Trabalhando com Centrífugas

Fonte: Robert M. Rioux & Suprita Jharimune, Universidade Estadual da Pensilvânia, University Park, PA

A força gravitacional da Terra é capaz de separar misturas heterogêneas. No entanto, muitos sistemas evitam esse tipo de separação devido ao tempo normalmente exigido nesses casos. Centrifugação é uma das ferramentas mais poderosas para a separação de misturas heterogêneas¹. Envolve a aplicação de força centrípeta para sedimentação da fase mais pesada, levando à separação das duas fases, e é uma técnica comumente utilizada em ambientes industriais e laboratoriais.

Em um processo típico de centrifugação, partículas suspensas em um fluido são giradas sobre o eixo centrífuga de rotação, causando uma força longe do eixo. Esta força leva as partículas para o fundo do suporte amostral centrífuga a uma taxa que depende do tamanho e densidade das partículas. A centrifugação é, portanto, uma técnica para acelerar o processo de sedimentação.

Para garantir a segurança no uso de uma centrífuga, o usuário deve ser devidamente treinado e consciente dos perigos que podem resultar de seu uso. As seções a seguir apresentam uma discussão sobre manuseio e segurança enquanto trabalham com centrífugas.

Uma centrífuga consiste em três peças básicas um rotor, um eixo de acionamento e um motor². O rotor contém os tubos, garrafas ou sacos contendo os líquidos a serem centrifugados. Geralmente é feito de um material de alta resistência, como uma liga de alumínio ou aço inoxidável. Diferentes tipos e tamanhos de rotor, intercambiáveis entre si, podem ser montados no eixo de acionamento, que se conecta ao motor. O motor fornece a potência para girar o rotor. Normalmente, um gabinete seguro cerca e suporta essas partes. Os controles de operação e os indicadores para velocidade e tempo são montados no gabinete. A maioria das centrífugas tem um sistema de freio para parar o rotor logo após a corrida ser definida. Muitas centrífugas também são refrigeradas para evitar que amostras biológicas delicadas se aqueçam, já que as amostras tendem a aquecer durante o processo de centrifugação. Existem instrumentos de baixa velocidade e alta velocidade para centrifugação. Centrífugas que operam a velocidades de até 10.000 rpm são consideradas instrumentos de baixa velocidade, enquanto os instrumentos de alta velocidade operam a velocidades de até 21.000 rpm. Ultracentrifuges podem exceder velocidades de rotação de 30.000 rpm.

Devido à alta velocidade em que uma centrífuga opera, pode causar ferimentos graves ao usuário se mal manuseado. Os perigos causados pela centrifugação estão ligados principalmente à falha mecânica ou à dispersão de aerossóis. A força centrífuga no rotor causa uma carga no rotor da centrífuga, levando a uma pequena mudança nas dimensões do metal. Os rotores são projetados para suportar um limiar de estresse e ser capazes de retornar às suas dimensões originais de estado de repouso. No entanto, se esse estresse limiar for excedido, o rotor talvez permanentemente deformado. Rachaduras e outros desgastes levarão à deterioração do rotor ao longo do tempo, comprometendo o funcionamento seguro da centrífuga. Se um material perigoso vazar dentro do rotor ou corpo da centrífuga, ele pode representar perigos potenciais para o usuário e outros presentes na área circundante. Por isso, é importante que todos os usuários sigam as etapas padrão para o funcionamento seguro das centrífugas e sejam treinados para lidar com situações em caso de falha de operação ou outros riscos. O usuário nunca deve se tornar complacente ao trabalhar com instrumentos de baixa velocidade. Eles ainda podem causar ferimentos significativos ao usuário.

1. Protocolo Geral para Uso seguro de Centrífuga

1. O supervisor de laboratório ou oficial de segurança laboratorial deve garantir que todos os usuários sejam devidamente treinados na seleção do rotor, tubo de amostra e operação adequada da centrífuga.
2. Qualquer novo usuário deve ser supervisionado de perto por um usuário treinado até que esteja confiante sobre como usar corretamente o instrumento.
3. Antes de usar o instrumento, cada usuário deve ler atentamente e entender as instruções de segurança para a centrífuga específica.
4. Dependendo da amostra, devem ser utilizados rotores compatíveis.
5. O rotor, o tubo e o eixo devem estar limpos, secos e livres de rachaduras ou deformidades.
6. Os anéis O devem ser verificados para qualquer desgaste ou rachaduras.
7. É importante ter certeza de que os tubos utilizados para centrifugação são compatíveis com a amostra e a velocidade de rotação (baixa, alta ou ultra).
8. Os tubos de centrífugas não devem ser preenchidos mais de três quartos do seu nível máximo de preenchimento.
9. Os tubos devem ser tampados firmemente.
10. É extremamente importante equilibrar os tubos opostos uns aos outros. O não cumprimento pode levar à separação incompleta e, em casos extremos, pode causar dispersão do conteúdo do tubo na carcaça da centrífuga.
11. Antes de ligar a centrífuga, o rotor deve ser verificado para garantir que esteja corretamente sentado na unidade e a tampa esteja devidamente fechada.
12. A tampa deve ser mantida fechada o tempo todo quando a centrífuga estiver em funcionamento, e nunca deve estar aberta até que o rotor pare completamente.
13. O operador deve permanecer nas proximidades da centrífuga até atingir com segurança a velocidade de operação alvo. No caso de sons ou vibrações incomuns, o instrumento deve ser imediatamente desligado. O limite de velocidade do instrumento nunca deve ser excedido. Ao desligar, dê tempo suficiente para o rotor desacelerar para uma posição parada. Centrífugas modernas têm indicadores que significam que é seguro abrir a centrífuga.
14. Uma vez que a centrifugação tenha acabado, as amostras devem ser removidas e o instrumento deve ser verificado se há derramamentos ou vazamentos. Se necessário, o rotor deve ser completamente limpo.

2. Precauções adicionais ao manusear produtos químicos perigosos ou materiais infecciosos

1. Ao usar produtos químicos perigosos ou amostras biológicas que possam ser infecciosas, é importante rotular o instrumento durante o uso para alertar outros trabalhadores sobre o perigo.
2. Luvas apropriadas¹ devem ser usadas para manusear amostras perigosas.
3. Devem ser utilizados tubos de segurança selados. É preferível usar o confinamento secundário, se disponível, para os tubos de centrífugas. Estes são geralmente na forma de pastilhas de plástico ou vidro que são colocados diretamente nos baldes de amostra da centrífuga.
4. Uma vez que a centrifugação tenha acabado, os tubos devem ser removidos do rotor e abertos apenas no capô da fumaça ou no armário de segurança biológica, conforme aplicável.
5. A limpeza, se necessário, deve ser feita com extremo cuidado, de modo a não expor o operador a produtos químicos perigosos ou materiais infecciosos. Em caso de derramamento de tais amostras, veja o passo 3, Situações de Emergência, abaixo.
6. Para tipos específicos de amostras perigosas, pode ser preferível manter procedimentos padrão e protocolos de limpeza em laboratório. Estes devem ser revistos e atualizados em conformidade, conforme necessário.

3. Situações de emergência e suas medidas de segurança

Uma situação de emergência pode surgir se o rotor falhar ou se houver um derramamento na centrífuga devido à quebra do tubo ou má manipulação. Nessas situações, devem ser tomadas as seguintes medidas.

1. A centrífuga deve ser desligada imediatamente e a tampa deve ser mantida fechada até que outras sejam notificadas e evacuem o local. A energia deve ser exterminada no botão de alimentação do instrumento. O botão estará localizado na parte frontal, lateral ou atrás do instrumento. O usuário deve se familiarizar com sua localização. Se o botão de alimentação estiver com defeito, o usuário deve remover o plugue de alimentação principal da tomada de parede.
2. Para reduzir o risco de aerossóis, às vezes é melhor deixar a centrífuga intocada por pelo menos 0,5 h. Consulte o documento técnico da centrífuga.
3. Para limpar os derramamentos, o operador deve estar bem familiarizado com a amostra que está sendo usada e deve usar trajes adequados, incluindo jaleco, luvas, escudo facial e óculos de segurança.
   1. Uma vez limpo, o material derramado deve ser descartado adequadamente e as roupas de proteção contaminadas devem ser descartadas ou limpas adequadamente. As mãos e qualquer pele exposta devem ser lavadas completamente.
4. Se abertamente exposto a materiais altamente perigosos, o 911 deve ser chamado ou a atenção médica imediata deve ser administrada à pessoa aflita.

4. Manutenção da Centrífuga

NOTA: O corpo da centrífuga é geralmente feito de metais que podem corroer na presença de umidade, produtos químicos ou agentes de limpeza fortes. Para a manutenção adequada da centrífuga, recomenda-se seguir cuidadosamente as instruções do fabricante para limpeza e manutenção. Fora isso, algumas medidas gerais para manutenção a serem mantidas em mente são as seguintes.

1. A centrífuga deve ser sempre mantida limpa e seca.
2. Qualquer tipo de derramamento deve ser imediatamente limpo.
3. O rotor deve ser descontaminado após o uso com materiais biológicos e radioativos. Recomenda-se o uso de alvejante de 10% por 30 min seguido de 70% de etanol, deixando o ar do rotor secar.
4. Os fios de escova abrasivos nunca devem ser usados para limpar o rotor e as partes associadas.
5. O rotor deve ser inspecionado após cada uso pelo operador e pelo menos anualmente pelo inspetor do fabricante.
6. Um diário de bordo deve ser mantido para cada centrífuga para manter um registro de usuários, amostras e histórico de serviços. Além disso, cópias de quaisquer materiais relacionados à garantia podem ser incluídas neste diário de bordo.

Com o aumento do uso de centrífugas em laboratórios e indústria, o risco de riscos para o uso de centrífugas também aumentou. No entanto, o manuseio cuidadoso do aparelho e o conhecimento adequado de suas medidas de uso e segurança podem mitigar substancialmente os acidentes. Uma diretriz básica para trabalhar com centrífugas é fornecida aqui. No entanto, os procedimentos podem variar marginalmente dependendo da máquina centrífuga específica utilizada. Por isso, recomenda-se sempre ler e entender atentamente o manual do usuário da máquina em particular antes de começar a usá-la.

1. Basic Principles of Sedimentation and Sedimentation Coefficient | Centrifugation http://www.biologydiscussion.com/biochemistry/centrifugation/basic-principles-of-sedimentation-and-sedimentation-coefficient-centrifugation/12487Accessed 17 August 2016
2. Principle of centrifugation http://edusanjalbiochemist.blogspot.com/2012/11/principle-of-centrifugation.html Accessed 17 August 2016
3. Grainger quick tips technical resources. https://www.grainger.com/content/qt-safety-chemical-resistant-gloves-guide-191 Accessed 16 August 2016
4. Beckman Coulter Life Sciences. http://centrifugebybeckman.com/wp-content/uploads/2016/03/Centrifuge-Primer-101-Booklet_LowRes_CENT-1076TCH10.15-A.pdf Accessed 16 August 2016
5. Schumann, Werner, 1940- & Howard Hughes Medical Institute (1995). Safety in the research laboratory. Howard Hughes Medical Institute, [Cabin John, Md.]
6. How to Use a Centrifuge Safely. UC San Diego. http://blink.ucsd.edu/safety/research-lab/laboratory/centrifuge.html Accessed 16 August 2016
7. CR Scientific LLC. http://www.crscientific.com/centrifuge-safety.html Accessed 16 August 2016