Agua de calidad: Equipo de Tec GDL creó prototipo para muestras de río

Equipo del Tec Guadalajara ganó el Hackathon HidroHack 2023, convocatoria enfocada en crear soluciones basadas en inteligencia artificial (IA) para obtener y analizar datos de calidad de agua en el Río Santiago, en Jalisco.

El equipo generó una propuesta de sonda de monitoreo que estima el índice de calidad de agua del Río Santiago (ICA-RS) de manera remota y en tiempo real.

Su solución se basa en el uso del análisis de componentes principales para reducir el número de parámetros necesarios para calcular el ICA-RS.

Usaron un análisis de series de tiempo y análisis de clústeres para seleccionar el conjunto de datos más representativo y entrenar un modelo predictivo que estima el ICA-RS con algoritmos de IA.

Asimismo, diseñaron un prototipo de sonda basado en Internet de las cosas (IoT) para medir remotamente parámetros seleccionados de calidad de agua y, con algoritmos de IA, observar otros indicadores difíciles de medir de modo automático.

Beneficios tangibles

La propuesta incluyó el diseño de sensores tipo observadores para estimar el valor de los parámetros no medibles. Así, el prototipo generado es útil para crear un sistema de monitoreo de calidad más robusto y eficiente.

Estos son los beneficios:

• Reduce los costos asociados a la toma de muestra y análisis de laboratorio
• Permite la detección de descargas furtivas al río y  
• Permite generar o evaluar políticas públicas que mitiguen el problema de contaminación en el río Santiago.

El equipo ganador está conformado por 6 estudiantes de posgrado del Tec y 2 profesores investigadores. Éstos últimos fungieron como mentores:

• Alberto Fernández del Castillo Barrón (líder del equipo)

• Marycarmen Verduzco Garibay

• Diego Díaz Vázquez

• Luis Fernando Amador Castro

• Juanpablo Ibarra Esparza

• Alejandro García González (mentor)

• Misael Sebastián Gradilla Hernández (mentor)

El Hackathon HidroHack 2023 es parte de fAIr LAC Jalisco, iniciativa impulsada por el Hub de IA del Tec, IBM, el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), Gobierno de Jalisco y C Minds (organización que promueve el desarrollo responsable de tecnología).

Incorporar IA a ciencias ambientales

“Es muy importante que en el Tec incorporemos la IA a todas las disciplinas. Nos abre un horizonte para el desarrollo de herramientas tecnológicas, en especial en las ciencias ambientales”, opinó el profesor Sebastián Gradilla.

“Cuando se tienen datos, se puede comprender a profundidad el sistema… Esta información genera una propuesta útil de monitoreo de agua cada vez más robusto”, dijo.

El hackaton incluyó la visita a las cataratas de Juanacatlán, donde los equipos observaron el deterioro ecológico del río y una demostración del proceso de toma de muestra por parte de la Comisión Estatal del Agua (CEA).  

Además, se realizó una visita a los laboratorios de la CEA para ser instruidos sobre el procesamiento químico requerido para producir los datos de calidad de agua.

Y participaron en taller de ciencia de datos, impartido por IBM, para aplicar sobre datos reales de calidad de agua del río Santiago. Incluyó herramientas de procesamiento y minería de datos, así como modelos de inteligencia artificial.

Mejorar estrategias de medición

“Al poner en conjunto a expertos en IA y de medición de calidad del agua se pudieron aplicar las herramientas para mejorar las estrategias de medición”, agregó Gradilla sobre la colaboración con Alejandro García.

“Es generar más información con menos, con IA. Se demostró la factibilidad para optimizar las redes de monitoreo en el estado”, complementó.

Los equipos participantes recibieron mentorías de la Secretaría de Medio Ambiente y Desarrollo Territorial (SEMADET) y del Instituto de Emprendimiento Eugenio Garza Lagüera (IEEGL) del Tec, quienes ayudaron a los equipos a diseñar y preparar la presentación de propuestas.

“El campus Guadalajara se está posicionando como un grupo sólido de investigadores en el área ambiental y también en la interacción de los sistemas ambientales con la salud humana.

"Usamos herramientas transdisciplinares que producen innovaciones muy importantes”, concluyó Gradilla.

“El campus Guadalajara se está posicionando como un grupo sólido de investigadores en el área ambiental".

Finalmente, agradeció al Tec por impulsar estas oportunidades para colaborar con gobierno y empresas privadas, o bien, entre la Escuela de Ingeniería y Ciencias y la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud del Tec.

fAIr LAC Jalisco promueve el desarrollo del ecosistema de IA en el estado, para la adopción y uso ético y responsable de la tecnología, a través de la colaboración entre academia, sociedad civil, sector público y privado.

Los estudiantes participantes recibieron un premio económico, además de acceso a talleres y cursos relacionados con temas ambientales.

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