El equipo de filtrado para laboratorio comprende instrumentos y consumibles destinados principalmente a separar partículas sólidas de líquidos o gases, clarificar muestras, purificar soluciones, preparar materiales para análisis y controlar la presencia de microorganismos. La selección depende del objetivo del ensayo, del tamaño de las partículas que se desean retener y de las condiciones de trabajo.
Los sistemas más habituales combinan un medio filtrante -como papel, membrana, fibra de vidrio, fibra de cuarzo, malla de nylon o cartucho- con embudos, portafiltros, matraces, bombas de vacío, colectores, filtros de jeringa o unidades de filtración desechables. La filtración puede realizarse por gravedad, vacío, presión positiva, membranas, cartuchos o centrifugación, según las propiedades de la muestra y la rapidez o precisión requeridas.
¿Qué es la filtración de laboratorio?
Filtrar es una de las técnicas más habituales en un laboratorio, consiste en separar un líquido de un sólido en suspensión. En el laboratorio, la filtración es un proceso muy común que se emplea para separar partículas sólidas de líquidos o gases.
El papel filtro es una herramienta esencial en los laboratorios y se utiliza principalmente para la separación de sólidos de líquidos a través del proceso de filtración. Su uso abarca una amplia gama de aplicaciones en distintas disciplinas científicas.
La filtración permite separar y purificar sustancias, lo que contribuye a obtener resultados precisos y confiables en diversos experimentos y análisis de laboratorio. Dependiendo de las propiedades del material a separar, existen diferentes técnicas de filtración y, del mismo modo, también hay diversas opciones de filtros, cada uno diseñada para cumplir con necesidades específicas.
Principales tipos de filtración
Filtración por gravedad
Este es el tipo más sencillo y común: se basa en la gravedad para permitir que el líquido pase a través de un filtro mientras las partículas sólidas quedan atrapadas. Por ejemplo, en la filtración de agua turbia usando un embudo con papel filtro.
El embudo de laboratorio es un instrumento de forma cónica, con un tubo estrecho en su parte inferior, que se utiliza para dirigir líquidos o sustancias en polvo de un recipiente a otro. Su diseño permite realizar esta tarea de forma controlada, evitando derrames o accidentes.
En la filtración por gravedad, el papel filtro se coloca en un embudo de filtración y la mezcla se vierte sobre él. El líquido pasa a través del papel mientras las partículas sólidas quedan atrapadas.
Filtración al vacío o por succión
Este método se usa cuando se quieren obtener resultados rápidos o cuando las partículas son muy pequeñas. En esta técnica el líquido es aspirado a través del filtro hacia un matraz conectado a una bomba de vacío.
Una variante del método anterior es la filtración que aplica vacío durante el proceso para hacer pasar el líquido más rápidamente o separar partículas de tamaño más pequeño. En este caso se necesita un papel de filtro, un embudo Buchner, un matraz Kitasato, un tapón de goma perforado y una bomba de vacío.
El embudo Büchner es utilizado para la filtración al vacío. Se utiliza principalmente en procesos de laboratorio que requieren una filtración rápida y eficiente, como la filtración de cristales.
La filtración por gravedad no siempre es la mejor manera de separar sustancias, de ahí que se necesite de bombas y equipos para vacío que reduzcan los tiempos de espera.
Filtración por presión positiva
Es parecida a la filtración por gravedad, con la diferencia de que se emplea una presión externa para empujar el líquido a través del medio filtrante y acelerar el proceso. Se utiliza cuando las partículas no son muy finas y es habitual en la industria química y alimentaria.
Filtración con membranas
En este método se recurre al uso de membranas semipermeables con poros microscópicos para filtrar partículas de tamaños muy pequeños. Hay cuatro tipos: microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración u ósmosis inversa.
Es una técnica ideal para separar componentes en soluciones líquidas. Los filtros membrana son muy finos y permiten la separación de partículas de tamaño micrométrico o incluso más pequeños, lo que los hace fundamentales en aplicaciones científicas de alta precisión.
En procesos de ultrafiltración se requieren filtros con una retención precisa de partículas de tamaño nanométrico, mientras que los filtros microbiológicos son usados para retener bacterias, hongos y otros microorganismos.
Filtración a través de papel filtro
Se utiliza un papel poroso que permite el paso del líquido mientras retiene las partículas sólidas de forma simple y eficiente. El papel filtro se coloca en el interior del embudo y se utiliza para separar sólidos de líquidos.
La filtración con papel se aplica en la separación de precipitados, la clarificación de líquidos, la preparación de muestras y el análisis de sólidos en líquidos. Después de filtrar la muestra, el papel con los sólidos retenidos se seca y pesa para determinar la concentración de los sólidos.
Filtración mediante filtros de cartucho
En esta técnica se emplea un cartucho de filtro de papel, vidrio o plástico para filtrar líquidos o gases. Es idónea para la filtración de soluciones más viscosas, como puede ser el aceite, por ejemplo.
Los cartuchos de extracción son filtros con estructura en forma de cartucho que contienen materiales adsorbentes para la extracción de compuestos específicos de líquidos. Pueden ser de extracción de celulosa, de microfibra de vidrio o de microfibra de cuarzo.
Filtración por centrifugación
A pesar de que no es estrictamente filtración en el sentido tradicional, incluimos en esta clasificación a la centrifugación ya que se utiliza para separar partículas sólidas de líquidos mediante el uso de fuerzas centrífugas.
Se emplea cuando las partículas sólidas son más densas que el líquido y la filtración normal sería demasiado lenta. Sería el caso, por ejemplo, de la separación de células en un cultivo biológico.
Tipos de filtros de laboratorio
Papel de filtro estándar
Fabricado en celulosa, el papel de filtro estándar no tiene características especiales y por esta razón puede ser suficiente para gran variedad de necesidades de filtración. Es muy habitual usarlo cuando nos interesa sobre todo el líquido del proceso de filtrado.
La transparencia del filtrado es la observación más importante en estos casos; cuando la retención del sólido no sea la que queremos tendremos que recurrir a un papel de poro más fino. La porosidad suele estar entre 5-11 µm.
Papel de filtro cualitativo
El filtro de papel cualitativo tiene alguna cualidad o característica específica que lo hace adecuado para la separación que pretendemos. Esta característica específica o selectiva puede ser muy variada: grosor, tamaño de poro, resistencia en húmedo, velocidad de filtración y retención.
Los papeles filtro cualitativos se utilizan en filtraciones para análisis de rutina generales en todo tipo de laboratorios, donde no se requiere una medición precisa de la cantidad de material retenido, con el máximo ahorro de tiempo.
Son, por tanto, de filtración rápida o extra-rápida. De uso habitual en industria alimentaria o farmacéutica, entre otros sectores. Además de para este uso general, hay un tipo de papel filtro cualitativo de grado analítico, para ensayos que requieren elevado nivel de precisión.
Papel de filtro cuantitativo
Los papeles filtro cuantitativos tienen un grado de pureza superior, lo que los hace perfectos para separaciones precisas donde se necesite medir con exactitud la cantidad de sustancia retenida, como, por ejemplo, en análisis gravimétricos en química ambiental.
Usamos el filtro de papel cuantitativo en las operaciones previas de separación para un análisis cuantitativo. Por esta razón su característica más importante es no contener el elemento o sustancias que pretendemos determinar.
Un caso habitual son las gravimetrías donde el precipitado se recoge sobre un papel de filtro que luego se calcina y se pesa, la aportación de cenizas del papel debe ser nula o muy baja, y conocida, para un resultado correcto.
Filtros de fibra de vidrio y cuarzo
Los filtros de fibra de vidrio se destacan por su alta resistencia térmica y química. Son ideales para la filtración de partículas finas. Usados habitualmente para análisis de polvo en aire, por ejemplo.
Estos filtros pueden suministrarse sin ligantes o con ligantes de tipo orgánico. Cuando las condiciones de filtración son extremas usaremos filtros de fibra de vidrio o de cuarzo, capaces de resistir altas temperaturas y permanecer inertes biológica y químicamente.
Los filtros de cuarzo son muy utilizados en aplicaciones de alta precisión, especialmente en la ultrafiltración de líquidos con pequeñas partículas o en procesos que requieren gran estabilidad térmica y en aplicaciones de alta temperatura y químicamente agresivas.
También se emplean en la filtración de productos petroquímicos o en análisis de residuos ambientales, donde se deben remover impurezas de la muestra sin alterar su composición.
Filtros de membrana
La característica diferencial de los filtros de membrana es que todo el sólido se queda retenido en la superficie del filtro. Su composición es muy variada e incluye formas modificadas de la celulosa, como acetatos y nitratos.
Pueden fabricarse en diferentes materiales en función de la aplicación: acetato de celulosa, poliamida o nylon, polietersulfona o PES, PTFE, polipropileno, PVDF, policarbonato, celulosa regenerada o poliéster, entre otros materiales.
Los tamaños de poro habituales incluyen 0,1 μm, 0,2 μm, 0,22 μm, 0,45 μm y 0,8 μm. La elección del tamaño de poro depende de las partículas que se desean retener y del grado de clarificación o esterilidad requerido.
| Tipo de filtro | Material | Tipo de retención | Aplicaciones habituales |
|---|---|---|---|
| Papel de filtro estándar | Celulosa | Retención mecánica de partículas en la estructura fibrosa, porosidad media, aprox. 5-11 µm. | Filtraciones rutinarias, separación de sólidos en suspensión y obtención de filtrados transparentes. |
| Papel de filtro cualitativo | Celulosa de diferentes grados | Variable según el grado de retención, velocidad de filtración y resistencia en húmedo. | Ensayos cualitativos, identificación de sustancias y separación selectiva de precipitados. |
| Papel de filtro cuantitativo | Celulosa de muy bajo contenido en cenizas | Retención de precipitados con mínima contaminación del residuo. | Análisis gravimétricos, determinaciones cuantitativas y procedimientos analíticos. |
| Filtro de membrana | PTFE, PES, nailon, acetato o nitrato de celulosa, PVDF, celulosa regenerada. | Retención superficial mediante un tamaño de poro perfectamente definido, 0,1-10 µm según aplicación. | Filtración estéril, microbiología, control microbiológico, clarificación de muestras y análisis instrumental. |
| Filtro de jeringa | Carcasa de polipropileno con membrana de PTFE, PES, nailon, PVDF, MCE u otros materiales. | Retención superficial mediante membranas intercambiables de poro calibrado, habitualmente 0,22 o 0,45 µm. | Preparación rápida de muestras para HPLC y cromatografía, esterilización de soluciones, microbiología y filtración de pequeños volúmenes sin contaminación cruzada. |
| Filtro de fibra de vidrio o cuarzo | Microfibra de vidrio o fibras de cuarzo | Retención en profundidad con elevada capacidad de carga y excelente resistencia térmica. | Filtración de partículas finas, análisis ambientales, control de emisiones, aerosoles y procesos a altas temperaturas. |
Filtros de jeringa
Los filtros de jeringa son pequeños filtros que se colocan en la punta de una jeringa para filtrar muestras antes de la inyección en un cromatógrafo y otro instrumento de análisis. Son ideales para la filtración rápida de muestras en pequeña escala.
Los filtros de jeringa son dispositivos de un solo uso diseñados para la purificación rápida de pequeños volúmenes de líquido, caracterizándose por albergar una membrana integrada de forma hermética dentro de una carcasa plástica.
Son herramientas indispensables en entornos analíticos avanzados, siendo su uso estándar en la preparación y clarificación de muestras previas a análisis por HPLC y cromatografía, garantizando la eliminación de micropartículas que podrían obstruir las columnas.
Asimismo, desempeñan un papel fundamental en aplicaciones de microbiología y procesos de esterilización de soluciones termosensibles, medios de cultivo o reactivos mediante el uso de membranas con tamaños de poro estériles, típicamente de 0,22 µm.
Los hay disponibles en diferentes materiales: acetato de celulosa o nylon con prefiltro de fibra de vidrio, microfibra de vidrio, PES, poliamida, PTFE hidrofóbico o hidrofílico, polipropileno, celulosa regenerada y PVDF hidrofílico o hidrofóbico.
Filtros de venteo
Los filtros de venteo permiten que el aire entre o salga de un recipiente sin que entren contaminantes externos. Son usados para evitar la contaminación del ambiente de trabajo en contenedores de medios de cultivo, botellas de muestras de microbiología y protección de bombas de vacío en sistemas de filtración.
Filtros de acero inoxidable, malla de nylon y tejido no tejido
Los filtros de acero inoxidable son ideales para filtración en condiciones rigurosas donde se requieren materiales duraderos y resistentes a la corrosión. Tienen alta resistencia química y son muy usados en filtración de líquidos de alta viscosidad o en procesos industriales.
Los filtros de malla de poliamida, nylon, ofrecen alta resistencia química y durabilidad. Se utilizan en aplicaciones como análisis de suelos, purificación de aguas de consumo, aplicaciones industriales y limpieza de soluciones.
Los filtros de tejido no tejido, de alta porosidad, permiten una filtración rápida y eficiente. Son idóneos para eliminar partículas grandes y residuos de muestras.
Papeles para análisis especiales
Son papeles filtro con propiedades especializadas para ciertos análisis específicos, como la separación de metales pesados o la filtración de componentes biológicos con alta precisión.
Entre ellos se encuentran el papel filtro con diatomeas, el papel separador de fase, el papel libre de fosfatos y potasio, el papel con bajo contenido en nitrógeno, el papel con carbón activo, el filtro negro y el papel para análisis de grasa.
Papeles y cartones filtro técnicos
Los papeles y cartones filtro técnicos están diseñados para filtración en entornos industriales, donde se manejan grandes volúmenes de líquidos y gases con alto contenido de sólidos.
Presentan resistencia a la abrasión, temperatura y químicos. Se utilizan, por ejemplo, para la filtración de aceites industriales o en minería para separación de sólidos.
Resmas de papel filtro y papel absorbente con polietileno
Las resmas de papel filtro son paquetes grandes de filtros que pueden cortarse según las necesidades del laboratorio. Fabricadas especialmente para la absorción de líquidos y salpicaduras, también se emplean como protector de mesas de trabajo o instrumentos.
El papel absorbente con polietileno tiene una capa de polietileno que asegura la impermeabilidad y otra cara de papel secante que permite la absorción de líquidos.
Material y componentes del equipo de filtrado
Embudo de laboratorio
El embudo se usa para verter líquidos de un recipiente grande a otro más pequeño de forma precisa y sin derramar el contenido. Esto es útil en experimentos donde es crucial medir el volumen de los líquidos.
Uno de los usos más comunes del embudo es el proceso de filtración. Se coloca un filtro, normalmente un papel de filtro, en el interior del embudo y se utiliza para separar sólidos de líquidos.
El embudo cónico es el más común y se utiliza principalmente para el trasvase de líquidos de un recipiente a otro. Su forma permite dirigir el líquido de manera precisa, evitando derrames.
El embudo de filtración está diseñado específicamente para ser utilizado con filtros de papel. Su forma cónica permite que el líquido pase a través del filtro mientras que los sólidos quedan atrapados.
El embudo Büchner se utiliza principalmente en procesos de filtración al vacío que requieren una filtración rápida y eficiente, como la filtración de cristales.
El embudo de decantación tiene una válvula en su parte inferior que permite separar líquidos de distinta densidad. Es comúnmente utilizado en procesos químicos de separación.
Matraz Kitasato y recipiente receptor
El matraz Kitasato es un material de laboratorio muy común y utilizado para todo tipo de tareas, como la filtración por succión. Puede encontrarse fabricado en vidrio, con y sin esmerilado, y en polipropileno.
En los sistemas de filtración al vacío, el matraz receptor recoge el líquido que atraviesa el medio filtrante, mientras que la conexión lateral permite aplicar el vacío mediante una bomba.
Portafiltros, colectores y sistemas de vacío
Los sistemas de filtración para laboratorio pueden incorporar diferentes tamaños de membrana, portafiltros de vidrio o acero inoxidable y trampas de vacío.
Los soportes de filtro de vacío y los sistemas de colectores permiten montar diferentes configuraciones de filtración, especialmente cuando deben procesarse varias muestras de forma sucesiva.
Las bombas y equipos para vacío reducen los tiempos de espera cuando la filtración por gravedad es demasiado lenta. Las trampas de vacío ayudan a proteger la bomba frente al arrastre de líquidos o partículas.
Sistemas de filtro de vacío desechables
Los sistemas de filtro de vacío pueden integrar un filtro de membrana, un embudo graduado y un receptor transparente. También pueden incluir un adaptador de cuello, un cierre hermético y conectores para manguera en ángulo.
| Receptor de volumen | Área de filtración | Material del receptor | Configuración |
|---|---|---|---|
| 150 mL | 13,6 cm2 | Poliestireno | Sistema de filtro de vacío estéril, de un solo uso y con graduaciones. |
| 250 mL | 19,6 cm2 | Poliestireno | Sistema de filtro de vacío estéril, de un solo uso y con graduaciones. |
| 500 mL | 33,2 cm2 | Poliestireno | Sistema de filtro de vacío estéril, de un solo uso y con graduaciones. |
| 1000 mL | 54.5 cm2 | Poliestireno | Sistema de filtro de vacío estéril, de un solo uso y con graduaciones. |
Formatos de los filtros
Para responder a las diferentes necesidades de filtración podemos encontrar filtros de variados formatos: lisos, de pliegues, cartuchos, discos, cuadrados y cuadriculados.
Los filtros de pliegues aumentan la velocidad de filtración con respecto a los lisos de las mismas características. Los filtros con forma de cartucho son necesarios, por ejemplo, para los equipos de extracción que deben retener sustancias como aceites o grasas.
Entre los filtros de membrana o superficie hay filtros con una cuadrícula grabada para facilitar el recuento de colonias en trabajos de microbiología.
En el laboratorio los filtros se suelen utilizar junto con rampas de filtración, equipos de filtración, embudos de vidrio o embudos de porcelana tipo Büchner.
Usos del equipo de filtrado en el laboratorio
Separación de sólidos y líquidos
La filtración gravitacional se utiliza para separar partículas sólidas de un líquido. El papel filtro retiene los sólidos mientras el líquido atraviesa el medio filtrante.
Después de una reacción química, los precipitados, que son sólidos insolubles formados, pueden ser separados del líquido utilizando papel filtro.
Análisis de sólidos en líquidos
El papel filtro puede usarse para analizar la cantidad de sólidos en una muestra líquida. Después de filtrar la muestra, el papel con los sólidos retenidos se seca y pesa para determinar la concentración de los sólidos.
Los papeles cuantitativos son especialmente adecuados cuando se necesita medir con exactitud la cantidad de sustancia retenida y reducir la contaminación del residuo.
Clarificación de líquidos
El papel filtro se emplea para eliminar partículas finas y turbidez de los líquidos, obteniendo un líquido más claro y transparente.
La clarificación también puede realizarse mediante membranas o filtros de jeringa, especialmente cuando la muestra debe prepararse para un análisis instrumental.
Preparación de muestras
En análisis de laboratorio, el papel filtro se usa para preparar muestras antes de realizar pruebas o mediciones, eliminando impurezas o partículas no deseadas.
Los filtros de jeringa permiten filtrar rápidamente volúmenes pequeños antes de la inyección en un cromatógrafo u otro instrumento de análisis.
Filtración de la fase móvil
La filtración de la fase móvil permite eliminar posibles partículas presentes en ella y desgasificarla, estabilizando la línea base y garantizando unos resultados precisos.
Este proceso de filtración se puede hacer de manera tradicional con membranas de ésteres de celulosa o nylon, o bien con filtros de acero inoxidable que extraen el disolvente desde el fondo del bote de disolvente.
Microbiología y control microbiológico
Si se necesita conocer la presencia de microorganismos bacterianos en un líquido, se utilizará una membrana de filtración como medio filtrante.
Para esta técnica se necesita un embudo adecuado, una rampa de filtración y una bomba de vacío. Una vez filtrado el líquido, la membrana se transferirá a una placa con medio de cultivo que se incubará y donde crecerán las colonias bacterianas.
Los filtros microbiológicos se utilizan para retener bacterias, hongos y otros microorganismos. Los filtros de membrana con tamaño de poro de 0,22 µm se emplean habitualmente para la esterilización de soluciones termosensibles, medios de cultivo o reactivos.
Filtración de soluciones termosensibles
Los filtros de membrana permiten esterilizar soluciones que no deben someterse a temperaturas elevadas. La selección del material y del tamaño de poro debe corresponder a las propiedades de la solución y al nivel de retención requerido.
Los filtros de jeringa desempeñan un papel fundamental en procesos de esterilización de soluciones termosensibles, medios de cultivo o reactivos mediante el uso de membranas con tamaños de poro estériles, típicamente de 0,22 µm.
Extracción Soxhlet
Los cartuchos de extracción se utilizan sobre todo con el método de extracción Soxhlet. Es un método en continuo que permite la extracción de compuestos solubles haciendo recircular el disolvente a través de la sustancia o material de la cual se quieren obtener los extractos.
Se necesita un matraz de bola, un cuerpo extractor Soxhlet, un condensador y un cartucho de extracción de tamaño adecuado al cuerpo extractor.
Los cartuchos pueden fabricarse con celulosa, microfibra de vidrio o microfibra de cuarzo, según la aplicación y las condiciones térmicas o químicas del procedimiento.
Cromatografía y análisis instrumental
La preparación de las muestras es un paso crucial en cromatografía. Los filtros de jeringa se utilizan para eliminar micropartículas que podrían obstruir las columnas.
También se emplean en la filtración rápida de muestras antes de la inyección en cromatografía líquida y otros instrumentos de análisis.
Análisis de sustancias
El papel filtro puede utilizarse en la separación y análisis de componentes en mezclas, como en cromatografía en papel.
Los papeles para análisis especiales pueden destinarse a la separación de metales pesados, la filtración de componentes biológicos, el análisis de grasas o la eliminación de moléculas orgánicas pequeñas.
Características que deben evaluarse
Material de la membrana o del medio filtrante
La elección del material depende de la compatibilidad química, la temperatura de trabajo, la viscosidad de la muestra, la capacidad de carga y el tipo de partículas que se deben retener.
- Celulosa: se utiliza ampliamente en papeles de filtro estándar, cualitativos y cuantitativos.
- Acetato de celulosa: es habitual en filtros de membrana y filtros de jeringa para soluciones acuosas.
- Nitrato de celulosa: se utiliza en membranas destinadas a aplicaciones de filtración y microbiología.
- PES: se emplea en filtros de membrana y sistemas de filtración estéril.
- PTFE: puede ser hidrofóbico o hidrofílico y se selecciona según el tipo de líquido o gas.
- PVDF: está disponible en versiones hidrofílicas e hidrofóbicas para diferentes aplicaciones.
- Nylon: ofrece resistencia química y se utiliza en soluciones acuosas y orgánicas.
- Fibra de vidrio y cuarzo: son apropiados para filtraciones con alta resistencia térmica y química.
- Acero inoxidable: se utiliza en condiciones rigurosas, líquidos viscosos y procesos que requieren durabilidad.
Tamaño de poro
El tamaño de poro determina qué partículas pueden atravesar la membrana y cuáles quedan retenidas. Entre los tamaños disponibles se encuentran 0,1 μm, 0,2 μm, 0,22 μm, 0,45 μm y 0,8 μm.
Los filtros de membrana pueden presentar tamaños de poro de 0,1-10 µm según la aplicación. Los filtros de jeringa utilizan habitualmente poros de 0,22 o 0,45 µm.
Cuando la retención del sólido no sea la que queremos tendremos que recurrir a un papel de poro más fino. En el papel de filtro estándar, la porosidad suele estar entre 5-11 µm.
Retención en profundidad y retención superficial
El papel está formado por una red de fibras de celulosa, lignina y otros componentes que generan una estructura de poros e interna irregular. Al usar un filtro de papel una parte del sólido queda retenido en su interior.
Los filtros de fibra de vidrio o cuarzo ofrecen retención en profundidad con elevada capacidad de carga y excelente resistencia térmica.
En los filtros de membrana, todo el sólido se queda retenido en la superficie del filtro mediante un tamaño de poro perfectamente definido.
Esterilidad y contaminación
Los equipos de filtración pueden ser estériles o no estériles, reutilizables o de un solo uso. La elección depende de si el procedimiento exige controlar la contaminación microbiológica o evitar la contaminación cruzada.
Los sistemas desechables de filtración al vacío pueden suministrarse estériles, con membrana de PES, receptor de poliestireno, embudo graduado y conectores para manguera.
Los filtros de jeringa de un solo uso combinan una nula contaminación cruzada con una filtración rápida de pequeños volúmenes.
Capacidad de unión
La capacidad de unión del material filtrante es relevante cuando la muestra contiene compuestos que pueden adsorberse sobre la membrana y alterar el resultado del análisis.
En aplicaciones analíticas se seleccionan materiales con baja fijación cuando se desea minimizar la pérdida de componentes de la muestra.
Área de filtración y volumen
El área de filtración debe ser suficiente para procesar el volumen de muestra sin saturar rápidamente el medio filtrante. Los sistemas de vacío pueden disponer de áreas de filtración de 13,6 cm2, 19,6 cm2, 33,2 cm2 y 54.5 cm2.
El volumen del recipiente receptor puede ser de 150 mL, 250 mL, 500 mL o 1000 mL, según la cantidad de líquido que se necesite procesar.
Resistencia química, térmica y mecánica
Los filtros de fibra de vidrio se destacan por su alta resistencia térmica y química. Los filtros de cuarzo son adecuados para procesos que requieren gran estabilidad térmica y para aplicaciones de alta temperatura y químicamente agresivas.
Los filtros de acero inoxidable son ideales para condiciones rigurosas en las que se requieren materiales duraderos y resistentes a la corrosión.
El material de vidrio de laboratorio, especialmente el de borosilicato, ofrece una excelente resistencia térmica y química, alta transparencia y una menor reactividad con muchas sustancias, aunque es frágil.
El material de plástico es más resistente a impactos y ligero. Es adecuado para el almacenamiento de muestras, mediciones aproximadas o cuando se necesita desechar el material después de un solo uso para evitar la contaminación cruzada.
Cómo elegir el equipo de filtrado adecuado
La elección del filtro adecuado depende de la aplicación y las condiciones específicas del proceso de filtración. En muchas ocasiones necesitaremos hacer pruebas previas para resolver una filtración concreta.
- Definir el objetivo: separar un precipitado, clarificar un líquido, esterilizar una solución, preparar una muestra, analizar sólidos o retener microorganismos.
- Determinar la fase que se va a filtrar: líquido o gas, considerando también la viscosidad y la presencia de partículas.
- Estimar el tamaño de las partículas: el tamaño de poro debe permitir la retención requerida sin reducir innecesariamente el caudal.
- Seleccionar el material: debe ser compatible con la muestra, los disolventes, la temperatura y las condiciones de presión o vacío.
- Elegir el formato: papel plano, papel plegado, disco, membrana, cartucho, filtro de jeringa, sistema de vacío o unidad integrada.
- Comprobar el volumen y el área de filtración: el receptor y la superficie filtrante deben corresponder al volumen de muestra.
- Decidir entre un sistema reutilizable o desechable: los sistemas de un solo uso simplifican la operación y reducen la contaminación cruzada, mientras que los reutilizables requieren limpieza y mantenimiento.
- Verificar la esterilidad: debe elegirse un equipo estéril cuando el procedimiento incluya microbiología, cultivos o esterilización de soluciones.
- Considerar la rapidez: la filtración al vacío, los filtros plegados, los cartuchos y los filtros de jeringa pueden reducir los tiempos de procesamiento.
Configuraciones habituales de filtración
Montaje de filtración por gravedad
El montaje básico incluye un recipiente con la muestra, un embudo, un papel o membrana filtrante y un recipiente receptor. Se utiliza cuando la velocidad de filtración no es el factor principal y la muestra puede atravesar el medio por acción de la gravedad.
Montaje de filtración al vacío
El montaje de filtración al vacío incluye un embudo Büchner, un matraz Kitasato, un tapón de goma perforado, una manguera y una bomba de vacío.
Esta configuración acelera el paso del líquido y facilita la recuperación de precipitados o cristales retenidos sobre el filtro.
Sistema de filtro de jeringa
Se puede filtrar un líquido aplicando presión mediante una jeringa y un filtro de jeringa. Esta técnica se utiliza cuando se quiere filtrar volúmenes muy pequeños o se requieren niveles elevados de purificación, comúnmente en la técnica instrumental de cromatografía líquida.
Sistema de filtración microbiológica
Para la filtración microbiológica se necesita una membrana, un embudo adecuado, una rampa de filtración y una bomba de vacío. Tras el proceso, la membrana se transfiere a una placa con medio de cultivo para incubar las colonias bacterianas.
Sistema de filtración de fase móvil
La filtración de la fase móvil elimina partículas y permite desgasificarla. El procedimiento puede realizarse con membranas de ésteres de celulosa o nylon, o con filtros de acero inoxidable que extraen el disolvente desde el fondo del bote de disolvente.
Mantenimiento y buenas prácticas
Siempre usa un embudo limpio: la limpieza es fundamental para evitar la contaminación de las sustancias con las que estés trabajando.
Utiliza filtros de calidad: cuando vayas a realizar una filtración, asegúrate de usar filtros adecuados para el tipo de líquido que estás manipulando.
Ten cuidado con los líquidos volátiles: si estás trabajando con líquidos que liberan vapores peligrosos, asegúrate de realizar el trasvase en un área bien ventilada o bajo una campana extractora.
El mantenimiento regular es tan crucial como la calidad inicial. La limpieza adecuada, la calibración periódica de los equipos de medición y las revisiones técnicas preventivas prolongan la vida útil de los instrumentos, aseguran su funcionamiento óptimo y evitan interrupciones inesperadas en el trabajo.
Contar con material de laboratorio de alta calidad es una necesidad para garantizar la fiabilidad y la reproducibilidad de los resultados. Los instrumentos fabricados con materiales duraderos y con estándares de precisión rigurosos minimizan errores y reducen la necesidad de reemplazos frecuentes.
Un vaso de precipitados de vidrio borosilicato resistente a choques térmicos previene roturas inesperadas durante el calentamiento, salvaguardando tanto la muestra como la seguridad del operario. De igual manera, los equipos de laboratorio de medición certificados ofrecen la confianza de que cada lectura es precisa.
El material de vidrio y los componentes reutilizables deben limpiarse de manera compatible con su composición y con los residuos de la muestra. Los materiales desechables deben retirarse después de su uso conforme a los procedimientos de seguridad aplicables.
Filtración a vacío
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