Detección y estimación de la salinidad de aguas residuales utilizadas en riego por espectroscopía infrarrojo cercano

Abstract

Las propiedades espectrales de las principales sales encontradas en las aguas residuales fueron estudiadas para determinar sus impactos sobre las bandas de absorción del agua en la región del infrarrojo cercano con la finalidad de evaluar cuantitativamente el contenido de sales de estas aguas residuales. Noventa muestras de aguas residuales provenientes de los tres principales canales de drenaje de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM) fueron analizadas para determinar el contenido de cationes (Ca+2, Mg+2, K+1, Na+1) y aniones (CO3-2, HCO3-1, SO4-2 y Cl-1) mediante métodos convencionales de análisis químico conforme a las Normas Mexicanas vigentes. Las soluciones estándar requeridas para la calibración del modelo de predicción del contenido de sales fueron preparadas sobre la proporción de los cationes Ca:Mg:K:Na medidos. Simultáneamente se tomaron las firmas espectrales de las muestras de aguas residuales y de la solución estándar preparada mediante un espectroradiómetro ASD (FieldSpect3) portátil de alta resolución. El modelo que relaciona la absorbancia con la concentración de sales fue obtenido mediante regresión múltiple de componentes principales de las firmas espectrales (RCP) usando el software The Unscrambler de CAMO. La validación del modelo en aguas residuales reporta una adecuada precisión en la predicción de la salinidad (R2= 0.89). El ajuste del modelo fue mejor en soluciones con alta concentración. Estos resultados permiten implementar esta técnica en el uso de imágenes hiperspectrales para la detección y cuantificación de la salinidad de cuerpos de agua y suelos tanto en distritos riego como en regiones áridas y semiáridas.