Rum adulteration detection using an optical fiber sensor based on multimodal interference (MMI)

• Autores: Adolfo Josué Rodríguez Rodríguez, D.G. Martínez Camacho, K. González Gutiérrez, D. A. May-Arrioja, R.F. Domínguez Cruz, Ignacio Raúl Matías Maestro, Carlos Ruiz Zamarreño
• Localización: Óptica pura y aplicada, ISSN-e 2171-8814, Vol. 46, Nº. 4, 2013 (Ejemplar dedicado a: VIII Spanish Meeting on Optoelectronics), págs. 345-352
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Detección de adulteración de ron empleando un sensor de fibra óptica basado en interferencia multimodal (MMI)
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• Resumen
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    En este trabajo se propone y demuestra la fabricación de un sensor de fibra óptica basado en el efecto de interferencia multimodal (MMI) para el control de calidad del ron. La operación del sensor se basa en el hecho de que cuando el ron es adulterado, lo que puede hacerse con etanol o etilenglicol, el índice de refracción (IR) del ron adulterado será diferente cuando se compara con el ron original. Siendo que el ron blanco (Bacardi®) tiene un IR cercano a 1.345 y que el IR más alto del contaminante es 1.412 (etilenglicol), el IR del ron adulterado se incrementará conforme se incrementa el volumen del contaminante. Por lo tanto, considerando que el sensor MMI tiene una sensibilidad de 258.06 nm/RIU para líquidos con IR entre 1.318 y 1.4203, podemos entonces determinar de forma precisa si una muestra de ron está libre de contaminantes o adulterada con otro líquido, lo que se realiza comunmente usando etanol o elementos tóxicos como el etilenglicol.

    Aunque el sensor no puede determinar que tipo de líquido esta modificando al ron, puede fácilmente detectar cuando el ron original ha sido adulterado, aun con cantidades pequeñas de líquido. El sensor proporciona además alta repetitividad and reversibilidad manteniendo un proceso de fabricación rápido y simple.

  • English

    In this work, we propose and demonstrate the fabrication of an optical fiber sensor based on multimode interference effects (MMI) for rum quality control. The operation of the sensor relies on the fact that when rum is adulterated, which can be done either with ethanol or ethylene glycol, the refractive index (RI) of the adulterated rum will be different as compared to the original rum. Since the white rum (Bacardi®) has a RI close to 1.345 and the highest RI of the contaminant is 1.412 (ethylene glycol), the RI of the adulterated rum will increase as the volume of the contaminant is increased. Therefore, considering that the MMI sensor exhibits a sensitivity of 258.06 nm/RIU for liquids with RI ranging from 1.318 to 1.4203, we can accurately determine if a rum sample is free of contaminants or adulterated with other liquid, which is typically performed using ethanol or toxic elements like ethylene glycol. Although the sensor cannot determine which kind of liquid is altering the rum, it can easily detect when the original rum has been adulterated, even with small amounts of liquid. The sensor also provides high repeatability and reversibility while using a fast and simple fabrication process.