La utilización de hologramas abre un nuevo horizonte en el control de calidad de alimentos
Zaragoza, martes 20 de febrero de 2024.- Los hologramas, lejos de ser meras imágenes sorprendentes, ahora se perfilan como potentes sensores capaces de "ver" la composición de alimentos. Un estudio realizado por el grupo de Tecnología de Óptica Láser (TOL) del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) ha demostrado la eficacia de los sensores holográficos en la detección de algunos compuestos, como el etanol en bebidas alcohólicas y el ácido acético en vinagres, fundamentales para garantizar la calidad de los alimentos que consumimos.
Los sensores holográficos pueden contribuir a evitar situaciones críticas, como la presencia de niveles inseguros de ciertos compuestos o la adulteración de productos. Además, al proporcionar resultados rápidos y confiables, estos sensores podrían agilizar los procesos de control de calidad, permitiendo una respuesta más rápida ante posibles inconvenientes. El investigador del grupo TOL, Jesús Atencia, explica que, en la fabricación de bebidas alcohólicas, podrían emplearse para monitorear en tiempo real la concentración de etanol y asegurar así la consistencia y calidad del producto. De manera similar, en la producción de vinagres, los sensores proporcionarían un método eficaz para controlar la fermentación midiendo la concentración de este componente.
¿Cómo funcionan estos sensores holográficos?
La holografía, una técnica óptica que registra patrones de interferencia, se ha empleado en este proyecto para desarrollar sensores holográficos capaces de medir la concentración de compuestos específicos en alimentos. Estos sensores se basan en hologramas de reflexión creados en el fotopolímero Bayfol HX200, una lámina extremadamente delgada, iluminada con haces de luz láser opuestos.
Según aclara Jesús Atencia, estos sensores funcionan como "esponjas" al entrar en contacto con el compuesto que se está midiendo, como el etanol en bebidas alcohólicas. Cuando el material se "hincha" al absorber el compuesto, su estructura interna se modifica, alterando la forma en la que interactúa con la luz. Este cambio provoca alteraciones visibles, como cambios de color.
El Grupo de Tecnología Óptica Láser ha obtenido como resultado de su investigación una herramienta innovadora para asegurar la calidad de los alimentos. Su laboratorio de holografía ha dedicado muchos años a la investigación y desarrollo de diversas aplicaciones de esta técnica, incluyendo la compresión de pulsos láser, la concentración solar, la generación de vórtices ópticos en láseres ultra intensos y el control de la iluminación con leds.
El grupo de investigación del I3A, en la Universidad de Zaragoza, ha trabajado estrechamente con grupos de investigación especializados. Jesús Atencia apunta que la aplicación práctica de los sensores holográficos en la industria alimentaria “es altamente prometedora, ofrece una herramienta precisa y veloz”. Estos sensores podrían integrarse sin dificultad en los procesos de producción alimentaria, podría prevenir problemas de salud pública y garantizar que los productos alimenticios cumplan con los estándares de seguridad”, añade.
Aplicaciones de la holografía
El grupo TOL continúa investigando otras aplicaciones de la holografía, “estamos trabajando en el desarrollo de hologramas que permitan generar haces de luz rotatorios (vórtices de luz) en infrarrojo para inyectarlos en fibras ópticas a fin de aumentar la capacidad de transmisión de información. También trabajamos en la aplicación de lentes holográficas para mejorar la eficiencia de los sistemas de concentración solar fotovoltaica”, subraya Atencia.
Los hologramas han estado presentes en diversas aplicaciones del mundo real desde hace muchos años. Además de aquellos que generan imágenes tridimensionales, se utilizan para asegurar la autenticidad de documentos, ya que resultan difíciles de replicar. Por ejemplo, los billetes de euro incorporan imágenes grabadas con técnicas holográficas, al igual que las tarjetas de crédito que exhiben reconocidas características holográficas, como la icónica paloma en las tarjetas VISA. Asimismo, los carnets de identidad, de conducir y etiquetas de seguridad en productos valiosos hacen uso de hologramas. Incluso en la astronomía, los grandes telescopios emplean óptica holográfica para separar las diversas componentes de la luz y analizar la composición de las estrellas. También, los láseres más potentes incorporan elementos holográficos para lograr pulsos más cortos e intensos.
La versatilidad de los sensores holográficos permite su aplicación en una variedad de campos donde la detección precisa y sensible de sustancias específicas es esencial. La investigación que se está desarrollando en este campo puede llevarse a la medicina y el diagnóstico, el medioambiente, la industria química, farmacéutica o seguridad y defensa.
Este trabajo ha recibido el apoyo de la Diputación General de Aragón-Fondo Social Europeo y el Ministerio de Ciencia e Innovación.
Artículo: Holographic Sensor Based on Bayfol HX200 Commercial Photopolymer for Ethanol and Acetic Acid Detection: https://www.mdpi.com/1424-8220/23/21/8776
Pie de foto:
1. Montaje para el registro de hologramas con múltiples haces.
2. Cambio de color en un holograma de reflexión al ponerlo en contacto con una disolución de etanol al 50 %.
