Aplicação da espectroscopia de absorção na determinação do Índice da Qualidade da Água (IQA)

Abstract

Este estudo elaborou uma nova proposta de categorização do Índice de Qualidade da Água (IQA) para avaliar as condições das sub-bacias do planalto de Santa Catarina, utilizando as redes neurais. O objetivo principal para classificação das águas é reduzir o tempo e os custos dessas análises no laboratório. Para isso foram utilizados dados do Índice de Qualidade de Água (IQA) referentes a 45 amostras de água superficial coletadas bimestralmente, de dezembro de 2022 a abril de 2024, em cinco locais diferentes da sub-bacias do rio Marombas localizados na região do Planalto de Santa Catarina. As amostras foram previamente analisadas por espectroscopia de UV-Vis para gerar perfis de varreduras por absorção da água, sendo os comprimentos de onda mais relevantes para caracterizar a qualidade da água foram definidos pelo uso da análise de componentes principais. A performance da rede neural proposta foi avaliada por da matriz de confusão, ou seja, o desempenho por meio da porcentagem de acertos diante de uma amostra de treino, dentre outras medidas preditivas. Os resultados demonstram que a abordagem é promissora. O Modelo 2, que utilizou 5 comprimentos de onda e 2 nós (camadas ocultas), alcançou a melhor performance, com uma taxa de acerto de 75%. A principal limitação do estudo foi o número restrito de amostras (45), sugerindo que um conjunto de dados maior (com 50 a 100 observações) poderia resultar em um modelo mais preciso. Essa nova metodologia pode fornecer informações essenciais sobre a qualidade da água para a população, bem como auxiliar as empresas de saneamento e outros órgãos na tomada de decisões estratégicas de forma mais rápida e precisa.