Tubo de ensayo

Tiempo de lectura estimado: 11 minutes

Un tubo de ensayo, también conocido como tubo de cultivo o tubo de muestra, es una pieza común de material de vidrio de laboratorio que consiste en un tubo de vidrio o plástico transparente en forma de dedo, abierto en la parte superior y cerrado en la parte inferior.

Los tubos de ensayo suelen colocarse en gradillas especiales.

Aunque el tubo de ensayo no es el elemento de vidrio más imponente del banco de trabajo de un científico, su poder simbólico es insuperable.

El tubo de ensayo es posiblemente la pieza más discreta del laboratorio: su función cotidiana y su ubicuidad lo hacen más o menos invisible. Sin embargo, si se rasca bajo la superficie, se encuentra… bueno, no mucho. Su historia de origen no es muy atractiva; de hecho, el origen del tubo de ensayo es tan opaco e incoloro como muchas de las soluciones que contiene. Los materiales con los que se fabrican los tubos de ensayo no suelen ser excepcionales (en su mayoría, plástico o vidrio, aunque el Pyrex es bastante interesante) y, por lo demás, hay poco que diferencie un tubo de ensayo de otro, aparte del tamaño, que, a grandes rasgos, varía de 10 a 20 mm de ancho, de 50 a 200 mm de diámetro y de 100 a 150 mm de largo.

Sin embargo, a pesar de la falta de un carácter definitorio real o de una historia de fondo convincente, si una pieza de equipo de laboratorio ha llegado a simbolizar la química, y en cierto modo toda la ciencia moderna, es el tubo de ensayo. ¿Cómo es posible que esto haya sucedido?


Origen histórico del tubo de ensayo

De todas las formas y tamaños básicos de los equipos que pueblan el laboratorio de química medio, el tubo de ensayo parece ser una adición relativamente nueva: no aparece ninguna mención de él, ni nada parecido, antes del siglo XIX.

Según una versión, el tubo de ensayo surgió de la imaginación del sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848). Considerado uno de los padres de la química moderna, Berzelius cuenta con logros más que suficientes, entre ellos el descubrimiento del silicio, el selenio y el torio, la concepción del sistema de notación química y el establecimiento de las diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos. En vista de ello, concebir el tubo de ensayo podría haber sido algo que se le ocurrió en un momento de ocio una tarde de lluvia. Según las pruebas, describió algo muy parecido a lo que conocemos como tubo de ensayo en un artículo que escribió en 1814, aunque es más probable que sea la génesis del vaso de precipitados de forma alta que lleva el nombre de Berzelius hasta hoy.

Dos tubos de ensayo plásticos con tapa y escala de graduación
Dos tubos de ensayo plásticos con tapa y escala de graduación

Otra versión sostiene que el tubo de ensayo fue obra de Michael Faraday (1791-1867). Es, por supuesto, famoso por sus trabajos pioneros en química y electromagnetismo, y por inventar una primera versión de lo que sería el mechero Bunsen, además de la jaula de Faraday, que bloquea los campos electromagnéticos. La primera vez que menciona la idea del tubo de ensayo es en su libro de 1827 Chemical Manipulation, en el que sugiere que los pequeños tubos de vidrio serían útiles para probar las reacciones. Serían un sustituto a propósito de las copas de vino a las que Faraday y otros químicos recurrían normalmente cuando necesitaban almacenar o mezclar pequeñas cantidades de líquidos. En un artículo para Chemistry World, el escritor científico Philip Ball señala también que las cartas de Faraday estaban plagadas de descripciones y dibujos de probetas: «Esboza uno, por ejemplo, en una carta al químico germano-suizo Christian Friedrich Schönbein en 1854».


¿Quizás Faraday recogió la idea de Berzelius, la redujo para que cumpliera un propósito práctico específico, y de ese modo la hizo suya? Probablemente nunca lo sabremos, pero sea cual sea la verdad, es bastante seguro que ni Faraday, ni Berzelius, ni ningún otro que pudiera haber «inventado» el tubo de ensayo podría haber imaginado hasta qué punto este sencillo recipiente ha poblado desde entonces los laboratorios de todo el mundo.

Resistencia al calor

Podría decirse que el momento clave del tubo de ensayo no fue en realidad su creación, sino cuando el químico y experto en vidrio alemán Otto Schott (fundador de la corporación mundial de fabricación de vidrio Schott AG) creó por primera vez el vidrio de borosilicato en 1893.

El vidrio de borosilicato se fabrica con óxido bórico, arena de sílice y ceniza de sosa, y tiene la propiedad vital de un bajo coeficiente de dilatación térmica, es decir, que puede soportar temperaturas muy elevadas sin que su forma, superficie o volumen se alteren de forma significativa. Esto significa que los tubos de ensayo pueden aplicarse directamente a una fuente de calor, como un mechero Bunsen, que elevará la temperatura del líquido o del sólido en su interior, pero dejará el tubo intacto y sin cambios.


Aunque la resistencia real al calor varía en función de las propiedades del tipo específico de vidrio de borosilicato, normalmente puede soportar temperaturas de hasta varios cientos de grados centígrados. También es resistente a los productos químicos y tiene una excelente claridad óptica, por lo que rápidamente se convirtió en el material ideal para el tubo de ensayo y otras piezas de cristalería.

Schott llamó a su vidrio Duran, pero el nombre comercial más conocido del vidrio de borosilicato es, sin duda, Pyrex, desarrollado por Eugene Sullivan en Estados Unidos en 1908, después de haber conocido el vidrio de borosilicato como estudiante en Alemania. De una forma u otra, el Pyrex no tardó en llegar a innumerables laboratorios y cocinas, donde sus poderes a prueba de fracturas han evitado que muchas cazuelas ardientes se rompan al impactar con el agua fría.

Incluso hoy en día, la mayor parte del material de vidrio que se encuentra al alcance de un químico -incluyendo tubos de ensayo, frascos, jarras, botellas y vasos de precipitados- habrá sido fabricado con vidrio de borosilicato bajo una marca u otra.


Poder simbólico

No importa la historia o las propiedades físicas del tubo de ensayo, lo que realmente importa es que ha llegado a significar algo mucho más grande. Como dice Andrea Sella, profesor de química del University College de Londres: «El tubo de ensayo tiene un significado metafórico que va mucho más allá de su forma física. Es la incubadora de ideas, el objeto al que se recurre para realizar experimentos. Es extraordinario cómo se ha construido esa resonancia, y creo que viene del hecho de que la mayoría de la gente se encuentra con los tubos de ensayo en la escuela. Es uno de los equipos fundamentales e icónicos que nadie escapa a usar».

Formas y dimensiones de algunos tipos de tubo de ensayo
Formas y dimensiones de algunos tipos de tubo de ensayo

Este es un punto revelador. Los niños se encuentran con el tubo de ensayo al principio de su carrera escolar, normalmente mucho antes de que tengan la oportunidad de perder el interés por la ciencia, y en algún momento habrán cogido un tubo de ensayo, quizás hayan vertido algo en su interior, lo hayan sostenido sobre la llama de un mechero Bunsen y hayan observado lo que ha ocurrido. Y aunque no vuelvan a manipular otro aparato de laboratorio, siempre tendrán esa experiencia de usar un tubo de ensayo». Para Andrea, esto «resume la idea de «hacer ciencia». Y es parte de lo que ha convertido a la probeta en un símbolo universal de la ciencia».

También sostiene que el tubo de ensayo estableció su fuerte presencia en el laboratorio hacia finales del siglo XIX, cuando el análisis químico se convirtió en un gran negocio: «Esta es una de las razones por las que muchos químicos se formaron en filas, y el momento en el que la disposición del propio laboratorio se codificó, con filas de bancos, las secciones elevadas donde van los reactivos, las campanas de humos en el centro, y el tubo de ensayo pasa a formar parte de esa escena».


Ahora añada a esa escena el trabajo febril de los químicos, y la imagen completa sale a la luz. «Hacemos todo tipo de pruebas cualitativas», dice Andrea, «para identificar si el azúcar o la harina están contaminados con sal o incluso con arsénico, y tenemos simples pruebas de precipitación en las que los químicos añaden un reactivo y hacen una observación inmediata. El tubo de ensayo se prestaba realmente a ese tipo de trabajo. A partir de ese momento, el término «tubo de ensayo» se introduce en el lenguaje común».

Usos del tubo de ensayo

Los tubos de ensayo destinados a trabajos químicos generales suelen ser de vidrio, por su relativa resistencia al calor. Los tubos fabricados con vidrios resistentes a la dilatación, principalmente vidrio de borosilicato o cuarzo fundido, pueden soportar altas temperaturas de hasta varios cientos de grados centígrados.

Los tubos para química están disponibles en multitud de longitudes y anchuras, normalmente de 10 a 20 mm de ancho y de 50 a 200 mm de largo. La parte superior suele tener un labio acampanado para facilitar el vertido del contenido.


Un tubo de ensayo de química suele tener un fondo plano, un fondo redondo o un fondo cónico. Algunos tubos de ensayo están hechos para aceptar un tapón de vidrio esmerilado o un tapón de rosca. A menudo están provistos de una pequeña zona de vidrio esmerilado o de esmalte blanco cerca de la parte superior para poder etiquetar con un lápiz.

Los tubos de ensayo son muy utilizados por los químicos para manipular productos químicos, especialmente para experimentos y ensayos cualitativos. Su fondo esférico y sus lados verticales reducen la pérdida de masa al verterlos, facilitan su lavado y permiten un cómodo control del contenido. El cuello largo y estrecho de los tubos de ensayo ralentiza la propagación de los gases al entorno.

Tubos de ensayo en una gradilla de madera

Los tubos de ensayo son recipientes prácticos para calentar pequeñas cantidades de líquidos o sólidos con un mechero Bunsen o un mechero de alcohol. El tubo se suele sujetar por el cuello con una pinza o unas tenazas. Inclinando el tubo, el fondo puede calentarse a cientos de grados en la llama, mientras que el cuello permanece relativamente frío, permitiendo posiblemente que los vapores se condensen en sus paredes. Un tubo de ebullición es un tubo de ensayo grande destinado específicamente a hervir líquidos. Un tubo de ensayo lleno de agua y volcado en un vaso de precipitados lleno de agua se utiliza a menudo para captar gases, por ejemplo, en demostraciones de electrólisis. Un tubo de ensayo con un tapón se utiliza a menudo para el almacenamiento temporal de muestras químicas o biológicas.


En otras áreas de la ciencia como la biología o la medicina los tubos de ensayo se emplean para medios de cultivo o almacenar muestras biológicas como sangre y suero.

Variantes del tubo de ensayo

Tubo de ebullición

Un tubo de ebullición es un pequeño recipiente cilíndrico utilizado para calentar fuertemente sustancias en la llama de un mechero Bunsen. Un tubo de ebullición es esencialmente un tubo de ensayo a escala, siendo un 50% más grande.

Están diseñados para ser lo suficientemente anchos como para permitir que las sustancias hiervan violentamente, a diferencia de un tubo de ensayo, que es demasiado estrecho; un líquido en ebullición puede explotar fuera del extremo de los tubos de ensayo cuando se calientan, ya que no hay espacio para que las burbujas de gas escapen independientemente del líquido circundante. Este fenómeno se denomina bumping.


Tubo de ignición

Un tubo de ignición se utiliza de forma muy parecida a un tubo de ebullición, salvo que no es tan grande ni tiene paredes tan gruesas. Se utiliza principalmente para contener pequeñas cantidades de sustancias que están siendo calentadas directamente por un mechero Bunsen u otra fuente de calor.

Los tubos de ignición suelen ser difíciles de limpiar debido a su pequeño diámetro. Cuando se utilizan para calentar sustancias fuertemente, también puede adherirse algo de carbón a las paredes. Suelen ser desechables.

Ilustración de un montaje con tubo de encendido. El tubo de ignición se calienta con el mechero Bunsen de la izquierda, y el gas caliente se escapa del tubo a la olla a través del tubo de suministro de la parte superior y de la derecha.Ilustración de un montaje con tubo de encendido. El tubo de ignición se calienta con el mechero Bunsen de la izquierda, y el gas caliente se escapa del tubo a la olla a través del tubo de suministro de la parte superior y de la derecha.
Ilustración de un montaje con tubo de encendido. El tubo de ignición se calienta con el mechero Bunsen de la izquierda, y el gas caliente se escapa del tubo a la olla a través del tubo de suministro de la parte superior y de la derecha.

Curiosidades

En idioma ingles se acuñó el termino “Test Tube Baby” para referirse a los bebes concebidos a través de técnicas de inseminación artificial, en especial de Louise Joy Brown, el primer bebé concebido In vitro, pero en español el termino fue traducido como “bebé probeta”


Para más información The test tube: a symbolic story

Print Friendly, PDF & Email
A %d blogueros les gusta esto: