Investigadores de la UPM usan una IA basada en redes neuronales para predecir la calidad del agua vertida al Mar Menor

Proponen un método para predecir la concentración de oxígeno disuelto a través del uso de Redes Neuronales, con una elevada precisión en los resultados

MURCIA, 17 Jun. (EUROPA PRESS) -

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) están usando una herramienta de Inteligencia Artificial (IA) basada en redes neuronales con el fin de predecir la calidad del agua vertida al Mar Menor, a través de la Rambla del Albujón, y posibles fenómenos adversos con el fin de mejorar la gestión y la toma de decisiones sobre la laguna salada.

Así lo ha hecho saber a Europa Press la investigadora principal del grupo de investigación de Tecnología de Materiales y Medio Ambiente (TEMATMA) de la Universidad Politécnica de Madrid y coautora del artículo, María Isabel Mas López, quien ha precisado que el proyecto usa datos de los años 2014-2021, que son públicos facilitados por la Consejería de Agua, Agricultura, Ganadería y Pesca de la Región de Murcia, así como de la Confederación Hidrográfica del Segura (CHS). "Son datos públicos, aunque tuvimos que solicitarlos", ha puntualizado.

En base a estos datos, los investigadores desarrollaron una herramienta de Inteligencia Artificial (IA) que sirve para predecir y, al final, para ayudar en la gestión de los posibles problemas que puedan surgir en el futuro. "Nosotros trabajamos con redes neuronales", ha señalado Mas López, que también es profesora titular de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Canales, Caminos y Puertos de la UPM.

El equipo de investigación ha trabajado, en concreto, con datos reales de temperatura, pH, nitrato, cloruro, sulfato, conductividad eléctrica, fosfato y oxígeno disuelto. De estas variables, se seleccionaron las que presentaron una mayor correlación de Pearson con el oxígeno, ya que ha sido la variable empleada para determinar la calidad de las aguas analizadas. En concreto, las variables seleccionadas para el desarrollo del modelo fueron pH, temperatura y concentración de nitrato. Con los datos de cada una de las variables, se hace que la máquina aprenda para que ofrezca un pronóstico y una predicción sobre los valores de oxígeno disuelto.

"Nuestro método es relativamente sencillo, dentro de lo que es la IA, y permite medir la calidad de las aguas", según la investigadora.
El grupo se centró en analizar los datos de la Rambla de El Albujón, que es el lugar sobre el que se obtuvieron los datos necesarios.

Y es que la Inteligencia Artificial, al final, necesita datos para "aprender" y, cuanto mayor sea el número de datos, mejor será la capacidad de predicción de posibles eventos. Además, ha subrayado que la rambla de El Albujón es "una de las más importantes" de la vertiente del Mar Menor y es la que más impacto recibe de la agricultura.

En base a los parámetros del pH, la temperatura y la concentración de los nitratos, los investigadores hicieron todas sus previsiones para predecir o estimar la calidad del agua, según Más López, quien ha reconocido que su trabajo se realiza a través de herramientas de las nuevas tecnologías y la IA, por lo que no han estado recabando datos 'in situ', sobre el terreno, pero sí han empleado los datos arriba mencionados.

"Esto, al final, nos permite ayudar a la gestión de la zona y la evaluación del modelo ambiental que se quiera implantar", según esta investigadora.

En este sentido, Mas López ha puntualizado que los nitratos son los elementos que más se asocian a la agricultura, porque al sector se le achaca usar muchos de estos nitratos para ser más productivo. "Es cierto que, en los últimos tiempos, las técnicas de la agricultura han mejorado muchísimo y hay nuevas investigaciones", según la científica.

A su juicio, la agricultura actual está evolucionando a un "mejor uso de los recursos" y usando cada vez más fertilizantes que "no afectan a la contaminación".

Ha remarcado que algunas de las Depresiones Aisladas en Niveles Altos (DANA) que se produjeron en la zona, conllevaron una afección "importante" porque tal cantidad de agua "arrastró muchos de los elementos que estaban, en ese momento, en los campos".

Sin embargo, ha señalado que el problema podría deberse a más factores y no solo a la agricultura y ha reconocido que "puede haber otros problemas" que su equipo no ha podido detectar porque no ha sido su objeto de estudio.

Los investigadores tampoco han observado valores elevados de fosfatos, entre los datos proporcionados --que están más encaminados a reflejar el efecto de las aguas residuales--, aunque insiste en que el objeto de su estudio no ha sido evaluar la calidad del agua, sino proporcionar una herramienta para facilitar su gestión.

PREDICCIÓN

En base a los datos proporcionados, los investigadores han establecido, como predicción, que se evitaría mucha afección al Mar Menor "si se siguen medidas de control sobre los abonos y no se hace una sobreexplotación del acuífero".

También ha reconocido que puede haber contaminación por la presión de la población en el entorno de la laguna salada. A este respecto, cree que habría que "potenciar" la depuración de aguas. De hecho, los investigadores de la UPM ya han impulsado algún proyecto empleando filtros verdes en balsas y otras medidas para proteger al Medio Ambiente y tratar las aguas residuales antes de que desemboquen en las ramblas por las escorrentías.

A su juicio, con las medidas de oxígeno proporcionadas de la rambla utilizadas para realizar predicciones con la herramienta de inteligencia artificial, "no eran malas" y "entrarían dentro de los admisibles", a pesar de que se pueden "mejorar".

"Es cierto que nosotros vimos unas concentraciones elevadas de nitratos, lo que evidentemente es resultado de que los terrenos han sido fertilizados y se ha filtrado al agua", según esta investigadora. No obstante, ha insistido en que ahora mismo "se están tomando medidas" para paliar este efecto.

El problema de los nitratos es que "son nutrientes que provocan el crecimiento de las plantas; y si crecen las plantas, se reduce el oxígeno y afecta a otros organismos como los peces", ha aseverado.

CONTINÚA LA INVESTIGACIÓN

Mas López ha remarcado que la investigación continúa en marcha y, de hecho, su equipo ha publicado otro artículo que incluye una clasificación de las zonas en base a las medidas de los pozos del acuífero.

Asimismo, emplearon otro método de IA basada en árboles de toma de decisiones para determinar qué zonas son las más contaminadas, haciendo una clasificación.

"Seguimos en ello, aunque es cierto que no es fácil conseguir datos porque los tenemos que solicitar, nos los tienen que dar y autorizar", según Más López, quien ha adelantado que su intención es continuar con las investigaciones, a pesar de que acceder a los datos "no es fácil". "En las páginas web hay datos, pero los que nosotros necesitamos deben ser más exhaustivos", ha precisado Mas López.

El objetivo es que esta información "sirva tanto a los políticos como a los agricultores y cualquier agente involucrado" en la gestión del Mar Menor, poniendo a su disposición "unas herramientas que son relativamente sencillas". "La IA es compleja pero nuestra herramienta es relativamente sencilla y se puede aplicar fácilmente", ha zanjado.

Mas López ha explicado que su investigación es "independiente" y, de momento, no hay ningún convenio ni han puesto sus conclusiones a disposición de las administraciones públicas.