“Diseño y construcción de un espectrómetro multifuncional basado en impresión 3D”

Abstract

[spa] En el presente trabajo de fin de Máster se describe el diseño, construcción y validación de un espectrómetro que permite llevar a cabo mediciones fotométricas y fluorimétricas dentro del espectro visible. Este sistema ha sido desarrollado mediante impresión 3D, y representa una reducción significativa de costos comparados con un equipo óptico convencional. El espectrómetro desarrollado consta de un diodo emisor de luz (LED) utilizado como fuente de radiación, una cubeta de cuarzo y un acople versátil que permite utilizar diferentes sistemas de detección. En este sentido se ha desarrollado un prototipo, el cual emplea un detector basado en imágenes digitales, obtenidas de una cámara web, que puede ser utilizado para el análisis “in situ” de muestras de forma rápida, autónoma y precisa debido a su portabilidad y fácil manipulación. El software utilizado para el procesamiento de las imágenes digitales ha sido el programa Matlab, desde la cual se ha creado una aplicación que permite descomponer la imagen en valores de intensidad individuales de color rojo (R), verde (G) y azul (B); y genera las curvas de calibración a partir de estos datos en tiempo real. Adicionalmente, se ha desarrollado un segundo sistema empleando un detector de carga acoplada (CCD) el cual ha permitido la automatización de un método analítico mediante técnicas en flujo. El software usado para el procesamiento de los datos utilizando el detector CCD, ha sido el programa Autoanalysis que gracias a su versatilidad se acopla fácilmente a técnicas en flujo. La aplicabilidad del sistema propuesto ha sido validada con la determinación de Allura Red y Quinina en muestras de bebidas gaseosas llevando a cabo mediciones fotométricas y fluorimétricas respectivamente. Los valores obtenidos de precisión y exactitud han sido satisfactorios comparados con un método de referencia. De esta manera, se pretende brindar una alternativa a las limitaciones de la espectrometría en diversos campos de análisis relacionados con problemas de instrumentación y miniaturización utilizando un detector simple y de bajo costo para el análisis de muestras tanto “in situ” como en análisis de rutina en el laboratorio.