REFRACTOMETRIA

El uso de la refractometra en diversos procesos productivos se ha hecho cada vez ms necesaria debido a las exigencias en las normativas de calidad vigentes, las cuales incluyen a toda la cadena de produccin desde el cultivo de las materias primas, su recepcin y la elaboracin de productos finales en las tras del rubro qumico, agroalimentario y farmacutico, entre otros.

La determinacin del ndice de refraccin (una propiedad fsica fundamental de cualquier sustancia) se usa, por ejemplo, para conocer la composicin o pureza de una muestra, a travs de un instrumento llamado refractmetro.

Por esto, el uso de los refractmetros ha cobrado gran inters en el rea de la fabricacin de bebidas y un claro ejemplo est relacionado a la elaboracin de vinos. La presencia de azcares es uno de los parmetros fundamentales de la enologa, debido a que esta familia de compuestos interviene prcticamente en todo el proceso de elaboracin que conduce desde la uva al vino determinando la calidad del producto final.

Para conocer la concentracin de azcares en los mostos naturales se recurre habitualmente a la determinacin del ndice de refraccin, que posteriormente es transformado a una escala que determina el porcentaje en peso de azcares o slidos solubles totales, conocida como grados Brix (Bx). Sin embargo, existen otras escalas como los grados Baum (Be) y los grados Oechle (Oe) que tambin determinan la concentracin de estos compuestos en una muestra y la relacin entre las distintas escalas es la siguiente:

1,8Bx = 1Be0,2Bx = 1Oe

Por otra parte, los dos principales azcares fermentables presentes en las vacuolas de los granos de uva son la glucosa y la fructuosa (que provienen de la hidrlisis enzimtica de la sacarosa durante la asimilacin cloroflica) y durante la maduracin la concentracin de fructuosa se incrementa.

En los granos maduros las concentraciones mximas de ambos azcares oscilan en el rango de 150 y 350 g/L de jugo, segn las cepas; en este estado la relacin glucosa/fructosa se encuentra alrededor de 1 y 0,95, mientras que en el vino esta relacin debera disminuir considerablemente y estar comprendida entre 0,2 y 0,4. Para controlar esto, se hace necesaria la medicin y seguimiento de los azcares durante todo el pro- ceso fermentativo, generalmente en Brix o su correspondiente en Baum, calculando la relacin glucosa/fructosa por medio del equivalente de azucares reductores obtenido de una tabla de comparacin.

Sin embargo, actualmente existen algunos instrumentos digitales que son capaces de realizar esta conversin de manera automtica.

Otro parmetro que puede ser calculado en funcin de los Brix obtenidos es el porcentaje de alcohol probable, funda- mental para conocer la calidad del producto a obtenerse, de acuerdo a la siguiente ecuacin:

Alcohol probable (%) = 0.55 * Brix

En la industria de alimentos y bebidas la refractometra tiene un amplio espectro de aplicaciones. Puntualmente se puede mencionar a los productos derivados de frutas y hortalizas, como por ejemplo, en los enlatados de frutas en almbar se realiza la denominada prueba de corte (cut-out), para determinar la homogeneidad de un lote, midiendo el porcentaje de slidos solubles totales (Brix) en el lquido sobrenadante y la pulpa. En el caso de las hortalizas en conserva se determina el porcentaje de cloruro de sodio expresado en Be (los grados Baum tambin pueden ser equivalentes en soluciones de sal siendo la relacin 1Be = 1% de NaCl) en la salmuera y la hortaliza con el fin de observar si al cabo de 48 horas se ha llegado al equilibrio osmtico deseado, adems de ver si el peso neto y el peso escurrido del producto es el correcto para el lote en anlisis.

Por lo tanto, la importancia en la determinacin del ndice de refraccin per- mite el aseguramiento de la calidad en diversos los productos productivos, lo cual incide directamente sobre las caractersticas organolpticas aceptables para el consumo humano.

El principio de funcionamiento de un refractmetro se basa en la velocidad de la luz que depende del medio en el que viaja, si un rayo de luz atraviesa sesgadamente desde un medio haca otro de diferente densidad, cambia su direccin cuando traspasa la superficie. Este cambio en la direccin se denomina refraccin.

Por lo tanto, cuando la luz atraviesa haca un medio ms denso, el haz se aproximar a la perpendicularidad trazada sobre la superficie divisoria en el punto de incidencia. Este fenmeno se debe fundamentalmente a que la velocidad de la luz cambia, es decir, se hace ms lenta cuanto ms denso sea el medio que traspasa.

Se denomina ngulo de incidencia (i) al ngulo formado entre el rayo en el primer medio y la perpendicular, mientras que el correspondiente ngulo en el segundo medio se denomina ngulo de refraccin (r).

a) Instrumentos ptico-mecnicosSu diseo no ha variado notablemente desde el original planteado por Abb (1874) y Pulfrich (1887).

Se basa en observar el reflejo de la luz a travs de una muestra colocada sobre un prisma, la refraccin y el reflejo interno total de la luz en la interface (el punto de contacto entre la muestra y el prisma) permite que se genere un punto de sombra que establece el valor del ndice de refraccin o su equivalente en la escala en la cual se trabaja.

Este tipo de instrumento, puede entregar lecturas poco precisas ya que, est sujeta a la apreciacin de una persona, es decir, la medicin se visualiza por medio ocular obtenindose el valor cuando el lmite hace interseccin con la escala.

b) Instrumentos digitalesEn el caso de este tipo de instrumentos la luz que proviene desde un LED que pasa a travs de un prisma en contacto con la muestra. Un sensor de imagen determina el ngulo crtico en el cual la luz no es ms refractada a travs de la muestra. La mayora de los instrumentos aplican en forma automtica la compensacin de temperatura a la medicin y convierten el ndice de refraccin de la muestra a una unidad de medida especfica.

Adems, pueden programarse escalas distintas y el resultado se muestra en formato digital, brindando gran simplicidad al proceso y ahorro de tiempo en las conversiones.

En resumen, la refractometra tiene una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias por lo que se deber buscar instrumentos capaces de ajustarse a los procesos productivos en los cuales se trabaja.