Modelado y optimización de bioprocesos en el compostaje de residuos de procesamiento de avellanas y residuos sólidos...

Área de la Ciencia:

• Ciencias Ambientales
• Ciencias Agrícolas
• Ciencias de la Computación

Sus antecedentes:

• El compostaje de residuos orgánicos es crucial para la transformación verde y la economía circular.
• Los modelos de aprendizaje automático pueden predecir la eficiencia del compostaje y la calidad del compost.
• Los modelos existentes carecen de capacidades como el manejo de la incertidumbre y la integración del aprendizaje profundo.

Objetivo del estudio:

• Modelar los efectos del compostaje de residuos de mercado con cáscaras de avellana en la madurez del compost.
• Desarrollar y validar un novedoso modelo híbrido de aprendizaje automático para la predicción del proceso de compostaje.
• Evaluar el impacto de la adición de cáscaras de avellana en los parámetros de calidad del compost.

Principales métodos:

• Se desarrolló un modelo híbrido de aprendizaje automático que combina relaciones lineales/no lineales, lógica difusa y aprendizaje profundo.
• Se realizaron experimentos de compostaje utilizando residuos de mercado y diferentes porcentajes de cáscaras de avellana.
• Se monitorearon parámetros clave, incluyendo temperatura, pH, relación C/N, humedad, NH4+/NO3- e índice de germinación.

Principales resultados:

• El compost con un 12,5% de cáscaras de avellana alcanzó el estándar de madurez requerido.
• El índice de germinación del compost final aumentó significativamente con la adición de cáscaras de avellana.
• El modelo híbrido demostró una precisión de predicción superior (más del 70-80% de mejora) y robustez en comparación con los métodos de referencia.

Conclusiones:

• El modelo híbrido desarrollado es una herramienta confiable para predecir los parámetros del proceso de compostaje y la calidad del compost.
• La incorporación de cáscaras de avellana mejora la madurez y calidad del compost.
• La precisión y robustez del modelo respaldan su aplicación en la optimización de los procesos de compostaje para una economía circular.