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ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LABORATORIOS CIENTÍFICOS DENTRO DE LA FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA DE LA UNAM.

Integrantes:  Hernández Morales David  Moreno Ruíz Montserrat  Noriega Espíndola Ana Jessica  Pérez Tobón Gustavo Román  Sánchez Gómez Eduardo

Grupo: 600C

Fecha de entrega: Jueves 22 de septiembre del 2011.

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LABORATORIOS CIENTÍFICOS DENTRO DE LA FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA DE LA UNAM Introducción: En el campo de la ciencia, el laboratorio constituye el lugar de trabajo, en la enseñanza y en la investigación, por lo que se considera indispensable conocer las características que debe cumplir para poder llevar a cabo las actividades que en él se realizan, con armonía y satisfacción. Para ello, lo ideal sería diseñarlo para la tarea específica que en él se realizará, ya sea para el trabajo docente o para la investigación científica directa y aplicada. Sin embargo, existen algunos puntos comunes a casi todos los tipos de laboratorio que a continuación se mencionan y explican brevemente: a) Localización y orientación del laboratorio. La localización del laboratorio depende del trabajo que en él se realice, por ejemplo, para la investigación en biología marina el laboratorio debe ubicarse cerca o en el mismo mar. Po otro lado, la orientación del mismo dependerá de la latitud en la que se construya, por ejemplo, como en la ciudad de México la luz dominante llega del sur, el laboratorio tendría que construirse de tal manera que las ventanas estén orientadas hacia ese punto. (Gaviño, 1972). b) Instalaciones. Las principales instalaciones que deben considerarse son: La calefacción, la ventilación, el desagüe y la provisión de agua, gas y electricidad. En ocasiones se requieren líneas de vacío y de aire a presión, aunque las primeras son de uso restringido. (Gaviño, 1972). c) Ventilación y calefacción. Puede ser natural o artificial, sin embargo, el mejor sistema

de

calefacción

y

ventilación

es

la

ventilación

artificial

por

acondicionamiento de aire, con entradas y salidas reguladas para compensar el aire necesario en el laboratorio, para el personal que ahí trabaja, así como para las campanas de liberación de gases. Ahora bien, cualquiera que sea sistema de ventilación, es esencial disponer de extinguidores para casos de incendio. (Gaviño, 1972). d) Iluminación. Debe estar dispuesta convenientemente en relación con las mesas de trabajo. La iluminación puede ser natural o artificial, aunque por su intensidad la más conveniente es la luz natural, pero debe evitarse la luz solar directa que

forme reflejos molestos a la observación o altere la temperatura del laboratorio. (Gaviño, 1972). e) Desagüe. Se recomienda cualquier sistema simple, con el mínimo de codos y otros lugares donde puedan acumularse materiales de desecho. (Gaviño, 1972). f) Conductos en general. Necesariamente los conductos para los cables eléctricos, gas, agua, etc., deben ser accesibles y estar fuera de los lugares de paso, y además, que lleguen por instalaciones ocultas, para que no obstruyan la superficie de las mesas. (Gaviño, 1972). g) Materiales para la construcción. Hay una serie de requisitos referentes a los materiales de construcción y, en especial, a los de revestimiento. Entre los principales se mencionan los siguientes:  Superficies lisas no porosas.  Resistentes a la corrosión.  No iónicas.  Resistentes al calor.  Impermeables. h) Pisos. La madera en tablas o en bloques o el hormigón, no son satisfactorios por sí solos y debes evitarse. No obstante, pueden cubrirse con linóleo bien encerado y colocado en forma apropiada, para lograr un tipo de piso sumamente satisfactorio para todo tipo de trabajo. (Gaviño, 1972). i) Paredes. Preferentemente se recomienda un terminado “tipo hospital”, aplicando una capa de pintura a superficies revocadas lisas. Para la asepsia se recomienda emplear una pintura a base de caucho colorado. El color de las paredes debe ser siempre de tonos claros y no brillantes para que permitan la difusión adecuada de la luz a y eviten reflejos, al igual que los techos. (Gaviño, 1972). j) Mesas de trabajo y otros muebles. Estos objetos deben ser de materiales muy resistentes (mármol, formite, etc.), siendo la madera un material base completamente satisfactorio y debe tratarse con pinturas especiales. (Gaviño, 1972). k) Superficies de trabajo. El mejor material para superficies de trabajo es el polietileno. Tanto el celofán como las hojas delgadas de polietileno, el papel

plastificado y los papeles encerados, son suficientemente baratos como para ser repuestos con frecuencia. (Gaviño, 1972).

Seguridad y precauciones en el laboratorio. Los mayores peligros en un laboratorio no son el fuego y las descargas eléctricas, sino el descuido y la irresponsabilidad. Se producen accidentes por una falla en el diseño, por una conservación defectuosa y, porque un operador actúa antes de pensar. (Gaviño, 1972). En el diseño del laboratorio es mucho lo que puede hacerse por la seguridad, por ejemplo:  Deben evitarse escalones o cambios de nivel en el piso.  Conviene que las hojas de las puertas sea transparentes, para reducir al mínimo la posibilidad de colisiones.  Deben haber un número adecuado de salidas, teniendo en cuenta los dispositivos de salida de emergencia. Sin embargo, recordamos que por perfecto que sea el diseño de un laboratorio, la seguridad en el trabajo depende principalmente del operador.

Particularmente, en cuanto al laboratorio de investigación científica decimos que existen laboratorios que, por naturaleza de sus estudios requieren grandes locales y gran cantidad de equipo y personal. Por otro lado, existen laboratorios en los que se investiga un fenómeno particular y requieren de la adquisición de aparatos complejos y costosos, muchas veces no necesitan de un lugar tan amplio como los anteriores. Ahora bien, este trabajo lo realizamos en base a los datos obtenidos en una visita a dos laboratorios de investigación científica ubicados en la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza de la UNAM, con el fin de conocer las actividades que desarrolla particularmente, el diseño de la infraestructura del laboratorio y las medidas de seguridad que se utilizan y con ello identificar las características base de todo laboratorio científico ya mencionadas anteriormente, así como las características de diseño particulares de cada laboratorio y el tipo de investigaciones que lleva a cabo.

Objetivo: Con esta investigación se pretende conocer físicamente un laboratorio de investigación biológica (en este caso, laboratorios de la FES Zaragoza de la UNAM) para identificar las características de diseño en su infraestructura, las actividades de investigación científica que se llevan a cabo dentro del laboratorio y las medidas de seguridad que se toman en cuenta durante la experimentación dentro del mismo laboratorio.

Desarrollo: La FES Zaragoza está conformada por una gran variedad de laboratorios, tanto docentes como de investigación, nosotros decidimos conocer más sobre los laboratorios de investigación referentes a: “Las reacciones catalíticas y cromatografía”, utilizado frecuentemente por alumnos o egresados de la carrera de Química Farmacéutica Biológica, y también otro relacionado a “Eco hidrología” y “Nutrición vegetal”. En general los laboratorios están divididos, pues no todos lo utilizan con la misma finalidad, tal vez sus investigaciones están relacionadas pero cada investigador enfoca su proyecto en un tema en especial. Laboratorio 1 “Reacciones catalíticas y cromatografía”. Como lo mencionamos anteriormente, los laboratorios se dividen y así se puedan utilizar para trabajar en diferentes proyectos, entonces nosotros seleccionamos un laboratorio en el que se desarrollaba el tema arriba mencionado. Aquí realizan diferentes reacciones, entonces éstas dan lugar a diferentes compuestos, por tanto dichos compuestos deben ser separados y uno de los equipos que utilizan es una “columna cromatográfica”, en donde se da la separación de dichos compuestos. Ahí aprendimos que la cromatografía se basa en un conjunto de técnicas asociadas al principio de retención selectiva.  Permite separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes.  Fase móvil: consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico).

 Fase estacionaria: se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido.

Los componentes de la mezcla interaccionan en forma diferente con la fase estacionaria y con la fase móvil.  Los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando.

Tipos de cromatografía a) Cromatografía plana: La fase estacionaria se sitúa sobre una placa plana o sobre un papel. Las principales técnicas son:  Cromatografía en papel.  Cromatografía en capa fina.

b) Cromatografía en columna: La fase estacionaria se sitúa dentro de una columna. Según el fluido empleado como fase móvil se distinguen:  Cromatografía de líquidos.  Cromatografía de gases.  Cromatografía de fluidos supercríticos.

En este caso sólo abordaremos la cromatografía en columna, puesto que esta es la que se trabaja dentro del laboratorio:

Cromatografía de columna Consiste en la aplicación de una muestra compleja a una columna de cristal.  Contiene una matriz sólida porosa que está inmersa en el solvente.  Se bombea una gran cantidad de solvente a través de la columna.  Las diferentes mezclas se van retrasando de manera distinta según sus interacciones con la matriz.  Se pueden separar de acuerdo a su carga, su hidrofobicidad, su tamaño o su capacidad de unirse a grupos químicos particulares.

 La pureza de las fracciones obtenidas se suele comprobar mediante la electroforesis en geles de poliacrilamida.

El laboratorio puede servir para realizar investigaciones tanto de Química como de Biología, y por eso está equipado con gran cantidad de materiales que pueden ser utilizados en cualquier momento, incluso vimos el funcionamiento de muchos de ellos, entre ellos, el de la columna cromatográfica. a) Medidas de seguridad. Las medidas que se utilizan son las usuales de cualquier laboratorio, a continuación presentaremos un listado en donde se mencionan la indicaciones a seguir en los laboratorios, las cuales forman parte del Reglamento General de Laboratorios dentro de la Fes Zaragoza. 

Uso obligatorio de bata.



Uso obligatorio de zapatos cerrados.



Uso obligatorio de identificación.



Prohibido fumar.



Prohibido usar audífonos.



Prohibido consumir bebidas y alimentos.



Prohibido correr y jugar dentro del laboratorio. Si se siguen estas indicaciones será más fácil trabajar dentro de un

laboratorio y también se evitarán accidentes, pero también es muy importante conocer con qué materiales se trabajará para añadir otras medidas de seguridad, como por ejemplo: lentes de seguridad, guantes, es muy interesante agregar que existen guantes de asbesto para manipular sustancias calientes en exceso, etc. Dentro de este laboratorio en particular se utiliza lo que es la campana de seguridad que permite manipular reacciones demasiado volátiles o peligrosas, con este equipo se pueden hacer extracciones más eficaces previniendo accidentes.

También

dentro

del

laboratorio

se

encuentran

diferentes

señalamientos con los cuales se da información sobre las características de algunos equipos, salidas de emergencia, etc. Es muy importante que haya un extinguidor que se pueda usar en un momento crítico en el cual ocurra un incidente además de regaderas de emergencia por si ocurre algún accidente con

cualquier sustancia. En general las medidas de seguridad fueron creadas para prevenir accidentes y hacer del laboratorio un lugar seguro de trabajo, por eso es indispensable que todos estén equipados por si llega a ocurrir un evento inesperado. b) Infraestructura. El laboratorio estaba integrado por mesas de trabajo con materiales resistentes, un piso firme al igual que las paredes, extractores de aire en caso de que haya compuestos volátiles, tiene suministros de vacío, agua, aire, gas, almacenes con los diferentes materiales de cristal, lámparas con la luz necesaria para realizar trabajos, ventilación, área de lavado, enchufes, equipos de para diferentes utilidades que se encuentran al alcance de los investigadores, un lugar reservado para las sustancias que se llegaran a utilizar, además de un lugar con computadoras.

Laboratorio 2 “Eco hidrología”, “Nutrición vegetal”. Este laboratorio tenía diferentes proyectos de investigación, unos enfocados a Ecología, otros estudian la relación entre la vegetación y la calidad del suelo, otros agricultura orgánica, agro ecología, pero nosotros nos enfocamos a la eco hidrología y nutrición vegetal, el primero trata sobre la relación que guardan los bosques, con los ríos y lagos, aquí también desarrollan investigaciones para las cuales van a sitios de recarga de acuíferos a nivel nacional y tratan de ver la relación entre la vegetación y la lluvia con la formación de las cuencas hidrológicas, y el segundo aborda cómo se puede mejorar el crecimiento de los cultivo agrícolas y de especies forestales, además de la relación que existe entre la vegetación y las propiedades físicas y químicas del suelo El espacio está distribuido equitativamente. En este laboratorio aprendimos que la Eco hidrología se encarga de estudiar las interacciones entre el ciclo hidrológico y los ecosistemas en diferentes escalas espaciotemporales. Las zonas riparias de los ríos son humedales reconocidos como interfase entre ecosistemas acuáticos y terrestres. Los humedales tienen un alto potencial para regular los flujos de agua y nutrientes en la cuenca, pero al mismo tiempo son afectados por procesos fluviales tales como inundación y sedimentación, y típicamente soportan una flora distintiva que difiere en la estructura y función de la vegetación terrestre adyacente.

La nutrición vegetal consiste en la elaboración y utilización de la materia rica en energía, como azúcares, aceites o proteínas, a partir de los materiales recogidos del suelo y del aire como agua, sales minerales o dióxido de carbono y de la energía del Sol. Esta materia que es la que fabrican las plantas sirve de alimento para los seres heterótrofos. La nutrición vegetal comprende tres procesos: 

Absorción y transporte de nutrientes hacia la hoja.



Fotosíntesis.



Utilización del alimento.

a) Medidas de seguridad. Se manejarían las mismas medidas de seguridad que en el laboratorio anterior, agregándole aspectos como: todos deben saber que van a hacer en el laboratorio, deben tener un plan de trabajo, tener conocimiento de los materiales peligrosos y cómo se deben manejar, también este laboratorio contaba con una campana de seguridad para realizar extracciones seguras, igual con regaderas de emergencia, señalamientos de seguridad, extinguidor, etc. b) Infraestructura. El laboratorio contaba con mesas de materiales resistentes, piso firme al igual que las paredes, suministros de, gas, aire y vacío. Almacenes para los materiales con señalamientos sobre su contenido, área de lavado, un lugar reservado para computadoras, iluminación necesaria además de ventilación, enchufes para la electricidad, etc.

Discusión: En particular, nuestro punto de vista acerca de esta unidad y en especial, de esta investigación, es que consideramos muy importante la parte práctica en todo tema, ya que en esta primera unidad logramos enriquecer nuestros conocimientos al visitar un laboratorio de investigación, puesto que de esta manera vimos más de cerca lo que realmente implica el trabajo de investigación dentro de un laboratorio. Observamos que en el Laboratorio 1 trabajan QFB (Químicos Farmacéuticos Biológicos) y Químicos Puros, en donde se investigan y se trabaja con reacciones catalíticas y de cromatografía.

En el Laboratorio 2 trabajaban biólogos e investigan Eco Hidrología

y al

visualizarlos logramos comprender cómo está ubicado su lugar de trabajo, la distribución de su equipo y las medidas de seguridad que se toman dentro del laboratorio, que por ser de diferentes investigaciones, éstas varían entre sí. Ahora bien, de acuerdo a los puntos planteados en la introducción del presente trabajo, podemos decir que el general los laboratorios de la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza de la UNAM contaban con todas las medidas señaladas, entre las que podemos encontrar una buena iluminación en el espacio de trabajo, la ventilación y calefacción, desagüe adecuado, mesas y mobiliario necesario, etc.; así como las medidas de seguridad como las salidas de emergencia, sin embargo, también nos quedó claro, como se señaló en la introducción, que finalmente la seguridad dentro del laboratorio depende de uno mismo y del cuidado que se tiene al trabajar experimentalmente.

Conclusiones: Con este trabajo de investigación aprendimos acerca de la utilización

del método

científico en una investigación, acerca del tipo de estudio que realizan los laboratorios, que en el caso del laboratorio de “Reacciones catalíticas y cromatografía” consideramos que fue retrospectivo parcial, longitudinal, comparativo y experimental. Mientras que para el laboratorio de “Eco hidrología” y “Nutrición vegetal” concluimos que se trata de un estudio retrospectivo parcial, longitudinal, descriptivo y experimental. También conocimos el

funcionamiento de los laboratorios, sus instalaciones

(iluminación, ventilación, el desagüe, las mesas de trabajo, etc.) y diversos equipos que utilizan para la actividad experimental (hornos, columnas cromatografías, suministros de aire, de vacío, agua, gas.) y las medidas de seguridad que se toman ahí (uso de bata, regaderas para incendios, uso de lentes o alguna otra protección para los ojos, en algunos casos guantes de látex o asbesto, extractores de aire, para compuestos volátiles, informarse acerca del funcionamiento de los equipos, campanas de seguridad, etc.).

Este trabajo fue muy importante para que comprendiéramos más a fondo el tema, ya que al visitar los laboratorios, logramos ejemplificar lo aprendido en clase, así como también llevarnos un mejor y mayor conocimiento del tema.

Bibliografía: Gaviño, G., et al. (1972). Técnicas selectas del laboratorio y campo de la biología. México: Limusa (11-16).