Sistema experto basado en reglas, para determinar la calidad de las aguas superficiales del litoral atlántico andaluz

Abstract

La inteligencia artificial aplicada al control inteligente mediante un sistema experto basado en reglas, es un método idóneo para el análisis de grandes volúmenes de datos complejos que contienen una amplia variedad de información. De esta manera es posible complementar la toma de decisiones del humano, minimizar errores y analizar grandes volúmenes de datos complejos de forma rápida, precisa y efectiva para conseguir una visión más completa del problema. En el control de calidad de cualquier producto se manejan este tipo de valores, en los que obtener la información relevante para la toma de decisiones por el humano se dificulta. En este trabajo se presenta una aplicación de los sistemas expertos, al control de calidad de las aguas superficiales del litoral de la vertiente atlántica andaluza. Frente al método convencional de comparación individual, el sistema experto valora de forma conjunta los datos de las mediciones in situ y los compara con los límites legales de calidad ambiental requeridos para cada masa de agua concreta, para así evaluar el estado químico y otros parámetros físico-químicos tales como la oxigenación o los nutrientes de las agua litorales y hacer un seguimiento de su calidad ambiental. De los resultados del análisis mediante el sistema experto, se obtienen distintos informes que evalúan la calidad de las distintas estaciones de muestreo y demarcaciones hidrográficas, en base al cumplimiento de los requisitos legales de los de los diversos parámetros estudiados. Adicionalmente, se logran extraer de éstos informes, nuevas conclusiones tales como la necesidad de evaluar riesgos ambientales potenciales, valorar la frecuencia y rigor de los análisis actuales, o establecer medidas preventivas y correctoras para mantener la calidad ambiental de las aguas del litoral.

Artificial inteligence applied to intelligent control through a rule based expert system is a promissing tool for complex data analysis. Because of large amounts of dependent data can be processed in a faster and accurated way compared with the conventional methods, expert systems programation is an ideal complement to human decision making. In quality control management, individual products properties need to be matched with concrete legal specifications, being therefore an ideal candidate for appliying the expert system programming method. Due to the growing interest in environmental concerns, an analysis of the quality control of surface water of the andalusian Atlantic coast based on expert system is proposed here. In comparison to traditional methods based on eye by eye direct analysis between measured data and legal requeriments, expert system presented here is able to stablish this comparative study in a more efficient way. Chemical status and others physicochemical parameters such as oxygenation or nutrients were assesed to evaluate the environmental water quality. Reports obtained after expert system analysis, provide information regarding to water quality according to legal cumpliments. As quality levels of individual parameters are limiting to water quality, reports also gives information about each station or hydrografic demarcation. In addition, new conclusions can also be extracted from these reports, such as the need to evaluate potential environmental risks, assess the frequency and rigor of current analyzes or establish preventive and corrective actions for a better andalusian coastal waters environmental water quality.

La intel·ligència artificial aplicada al control intel·ligent mitjançant un sistema expert basat en regles, és un mètode idoni per a l'anàlisi de grans volums de dades complexes que contenen una àmplia varietat d'informació. D'aquesta manera és possible complementar la presa de decisions de l'humà, minimitzar errors i analitzar grans volums de dades complexes de forma ràpida, precisa i efectiva per a aconseguir una visió més completa del problema. En el control de qualitat de qualsevol producte es manegen aquest tipus de valors, en els quals obtenir la informació rellevant per a la presa de decisions per l'humà es dificulta. En aquest treball es presenta una aplicació dels sistemes experts, al control de qualitat de les aigües superficials del litoral del vessant atlàntic andalús. Enfront del mètode convencional de comparació individual, el sistema expert valora de forma conjunta les dades dels mesuraments in situ i els compara amb els límits legals de qualitat ambiental requerits per a cada massa d'aigua concreta, per a així avaluar l'estat químic i altres paràmetres físic-químics tals com l'oxigenació o els nutrients de les aigualeix litorals i fer un seguiment de la seva qualitat ambiental. Dels resultats de l'anàlisi mitjançant el sistema expert, s'obtenen diferents informes que avaluen la qualitat de les diferents estacions de mostreig i demarcacions hidrogràfiques, sobre la base del compliment dels requisits legals dels dels diversos paràmetres estudiats. Addicionalment, s'aconsegueixen extreure d'aquests informes, noves conclusions tals com la necessitat d'avaluar riscos ambientals potencials, valorar la freqüència i rigor de les anàlisis actuals, o establir mesures preventives i correctores per a mantenir la qualitat ambiental de les aigües del litoral.