MAESTRÍA EN CIENCIAS EN INGENIERÍA MECATRÓNICA | INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA
Luis Alberto García Flores
E-mail: saintseiya18@hotmail.com
Nombre de la Tesis: Sensor de fibra óptica para la medición del pH en el agua.
Generación: Quinta generación Agosto - Diciembre 2011.
Fecha de examen de grado:
Actividad actual:
Nombre de la institución donde trabaja:
Actividad:
Generación: Quinta generación Agosto - Diciembre 2011.
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Resumen
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La presente tesis se refiere acerca de la investigación y desarrollo de un Sensor de Fibra Óptica
(SFO) para la medición del pH en el agua. Este trabajo fue realizado en los laboratorios de
investigación de bioquímica y de óptica en el Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez (ITTG), y en
el laboratorio de óptica del Centro de Estudios en Física y Matemáticas Aplicadas (CEFyMAP) de la
Universidad Autónoma de Chiapas (UNACH).
Un SFO consiste en cuatro partes principales: una fuente de luz (laser o LED), un fotodetector, un
medio de transmisión (fibra óptica) y el elemento sensible a la variable de interés que se quiere
medir. La parte esencial y sobre el cual recae la mayor parte del trabajo de investigación es el
material sensible a la variable, en este caso potencial de Hidrogeno (pH).
Se realizó una amplia investigación en revistas, artículos, publicaciones, libros e internet con el fin de
encontrar un material químico el cual modificara ciertas propiedades (preferiblemente ópticas) en
función del pH. Se propuso un compuesto llamado lofina C21H16N2 (2, 4, 5- Triphenylimidazol), en
base a artículos [6, 5] donde se describe que dicho material y sus derivados presentan sensibilidad a
diferentes niveles de pH. En los artículos antes mencionados se muestran resultados donde algunos
compuestos derivados de la lofina son radiados con cierta longitud de onda y el material en
respuesta reemite en otra longitud de onda en función del pH en el que se encuentra. Este
compuesto presenta presenta propiedades termocromicas, es decir, tiene la propiedad de cambiar
su color en función de la temperatura, pudiendo regresar a su estado fundamental.
La tesis desarrolla una experimentación y caracterización de este compuesto para poder medir los
cambios de pH en un medio acuoso y posteriormente hacer su dopado en la fibra óptica para su
caracterización como un sensor de fibra óptica. La tesis esta seccionada en 7 capítulos los cuales
describes los principios teóricos de cómo funcionan y como se encuentran formados los sensores
de fibra óptica, el desarrollo experimental y construcción del SFO, y finalmente los resultados y
conclusiones.
En el capítulo 1 se describe el pH y su importancia de conocerlo para el medio ambiente, en el
capítulo 2 describe los diferentes métodos que existen actualmente para medir el pH en el agua, el
capítulo 3 muestra cómo se encuentra formada una fibra óptica y los principios físicos de su
funcionamiento, en el capítulo 4 se describen los diferentes sensores de fibra óptica que se han
hecho hasta el momento, el capítulo 5 describe todo el proceso metodológico, el diseño que se
realizó para la construcción y caracterización del SFO, en el capítulo 6 se muestran los resultados
experimentales que se obtuvieron en la caracterización del SFO, por último, en el capítulo 7 se
exponen las conclusiones finales del trabajo de tesis.
Abstract
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