A centrifugação é um processo de separação em que uma amostra fluida é submetida a um aparelho centrifugador ou centrífuga a fim de se promover a separação dos componentes, através da sedimentação dos líquidos imiscíveis de diferentes densidades ou de sólidos com partículas muito pequenas que se possam encontrar em suspensão no líquido. É utilizada em diferentes aplicações laboratoriais, industriais e domésticas.
É notório perceber que a maioria das explicações para o funcionamento das centrífugas seja baseada no conhecimento da força centrífuga. Esta força centrífuga é uma pseudoforça ou força inercial, e por tal é fictícia, não existindo como força real, ou seja, como expressão da interação entre dois elementos físicos.
São equipamentos construídos de forma a que o recipiente que contém a amostra faz um movimento circular uniforme a uma velocidade elevada. O objetivo é submeter a amostra à situação em que uma grande força centrífuga é exercida sobre a amostra.
A centrifugação é uma técnica fundamental usada em diversos ramos da Química, Biologia e Bioquímica para a separação de amostras. Em geral, estas são introduzidas em tubos de diferentes tamanhos, que são dispostos num motor de centrífuga. As centrífugas estão normalmente adaptadas para a utilização de diferentes tipos e tamanhos de rotores, conforme a velocidade e aplicação desejadas. Enquanto que as microcentrífugas de bancada podem centrifugar tubos entre os 0,2 e os 2 mL de volume, centrífugas de grande porte podem usar tubos de volume muito variável, tipicamente até 1 L.
Uma das aplicações mais frequentes da centrifugação é na separação de diferentes fases de uma amostra, em especial uma fase sólida de uma aquosa. Partículas insolúveis numa amostra sedimentam no fundo do tubo de centrífuga, restando o chamado sobrenadante (fase líquida) por cima do sedimento. O sobrenadante é então aspirado ou decantado e o sedimento retirado do tubo.
Esta técnica é usada, por exemplo, na separação de membranas celulares (insolúveis em água) e citoplasma (solvente celular aquoso) após rutura de células. Também é usada para a separação dos elementos figurados do sangue e o plasma sanguíneo, em que as células (eritrócitos, leucócitos, plaquetas) são depositados no tubo, podendo o plasma ser separado e analisado.
As centrífugas humanas são usadas por agências de exploração espacial, como a NASA e a ESA, para o treino de astronautas. A NASA possui um equipamento que imprime uma aceleração de até 20 G aos indivíduos testados. Este tipo de treino serve para testar a reação e tolerância dos astronautas ao processo de descolagem dos veículos espaciais, em que se encontram sugeitos a forças de aceleração elevadas. Os astronautas são colocados nas extremidades do braço da centrífuga e sofrem depois uma elevada rotação, até que possam sentir as forças desejadas.
Um tipo especial de centrífuga, chamada de centrífuga de raio curto (short radius centrifuge) é usada pela NASA no estudo do efeito terapêutico da força centrípeta aplicada a indivíduos sujeitos a períodos mais ou menos prolongados de microgravidade. Os indivíduos testados são sujeitos a um período de descanso que mimetiza condições de microgravidade e sujeitos durante curtos períodos a centrifugação (até 2,5 G). Este estudo pretende estabelecer uma terapêutica de combate aos efeitos nocivos do estágio prolongado na ausência da gravidade terrestre (atrofia muscular e descalcificação óssea), por exemplo na preparação de missões tripuladas a Marte.
A centrifugação é usada em programas de desenvolvimento nuclear, para fins pacíficos ou bélicos, no enriquecimento de urânio. O urânio tem dois isótopos principais, 235U e 238U. O gás hexafluoreto de urânio pode ser centrifugado de modo a separar os dois isótopos: o 238U é mais pesado e tende a depositar-se nas paredes da centrífuga, enquanto que o 235U é extraído do centro da mesma.
Em diversos tipos de indústria, é feita a concentração e secagem de sólidos que se encontram suspensos em solventes ou pastas. O sólido seco é geralmente denominado "torta". As centrífugas para este fim são normalmente construídas de modo a ter uma alimentação contínua da pasta a separar.
Um exemplo encontra-se no tratamento de águas residuais: as lamas resultantes do tratamento de águas residuais podem ser secas por centrifugação. Outras aplicações são a secagem de sal para comercialização e a purificação de reagentes químicos em larga escala
A centrifugação é usada pelas máquinas de lavar roupa para retirar água em excesso da roupa. É por isso usada como um dos últimos passos num programa normal de lavagem. A água em excesso é eliminada através dos orifícios do tambor da máquina, onde a roupa é retida.
Este princípio é também explorado nos secadores de salada, em que os legumes são colocados num cesto dentro de uma caixa, sendo o cesto girado manualmente com recurso a uma manivela. A água é escoada para fora do cesto via pequenos orifícios, assim como feito nas máquinas de lavar.