La investigación en polímeros del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA)

El Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), del sistema SEP-CONACYT, se ubica en la ciudad de Saltillo, Coahuila. El centro, fundado en 1976, se dedicó en sus inicios al estudio y aprovechamiento de los recursos naturales de las zonas áridas, específicamente, las propiedades del guayule, la candelilla, la palma, la lechuguilla y la gobernadora.

En 1984 la junta directiva del CONACYT requirió al CIQA para trabajar con proyectos de ámbito industrial, por lo que el Centro orientó sus objetivos al área de polímeros. Para entonces, ya existía el departamento de polímeros, así como el de química agrícola, biología vegetal y química analítica.

El CONACYT también le solicitó al CIQA que se dedicara a una sola área de investigación. El departamento de polímeros era el que más había crecido, por lo que se tomo la decisión de dedicarse a ello.
Hoy en día el CIQA realiza investigación, crea tecnología, proporciona asistencia técnica y capacitación, orientando sus proyectos a la creación de nuevas tecnologías basadas en productos ya existentes, con modificaciones ligeras o fuertes, aunque también lleva a cabo sus propios desarrollos. Otra área en que trabaja el CIQA es la creación de metodologías para la optimización de los procesos de producción del plástico caracterizándolo con nuevas propiedades, mejorando sus procesos de producción e incrementando la productividad.

INVESTIGACIÓN EN PLÁSTICOS
El CIQA trabaja con los plásticos del tipo commodities, o sea pláticos de alto consumo que no son de especialidad entre los que destacan; el polietileno, el polipropileno y el PVC. Respecto a los plásticos de ingeniería, en el CIQA se investiga principalmente el nylon y el poliéster.

Departamento de Química de Polímeros
En esta área se investiga el desarrollo de monómeros, o de iniciadores para polimerizaciones, buscando obtener algún producto útil. En este momento, el CIQA investiga el desarrollo de polímeros que tengan una mayor resistencia al impacto. Trabaja también en un nuevo tipo de catalizadores denominados metalocenos, los cuales tienen la propiedades para obtener polímeros altamente regulares en su estructura química, lo cual mejora las propiedades de resistencia a la tensión y de resistencia a la abrasión.

DESARROLLO DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Mas de tres cuartas partes de los plásticos que se producen en México se procesan a través de las técnicas de extrusión e inyección. El resto corresponde a los plásticos procesados a través de los métodos de calandrado, termoformado, vaciado y moldeo por compresión.

El CIQA trabaja en los siguientes desarrollos:

Síntesis y modificación química de materiales poliméricos
En los laboratorios y en las pequeñas plantas de producción que tiene el CIQA, se realiza la modificación química y la caracterización de materiales. Por ejemplo, el polietileno es una molécula compuesta de carbono e hidrógeno, al agregársele anhídrido maleico en un 3%, queda “injertada”, infiriéndole ciertas características químicas.

Síntesis de aditivos especiales para polímeros
Existen dos tipos de aditivos; uno para reforzar las características del plástico y el otro para protegerlo del ambiente. El primero se utiliza para hacerlo más resistente al impacto, que no se quiebre fácilmente. El otro evita que se degrade, por ejemplo cuando se exponen al Sol continuamente por efecto de la luz ultravioleta. Este tipo de aditivos forman una pantalla contra dicha radiación. El CIQA ha trabajado constantemente en la síntesis de nuevos aditivos ya que la mayor parte de los plásticos que se usan como producto final los requieren.

Polimerización en emulsión y microemulsión
Este proceso se utiliza frecuentemente en la fabricación de pinturas y en la producción de plásticos como el PVC o el acrílico. Utilizando un reactor químico para lograr la emulsión. En el CIQA se investiga, particularmente, con los reactivos que inciden en el tamaño de las partículas del látex o emulsión, la cual suele resultar en una pintura compuesta por partículas de plástico. Cuyo tamaño incidirá en las propiedades de la misma. De tal forma que se busca predecir o dominar el tamaño de estas partículas, lo cual incidirá en las características del producto final.

Mezclas y aleaciones de polímeros
En los plásticos, igual que en los metales, se recurre frecuentemente a la mezcla y la aleación de polímeros. Las mezclas de polietileno y polipropileno, son las más utilizadas en el plástico común y corriente, también existen mezclas de nylon y polietileno, en fin; existen muchos tipos y variedades de mezclas con grados y concentración diferentes. De lo que se trata aquí es que el producto final reúna ciertas características. Requiriéndose de compatibilidad entre los productos plásticos a mezclar. El CIQA ha estado trabajando en el desarrollo de los denominados compatibilizantes o procesos de compatibilización de los polímeros.

Caracterización de materiales
El CIQA cuenta con instrumental y equipo para analizar, caracterizar y determinar con exactitud, la estructura química y la concentración de todos los elementos que conforman los polímeros. En este campo se han desarrollado metodologías para caracterizar y analizar los materiales plásticos, haciendo algunas aportaciones tecnológicas, por ejemplo en la agricultura, donde el CIQA ha realizado algunos proyectos de investigación que se han aplicado exitosamente.
Es en el sistema de riego por goteo, donde el CIQA ha caracterizando plásticos para la fabricación de mangueras, goteros, y acolchado para cubrir surcos. Esta tecnología mejora la calidad de los productos agrícolas, aumenta la productividad y ahorra agua. El CIQA ha diseñado algunos tipos de materiales plásticos que reúnen las propiedades y los efectos requeridos en el cultivo de las hortalizas. También ha incursiónado en el diseño de plásticos para invernadero.
Otra aplicación de los plásticos que el CIQA ha desarrollado para la agricultura, es el uso del sistema de acolchado. Aquí se cubren los surcos con un plástico, sembrando las plantitas en unas perforaciones hechas ex profeso, haciendo que se desarrollen más rápidamente. Así, en vez de hacerlo en dos meses, lo hará en mes y medio, pudiéndose levantar la cosecha antes, y por lo tanto llegando más pronto al mercado. Hay que subrayar que estas tecnologías son altamente rentables cuando se utilizan en las hortalizas. No así en los granos. En México existen varios ranchos en donde se aplica este tipo de tecnología que es cara pero muy rentable.

Procesamiento reactivo
La inyección del plástico consiste en introducir gránulos de polietileno en una máquina inyectora. Ya dentro, se calienta y se bombea a un molde donde se enfría y se solidifica. Se requiere una máquina de mucha fuerza para inyectar este plástico, ya que se encuentra en un alto grado de viscosidad. El procesamiento reactivo consiste en que, a través de una reacción química desencadenada por un catalizador, se efectúa la polimerización dentro del mismo molde. En la actualidad este procedimiento se realiza únicamente con dos tipos de plásticos: los poliuretanos y el nylon, que tienen las propiedades para reaccionar en el molde, con la ventaja de que la máquina es más pequeña porque no se necesita tanta fuerza para inyectarlos.

LABORATORIOS
En el CIQA existen diferentes tipos de laboratorios de química y de física, con el equipo y la tecnología necesarios para efectuar caracterizaciones y reacciones químicas en pequeña escala. A continuación los mencionamos y exponemos el tipo de actividad que desarrollan.

Plantas Piloto
El CIQA cuenta con plantas piloto donde, en pequeños reactores de distintas características, de aproximadamente veinte litros, llevan a una escala un poco mayor que en el laboratorio, las reacciones químicas.

En las plantas piloto se cuenta con equipos de extrucción e inyección, se aplican los hallazgos del laboratorio y se elaboran botellas, bolsas y empaques de plástico. Otra pequeña planta está equipada con moldeadoras de comprensión, donde también se hacen mezclas y aleaciones.

Laboratorio de Análisis Fisicomecánicos
Donde se efectúa el análisis de propiedades y de resistencia mecánica, de resistencia al impacto y a la tracción. Contando con área donde se realizan pruebas de tipo reológico

Departamento de Procesos de Polimerización
Aquí se trabaja en el desarrollo de la denominada micro-emulsión, para la obtención de bases para pinturas de agua.

Departamento de Biopolímeros
En esta área se investiga con seres vivos para producir polímeros, por ejemplo: los biocementos los cuales se desarrollan con el fin de sustituir partes óseas dañadas o para implantes que deben de ser biocompatibles con el organismo. Se buscan también materiales que sean biodegradables como el poliuretano biodegradable. Recientemente han estado desarrollando nuevos métodos para la obtención de polímeros para su aplicación en electrónica o con propiedades de foto o electroluminiscencia, orientándose a la síntesis, a la evaluación y a la caracterización de estos nuevos materiales.

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
Los logros del CIQA en investigación se basan en la formación académica y experiencia de su personal el cual lo ha llevado a consolidar las siguientes líneas:

Síntesis de polímeros
Procesos de polimerización
Procesos de transformación de plásticos
Materiales avanzados
Plásticos en agricultura

PROGRAMAS ACADÉMICOS
Los programas de posgrado que se ofrecen en el Centro son:

Especialización en Química Aplicada
Maestría en Tecnología de Polímeros
Doctorado en Tecnología de Polímeros

VINCULACIÓN Y SERVICIOS
El CIQA cuenta con moderna infraestructura que le permite ofrecer servicios a la industria nacional, dentro del marco de avanzada tecnología. La vinculación con las empresas del sector químico y de plásticos se establece con el fin de lograr la identificación de necesidades tecnológicas para la prestación de servicios y el desarrollo y transferencia de tecnología. En apoyo a la industria química y del plástico el CIQA ofrece diferentes tipos de servicios tecnológicos:

ASISTENCIA TÉCNICA
La asistencia técnica que presta el CIQA a las empresas del área es del siguiente tipo:

Soporte técnico en procesos y productos para la solución de problemas, mediante estudios realizados en las plantas piloto del CIQA o en las mismas empresas
Respaldo técnico en todas las etapas del proceso productivo desde el desarrollo y fabricación de los productos químicos y materiales plásticos, hasta la obtención del producto terminado y sus aplicaciones.
Apoyo en proyectos empresariales de mejora de la calidad y productividad, así como de factibilidad de nuevos negocios

ANÁLISIS Y PRUEBAS
El CIQA presta servicio de análisis y pruebas en laboratorios que trabajan bajo la norma ISO 9002 y que están acreditados por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA). Se realizan análisis químicos, pruebas físicas, fisicoquímicas, reológicas y biológicas de productos químicos y materiales plásticos, las cuales son demandados por la industria para:

Conocer la calidad de los materiales para el cumplimiento de las exigencias de los procesos internos y de las normas de los clientes
Contar con bases para la modificación y el desarrollo de productos
Identificación y prevención de problemas de proceso

CAPACITACIÓN
Se ofrecen programas de capacitación para el personal técnico de las empresas a través de los cuales se adquieren conocimientos fundamentales y se mejoran las bases técnicas para resolver problemas en un área determinada.

Cursos individuales con opción al Diplomado en Plásticos
Cursos individuales relacionados con diversas áreas de la química
Talleres y cursos teórico-prácticos relacionados con procesado de plásticos

En resumen, si su empresa requiere cualquier tipo de apoyo en el área de Ciencia y Tecnología de Polímeros, el CIQA es su mejor opción.

La limpieza de material de laboratorio con lavadoras automáticas

Como su nombre indica, una lavadora / desinfectora realiza un ciclo de lavado seguido de una fase de desinfección. La desinfección es efectuada por una inyección de agua caliente a aproximadamente 90°C durante 1-10 minutos.

La máquina entrega material limpio, desinfectado y seco: es decir, preparado y seguro para su manipulación, aspecto necesario para realizar la inspección de los instrumentos y su posterior empaquetado. Estos equipos son rápidos y fáciles de manejar. Normalmente tienen programas para diferentes tipos de carga.

El proceso de limpieza / desinfección en una lavadora desinfectora automática normalmente sigue los siguientes pasos:

- Pre lavado: Aclarado inicial de la carga con agua fría. La mayor parte de la suciedad se elimina en esta fase. La temperatura no debería exceder los 35ºC.

- Limpieza: El detergente es añadido y el agua es calentada hasta aproximadamente los 45-55°C. La limpieza principal se desarrolla en esta fase. Nota: para agentes de limpieza alcalinos, se deben utilizar altas temperaturas.

- Neutralización: Cuando se utiliza un agente de limpieza alcalino, el agua es químicamente neutralizada con el objetivo de prevenir la corrosión.

- Aclarado intermedio: Toda la suciedad remanente es cuidadosamente arrastrada con agua fresca nueva.

- Desinfección a 90-95°C durante aproximadamente 1-10 minutos. Puede añadirse un surfactante que ayude en el aclarado y que reducirá el tiempo de secado. El tiempo y la temperatura dependerán de la carga.

- Secado: Con el objetivo de prevenir la recontaminación, es esencial que la carga esté seca en el momento de ser liberada.

Las lavadoras desinfectoras

Estos equipos realizan un proceso por lotes: una carga es procesada completamente en una única cámara y posteriormente se extrae de la máquina. Este hecho está en contraposición con los túneles, donde las fases de un ciclo tienen lugar en cámaras consecutivas.

Dependiendo de su tamaño, se puede colocar un número determinado de bandejas estandarizadas de instrumentos en un rack de carga e introducirlo en la cámara de lavado.

Los racks de carga están disponibles para un amplio abanico de instrumentos y materiales, cubriendo así diversas aplicaciones: instrumental, contenedores, instrumentos de Microcirugía, material de anestesia, zuecos de quirófano y biberones. En el caso de instrumentos canulados, es fundamental que su interior quede perfectamente limpio y aclarado. Por ello, cada rack se conecta a un sistema de inyección individual. Dependiendo del tipo de carga, existirá un menú de programas adecuado. En las maquinas más nuevas, existen sistemas de reconocimiento automático de los racks insertados, con lo que el equipo selecciona el programa apropiado automáticamente, reduciendo la posibilidad de error humano en la selección equivocada del programa. El ciclo completo transcurre de manera automática y se desarrolla todo él, en la misma cámara de lavado.

Las ventajas de estas máquinas son

Diseño compacto
Menor complejidad que los túneles de lavado; por tanto, menores posibilidades de averías.
La capacidad de lavado puede incrementarse instalando unidades adicionales contiguas. Esta capacidad extra proporciona una seguridad añadida en caso de avería.
Si a pesar de ello, se necesita una capacidad de procesamiento mayor, se debe considerar la posibilidad de instalar un túnel de lavado.

Las lavadoras / desinfectoras pueden ser equipadas con una única puerta ó con doble puerta (de tipo paso a través). Este último se recomienda en caso de necesitar separar el área limpia de la sucia, y por tanto, reducir las posibilidades de infección cruzada. Las puertas deberían estar interbloqueadas, asegurando que no puedan abrirse ambas puertas al mismo tiempo. Las puertas pueden activarse manualmente o ser completamente automáticas. Cuando se necesita conseguir una capacidad de procesamiento elevada y se poseen unidades múltiples, puede instalarse un sistema de carga y descarga automática.

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¿Qué son las Buenas Prácticas de Laboratorio (BLP/GLP)?

Las Buenas Prácticas de Laboratorio o Good Laboratory Practice (BLP/GLP), es un conjunto de reglas, de procedimientos operacionales y prácticas establecidas y promulgadas por determinados organismos como la (Organization for Economic Cooperation and Development (OCDE), o la Food and Drug Administration (FDA), etc.), que se consideran de obligado cumplimiento para asegurar la calidad e integridad de los datos producidos en determinados tipos de investigaciones o estudios.

Esto surge debido a que a fines de los años 1969 y 1975 las agencias reguladoras se enfrentaron con grandes discrepancias en los datos dirigidos a ellas, obtenidos en distintos laboratorios.

Había caso de laboratorios que no operaban con protocolos y la información sólo estaba en forma oral, en general los informes eran incompletos y no contaban con documentos de procedimientos estandarizados.

Era necesario realizar un mejor trabajo, tanto en el manejo y desarrollo de estudio de informes como en reportes de los laboratorios.

Las BPL abarcan todos los eslabones de un estudio o investigación, y para ello se precisa que previamente se haya establecido un "Plan de Garantía de la Calidad". Para verificar que el Plan se cumple a lo largo de todo el estudio, se precisa de "un sistema planificado de actividades", cuyo diseño o finalidad es asegurar que el Plan de Garantía se cumple.

Las normas BPL constituyen, en esencia, una filosofía de trabajo, son un sistema de organización de todo lo que de alguna forma interviene en la realización de un estudio o procedimiento encaminado a la investigación de todo producto químico o biológico que pueda tener impacto sobre la especie humana. Las normas inciden en cómo debe trabajar a lo largo de todo el estudio, desde su diseño hasta el archivo.

En Proveedora Químico Farmacéutica (PROQUIFA), tenemos como misión fundamental satisfacer y superar las expectativas de sus clientes al proveerlos de materiales de alta calidad para las áreas de control de calidad, documentación, entrenamiento e investigación en áreas de la industria farmacéutica, químico farmacéutica, educativa y científica.

Contamos con una gran cantidad de videos de mucha importancia en la capacitación del personal de la industria y laboratorios, las cuales nos muestran de manera clara y precisa eventos concretos muy útiles para el trabajo diario. Nos permiten crear conciencia en el personal y tienen la ventaja de que es posible capacitar al personal en grupos, además de ser didácticos y objetivos.

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