02/12/2014 - Sensores en fibra óptica para detectar gas amoniaco y controlar la adulteración de productos elaborados con etanol

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Un ingeniero en Electrónica por la Universidad Autónoma de Tamaulipas (México), Adolfo Josué Rodríguez Rodríguez, ha desarrollado en su tesis doctoral sensores en fibra óptica basados en materiales nanoestructurados que permiten detectar diferentes parámetros ambientales.

En concreto, este investigador ha trabajado en tres aplicaciones industriales de interés relevante: la detección de gas amoniaco a bajas concentraciones, la detección de adulteración de bebidas alcohólicas y el control de calidad de combustibles

Su tesis, “Optical fiber sensors based on nanostructured materials for the detection of environmental parameters”, ha sido dirigida por Carlos Ruiz Zamarreño, del Departamento de Tecnología Electrónica de la UPNA, y codirigida por Ignacio Raúl Matías Maestro (UPNA), Daniel Alberto May-Arrioja (UAT, México) y René Fernando Domínguez Cruz (UAT, México). El trabajo ha recibido la calificación de Sobresaliente cum laude.

Adolfo Josué Rodríguez ha fabricado un sensor en fibra óptica para el control de calidad de la bebida alcohólica ron y del combustible gasohol, dos de los productos más importantes en la industria del etanol. “El funcionamiento del sensor —explica— se basa en que, cuando alguna de estas sustancias es adulterada, su índice de refracción será diferente del que presenta la sustancia original. Con este tipo de sensor, podemos determinar con precisión si una muestra de ron o de gasohol se encuentra libre de contaminantes o adulterada con otro líquido. El sensor también proporciona una alta repetibilidad y reversibilidad en su medición, además de que su proceso de fabricación es rápido y sencillo”.

En ese sentido, dado que este sensor no requiere ningún revestimiento particular, su proceso de fabricación es más barato que los empleados en las tradicionales tecnologías de fibra óptica. “Adicionalmente sí utilizamos una película de óxido de Indio dopado con Estaño (ITO por sus siglas en inglés) para mejorar notablemente la sensitividad de los sensores, lo cual supuso generar nuevo conocimiento en el estudio de la tecnología de dispositivos basados en estos materiales”.

Detección de gas amoniaco

Por otro lado, durante su investigación, Adolfo Josué Rodríguez ha mejorado, mediante introducción de nuevas técnicas, la respuesta de sensores en fibra óptica para detectar gas amoniaco a bajas concentraciones (entre 10 y 100 partes por millón), consiguiendo “sensores fiables y robustos para detectar gas amoniaco que pueden ser utilizados en aplicaciones reales en la industria”.

Tal y como indica, “hemos presentado dos sensores que emplean indicadores de pH colorimétricos (utilizados para identificar y/o cuantificar compuestos o elemento químicos), depositados sobre una fibra óptica multimodo. Estos indicadores son el Verde de Bromocresol y un Indicador Universal, y son diluidos por separado en una película de poliuretano hidrófobo y permeable al gas denominada Tecoflex ® que actúa como una matriz inmovilizadora”.

La combinación del Indicador Universal de pH y la película inmovilizadora Tecoflex ® ha permitido realizar mediciones ratiométricas, lo cual “no sólo proporciona una señal mejorada sino que también puede eliminar cualquier perturbación externa debida a la humedad o a fluctuaciones de temperatura”. Además, la hidrofobicidad (capacidad para repeler el agua) proporciona ventajas adicionales como operatividad en ambientes de trabajo extremadamente secos, transporte eficiente de la medición y evitación de deterioro del material sensible.

Adolfo Josué Rodríguez Rodríguez es profesor en la Unidad Académica Multidisciplinaria Reynosa Rodhe de la Universidad Autónoma de Tamaulipas, donde se licenció en 2006 como ingeniero en Electrónica y obtuvo la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Electrónica en 2009. Es fundador y coordinador del grupo de investigación y desarrollo tecnológico “Diseño, Automatización y Programación (DAP)”, así como coautor de diversos artículos científicos en el ámbito de sensores de fibra óptica.

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