Determinación del contenido de cadmio en granos de cacao mediante la aplicación de redes neuronales e imágenes hiperespectrales

El cacao peruano es uno de los cultivos con más reconocimientos a nivel internacional, declarado como patrimonio natural de la nación debido a sus características organolépticas, considerado como un cacao fino y de aroma y de importante contribución al sector agrícola peruano. Según el Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego, en enero del 2021 se exportaron 3.9 miles de toneladas de cacao en sus diferentes derivados con un crecimiento del 54% comparado con enero del año anterior, generando 10.6 millones de dólares en sus exportaciones. Sin embargo, desde el 2019 se ha generado una problemática debido a la entrada en vigencia de la normativa de la Unión Europea en donde se establecen los contenidos máximos de cadmio en el cacao. Como consecuencia, se generó la pérdida de miles de toneladas de cacao provenientes de las pequeñas y medianas cooperativas cacaoteras del Perú por contener cantidades de cadmio mayores a las permitidas por la Unión Europea quien constituye el 42% del mercado de destino de este producto. La detección rápida y confiabilidad de la medición de la concentración de cadmio presentes en los cultivos de cacao, son cruciales para su comercialización nacional e internacional. Por lo tanto, es de suma importancia desarrollar metodologías para la medición del contenido de cadmio que sean no destructivas y empleen menor tiempo que las técnicas tradicionales. La presente investigación se basa en la aplicación de redes neuronales combinadas con imágenes hiperespectrales con el fin de determinar el contenido de cadmio en muestras de granos de cacao. La cual es una tecnología que posee excelentes resultados en el sector agrícola y ha sido aplicada en diferentes cultivos como el tomate, lechuga, col rizada, albahaca, manzana, uvas, cacao entre otros para la determinación de diferentes componentes biológicos y químicos de estas plantaciones. El objeto de estudio es muestras de grano de cacao seco de distintas zonas de Piura y Huánuco de las cuales se conoce su concentración de cadmio a través de análisis químico de laboratorio, teniéndose un rango de trabajo considerable y variado de niveles de cadmio. Para construir el modelo, se tienen como parámetros de entrada la firma espectral de la muestra de granos de cacao seco y como parámetro a predecir su contenido de cadmio. Se generan diversas arquitecturas de redes neuronales y se encuentra el mejor modelo capaz de predecir con una mayor precisión el contenido de cadmio a partir de información espectral de una muestra de granos de cacao. Los resultados que se plantean conseguir con esta investigación servirán para la implementación de una metodología innovadora, tecnológica, rápida, eficaz y no invasiva capaz de determinar el contenido de cadmio en los granos de cacao. Esto traerá importantes impactos tanto sociales, económicos y medioambientales para los productores de cacao peruano.

CHECA ROMAN ,KEYLA VIRGINIA