Laboratorio

Un laboratorio ( Reino Unido : / l ə ˈ b ɒr ə t ər i / ; Estados Unidos : / ˈ l æ b r ə t ɔːr i / ; coloquialmente lab ) es una instalación que proporciona condiciones controladas en las que se pueden realizar investigaciones científicas o tecnológicas, experimentos y mediciones . Los laboratorios se encuentran en una variedad de entornos, como escuelas, universidades, instituciones de investigación privadas, instalaciones de investigación y prueba corporativas, centros de investigación forense y regulatorios gubernamentales, consultorios médicos, clínicas, hospitales, centros de referencia regionales y nacionales e incluso, ocasionalmente, residencias personales. ^[1]

La organización y el contenido de los laboratorios están determinados por los diferentes requisitos de los especialistas que trabajan en ellos. Un laboratorio de física puede contener un acelerador de partículas o una cámara de vacío , mientras que un laboratorio de metalurgia puede tener aparatos para fundir o refinar metales o para probar su resistencia . Un químico o un biólogo pueden utilizar un laboratorio húmedo , mientras que el laboratorio de un psicólogo puede ser una habitación con espejos unidireccionales y cámaras ocultas en las que observar el comportamiento. En algunos laboratorios, como los que suelen utilizar los informáticos , se utilizan ordenadores (a veces superordenadores ) para realizar simulaciones o para analizar datos . Los científicos de otros campos seguirán utilizando otros tipos de laboratorios. Los ingenieros también utilizan los laboratorios para diseñar, construir y probar dispositivos tecnológicos.

Los laboratorios científicos se pueden encontrar como salas de investigación y espacios de aprendizaje en escuelas y universidades , en la industria , en instalaciones gubernamentales o militares , e incluso a bordo de barcos y naves espaciales .

A pesar de la noción subyacente del laboratorio como un espacio confinado para expertos, ^[2] el término "laboratorio" también se aplica cada vez más a espacios de taller como Living Labs , Fab Labs o Hackerspaces , en los que las personas se reúnen para trabajar en problemas sociales o hacer prototipos , trabajando en colaboración o compartiendo recursos. ^{[3] [4] [5]} Este desarrollo está inspirado en nuevos enfoques participativos de la ciencia y la innovación y se basa en métodos de diseño centrados en el usuario ^[6] y conceptos como Innovación abierta o Innovación del usuario . ^{[7] [8]} Una característica distintiva del trabajo en Open Labs es el fenómeno de la traducción , impulsado por los diferentes antecedentes y niveles de experiencia de las personas involucradas. ^[9]

Los primeros ejemplos de "laboratorios" registrados en inglés involucraban la alquimia y la preparación de medicinas . ^[10]

La aparición de la Gran Ciencia durante la Segunda Guerra Mundial aumentó el tamaño de los laboratorios y el equipamiento científico, introduciéndose aceleradores de partículas y dispositivos similares.

El laboratorio más antiguo del que se tiene constancia es el laboratorio casero de Pitágoras de Samos, el conocido filósofo y científico griego. Este laboratorio se creó cuando Pitágoras realizó un experimento sobre los tonos del sonido y la vibración de las cuerdas. ^[11]

En la pintura de Louis Pasteur de Albert Edelfelt de 1885, se muestra a Louis Pasteur comparando una nota en su mano izquierda con una botella llena de un sólido en su mano derecha, y sin usar ningún equipo de protección personal . ^[12]

La investigación en equipos comenzó en el siglo XIX y en el siglo XX se desarrollaron muchos tipos nuevos de equipos. ^[13]

En el año 2002 se descubrió por accidente un laboratorio alquímico subterráneo del siglo XVI, del que se creía que era propietario Rodolfo II, emperador del Sacro Imperio Romano Germánico . El laboratorio se llama Speculum Alchemiae y se conserva como museo en Praga . ^[14]

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  Laboratorio de química del siglo XVIII, del tipo utilizado por Antoine Lavoisier y sus contemporáneos.
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  Thomas Edison en su laboratorio, 1901
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  Aula y laboratorio en edificio médico, 1927
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  Laboratorios del Departamento de Química del Edificio Médico, 1948
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  Un laboratorio del Departamento de Química de la Universidad de Helsinki el 23 de septiembre de 1960
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  Un laboratorio en los años 70
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  Laboratorio químico en Mahidol University International College desde 2009
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  Mostrador de principios de la década de 2000 en el laboratorio químico de la Universidad Internacional Mahidol , Tailandia
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  Laboratorio de química orgánica de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aquisgrán, campus Jülich , Alemania

Las técnicas de laboratorio son el conjunto de procedimientos utilizados en las ciencias naturales como la química , la biología , la física para realizar un experimento; mientras que algunas de ellas implican el uso de equipo de laboratorio complejo desde cristalería de laboratorio hasta dispositivos eléctricos, y otras requieren suministros más específicos o costosos.

El equipo de laboratorio se refiere a las distintas herramientas y equipos que utilizan los científicos que trabajan en un laboratorio. El equipo de laboratorio se utiliza generalmente para realizar un experimento o para tomar medidas y recopilar datos . Los equipos más grandes o más sofisticados generalmente se denominan instrumentos científicos .

El equipo clásico incluye herramientas como mecheros Bunsen y microscopios , así como equipos especializados como cámaras de condicionamiento operante , espectrofotómetros y calorímetros .

• Material de vidrio de laboratorio, como vasos de precipitados o frascos de reactivos.
• Dispositivos analíticos como HPLC o espectrofotómetros

• Autoclave
• Microscopio
• Centrífugas
• Agitadores y mezcladores
• Pipeta
• Cicladores térmicos ( PCR )
• Fotómetro
• Refrigeradores y congeladores
• Máquina de pruebas universal
• Congeladores ULT
• Incubadoras
• Biorreactor
• Cabinas de seguridad biológica
• Instrumentos de secuenciación
• Campanas extractoras de humos
• Cámara ambiental
• Humidificador
• Báscula de pesaje
• Reactivos (suministro)
• Puntas de pipeta (suministro)
• Consumibles de polímero (suministros) para volúmenes pequeños (escala μL y mL), principalmente estériles

El título de laboratorio también se utiliza para designar otras instalaciones en las que los procesos o equipos utilizados son similares a los de los laboratorios científicos. Entre ellas se incluyen, en particular:

• Laboratorio de cine o cuarto oscuro
• Laboratorio clandestino para la producción de drogas ilegales
• Laboratorio de computación
• Laboratorio criminalístico utilizado para procesar evidencia de la escena del crimen.
• Laboratorio de idiomas
• Laboratorio médico (implica la manipulación de compuestos químicos)
• Laboratorio de salud pública
• Laboratorio industrial
• Sala limpia

En muchos laboratorios existen peligros, entre ellos, venenos , agentes infecciosos , materiales inflamables , explosivos o radiactivos , maquinaria en movimiento, temperaturas extremas , láseres , campos magnéticos fuertes o alto voltaje . Por lo tanto, las precauciones de seguridad son de vital importancia. ^{[15] [16]} Existen reglas para minimizar el riesgo individual y se utilizan equipos de seguridad para proteger a los usuarios del laboratorio de lesiones o para ayudar a responder a una emergencia .

La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) de los Estados Unidos, reconociendo las características únicas del lugar de trabajo de laboratorio, ha adaptado una norma para la exposición ocupacional a sustancias químicas peligrosas en los laboratorios. Esta norma se conoce a menudo como la "Norma de laboratorio". Según esta norma, un laboratorio debe elaborar un Plan de higiene química (CHP) que aborde los peligros específicos que se encuentran en su ubicación y su enfoque para enfrentarlos.

Para determinar el plan de higiene química adecuado para una empresa o laboratorio en particular, es necesario comprender los requisitos de la norma, evaluar las prácticas actuales de seguridad, salud y medio ambiente y evaluar los peligros. El plan de higiene química debe revisarse anualmente. Muchas escuelas y empresas emplean especialistas en seguridad, salud y medio ambiente, como un oficial de higiene química (CHO, por sus siglas en inglés) para desarrollar, gestionar y evaluar su plan de higiene química. Además, también se utiliza la revisión de terceros para proporcionar una "visión externa" objetiva que ofrece una nueva mirada a áreas y problemas que pueden darse por sentados o pasarse por alto debido a la costumbre.

También se deben realizar inspecciones y auditorías de forma regular para evaluar los peligros debidos a la manipulación y almacenamiento de productos químicos, equipos eléctricos, riesgos biológicos , gestión de residuos peligrosos , residuos químicos , mantenimiento y preparación para emergencias, seguridad radiológica , ventilación, así como pruebas respiratorias y calidad del aire interior . Un elemento importante de dichas auditorías es la revisión del cumplimiento normativo y la capacitación de las personas que tienen acceso o trabajan en el laboratorio. La capacitación es fundamental para el funcionamiento seguro continuo de las instalaciones del laboratorio. Los educadores, el personal y la administración deben participar en el trabajo para reducir la probabilidad de accidentes, lesiones y posibles litigios. Se realizan esfuerzos para garantizar que los videos de seguridad del laboratorio sean relevantes y atractivos. ^[17]

Los efectos del cambio climático son cada vez más preocupantes para las organizaciones y la comunidad de investigadores está buscando estrategias de mitigación . Si bien muchos laboratorios se utilizan para realizar investigaciones con el fin de encontrar soluciones innovadoras a este desafío global, las prácticas de trabajo sostenibles en los laboratorios también son factores que contribuyen a un entorno más ecológico. Muchos laboratorios ya están tratando de minimizar su impacto ambiental mediante la reducción del consumo de energía, el reciclaje y la implementación de procesos de clasificación de residuos para garantizar una eliminación correcta.

Los laboratorios de investigación que cuentan con equipos de alto consumo energético consumen entre tres y cinco veces más energía por metro cuadrado que las áreas de oficinas. ^[18]

^{Se supone que el mayor contribuyente a este alto consumo de energía son las campanas extractoras de humos [18]} . Se puede lograr un impacto significativo manteniendo la altura de apertura lo más baja posible cuando se trabaja y manteniéndolas cerradas cuando no se utilizan. Una posibilidad para ayudar con esto podría ser la instalación de sistemas automáticos, que cierren las campanas después de un período de inactividad de cierta duración y apaguen también las luces. De esta manera, el flujo se puede regular mejor y no se mantiene innecesariamente a un nivel muy alto.

Normalmente, los congeladores ultrarrápidos se mantienen a -80 °C. Un dispositivo de este tipo puede consumir hasta la misma cantidad de energía que un hogar unifamiliar (25 kWh/día). ^[19] Aumentar la temperatura a -70 °C permite utilizar un 40% menos de energía y, aun así, mantener la mayoría de las muestras almacenadas de forma segura. ^[20]

Minimizar el consumo de agua se puede conseguir cambiando los condensadores refrigerados por agua ( condensador Dimroth ) por condensadores refrigerados por aire ( columna Vigreux ), que aprovechan la gran superficie a refrigerar.

El uso de hornos resulta de gran ayuda para secar la cristalería, pero estas instalaciones pueden consumir mucha energía. El uso de temporizadores para regular su uso durante las noches y los fines de semana puede reducir enormemente su impacto en el consumo energético. ^[21]

La eliminación de residuos contaminados química o biológicamente requiere una gran cantidad de energía. Sin embargo, los residuos normales requieren mucha menos energía o incluso pueden reciclarse en cierta medida. No todos los objetos de un laboratorio están contaminados, pero a menudo terminan en los residuos contaminados, lo que aumenta los costos de energía para la eliminación de residuos. Un buen sistema de clasificación y reciclaje de residuos de laboratorio no contaminados permitirá a los usuarios del laboratorio actuar de manera sostenible y eliminar los residuos correctamente.

A partir de 2021, existen numerosos laboratorios que actualmente dedican tiempo y recursos a avanzar hacia prácticas de laboratorio más sostenibles en sus instalaciones, por ejemplo, el MIT ^[22] y la Universidad de Edimburgo. ^[23] Además, han surgido varias redes como Green Your Lab, ^[24] Towards greener research, la red LEAN con sede en el Reino Unido, la red Max-Planck-Sustainability y plataformas nacionales como Green Labs Austria y Green Labs NL. Otros esfuerzos y recursos universitarios independientes incluyen el Marco de evaluación de la eficiencia del laboratorio, el grupo de expertos labos1point5 y la organización sin fines de lucro My Green Lab.

La organización de los laboratorios es un área de interés en la sociología. Los científicos consideran cómo debe organizarse su trabajo, que podría basarse en temas, equipos, proyectos o campos de especialización. El trabajo se divide, no solo entre los diferentes puestos de trabajo del laboratorio, como los investigadores, ingenieros y técnicos , sino también en términos de autonomía (debe el trabajo ser individual o en grupos). ^[25] Por ejemplo, un grupo de investigación tiene un horario en el que realizan investigaciones sobre su propio tema de interés durante un día de la semana, pero el resto trabajan en un proyecto grupal determinado. ^[26] La gestión financiera es otra cuestión organizativa.

El laboratorio es un modelo organizativo que data de hace mucho tiempo. Surgió a partir de la observación de que la calidad del trabajo de los investigadores que colaboran es, en general, mayor que la de un investigador que trabaja de forma aislada. A partir de los años 50, el laboratorio ha evolucionado desde ser una herramienta educativa utilizada por los profesores para atraer a los mejores estudiantes a la investigación hasta convertirse en un modelo organizativo que permite un alto nivel de productividad científica.

Algunas formas de organización en los laboratorios incluyen:

• Su tamaño : varía desde un puñado de investigaciones hasta varios cientos.
• La división del trabajo : “Se produce entre diseñadores y operarios; investigadores, ingenieros y técnicos; teóricos y experimentadores; investigadores superiores, investigadores jóvenes y estudiantes; los que publican, los que firman las publicaciones y los demás; y entre especialidades”. ^[27]
• Los mecanismos de coordinación : que incluyen la formalización de objetivos y tareas; la estandarización de procedimientos (protocolos, gestión de proyectos, gestión de calidad, gestión del conocimiento), la validación de publicaciones y actividades transversales (número y tipo de seminarios).

Hay tres factores principales que contribuyen a la forma organizativa de un laboratorio:

• La formación académica de los investigadores y su proceso de socialización.
• El proceso intelectual involucrado en su trabajo, incluyendo el tipo de investigación y equipo que utilizan.
• La historia del laboratorio.

Otras formas de organización incluyen la organización social.

Un estudio de Richard HR Harper, en el que participaron dos laboratorios, ayudará a dilucidar el concepto de organización social en los laboratorios. El tema principal del estudio giró en torno a la relación entre el personal de un laboratorio (investigadores, administradores, recepcionistas, técnicos, etc.) y su localizador. Un localizador es un empleado de un laboratorio que se encarga de saber dónde se encuentra cada miembro del laboratorio en ese momento, basándose en una señal única emitida por la placa de identificación de cada miembro del personal. El estudio describe las relaciones sociales entre diferentes clases de trabajos, como la relación entre investigadores y localizador. No describe la relación social entre empleados dentro de una clase, como la relación entre investigadores.

A través de estudios etnográficos , un hallazgo es que, entre el personal, cada clase (investigadores, administradores...) tiene un grado diferente de derecho, que varía según el laboratorio. El derecho puede ser formal o informal (es decir, no se impone), pero cada clase es consciente de su existencia y se ajusta a ella. El grado de derecho, al que también se hace referencia como derechos del personal , afecta a la interacción social entre el personal. Al observar las diversas interacciones entre los miembros del personal, podemos determinar su posición social en la organización. A modo de ejemplo, los administradores, en un laboratorio del estudio, no tienen derecho a preguntar al localizador dónde se encuentran actualmente los investigadores, ya que no tienen derecho a esa información. Por otro lado, los investigadores sí tienen acceso a este tipo de información. Por lo tanto, una consecuencia de esta jerarquía social es que el localizador revela varios grados de información, en función del miembro del personal y sus derechos. El localizador no quiere revelar información que pueda poner en peligro su relación con los miembros del personal. El Localizador se adhiere a los derechos de cada clase.

La jerarquía social también está relacionada con las actitudes hacia las tecnologías. Esto se dedujo a partir de la actitud de los distintos puestos de trabajo hacia su credencial de laboratorio. Su actitud dependía de cómo ese puesto de trabajo veía su credencial desde un punto de vista de utilidad (¿de qué manera es útil la credencial para mi trabajo?), moralidad (cuáles son mis principios morales sobre la privacidad, en relación con el hecho de que esta credencial me rastree) y relaciones (cómo me verán los demás si me niego a llevar esta credencial). Por ejemplo, un recepcionista consideraría útil la credencial, ya que le ayudaría a localizar a los miembros del personal durante el día. Para ilustrar las relaciones, los investigadores también llevarían su credencial debido a presiones informales, como no querer parecer un aguafiestas o no querer llamar la atención.

Otro hallazgo es la resistencia al cambio en una organización social. Los empleados se sienten incómodos cuando cambian los patrones de derechos, obligaciones, respeto, jerarquía formal e informal, etc.

En resumen, las diferencias de actitud entre los miembros del laboratorio se explican por la organización social: las actitudes de una persona están íntimamente relacionadas con el papel que desempeña en una organización. Esta jerarquía ayuda a comprender la distribución de la información, el control y las actitudes hacia las tecnologías en el laboratorio. ^[26]

Wikisource tiene el texto del artículo " Laboratorio " de la Nueva Enciclopedia Internacional de 1905 .

• La definición del diccionario de laboratorio en Wikcionario
• Medios relacionados con Laboratorios en Wikimedia Commons
• Laboratorios interactivos 360° de los premios Nobel
• Exploración de control de calidad