El desarrollo tecnológico enfocado al monitoreo de parámetros físico-químicos en distintos medios se ha convertido en una necesidad estratégica para atender retos ambientales, industriales y sociales, en este contexto, el grupo de investigación en Optomecatrónica y Fotónica del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez destaca por su trabajo innovador, posicionando al Tecnológico Nacional de México (TecNM) como una institución líder en el desarrollo de sensores de fibra óptica.
Uno de los parámetros más relevantes en múltiples procesos químicos, biológicos y físicos es el pH, ya que influye directamente en la calidad del agua y del suelo, en la corrosión de tuberías y en el tipo de organismos que pueden desarrollarse en un ecosistema. Tradicionalmente, su medición se realiza mediante electrodos de vidrio, instrumentos confiables pero con importantes limitaciones: requieren calibración constante, son rígidos, sensibles a interferencias eléctricas y poco adecuados para zonas de difícil acceso o ambientes extremos.
Aunque las tiras indicadoras de pH representan una alternativa económica y ampliamente utilizada, su precisión es limitada y no permiten un monitoreo continuo, estas restricciones han impulsado el desarrollo de sensores ópticos de pH, dispositivos que integran materiales sensibles capaces de modificar su respuesta óptica ante cambios en la acidez o alcalinidad del medio.
Frente a este desafío, el grupo de Fotónica y Optomecatrónica del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez ha logrado avances relevantes, recientemente publicados en revistas científicas indexadas en el Journal Citation Reports (JCR). En el estudio titulado “Enhancement of the dynamic range of the measurement of pH using a sensitive layer of methyl red-lophine”, los investigadores demostraron que es posible ampliar significativamente el rango de medición del colorante rojo de metilo, llevándolo de valores de pH 1.68 hasta pH 11.3.
Este logro se obtuvo al incorporar un material fotoactivo conocido como lofina, cuya doble transición electrónica potencia la sensibilidad del indicador, destaca que el método propuesto es accesible y no requiere síntesis química compleja, facilitando la fabricación de materiales sensibles para sensores ópticos.
En un segundo trabajo, “Optical Characterization of a sensitive lophine layer for the detection of hydrogen ions (H⁺)”, se mostró que la lofina, un compuesto orgánico con propiedades fluorescentes y quimioluminiscentes, presenta un efecto halocrómico estable en un amplio rango de pH. Al aplicarse como película sobre el revestimiento de una fibra óptica, este material permitió desarrollar un sensor capaz de medir pH de forma lineal, estable y con tiempos de respuesta reducidos en el intervalo de pH 5 a 11.3. El resultado es un dispositivo práctico, reproducible y de fabricación sencilla.
Actualmente, los sensores de fibra óptica se perfilan como una de las tecnologías emergentes más prometedoras, debido a su impacto científico, tecnológico y social. En el ámbito científico, impulsan nuevas líneas de investigación en biomateriales, nanopartículas, películas delgadas y polímeros inteligentes. Desde el punto de vista tecnológico, posibilitan el desarrollo de sensores compactos, portátiles y distribuidos, compatibles con redes IoT y sistemas inteligentes de monitoreo.
Este proyecto fue desarrollado por Pedro Marcos Velasco Bolom y Jorge Luis Camas Anzueto, investigadores con amplia experiencia en fotónica y en el diseño de sensores de fibra óptica. Sus aportaciones abren la puerta a aplicaciones de alto impacto social, ya que la miniaturización y resistencia de estos sensores permiten su uso en comunidades sin acceso a laboratorios especializados, entre sus posibles aplicaciones destacan el monitoreo de la calidad del agua potable, la detección de contaminación en cuerpos de agua, la mejora de prácticas agrícolas y el desarrollo de sistemas médicos de diagnóstico no invasivo.
Con estos avances, el Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez reafirma su papel como un actor clave en la innovación científica y tecnológica del país, demostrando que la investigación mexicana puede generar soluciones accesibles y con beneficios directos para la sociedad.
“Ciencia y Tecnología con Sentido Humano”
Departamento de Comunicación y Difusión
TecNM Tuxtla Gutiérrez
