Evaluación de contaminantes orgánicos y parámetros físico químicos, mediante un modelo de predicción random forest con validación loocv, en el río Isinche para aguas de uso recreativo, Cotopaxi 2025
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Date
2025-09-26
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Publisher
Ecuador: Universidad Técnica de Cotopaxi
Abstract
El presente estudio se centró en evaluar la calidad del agua del río Isinche para uso recreativo y desarrollar un modelo predictivo de aprendizaje automático (Random Forest) para estimar los cambios en los parámetros analizados en un escenario con datos limitados. Se recolectaron muestras en cinco puntos de interés distribuidos desde la cuenca alta hasta la cuenca baja del río, durante tres fechas de muestreo realizadas en junio de 2025. Las muestras de agua fueron analizadas en laboratorio para determinar los parámetros de coliformes totales, coliformes fecales, E. coli, nitritos, nitratos, fosfatos, pH y oxígeno disuelto. Posteriormente, los resultados fueron comparados con la normativa TULSMA para determinar la calidad del agua. Para la construcción del modelo predictivo se utilizó el lenguaje de programación Python. Mediante una serie de procedimientos sistemáticos, se entrenó el modelo de predicción Random Forest para predecir los valores futuros de las muestras recolectadas. Adicionalmente, se implementó una validación cruzada LOOCV y se evaluó el desempeño del modelo mediante RMSE, generando mapas que reflejan las predicciones de los valores futuros de los parámetros estudiados. Los resultados obtenidos demostraron que, en promedio, parámetros como los coliformes totales y fecales presentan un aumento significativo en sus concentraciones durante los fines de semana. De manera general, el pH, el oxígeno disuelto y la relación nitrógeno-fósforo no cumplen con los límites permisibles máximos (LPM) establecidos por la normativa TULSMA, indicando que el agua del río Isinche no es apta para uso recreacional. Las predicciones realizadas por el modelo demostraron alta precisión para parámetros como nitritos, nitratos, fosfatos, pH y oxígeno disuelto, los cuales mostrarán un aumento en sus concentraciones en la cuenca media del río. En conclusión, tanto en el escenario actual como en el futuro, el agua del río Isinche presenta graves problemas de contaminación en todos los parámetros estudiados, lo que hace que sus aguas no sean aptas para aprovechamiento recreativo. Esta situación representa una problemática significativa donde tanto la salud pública como la ecosistémica se ven comprometidas.
Description
Keywords
CALIDAD DEL AGUA, PREDICCIÓN, RÍO ISINCHE
Citation
Cruz Duque, Martín Espartaco (2025); Evaluación de contaminantes orgánicos y parámetros físico químicos, mediante un modelo de predicción random forest con validación loocv, en el río Isinche para aguas de uso recreativo, Cotopaxi 2025. UTC. Latacunga. 79 p.