Descripción:
La biorremediación de metales pesados mediante bacterias sulfato-reductoras (BSR)
permite la remoción de iones metálicos en sistemas acuosos a través de la reducción
disimilatoria de sulfato y la formación de sulfuros metálicos insolubles bajo condiciones
anaerobias. La precipitación de estos compuestos, como el sulfuro de cadmio (CdS), provoca
cambios ópticos que pueden ser cuantificados mediante técnicas colorimétricassin alterar el
cultivo, lo que abre la posibilidad de desarrollar métodos de monitoreo no invasivos, de bajo
costo y potencialmente aplicables en tiempo real.
En este estudio se utilizó visión artificial basada en redes neuronales convolucionales
(CNN, por sus siglas en inglés) para estimar la concentración de Cd(II) residual a partir de
cambios cromáticos asociados a la formación de CdS durante la cinética de remoción
mediada por Desulfovibrio alaskensis 6SR. Se construyó un banco de 1900 imágenes
obtenidas de cultivos en lote expuestos a distintas concentraciones de cadmio de 0, 25, 50,
75, 100, 125, 150, 175 y 200 ppm, que se emplearon para el entrenamiento, validación y
prueba del modelo.
La CNN propuesta alcanzó una precisión global de 99.5%, una sensibilidad de
99.47% y un F1-score de 99.47% en el conjunto de prueba (n = 190 imágenes).
Adicionalmente, el modelo fue evaluado bajo una condición no incluida en el entrenamiento
(170 ppm), donde las estimaciones de concentración residual obtenidas a partir del análisis
de imágenes mostraron concordancia a los valores determinados experimentalmente
mediante espectroscopía de absorción atómica (AAS, por sus siglas en inglés), cumpliendo
los límites permisibles de efluentes en base a norma de concentraciones menores a 0.003
mg/L
Finalmente, los resultados demuestran que la integración de herramientas de visión
artificial a sistemas de remoción anaerobia permite inferir cuantitativamente la remoción de
Cd(II) a partir de señales ópticas, destacando el potencial de esta estrategia como herramienta
complementaria para el monitoreo y control de bioprocesos anaerobios.