Enfoques Innovadores para el Monitoreo de Olores Industriales: Desde el Análisis Químico hasta Modelos Predictivos
Autores: Franchina, Claudia; Cefalì, Amedeo Manuel; Gianotti, Martina; Frugis, Alessandro; Corradi, Corrado; De Prosperis, Giulio; Ronzio, Dario; Ferrero, Luca; Bolzacchini, Ezio; Cipriano, Domenico
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Enfoques Innovadores para el Monitoreo de Olores Industriales: Desde el Análisis Químico hasta Modelos Predictivos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Nariz electrónica
Concentración de olores
Sensores químicos
VHS
VCH
Bosque Aleatorio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio evaluó la fiabilidad de una nariz electrónica en el monitoreo de la concentración de olores cerca de una planta de tratamiento de aguas residuales y examinó la correlación entre cuatro lecturas de sensores y la intensidad del olor. Los sensores químicos de la nariz electrónica están relacionados con la concentración de las siguientes especies químicas: dos valores para la concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV) registrados a través del sensor PID (VPID) y el sensor EC (VEC), y concentraciones de ácido sulfúrico (VHS) y benceno (VCH). Utilizando Random Forest y análisis de regresión de mínimos cuadrados, el estudio identifica a VHS y VCH como contribuyentes clave a la concentración de olores (C). Se probaron tres modelos de Random Forest (RF0, RF1, RF2), con diferentes características para la división entre el conjunto de prueba y el conjunto de entrenamiento, siendo RF1 el que mostró un rendimiento predictivo superior debido a su enfoque de entrenamiento. Todos los modelos destacaron a VHS y VCH como predictores significativos, mientras que VPID y VEC tuvieron menos influencia. Se encontró una correlación significativa entre la concentración de olores y las lecturas de sensores químicos específicos, particularmente para VHS y VCH. Sin embargo, predecir concentraciones de olores por debajo de 1000 ou/m resultó un desafío. La regresión lineal confirmó aún más la importancia de VHS y VCH, con un valor R-cuadrado moderado de 0.70, explicando el 70% de la variabilidad en la concentración de olores. El estudio demostró la efectividad de combinar Random Forest y regresión de mínimos cuadrados para obtener resultados robustos e interpretables. La investigación futura debería centrarse en ampliar el conjunto de datos e incorporar variables adicionales para mejorar la precisión del modelo. Los hallazgos subrayan la necesidad de un entrenamiento específico de los sensores y procedimientos estandarizados para un monitoreo y caracterización de olores precisos.
Descripción
Este estudio evaluó la fiabilidad de una nariz electrónica en el monitoreo de la concentración de olores cerca de una planta de tratamiento de aguas residuales y examinó la correlación entre cuatro lecturas de sensores y la intensidad del olor. Los sensores químicos de la nariz electrónica están relacionados con la concentración de las siguientes especies químicas: dos valores para la concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV) registrados a través del sensor PID (VPID) y el sensor EC (VEC), y concentraciones de ácido sulfúrico (VHS) y benceno (VCH). Utilizando Random Forest y análisis de regresión de mínimos cuadrados, el estudio identifica a VHS y VCH como contribuyentes clave a la concentración de olores (C). Se probaron tres modelos de Random Forest (RF0, RF1, RF2), con diferentes características para la división entre el conjunto de prueba y el conjunto de entrenamiento, siendo RF1 el que mostró un rendimiento predictivo superior debido a su enfoque de entrenamiento. Todos los modelos destacaron a VHS y VCH como predictores significativos, mientras que VPID y VEC tuvieron menos influencia. Se encontró una correlación significativa entre la concentración de olores y las lecturas de sensores químicos específicos, particularmente para VHS y VCH. Sin embargo, predecir concentraciones de olores por debajo de 1000 ou/m resultó un desafío. La regresión lineal confirmó aún más la importancia de VHS y VCH, con un valor R-cuadrado moderado de 0.70, explicando el 70% de la variabilidad en la concentración de olores. El estudio demostró la efectividad de combinar Random Forest y regresión de mínimos cuadrados para obtener resultados robustos e interpretables. La investigación futura debería centrarse en ampliar el conjunto de datos e incorporar variables adicionales para mejorar la precisión del modelo. Los hallazgos subrayan la necesidad de un entrenamiento específico de los sensores y procedimientos estandarizados para un monitoreo y caracterización de olores precisos.