Sensor Optoelectrónico para la Medición de Oxígeno Disuelto en Acuicultura

Abstract

Los sistemas acuícolas requieren monitoreo continuo del oxígeno disuelto para garantizar la supervivencia y productividad de las especies cultivadas; sin embargo, los sensores comerciales disponibles presentan altos costos y limitada accesibilidad para pequeños productores. Este trabajo presenta el diseño e implementación de un sensor optoelectrónico de bajo costo para la estimación de oxígeno disuelto en agua. El sistema utiliza una fuente de luz, un sensor multiespectral y variables complementarias como temperatura y presión, a partir de las cuales se adquieren señales ópticas en condiciones experimentales reales, las cuales son transformadas mediante la ecuación de absorbancia para relacionar la intensidad óptica medida con las propiedades del medio acuoso. Dichas variables se emplean como entradas de un modelo de aprendizaje supervisado que relaciona las mediciones con valores de referencia obtenidos mediante un instrumento patrón.

El desempeño del sistema fue evaluado mediante una partición de los datos experimentales en conjuntos de entrenamiento (70 %) y prueba (30 %), obtenidos bajo condiciones reales de medición, logrando un coeficiente de determinación promedio de R² = 0,9582 y un error cuadrático medio (RMSE) de 0,3801 mg/L en la evaluación offline. Además, el sistema integra una plataforma de visualización en tiempo real mediante Grafana, permitiendo el monitoreo continuo de las variables medidas. El sistema propuesto representa una alternativa accesible y escalable para el monitoreo de la calidad del agua, con potencial para contribuir a la optimización de los procesos productivos en acuicultura de pequeña y mediana escala.