles para manipular los elementos.

Los laboratorios son el germen de la industria química española, un sector que aglutina a más de 3.500 empresas, con una facturación anual de 51.000 millones de euros, y que genera el 10% del Producto Interior Bruto. La Federación Empresarial de la Industria Química Española (Feique) además asegura que este sector es el segundo mayor exportador de la economía española, y el primer inversor en I+D+i y protección del medio ambiente. De ahí la importancia de la investigación que se lleva a cabo en los laboratorios y la aplicación de los avances tecnológicos a las técnicas y materiales habituales de manipulación y tratamiento de productos químicos, aplicables a diferentes industrias.
De una manera más concreta, el trabajo en un laboratorio comienza por conocer desde el mínimo elemento, como unas pinzas, hasta las últimas novedades del mercado en microscopios. Pero como dice el profesor, Jaime Ruíz, a un laboratorio no se puede entrar sin una bata, unas gafas de protección, un rotulador de vidrio, calculadora y una libreta para anotaciones. Tras esta recomendación, la lista de elementos a conocer en un espacio de tratamiento de productos químicos es bastante extensa y cada vez más, debido a las mejoras de materiales, como el vidrio, que perfecciona sus condiciones para resistir los cambios bruscos de temperatura.

Así este material fungible se divide en dos tipos de vidrio de uso convencional y otros con características específicas para casos concretos. Matraces, pipetas, vasos de precipitado, buretas y las probetas son algunos elementos de laboratorio que son esenciales al ser, de momento, insustituibles ya que son los que miden y transportan los compuestos. De la durabilidad, fiabilidad y correcta calibración del vidrio de estos materiales depende en parte la concisión en los estudios. Por ejemplo, el vidrio de borosilicato es duro, muy resistente al choque térmico, y a la corrosión alcalina y libre de metales pesados. Se emplea fundamentalmente cuando se van a efectuar cambios puntuales de temperatura. Por eso tiene un punto de fusión alto, de entre 750 y 1.100 °C. En cambio, el vidrio de cal sodada tiene un punto de fusión más bajo y puede desprender minerales, por lo que hay que manejarlo con cierta precaución, explica Ruíz. Existen otros vidrios como el libre de boro o de alto contenido en sílice con propiedades particulares válidas para diferentes tratamientos menos comunes. O el vidrio esmerilado normalizado muy utilizado en refrigerantes.

De la durabilidad, fiabilidad y correcta calibración del vidrio depende en parte la concisión en los estudios.

Un elemento que se mantiene entre los primeros de la lista es el mechero Bunsen. Esencialmente consta de un tubo, llamado cañón, a cuya base llega la entrada de gas a través de un pequeño orificio. En esta zona existen unas aberturas, regulables mediante la virola, que permiten la entrada del aire al tubo. La expansión del gas a través del pequeño orificio succiona el aire exterior y así se produce una mezcla gas-oxígeno que asciende por el cañón hasta la boca del mismo que es donde se produce la llama. La llama cambiará de color dependiendo de la temperatura.

Evolución tecnológica

Espectrofotómetros, colorímetros, balanzas, centrífugas, baños, agitadores y, por supuesto, microscopios son algunos de los aparatos más utilizados en un laboratorio y que la tecnología ha permitido avanzar hasta conseguir que las mediciones, pesados y calibraciones sean precisas y procesables en ordenadores que calculan las variaciones y errores de cálculo invisibles al ojo humano. El microscopio es uno de los elementos de laboratorio que más ha evolucionado, mejorando la capacidad de aumentos y contrastes. Así encontramos el microscopio de fluorescencia trabaja con una luz ultravioleta que permite un mayor acercamiento a estructuras teñidas. Variantes de éste son los microscopios de campo oscuro, el microscopio confocal, el de luz ultravioleta simple y el de contraste de fase, que juegan con la longitud de onda para captar mejor las estructuras.
Respecto a los electrónicos, básicamente se dividen en dos tipos: de transmisión, con un cañón de electrones, lentes magnéticas, un sistema de vacío y una fuente de tungsteno. Con esto el aumento que consigue puede llegar hasta el millón. El otro es el microscopio de barrido. Tiene menor aumento que el de transmisión y permite una visión más clara de las estructuras en cuanto a textura, casi como si se tratara de tres dimensiones.

Los baños de ultrasonido con o sin calefacción y termostáticos analógicos o digitales son algunos de los imprescindibles, porque si tan importante es la seguridad en el manejo de los productos con elementos como los bornes, pinzas de Hoftman, Mohr o para cápsulas de porcelana o vidrio, la limpieza de todos los materiales es un paso obligatorio después de cada manipulación para evitar contaminaciones. Para asegurar la correcta esterilización y buen manejo de los elementos del laboratorio, los controles de calidad son claves para actuar conforme a las exigencias y las buenas maneras en el laboratorio, recogidas además en numerosas compilaciones de normas de seguridad e higiene a cumplir por los laboratorios del tipo que sean. Entre los elementos exigidos destacan los lavaojos, ya sean de PVC o de acero inoxidable.
Muchos de los aparatos que normalmente ya se utilizaban en un laboratorio han evolucionado y algunos que eran mecánicos han pasado a tener versiones digitales. Algunos ejemplos son el viscosímetro o el polarímetro, además de las balanzas analíticas y de precisión que llegan a medir una sensibilidad de 0,0001 gramos e incluso están dotadas de bluetooth y puerto USB.

Los aparatos han evolucionado, pasando de sistemas mecánicos a versiones totalmente digitales.

Sin duda, la mejora de materiales convencionales como el plástico y el vidrio junto a los avances tecnológicos e informáticos aportan cada vez más calidad y seguridad al trabajo de laboratorio. Un trabajo que permite combinar las mediciones previas mediante la informática y llevarlas a la práctica con aparatos que aporten una mayor garantía de éxito.