La proliferación de microplásticos, en particular microfibras, en los lodos generados durante la depuración de aguas residuales representa un importante problema medioambiental debido a su persistencia y sus posibles riesgos para la salud. Los métodos de detección empleados actualmente requieren mucha mano de obra y carecen de la escalabilidad necesaria para un seguimiento eficaz. De ahí la importancia de un sistema de inteligencia artificial que identifica los restos de microplásticos de manera sencilla, rápida y barata.
El sistema ha sido creado por un equipo de investigadores e investigadoras del Instituto Universitario Valenciano de Investigación en Inteligencia Artificial (VRAIN) y del Instituto Universitario de Seguridad Industrial, Radiofísica y Medioambiental (ISIRYM) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV). Y permite identificar y cuantificar microfragmentos plásticos contenidos en las corrientes de agua y lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas.
Cómo funciona el sistema de inteligencia artificial para detectar microplásticos en aguas residuales
Este sistema de inteligencia artificial diseñado para la detección de microplásticos en aguas residuales opera mediante el tratamiento de imágenes, gracias a técnicas avanzadas de aprendizaje profundo. La aplicación, disponible para Windows, permite importar imágenes de muestras preparadas en diferentes soportes y obtenidas con un estereomicroscopio. Las imágenes se procesan y la aplicación localiza la microfibra en la imagen. Además, se obtiene un desglose por imagen, que contiene el número de fibras contenidas en dicha imagen, el color de la fibra correspondiente, y su longitud en micrómetros.
El objetivo de este prototipo es mostrar un análisis detallado de las microfibras presentes en muestras de aguas y lodos residuales a las empresas de explotación de este sector, para poder obtener estos datos de forma rápida y confiable.
Rendimiento superior en la detección de microfibras
El estudio, recogido en un artículo firmado por los investigadores Félix Martí, César Ferri y Carlos Montserrat de VRAIN de la UPV, y Ana Domínguez, María José Luján, Eva Ferrer, Amparo Bes y José Antonio Mendoza de ISYRIM de la UPV, presenta un enfoque novedoso que emplea técnicas avanzadas de aprendizaje profundo para mejorar la detección de microfibras en los lodos generados en el tratamiento de aguas residuales.
En este sentido, el investigador de VRAIN de la UPV, César Ferri explica que “utilizando redes neuronales convolucionales hemos desarrollado un sistema que permite identificar y localizar las microfibras y con un rendimiento superior respecto a las técnicas utilizadas actualmente. Además, nuestro sistema reduce significativamente el esfuerzo manual y el tiempo de procesamiento”.
Asimismo, la aplicación del aprendizaje profundo en la monitorización medioambiental, “ofrece una solución escalable y precisa para gestionar la contaminación por microplásticos en los sistemas de tratamiento de aguas residuales y proporciona una valiosa información para una gestión medioambiental sostenible”.
Su desarrollo se enmarca en el proyecto SINPLASTIC, financiado por la Agencia Española de Investigación, y realizado en colaboración con la Cátedra de empresa FACSA-FOVASA de la UPV.
