¿Qué es una Caja de Guantes?
Una caja de guantes es una herramienta que se utiliza en laboratorios y entornos científicos para mantener las muestras experimentales en un espacio sellado y aislado del aire exterior y de la humedad. Esta herramienta está compuesta por un guante y un recipiente sellado, que permite a los trabajadores manipular los materiales dentro del recipiente sin que entren en contacto con el aire o con sustancias peligrosas.
Uso de las Cajas de Guantes
En diversos laboratorios, especialmente en el ámbito biológico y de investigación de materiales, es común utilizar cajas de guantes. Estas son particularmente útiles en el cultivo celular y en experimentos que implican la manipulación de gases dañinos para el cuerpo humano o sustancias que reaccionan al contacto con el aire exterior.
En el campo de la investigación de materiales, es común trabajar con muestras que son muy sensibles a las condiciones ambientales, como la humedad y el oxígeno presentes en el aire. Estos elementos pueden reaacionar con la muestra y afectar su composición o propiedades, lo que puede afectar los resultados del experimento. Para evitar esto, se utilizan las cajas de guantes en el que las muestras se mantienen aisladas del aire y la humedad. De esta manera, se asegura que las muestras se mantengan estables y que los experimentos se realicen de manera controlada y precisa.
Tipos de Cajas de Guantes
Las cajas de guantes pueden dividirse en dos tipos principales según el mecanismo de control de limpieza interno:
1. Caja de Guantes al vacío
Esta caja de guantes funciona mediante un proceso de evacuación del aire interior, seguido por la inyección de gases inertes como el nitrógeno o el argón, con el objetivo de crear un entorno limpio y libre de oxígeno.
2. Cajas de Guantes de tipo Desplazamiento
La caja de guantes de desplazamiento es otro tipo de caja de guantes que funciona mediante la sustitución del interior con un gas inerte, sin la necesidad de hacer vacío.
A diferencia del tipo al vacío, la caja de guantes de desplazamiento no elimina impurezas como la humedad y el oxígeno, lo que puede afectar la limpieza del espacio interno.
Por otro lado, es importante seleccionar materiales adecuados para el cuerpo y el guante de la caja de guantes, ya que si la muestra es muy reactiva, puede reaccionar con estos componentes. Por ello, se pueden encontrar caja de guantes de desplazamiento fabricadas con materiales que van desde plástico hasta acero inoxidable para acomodar muestras altamente reactivas.
¿Cómo Elegir una Caja de Guantes?
En términos generales, las cajas de guantes de tipo vacío pueden ofrecer un ambiente con un mayor grado de limpieza y control, pero su uso requiere una bomba de vacío que puede ser costosa y ocupar espacio, lo que la hace menos adecuadas para experimentos sencillos con menos requisitos ambientales. Por este motivo, se recomienda empezar con una caja de guantes de tipo desplazamiento para experimentos que no dependen tanto del ambiente o cuando se esté comenzando a utilizar una caja de guantes.
En ambos casos, es importante seleccionar cuidadosamente los materiales para evitar reacciones no deseadas con las muestras que se planea experimentar.
Otra Información sobre las Cajas de Guantes
1. Cajas de Guantes y Gas Inerte
En la industria, el nitrógeno se utiliza comúnmente como gas inerte no sólo en la caja de guantes sino también en el envasado de alimentos debido a sus propiedades inertes. También se utiliza con frecuencia en plantas de semiconductores y otras relacionadas con la electrónica.
El nitrógeno es ampliamente utilizado debido a su disponibilidad en la atmósfera en una proporción de volumen de aproximadamente el 78,1%, lo que lo hace una opción rentable. Además, su gravedad específica es de 0,97, lo que significa que es relativamente más ligero que el aire (=1), lo que facilita su uso en diversas aplicaciones.
El argón, por su parte, tiene una presencia menor en la atmósfera representando sólo 0,93% en volumen, no obstante, sigue siendo el tercer gas más abundante despues del nitrógeno y el oxígeno. Al ser un gas noble, el argón se caracteriza por una reactividad aún menor que la del nitrógeno. Debido a su gravedad específica de 1,38, es más pesado que el aire y el nitrogeno, lo que le permite acumularse en la guantera y desplazar el aire hacia arriba.
En la selección de gas inerte, también es importante considerar la presión dentro de la caja de guantes. Mantener la presión por encima de la presión atmosférica impide que el aire atmosférico entre por los huecos más pequeños de la caja de guantes, lo que contribuye a mantener un entorno más limpio. Es por eso que los gases inertes son esenciales para garantizar la calidad y la eficacia de los experimentos en las cajas de guantes.
2. Eliminación de la Humedad en el Interior de las Cajas de Guantes
Se puede generar humedad en el interior de la caja de guantes después de que se haya sido sustituido el aire atmosférico con gas inerte. Para eliminar la humedad en la caja de guantes, se utiliza un adsorbente de humedad como el carbón activado o un material especial llamado tamiz molecular.
El tamiz molecular es un tipo de zeolitas cristalinas, es decir, un cristal poroso que puede adsorber impurezas de la caja de guantes por adsorción de moléculas en sus poros. Naturalmente, las propiedades de adsorción pueden controlarse mediante la modificación de su estructura cristalina para que se ajusten a la aplicación deseada. Existe una amplia gama de tipos de tamices moleculares, cada uno con diferentes propiedades de adsorción.
Para la eliminación de la humedad, se puede seleccionar un tamiz molecular con un diámetro de la molécula inferior a 0,3 nm, que puede crear una atmósfera de humedad ultrabaja con una temperatura de punto de rocío de -76 °C o inferior (contenido de humedad: <1 ppm). Los tamices moleculares que han absorbido la humedad pueden regenerarse y reutilizarse de nuevo mediante el flujo de gas inerte o calentándolos al vacío.
3. Eliminación del Oxígeno en las Cajas de Guantes
En algunas situaciones, es importante eliminar el oxígeno del interior de las cajas de guantes, por ejemplo, cuando se requiere un ambiente anaeróbico o cuando se manipulan sustancias altamente reactivas con el oxígeno. Para lograr esto, se utiliza un adsorbente de oxígeno, como el níquel o el cobre, o un catalizador de metal precioso, como el paladio o el platino.
Los adsorbentes de oxígeno necesitan ser regenerados después de haber adsorbido oxígeno, y para hacerlo se les hace pasar un gas inerte con ciertos porcentajes de hidrógeno. Los catalizadores de metales preciosos por su parte, no requieren un gas de regeneración y aunque su costo de instalación es más elevado, son más seguros y tienen menores costos de funcionamiento al no requerir de gas hidrógeno lo que los hace más convenientes en el largo plazo.
4. Puntos a Tener en Cuenta al Utilizar Caja de Guantes
La naturaleza sellada de la caja de guantes hace que se acumule suciedad en su interior debido a los reactivos, por lo que es esencial limpiarla para evitar la contaminación.
Aunque la caja de guantes puede crear una atmósfera muy baja en humedad y oxígeno, puede deteriorarse rápidamente si entra una pequeña cantidad de aire. Por lo tanto, es importante asegurarse de que se elimine adecuadamente la humedad y el oxígeno al introducir reactivos en la caja de guantes, y realizar un mantenimiento regular para evitar la formación de agujeros en los guantes y asegurar un ambiente estricto dentro de la caja de guantes.