Calculadora de RPM a FCR para centrífugas

Resultados

La constante 1,118 × 10⁻⁵ vale para un radio en cm: es (2π ÷ 60)² ÷ g, con g = 980,665 cm/s², redondeada a cuatro cifras. Los rotores y los tubos tienen una velocidad y una fuerza máximas nominales. Consulta el manual del rotor antes de centrifugar a un ajuste calculado.

Cómo usar la calculadora de RPM a FCR

1. 1. Elige el sentido. RPM a FCR si conoces la velocidad en el dial; FCR a RPM si un protocolo te da una fuerza en × g.
2. 2. Introduce el radio del rotor. Usa el radio máximo, rmax, del manual o de la etiqueta del rotor: la distancia desde el centro de giro hasta el fondo del tubo. Elige cm, mm o pulgadas.
3. 3. Introduce la velocidad o la fuerza. El resultado aparece al momento, con el cálculo.
4. 4. Usa la tabla. Muestra la velocidad que hay que poner para fuerzas habituales, como 300, 1.000 o 16.000 × g, en tu rotor.

La fórmula de la FCR

Un tubo que gira a un radio r del eje siente una aceleración centrípeta de ω²r, donde ω es la velocidad angular. Dividirla entre la aceleración de la gravedad la expresa como múltiplo de g. Con la velocidad en rpm y el radio en centímetros, la forma habitual es:

La constante es (2π ÷ 60)² ÷ 980,665, donde 980,665 cm/s² es la gravedad estándar; sale 1,1183 × 10⁻⁵ y se redondea a 1,118 × 10⁻⁵. La misma relación con el radio en milímetros, la forma que Beckman Coulter imprime en su página sobre el campo centrífugo relativo, usa 1,118 × 10⁻⁶ porque un milímetro es una décima de centímetro. Para pulgadas la constante es 2,84 × 10⁻⁵. La calculadora aplica la correcta para la unidad que elijas.

Ejemplos desarrollados

• De rpm a FCR. Un rotor de microcentrífuga con rmax = 8,5 cm a 14.000 rpm: 1,118 × 10⁻⁵ × 8,5 × 14.000² = 18.626 × g. Estos son los valores por defecto de la calculadora.
• De FCR a rpm. Un protocolo pide 1.000 × g en el mismo rotor: rpm = √(1.000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) = 3.244 rpm. La mayoría de las máquinas avanzan de diez en diez, así que el ajuste más cercano es 3.240 rpm, que da 998 × g.
• Por qué importa el radio. Las mismas 1.500 rpm son 377 × g en un rotor de cubos oscilantes con radio de 15 cm, y solo 214 × g a 8,5 cm.

Como la velocidad se eleva al cuadrado, los cambios pequeños en rpm importan: duplicar la velocidad cuadruplica la fuerza, y un 10 % más de velocidad da un 21 % más de fuerza.

¿Qué radio uso?

Un tubo que gira no siente una sola fuerza: la fuerza aumenta desde la superficie del líquido hasta el fondo del tubo. La cifra nominal de un rotor, y el número que suele querer decir un protocolo, es la fuerza máxima en rmax, la distancia desde el eje hasta el fondo de la cavidad o del cubo durante la centrifugación. Los fabricantes indican rmax en el manual de instrucciones. Si quieres la fuerza en la parte superior del líquido, introduce esa distancia en el campo opcional de superficie; el resultado muestra ambas. Algunos manuales dan además un radio medio, ravg; usa el que indique tu protocolo o la convención de tu laboratorio, y di cuál en tu sección de métodos.

Indica × g, no solo rpm

Dos centrífugas a las mismas rpm ejercen fuerzas distintas si sus rotores son diferentes, así que una sección de métodos que diga solo «centrifugado a 10.000 rpm» no se puede reproducir. Indica la fuerza en × g (escrito «× g»), junto con el tipo de rotor, la temperatura y el tiempo. Si tu protocolo está escrito en rpm, conviértelo para el rotor que usas de verdad, y mantente por debajo de la velocidad máxima impresa en el rotor y de la fuerza nominal de los tubos.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se convierte rpm a FCR?

Eleva las rpm al cuadrado, multiplica por el radio del rotor en centímetros y luego por 1,118 × 10⁻⁵. Para 14.000 rpm a 8,5 cm: 14.000² × 8,5 × 1,118 × 10⁻⁵ ≈ 18.626 × g. Si tu radio está en milímetros, usa 1,118 × 10⁻⁶ en su lugar.

¿Cómo se convierte FCR a rpm?

Divide la fuerza entre 1,118 × 10⁻⁵ por el radio en centímetros y saca la raíz cuadrada. Para 1.000 × g a 8,5 cm: √(1.000 ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × 8,5)) ≈ 3.244 rpm. Redondea a las velocidades que permite tu centrífuga y comprueba la fuerza a ese ajuste.

¿Es la FCR lo mismo que la fuerza g?

Sí. La fuerza centrífuga relativa (FCR), el campo centrífugo relativo y la fuerza g describen la aceleración como múltiplo de la gravedad estándar de la Tierra, que se escribe × g. Es adimensional: 18.626 × g significa 18.626 veces la fuerza de la gravedad.

¿Por qué los protocolos dan × g en lugar de rpm?

Las rpm describen solo lo rápido que gira el rotor. La fuerza sobre la muestra depende también del radio, así que las mismas rpm dan fuerzas distintas en rotores distintos. El × g es la magnitud que sedimenta las células o precipita el ADN, y se transfiere entre instrumentos.

¿Qué radio uso para la FCR?

Normalmente el radio máximo, rmax, del manual del rotor: la distancia desde el eje de giro hasta el fondo del tubo. Así se obtiene la FCR máxima, que es la que citan los fabricantes. En los rotores de ángulo fijo el radio varía a lo largo del tubo, así que indica con precisión cuál usaste.

¿El tamaño del tubo cambia la FCR?

No para un radio dado, pero el tubo cambia dónde está la muestra. Un tubo más largo o más lleno pone el líquido a otro radio, así que la fuerza en la superficie y en el fondo son distintas. El campo de radio de superficie opcional muestra ese intervalo.