Sensor de fibra óptica encaminado a la detección de bebidas alcohólicas adulteradas

En la actualidad, la adulteración de bebidas alcohólicas en México y en el mundo ha alcanzado cifras alarmantes. Por ejemplo, en el mercado nacional del tequila, el 55 % del total del consumo de este destilado es falso o adulterado. Las bebidas alcohólicas adulteradas no solo afectan la economía de regiones sino que también afecta la salud de las personas que llegan a consumirlas en grandes cantidades llegándoles a producir ceguera temporal o permanente e incluso la muerte.

Hoy en día, las técnicas para detectar la calidad de bebidas alcohólicas, así como determinar cuándo han sido adulteradas, son la cromatografía de gases, espectroscopia Raman y la espectroscopia de absorción en el ultravioleta y visible. La desventaja de estas técnicas es su costo elevado y la necesidad de personal altamente calificado para operar los equipos e interpretar los resultados.

Debido a los problemas descritos anteriormente, ha surgido el interés en crear nuevas técnicas para la autentificación de bebidas alcohólicas que sean sencillas de operar, de bajo costo y portables. Nosotros proponemos el uso de sensores de fibra óptica basados en el fenómeno de Resonancia de Plasmones Superficiales Localizados (LSPR, por sus siglas en inglés) para determinar la calidad de las bebidas alcohólicas por medio de su índice de refracción. El fenómeno de LSPR se genera en nanopartículas de plata que se encuentran adheridas a una fibra óptica. Cuando la fibra es iluminada con luz blanca, las nanopartículas de plata absorben fuertemente luz con determinada longitud de onda, la cual a su vez depende directamente del índice de refracción del medio que rodea a las nanopartículas.

En el laboratorio de óptica de la Universidad Politécnica de Tulancingo (UPT) implementamos un sensor de fibra óptica basado en el fenómeno de LSPR, el cual consta de una lámpara de tungsteno utilizada como fuente de luz blanca, un espectrómetro para medir los espectros de absorción y/o transmisión y nanopartículas de plata inmovilizadas en una fibra óptica (ver Figura 1 a)).

La respuesta del sensor cuando es colocado en aire, agua, alcohol y aceite de clavo se muestra en la Figura 1 b). En esta figura se observa un incremento lineal de la respuesta del sensor (pico de absorción) al incrementarse el índice de refracción del medio acuoso.

Figura 1.

a) Esquema experimental del sensor de fibra óptica implementado.

b) respuesta del sensor como una función del índice de refracción del medio.

Por otro lado, debido a lo innovador del trabajo de investigación, los resultados fueron enviados a la revista Sensor, la cual es una revista con estricto arbitraje internacional. El resultado de la evaluación por parte de la revista fue favorable y será publicado en los próximos días con el nombre “Optical Fiber Sensor Based on Localized Surface Plasmon Resonance Using Silver Nanoparticles Photodeposited on the Optical Fiber End”. Además, se ha iniciado el trámite de la solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) del sensor óptico implementado.

Actualmente, estudiantes de la maestría en Computación Óptica de la Universidad Politécnica de Tulancingo, se encuentran trabajando en el perfeccionamiento del sensor, así como su miniaturización para fabricar un sensor portable que ayude a determinar si una bebida alcohólica como el tequila ha sido adulterada.

Dr. José Gabriel Ortega Mendoza

Profesor Investigador de la Universidad Politécnica de Tulancingo

jose.ortega@upt.edu.mx



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