Un técnico de laboratorio convertido en fotógrafo científico ha creado una cámara que nos permite mirar dentro de la caja negra de una centrífuga mientras gira sus muestras.
Los videos son fascinantes y, lo que es más importante, nos muestran dinámicas de fluidos con un nivel de detalle que nunca antes habíamos visto.
Hasta ahora, el inventor holandés Maurice Mikkers ha centrado su cámara en fluidos familiares como café, batidos y salsa picante. Pero la cámara centrífuga podría tener todo tipo de aplicaciones de investigación, desde el estudio de la física y la genética hasta los alimentos, el tratamiento de aguas residuales y más.
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Antes de dedicarse a la fotografía científica, Mikkers trabajó como técnico de laboratorio en el Instituto Nacional Holandés de Salud Pública y Medio Ambiente, donde participó en el diagnóstico de parásitos.
Allí, Mikkers utilizó una centrífuga innumerables veces, pero lo que sucedía dentro de la máquina seguía siendo un misterio de caja negra, un misterio que el fotógrafo que llevaba dentro siempre quiso escudriñar.
“Mientras trabajaba en el laboratorio, sólo tenía conocimiento visual de la muestra ‘precentrífuga’ y de la muestra ‘postcentrífuga'”, Mikkers escribe en un ensayo publicado en Medium.
Sabía lo que implicaba el proceso en teoría, gracias a las ilustraciones y animaciones científicas: “Sin embargo, nunca había visto una vista en vivo del proceso de separación”, dijo. explica.
Para capturar esto él mismo, Mikkers trabajó durante meses, luchando contra los problemas técnicos que surgen cuando intentas montar una cámara digital en una máquina que gira tan rápido que produce fuerzas 2.500 veces más fuertes que la gravedad de la superficie de la Tierra, lo que por supuesto no afecta sólo a la muestra. que se está filmando, sino también el propio equipo de grabación.
Las centrífugas funcionan haciendo girar fluidos a una velocidad que crea intensas fuerzas centrífugas. Las capas más alejadas del centro de la centrífuga experimentan una fuerza centrífuga más extrema que las más cercanas al centro, porque el círculo que forman en una rotación es mucho más grande.
Esto afecta a las partículas del fluido de manera diferente, dependiendo de su densidad, lo que hace que los componentes se separen en capas ordenadas, y la materia más densa es arrastrada hacia el punto más externo.
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Esta tecnología es especialmente conocida por ser utilizada para separar una muestra de sangre en glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas y plasma, ya sea para análisis o donación.
También se utiliza para extraer ADN de las células. Debido a que el ADN tiene una densidad menor que otros componentes celulares, sube a la superficie en una centrífuga.
Esta técnica aparentemente simple es fundamental para casi todos los análisis e investigaciones genéticas, desde mapear los genomas de las especies hasta detectar virusparásitos y bacterias en el cuerpo humano, hasta identificar e incluso modificar los códigos que definen nuestros rasgos físicos.
Algunos fluidos captados por la cámara de Mikkers no se separan, pero muestran una dinámica de fluidos interesante que antes no se podía observar de esta manera.
Por ejemplo, una toma de antes y después no ofrece ningún indicio de los fascinantes remolinos de un gel de ducha expuesto a 2500 g de fuerza.
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Las centrífugas incluso se han integrado en la ciencia de los alimentos, y los vídeos de Mikkers despertaron el interés de Álvaro Martín, físico de fluidos de la Universidad de Twente en los Países Bajos, quien analizó las imágenes en un presentación sobre dinámica de fluidos culinarios.
“Las imágenes de la cámara centrífuga sorprenden a cualquier experto en dinámica de fluidos debido a la cantidad de movimiento presente en la mayoría de los vídeos, lejos de ser un movimiento de separación suave y persistente durante minutos”, Martin dice.
Por lo tanto, llegar a ver lo que realmente sucede dentro de ese pequeño ciclo de giro es un gran desafío para los investigadores en todo tipo de campos: genética, física, arte e incluso tratamiento de aguas residuales.
Mikkers colabora actualmente con el reólogo Lorenzo Botto de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, en un proyecto que llaman ‘cámara de lodo‘, que explora la aplicación potencial de esta tecnología en la recuperación de recursos valiosos de los lodos de aguas residuales.
Cuando se elimina el agua de las aguas residuales, lo que queda es un lodo repugnante, maloliente y peligroso que cada vez se reconoce más como una “mina de oro” de nutrientes y minerales, sin mencionar materiales sintéticos como polímeros.
El proyecto tiene como objetivo crear una cámara centrífuga inteligente para ayudar a los operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales a adaptar la forma en que tratan los lodos en función de lo que realmente contienen.
“Es la primera vez que los investigadores pueden ver lo que sucede dentro de una centrífuga a escala de laboratorio mientras gira, y esto brindará muchos conocimientos que pueden aplicarse no sólo al tratamiento de aguas residuales, sino también a otras aplicaciones como la biotecnología y procesamiento de alimentos”, Botto dice.
No podemos esperar a ver más.