Sistema portátil basado en espectroscopía de absorción UV/VIS para identificación cuantitativa de bebidas alcohólicas adulteradas

En el presente proyecto, a partir del desarrollo tecnológico ¿Integral Spectrum¿ desarrollado como patente de invención por el GPD&NF-PUJ, se plantea el diseño e implementación de un sistema de absorbancia UV/VIS adecuado para efectuar un análisis cuantitativo del espectro de absorbancia de muestras de bebidas alcohólicas recolectadas en campo con respecto a un espectro de referencia. En el diseño se incluye el uso de un espectrofotómetro OceanHDX, una lámpara de deuterio-tungsteno y una celda de flujo de 1 cm de camino óptico. La propuesta consiste, además, en el desarrollo de la aplicación ¿Integral Spectrum 1.X¿, la cual es una aplicación de Software contenida en un archivo ejecutable por el usuario bajo el sistema Operativo Windows 8 ó superior, que permite comunicarse con el sistema de absorbancia UV/VIS y elaborar un análisis cuantitativo de coincidencia entre los espectros de absorbancia de muestras colectadas en campo y el de una muestra patrón disponible in situ o en forma de archivo. El patrón será un espectro promedio construido a partir de la adquisición de n espectros tomados a partir de muestras de referencia, mediante la implementación de algoritmos de comparación apropiados. El grado de coincidencia entre el espectro patrón y los espectros colectados en campo será presentado en forma de reporte técnico. La aplicación ¿Integral Spectrum 1.X¿ desarrollada por el GPD&NF-PUJ permite la comunicación, vía el software llamado ¿Omnidriver¿, con el espectrómetro OceanHDX. ¿Integral Spectrum 1.X¿ está diseñado para colectar espectros de absorbancia de muestras en forma líquida, de modo tal que permita estimar un porcentaje de concordancia del espectro de absorción de la muestra con respecto a un espectro de referencia patrón.La aplicación ¿Integral Spectrum 1.X¿ contiene las siguientes funcionalidades:1. Adquirir espectros de absorbancia en el rango 200-800 nm para muestras líquidas.La adquisición de estos espectros se realiza en dos pasos secuenciales. En la primera secuencia el usuario debe suministrar unos parámetros básicos para la adquisición de los espectros así como el nombre del archivo de texto donde se quiere almacenar los datos recolectados. A continuación, la aplicación solicita al usuario dejar libre el compartimiento del líquido para poder calibrar la fuente de luz y una vez efectuado este proceso, la aplicación solicita al usuario introducir la muestra líquida contenida en la cubeta de cuarzo, dentro del compartimiento para registrar su espectro de absorbancia. El archivo de texto es legible por cualquier programa que manipule hojas electrónicas (Microsoft Excel, por ejemplo) y almacena la siguiente información contenida en 4 columnas: 1. Longitud de onda (nm), 2. Espectro de emisión de la fuente de Luz (Lámpara de Deuterio-Tungsteno) (cps), 3. Espectro de la muestra líquida (cps), 4. Espectro de transmisión del líquido, 5. Espectro de absorbancia de la muestra. La aplicación también permite visualizar gráficamente en tiempo real el espectro de absorbancia de la muestra.Esta funcionalidad permite al usuario final iniciar la construcción de la base de datos de espectros de absorción de bebidas alcohólicas en el rango UV.2. Construcción de un espectro patrón a partir de la adquisición de N espectros de muestras de referencia.El usuario debe definir el número de muestras de referencia con las que desea construir su patrón. Una vez recolectados los N espectros de referencia, una subrutina calcula el valor de absorbancia promedio para cada longitud de onda con el fin de construir el espectro patrón que será usado como control para efectuar comparaciones con las muestras recolectadas en campo.3. Comparación cualitativa de espectros de absorción de muestras con respecto al de una muestra patrón disponible in situ.Esta característica permite que el usuario a través de una interfaz seleccione el número de muestras que desee comparar con respecto a patrón. Este patrón puede ser adquirido en campo a partir de muestras de referencia o puede haber sido previamente construido y estar disponible en forma de archivo. Los espectros de absorción del patrón y las muestras se adquieren de manera similar a la descrita en los apartados 1 y 2. El usuario tendrá a disposición una gráfica que permita visualizar simultáneamente los espectros de absorción del patrón y de las muestras, identificando cualitativamente sus diferencias y similitudes.4. Comparación cuantitativa de espectros de absorción de muestras recolectadas in situ con respecto al de una muestra patrón disponible in situ. El espectro patrón puede adquirirse de una muestra in situ o estar almacenado en una base de datos previamente recolectada por el usuario. El resultado de esta comparación proporcionará un porcentaje de coincidencia entre el espectro patrón y el de la muestra a analizar, además de establecer si determinados puntos de la gráfica del espectro de la muestra se encuentran dentro del rango permitido y así dar un valor final que determina si la muestra es original o adulterada.Esta funcionalidad amplía las capacidades de análisis de muestras cuando no se tiene disponible una muestra patrón en el sitio del análisis, y también permite un análisis cuantitativo preciso de la coincidencia entre el patrón y la muestra mediante la implementación de algoritmos apropiados de análisis numérico.5. Generación de reportes personalizados. El software presenta los resultados del análisis en un reporte que contiene la información que la entidad requiere. El reporte se diseña de acuerdo con las indicaciones dadas por la entidad.