Tania Lizeth Hernández López ESPECTROFOTOMET

RIA
Los espectrofotómetros UV-VIS son utilizados
habitualmente por una gran variedad de industrias
con fines diversos. Desde la industria de la
alimentación, empresas y entidades encargadas del
control de las aguas residuales, entidades de salud
pública, empresas y laboratorios dedicados al
control de la calidad ambiental, hasta la industria
de los materiales, hacen uso de medidas mediante
espectrofotometría UV-VIS para el control de la
calidad de sus productos o servicios.

Usos de la espectrofotometría UV-VIS en la industria

Industria de la alimentación

Si nos centramos en el sector de la alimentación, podemos encontrar una amplia variedad de aplicaciones de esta técnica. Es común el uso de estos
equipos para el control de la calidad de los alimentos, a través del contenido en los mismos de hidroxiprolina, almidón o nitritos en carne y
productos cárnicos; lactosa en alimentos y bebidas alcohólicas; o furosina en leche.

Además, se hace uso de esta técnica para controlar la trietilamina, la histamina, el ácido domoico o el fósforo en productos de pesca y acuicultura.

Asimismo, es común el uso de estos equipos para mediciones en jugos de fruta que permiten controlar el ácido cítrico, el fósforo, el ácido L-
málico, el ácido D-isocítrico, la glucosa, la fructosa y la sacarosa.

Del mismo modo, en la miel y en productos apícolas es posible realizar la medición de hidroximetilfurfural (HMF) con esta técnica.

También se utiliza la espectrofotometría UV-VIS para determinar la acidez volátil, la cantidad de dióxido de azufre, ácido acético, ácido L-málico,
ácido tartárico, ácido D-glucónico o la intensidad de color y tonalidad en el vino.

En la industria oleícola se hace uso de esta técnica para determinar el denominado Factor K del aceite de oliva, que mide el coeficiente de
extinción de una grasa y se relaciona directamente con la calidad del aceite.

Por su parte, en la alimentación para animales, la espectrofotometría UV-visible se utiliza, por ejemplo, para la detección de urea o nitritos en los
piensos. 
Furosina: es una sustancia utilizada, habitualmente, como herramienta para controlar el estado de las proteínas
consumidas como suplemento deportivo.

Trietilamina: Es un líquido volátil incoloro con un fuerte olor a pescado que recuerda al amoníaco y es también el
aroma de la planta de espino, La trietilamina se usa a menudo en síntesis orgánica como base. Por ejemplo, se
utiliza a menudo como base en la preparación de ésteres y amidas a partir de cloruros de acilo. se utiliza
principalmente en la producción de compuestos de amonio cuaternario para auxiliares textiles y sales de amonio
cuaternario para tintes.

Los piensos

compuestos (forraje) son un alimento elaborado para animales que según la normativa legal "son las mezclas de
productos de origen vegetal o animal en su estado natural, frescos o conservados, o de sustancias orgánicas o
inorgánicas, contengan o no aditivos, que estén destinados a la alimentación animal por vía oral en forma de
piensos completos o de piensos complementarios".

Domoico El ácido domoico (AD) producido naturalmente, es una sustancia tóxica que actúa sobre el sistema
nervioso central produciendo la destrucción de la célula neuronal.

El Hidroximetilfurfural es un producto formado de la descomposición de los glúcidos, que se encuentra

Es un compuesto natural categorizado como potencial carcinógeno por lo que es muy controlado en productos con
alto contenido en azúcares, como por ejemplo las mieles.
 Control y tratamiento de aguas

Además, las entidades de salud pública y las empresas encargadas del control y tratamiento de aguas
utilizan los espectrofotómetros UV-VIS, entre otras cosas, para la detección de detergentes aniónicos,
cianuros, amonio, nitritos, cromo o cloro residual en aguas de consumo y aguas envasadas.

Control de la calidad ambiental

Por otra parte, el uso de esta técnica para el control de la calidad ambiental suele ser frecuente en entidades y
laboratorios que realizan ensayos para determinar, por ejemplo, la demanda bioquímica de oxígeno (DQO),
la cantidad de formaldehído, tensioactivos aniónicos, fósforo, fosfatos, nitritos, nitratos, nitrógeno, amonio,
cromo, fenoles o sulfuros, en aguas continentales. Su uso es común también para medir la cantidad de
algunos de estos compuestos y elementos químicos en aguas residuales y en aguas marinas; o bien para
determinar la cantidad de nitrógeno Kjeldahl en suelos, sedimentos y lodos.

Industria de los materiales

Pero el uso de la espectrofotometría UV-VIS alcanza a muchas más industrias, de modo que es posible
encontrar aplicaciones de esta técnica también en la industria de los materiales. Por ejemplo, un ensayo típico
en óxidos e hidróxidos de aluminio es el de la determinación de sílice por espectrofotometría UV-VIS.

Industria textil

Otros ensayos se realizan en la industria textil, algunos de estos ensayos son, por ejemplo, los siguientes: Cr
(VI) mediante espectrofotometría de UV/VIS en materiales textiles y artículos textiles confeccionados, en
accesorios metálicos de prendas textiles, en pinturas y superficies de recubrimiento en accesorios metálicos
de prendas textiles, en tejidos recubiertos y laminados o en materiales plásticos.

¿Qué es un espectrofotómetro y cómo funciona?

Los espectrofotómetros son equipos ópticos que permiten evaluar la luz que es absorbida, transmitida o
reflejada por un material –sólido o líquido- para cada longitud de onda.

Estos equipos se componen de un sistema de iluminación, un monocromador y un detector. 

Sistema de iluminación

El sistema de iluminación suele disponer de una fuente de hidrógeno o deuterio para la zona del espectro
ultravioleta y una de tungsteno para la zona del espectro visible y NIR. En el caso de los espectrofotómetros
UV-VIS cubren un rango de 200nm a 900nm, que incluye la zona ultravioleta, visible y algunas regiones del
infrarrojo. 

Monocromador

Por su parte, el monocromador permite separar el espectro de iluminación y proporcionar un haz de energía a
una longitud de onda concreta. Por lo que, si la longitud de onda es crítica o afecta a las medidas que se
realizan, es fundamental calibrar esta parte del equipo, o lo que es lo mismo, realizar una calibración en
longitud de onda, que comprobará la diferencia entre la longitud de onda que mide el equipo y la del patrón de
referencia empleado. 
 Detector

Finalmente, el detector se encarga de transformar la señal que recibe (fotones) y convertirla en señal eléctrica.
De modo que, en función de la intensidad de esta señal, puede ser registrada por un sistema que proporciona
los valores numéricos de transmitancia y absorbancia o DO.

La calibración del detector, también llamada de escala de absorbancia y transmitancia, es fundamental para
conocer la desviación del equipo en los valores de estas magnitudes a cada longitud de onda. La exactitud de
estos valores es crítica, puesto que permiten comparar espectros de diferentes materiales o disoluciones con
diferentes concentraciones. En concreto, la calibración en absorbancia se realiza a todas las longitudes de
onda necesaria. Para calibrar esta escala, suelen realizarse medidas de diferentes valores de absorbancia para
cada longitud de onda. Posteriormente se evalúa la diferencia entre el valor medido por el equipo y el valor
certificado de los patrones empleados.

MANTENIMIENTO:

Los espectrofotómetros, en general, son equipos muy especializados y costosos. Su conservación depende en
gran medida de la forma de instalación y utilización. El medio ambiente que los rodea y la calidad de los
servicios de electricidad constituyen factores de primordial importancia, para que los equipos puedan prestar
los servicios de acuerdo con las especificaciones para los que fueron fabricados. Las rutinas de mantenimiento
que pueden llegar a requerir varían en complejidad, van desde la limpieza cuidadosa de sus componentes
hasta procedimientos especializados, que solo deben realizar técnicos o ingenieros que hayan recibido la
capacitación correspondiente y dispongan de la información técnica desarrollada por los fabricantes.

El mantenimiento preventivo del espectrofotómetro debe responder a las rutinas y frecuencias

1. Limpiar externamente el espectrofotómetro, incluyendo los controles, pantallas o metros de medición. Esto
se puede realizar con una pieza de tela fina –similar a la textura de los pañuelos– humedecida con agua
destilada.

2. Inspeccionar y limpiar el cable de alimentación eléctrica.

3. Verificar que la lámpara esté limpia y en buen estado. Si no funciona, instalar una nueva, con las mismas
especificaciones de la original. En los espectrofotómetros modernos, el estado de la lámpara es detectado
automáticamente mediante el software que controla el estado y el funcionamiento del equipo, por lo que es
fácil determinar en qué momento es necesario cambiar la lámpara. Efectuar el cambio de la lámpara y realizar
el ajuste posterior siguiendo el procedimiento recomendado por el fabricante.

4. Revisar el fusible de protección. Antes de abrir el alojamiento del fusible, comprobar que el
espectrofotómetro esté apagado y que sus contactos se encuentren limpios y en buen estado.

5. Colocar el instrumento en la configuración operacional.

6. Accionar el interruptor de encendido para permitir un funcionamiento por cinco (5) minutos. Verificar lo
siguiente:

a) Si las lámparas o indicadores piloto funcionan.

b) Si el indicador de lectura permanece en cero (0).

7. Realizar una prueba de corriente de fuga en las posiciones de encendido y apagado.

a) Verificar el polo a tierra y la polaridad correcta.

b) Verificar la polaridad correcta sin polo a tierra.

c) Verificar la polaridad inversa sin polo a tierra.

8. Calibrar el panel frontal del espectrofotómetro siguiendo las instrucciones del fabricante.

9. Medir la sensibilidad del equipo.

10. Realizar una prueba siguiendo la ley de Beer.

11. Regresar el espectrofotómetro a la configuración inicial, si la calibración se ha efectuado con éxito.

Buenas prácticas de uso del espectrofotómetro

 Efectuar la calibración del espectrofotómetro, cada vez que se realiza el análisis de un grupo de
muestras.
 Mantener cerrada la tapa del porta muestras durante el proceso de medición, para asegurar una
lectura adecuada.
 Evitar reutilizar las cubetas desechables.
 Utilizar únicamente cubetas de cuarzo, para efectuar análisis por debajo de los 310 nm.
 Evitar el uso de cubetas plásticas, si se utilizan solventes orgánicos.
 Utilizar cristalería de boro silicato de alta calidad para preparar los estándares. Evitar el uso de
cristalería de sodio –óxido de sodio– siempre que sea posible, debido a que el contacto prolongado
con los estándares puede permearla y, en consecuencia, producir resultados erróneos.
 Limpiar cuidadosamente las cubetas de vidrio después de utilizarlas. Desechar aquellas que
presenten rayones en la superficie pulida.
 Utilizar en lo posible reactivos de alta calidad. Reactivos de baja calidad pueden causar
contaminación incluso en concentraciones muy bajas. Los diluyentes utilizados –agua o solventes–
deberán estar libres de impurezas.
 Verificar que las muestras o estándares no se han desgasificado dentro de las cubetas.
 Tener en cuenta, cuando se pretenda utilizar nuevos procedimientos, que no todas las sustancias
cumplen con la ley de Beer. Efectuar pruebas de linealidad sobre el rango de concentraciones a ser
utilizadas.
COSTOS

¿Qué
características es
interesante tener
en cuenta para
comprar un

espectrofotómetro de UV-VIS?

Especificaciones Ópticas y Técnicas

 Rango de Longitudes de Onda: Un espectro es de rango visible si solo mide de 380 a 780 nm el
mismo rango que ve el ojo humano. Si el método que voy a poner a punto me pide longitudes de
onda en ese rango tendré suficiente con un Visible. El rango Ultravioleta iría de 190 nm hasta esos
380 nm.  Los equipos completamente Ultravioleta-Visible suelen dar un rango de trabajo de 190 a
 1100 nm, lo cual ya es meterse en el NIR (Infrarrojo cercano), luego de sobra. Por ejemplo, evaluar
crecimiento bacteriano en un tubo de ensayo a 600nm se hace con un equipo visible. Las medidas de
los DeltaK de los aceites de oliva son todos en el ultravioleta. Los puntos de color del vino se hacen
con un visible o colorímetro convencional. El ADN se mide a 260 nm en el ultravioleta.

 Ancho de Banda: Un instrumento con ancho de banda 8 nm es mejor que un equipo de 20 nm,
porque ilumina mi muestra cada vez que le hago medir con menos luz accesoria (lejos de la longitud
de onda de mi método). Pero también cierra la rendija más, con lo que hay menos energía. Por tanto
“más no siempre es mejor”.  Hoy en día un estándar promedio del sector es un ancho de banda de 2
nm, lo cual está muy bien. Pero si trabajamos con 8nm que en teoría es peor podemos asegurar que
no hay problema. Algunos ejemplos. La farmacopea exige al menos un ancho de banda de 1.5nm, la
detección de clorofila en agua (medio ambiente) recomienda un ancho de banda de 2nm. La
medición con fibra óptica o accesorios como Reflectancia Difusa obligan a abrir la rendija hasta

4nm.

 Precisión, Exactitud y Luz Difusa: Hay que mirar nuestro método, y ver si seguimos farmacopea, o
alguna norma que nos indique un mínimo a seguir. Pero por regla general hay que elegir la mejor
Exactitud en Longitud de Onda y Exactitud Fotométrica, lo cual se traduce en los números más
bajos, y la mejor Precisión en Longitud de Onda y Fotométrica; de nuevo con los números más
bajos. Resumiendo, mucho podemos decir que exactitud es cómo de bien se ajusta a la realidad el
equipo y la Precisión es cómo de bien repite medidas. Y finalmente la Luz Difusa, también llamada
Stray Light o luz parásita, que es crítica de mirar si nuestros métodos son todos en rango ultravioleta.
Cosas caras “de comer” como el aceite de oliva que se miden en el ultravioleta exigen que el
espectro ultravioleta requiere equipos de cierta calidad. Pagamos a la almazara o al productor por lo
que diga ese instrumento. Lo mismo ocurre con el azafrán y el pimentón. Se pagan por la capacidad
colorante y por eso los laboratorios de este ámbito piden espectrofotómetros de gama muy alta, con
alta Exactitud y Precisión.

Componentes Ópticos

 Lo primero a preguntarnos es si necesitamos un equipo de haz simple o un doble haz. El doble haz
es un equipo más caro, pero tiene la gran ventaja de que evita “hacer el blanco”. Él mantiene un
soporte para el blanco o la referencia en perpetuo, y resta a tiempo real lo que mide nuestra matriz o
referencia. Muy recomendable para hacer cinéticas enzimáticas o para barridos espectrales muy
alargados en el tiempo.
 Lámparas: Si el equipo es solo de rango visible llevará una lámpara de Tungsteno, nombrada en
folletos como “W”.  Cuando es de rango UV-VIS aparecen las novedades, porque tradicionalmente
la lámpara habitual era de Deuterio (D2), pero tira con fuerza la lámpara de Xenón (Xe), que además
emite luz tanto en visible como en Ultravioleta. Lámpara de Xenón frente a Tungsteno + Deuterio no
 es mejor ni peor. Tiene ventajas e inconvenientes. Solo precaución; no adquiera un
espectrofotómetro con lámpara de Xenón que no sea un doble haz
 Detector: Lo ideal es un Fotomultiplicador o PMT. Solo lo encontrará en los equipos de
investigación. Lo más habitual es un Diodo o Fotodiodo. Y lo que entra con fuerza son los CCD,
componentes como los de una cámara digital, muy rápidos y baratos. Una peculiaridad; los Diodo-
Array. Solo recomendables para los químicos estudiando reacciones a varias longitudes de onda a la
vez.

Características Constructivas y Accesorios

 Control Local o Control por PC: las pantallas integradas en los equipos con teclado táctil y menús
a color y en español son lo ideal, pero asegúrese de que el equipo disponga de puerto USB o
impresora integrada o algún otro tipo de conectividad que haga al equipo autónomo.
 Soporte de cubetas: Es muy habitual la cubeta de 1×1 cm, pero es también muy habitual que haya
que usar pasos ópticos variables. Por ejemplo, el color del agua por el método APHA se hace con
cubetas de 5/10 cm, y el vino tinto si no queremos que saque de rango a nuestro espectrofotómetro se
mide con cubetas de 1/2 mm. Es muy conveniente comprar el equipo ya con un soporte de cubetas de
paso variable.
 Estructura del equipo: Que sea sólido, que haya espacio para manejarnos en el soporte de cubetas,
y que toda la estructura esté desprovista de aristas para facilitar la ergonomía del que vaya a ser el
operador.

Software

 Si solo vamos a hacer colorimetrías; esto es mirar la absorbancia a 1 longitud de onda, y luego a otra,
los mandos básicos integrados del equipo valdrán.  Sin embargo, recomendamos fuertemente que el
propio control integrado del equipo incorpore dos utilidades muy básicas, y si no, que empleamos un
software del fabricante para hacerlo desde PC.
 Nos referimos en primer lugar a los ratios o multilambda. Esto quiere decir que muchos métodos en
industria nos piden hacer el blanco a dos o 3 longitudes de onda, y luego medir a cada una de esas 3
longitudes de onda, y finalmente dar el resultado como algún tipo de cociente o ratio entre ellas. SI
nuestro equipo incorpora ese modulo mejor
 Y en segundo lugar nos referimos a las Curvas de Calibración. Que el equipo pueda medir uno a
uno los patrones de una curva de calibrado y después interpole el valor de la solución problema es
una gran utilidad.