domingo, 9 de diciembre de 2012

¡A medir!

Los metales pesados pueden provocar disfunciones en los organismos de los seres vivos, son altamente tóxicos y presentan riesgo de bioacumulación. Dentro de la denominación de metales pesados se agrupan elementos como Hg, Cd, Pb, Cu, Ni, Sb, Bi, Cr, Mn, y un largo. 

Todo esto viene porque Naukas me recordó a mis surrealistas clases de Química Analítica Avanzada, aunque no tuviera nada que ver... Volviendo a los metales pesados, pueden ser producidos por causas naturales, o bien antrópicas. Debido a los riesgos para la salud y el medioambiente es importante controlar la cantidad de estos metales pesados en el ambiente (en plantas, suelos, precipitaciones, etc.), con la dificultad de que hay que detectar concentraciones muy bajas, lo que se conoce como análisis de trazas. ¿Cómo podemos medirlas con un margen de error estrecho concentraciones menores a 1 ppm o incluso menores a 1 ppb? Pues con mucho cuidado... Mucho cuidado de no contaminar tu propia muestra... 

Una de las fuentes de contaminación es el ambiente del laboratorio: el aire no tratado puede influir en nuestro análisis de trazas, ya que contiene compuestos orgánicos, inorgánicos y aerosoles que transportan restos de origen antropogénico. Debido al ambiente cerrado de una habitación (que al fin y al cabo eso es un laboratorio) el número de partículas que hay en el interior es superior al del exterior, y esto es así entre otras cosas, porque las personas somos fuentes de contaminación. Además, dentro del laboratorio llevamos a cabo reacciones químicas, tienen lugar derrames de reactivos, y en definitiva hay interacciones de reactivos con objetos metálicos que generan partículas.

(Vía)
Para intentar disminuir al máximo la contaminación, se emplean filtros HEPA, que consigue reducir en un 99,97% el nivel particulado del aire para partículas de 0,3 micrómetros o más. Así, el aire obtenido se denomina aire de clase 100, ya que hay menos de 100 partículas mayores o iguales a 0,3 micrómetros por metro cúbico de aire. Lo habitual es que el laboratorio sea de clase 1000 o 10000, y tener cabinas controladas de clase 100.

El objetivo es conseguir un laboratorio limpio, mediante una habitación intermedia (antes de entrar al laboratorio) que está sometida a una presión positiva (el aire sale) con un filtro HEPA y antes de este filtro una serie de prefiltros. En esta presala, se cambian los analistas. En la puerta de entrada del laboratorio hay un precipitador electrostático y sistemas adhesivos que eliminan las partículas del calzado.  Ya en el interior del laboratorio, las paredes y suelos están recubiertos para evitar la migración de partículas. Las esquinas son redondeadas (como las de Lepe), y se intenta evitar en la medida de lo posible componentes metálicos, y las mesas (o poyatas) están recubiertas de polímero. Por supuesto, hay que limpiar diariamente para eliminar posibles acúmulos y semanalmente limpiar más a fondo con agua ultrapura y alcohol. 

(Vía)
Pero la contaminación no proviene solo del aire, otra fuente son los reactivos que empleamos como disolventes o incluso para limpiar. Y aunque ahora es posible adquirir comercialmente reactivos de alta pureza acompañado de certificaciones, estas no siempre se cumplen así que hay que pensar en tener una metodología de purificación dentro del mismo laboratorio, teniendo en cuenta que los reactivos que más se emplean son el agua ultrapura y ácidos/bases minerales. 

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Y... no hemos acabado, todavía nos queda el material que usaremos para trabajar: el vidrio del laboratorio no nos sirve para análisis de trazas ya que puede adsorber nuestro analito (tendríamos error por defecto), también podría lixiviarse (interferir y dificultar el análisis), desorción (error por exceso) que es un riesgo aún mayor con el tiempo (por ejemplo, en caso de almacenamiento) o en condiciones agresivas (por ejemplo, si llevamos a cabo la digestión de la muestra). Por todo esto, los mejores recipientes para este tipo de análisis suelen ser los polímeros fluorados, el cuarzo sintético, el polipropileno, etc. ¡Y hay que tenerlo limpio!: los procesos de limpieza deben cuidar la integridad del material, y lo mejor es emplear disoluciones diluidas de ácido sulfúrico y ácido nítrico, mediante inmersión prolongada durante 3-6 días en disoluciones ácidas 5-10% o bien, por vapores de ácido.

¿Ya está? ¡No! Queda aún el factor más importante, como dijimos antes "las personas somos fuentes de contaminación". El analista debe desarrollar una actitud sistemática y sobre todo, sentido común. Algunos aspectos básicos como evitar múltiples manipulaciones, evitar transferencias porque implica un mayor contacto con el material, reducir el uso del material, llevar a cabo adiciones de reactivo pequeñas, usar guantes sin talco,... No solo influye nuestra manera de trabajar, sino que los cosméticos, tintes de cabello, lociones de afeitado, medicamentos, relojes y joyas, y los tejidos influyen también. Hay que procurar que el analista trabaje en condiciones químicamente asépticas.

Esta entrada participa en la XX edición del Carnaval de Química organizado por @bioamara en el blog La Ciencia de Amara

(Fuente)
Referencias

Apuntes de la asignatura de Química Analítica Avanzada impartida por el profesor Íñigo Navarro, en la Licenciatura de Química de la Universidad de Navarra.

4 comentarios:

  1. Muy buen post y con mucha razón.

    Mi trabajo fin de máster consistía en medir mercurio en aguas por debajo de 1 ppb. Para llegar a estos niveles tuve que usar material de plástico nuevo nunca vidrio, ácido clorhídrico doblemente destilado y tener mucho mucho cuidado ;)

    Un saludo.

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    1. Me alegro de que te haya gustado! Tengo pendiente hablar del mercurio. Y qué paciencia tenemos los científicos, y más los analíticos! ;)

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  2. Buen post y un tema muy original sobre el que escribir. ¿Me lo parece a mí o últimamente vas de analítica? ;-)

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    1. jejeje, me has pillado: al acabar la Licenciatura dudaba entre orgánica o analítica, y el máster lo hice en química analítica y enológica :)
      Me alegro de que te guste!

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