Generación de un modelo numérico de agrupamiento (Clustering) para la identificación de microplásticos recolectados en el Parque Nacional Natural Corales de Profundidad y en el Parque Nacional Natural Los Corales del Rosario y San Bernardo, mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR-ATR)
No Thumbnail Available
Date
2023-08-11
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Se proponen dos modelos de agrupamiento para elementos sólidos, con tamaño menor a 5 mm, en muestras de agua de mar, colectadas durante la temporada seca (Diciembre 2021 - Abril 2022) en doce estaciones de monitoreo localizadas en los Parques Nacionales Naturales Corales de Profundidad y Corales del Rosario y San Bernardo, a partir de sus espectros de absorbancia en el infrarrojo medio, con número de onda en el rango 4000 cm^-1 – 500 cm^-1, usando FTIR-ATR.
A partir de 818 espectros FTIR-ATR, previamente normalizados y expresados en sus primeras siete (7) componentes principales (PCA por sus siglas en inglés, Principal Component Analysis), se implementó un modelo de cúmulos mediante el algoritmo k-means, el cual sugirió cinco (5) grupos, atendiendo a indicadores de validación intrínsecos (Dunn, Davies-Bouldin y Silueta). De manera similar, se desarrolló un dendrograma, que sintetiza el agrupamiento jerárquico. Los espectros promedios de los grupos sugeridos por los modelos se comparan con espectros de referencia de la base de datos comercial (KnowItAll, Bio-Rad/Wiley).
La comparación con la base de datos permitió identificar minerales típicos de la descomposición de los corales y algunos polímeros, a saber: polietileno, poliéster, polietileno tereftalato (PET), polipropileno. Dado que el tamaño de la muestra es menor a 5mm, se trata de microplásticos. Así, este estudio evidencia la presencia de estos elementos en estos sensibles ecosistemas.
Description
Keywords
Microplásticos, Clustering, Aprendizaje no supervisado, Espectroscopía FTIR - ATR