Red neuronal para la detección inteligente de residuos orgánicos: hacia una solución ambiental sostenible

Autores/as

  • Guadalupe Navarro Enríquez Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez
  • Trinidad Reyes Portillo Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez
  • Dionisio Navarrete Baloes Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez
  • Irving Bruno López Santos Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez
  • Quetzal Elohim Bastarrachea Almodóvar Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez
  • Geu M. Puentes-Conde Universidad Autónoma de Ciudad Juárez https://orcid.org/0000-0002-9118-0072

DOI:

https://doi.org/10.20983/culcyt.2026.1.2e.5

Palabras clave:

residuos orgánicos, redes neuronales convolucionales, visión artificial, clasificación de residuos, YOLOv5x

Resumen

El crecimiento poblacional es un fenómeno global que, a lo largo de las últimas décadas, ha cobrado una relevancia crítica en el contexto del desarrollo económico y de la sostenibilidad ambiental. A medida que la población mundial supera los 8000 millones, las naciones enfrentan el desafío de equilibrar el crecimiento económico con la protección del medio ambiente. Por ello, se desarrolló un modelo basado en redes neuronales convolucionales para residuos orgánicos. La metodología consistió en la construcción de un dataset con 1000 imágenes de desechos en hogares y escuelas, el entrenamiento del modelo YOLOv5x mediante el descenso de gradiente y la evaluación de métricas. En los resultados iniciales se observó un rendimiento limitado; no obstante, al incrementar el número de épocas y mejorar la calidad del dataset, la precisión alcanzó el 80 %. Esto evidencia la importancia de contar con imágenes de alta calidad para optimizar el aprendizaje automático, así como la necesidad de ajustes iterativos durante el entrenamiento del modelo. En conclusión, la investigación confirma la viabilidad de aplicar la visión artificial a la clasificación de residuos. El modelo se limitó a residuos orgánicos. Estos avances contribuyen al fortalecimiento de la cultura ambiental y al desarrollo de sistemas inteligentes que promuevan prácticas sostenibles en México.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Guadalupe Navarro Enríquez, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez

Profesor de tiempo completo, Departamento de Ingeniería Eléctrica/Electrónica/Mecatrónica, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez, Chihuahua, México

Trinidad Reyes Portillo, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez

Profesor, Programa de Ingeniería Industrial, Departamento de Ingeniería Industrial y Logística, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez, Chihuahua, México

Dionisio Navarrete Baloes, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez

Profesor, Programa de Ingeniería en Sistemas, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez, Chihuahua, México

Irving Bruno López Santos, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez

Profesor, Departamento de Ingeniería Eléctrica-Electrónica-Mecatrónica, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez, Chihuahua, México

Quetzal Elohim Bastarrachea Almodóvar, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez

Profesor, Programa de Ingeniería Mecánica, Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Juárez, Chihuahua, México

Geu M. Puentes-Conde, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

Estudiante del Doctorado en Tecnología, Departamento de Ingeniería Industrial y Manufactura, Instituto de Ingeniería y Tecnología, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Chihuahua, México

Citas

J. C. Feijoo y K. Cali, “El crecimiento poblacional entre el crecimiento económico y la contaminación ambiental. Caso China e India”, en La quinta ola del progreso de la humanidad: la protección del medio ambiente, sociedad y economía, Atena, 2024, cap. 4.

C. G. García, M. C. Valles y M. C. Nevárez, “Escenarios en la dinámica demográfica de los municipios de México con base en las nuevas proyecciones de la población del año 2024”, en Procesos urbanos y dinámica del mercado laboral, E. R. Morales y C. A. Ken, coords. México: UNAM/AMECIDER, 2024, pp. 273-288.

Plan Estratégico de Juárez, A.C., Informe medio ambiente 2022. Ciudad Juárez, México: Plan Estratégico de Juárez, A.C., 2022, pp. 97-132. [En línea]. Disponible: https://planjuarez.org/wp-content/uploads/2022/11/Informe-Medio-Ambiente-2022.pdf

A. De Anda-Trasviña, E. García-Galindo, A. Peña-Castañón, J. Seminario-Peña y A. Nieto-Garibay, “Residuos orgánicos: ¿basura o recurso?,” Recursos Naturales y Sociedad, vol. 7, n.º 3, pp. 19-42, 2021, doi: 10.18846/renaysoc.2021.07.07.03.0004.

Instituto Politécnico Nacional, Programa Institucional de Economía Circular y Cero Residuos del IPN 2026–2030 PIECC-IPN, Gaceta Politécnica Extraordinaria, año LXII, vol. 22, n.º 1928, mar. 6, 2026. [En línea]. Disponible: https://www.ipn.mx/assets/files/imageninstitucional/docs/gaceta-extraordinaria/2026/03/g-extra-1928.pdf

D. E. Contreras y M. J. Guevara, “Sistema automatizado para separación y de residuos a través de una neurona artificial en la Universidad de Córdoba sede Sahagún”, trabajo de grado, Universidad de Córdoba, Colombia, 2021. [En línea]. Disponible: https://repositorio.unicordoba.edu.co/entities/publication/8f2c1a34-7e59-4063-a5c1-911543bffec1

Á. M. Del Carpio y A. E. Nuñez, “Simulación de sistema de clasificación de desechos sólidos basado en reconocimiento de imagen en el campus de la Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña (UNPHU),” tesis doctoral, Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña, República Dominicana, 2022.

M. Castro, V. M. Romero, J. Fuentes, S. R. Zagal, A. Bárcenas y D. E. Gutiérrez, “Dataset de clasificación de Residuos Sólidos Urbanos para Redes Neuronales Convolucionales”, Dilemas contemporáneos, año XII, n.º 3, may. 2025, doi: 10.46377/dilemas.v12i3.4675.

J. R. Lapo y O. M. Cumbicus-Pineda, “Detection of recyclable solid waste using convolutional neural networks and PyTorch”, en IEEE Latin America Transactions, vol. 22, n.º 6, pp. 475-483, jun. 2024, doi: 10.1109/TLA.2024.10534304.

R. A. León, K. D. Barreto, K. J. Cabanillas, J. S. Muñoz, S. A. Peña y A. E. Tafur, “Desarrollo de un algoritmo mediante redes neuronales convolucionales para la clasificación de residuos sólidos en universidades”, en Memorias de la 23.ª Conf. Iberoamericana en Sis., Ciber. e Informática (CISCI 2024), 2024, pp. 505-512, doi: 10.54808/CISCI2024.01.505.

B. A. Aguilar, F. C. Covarrubias, A. R. Pérez, J. Gómez, C. A. Toro, J. S. Galindo y D. E. Ortiz, “Análisis de la detección e identificación de residuos mediante ultralytics YOLOv8”, CienciAcierta, vol. 21, n.º 83, pp. 117-133, 2025.

D. M. Ortiz, “Identificación y clasificación de residuos sólidos mediante procesamiento de imágenes e inteligencia artificial”, trabajo de grado, Universidad Francisco de Paula Santander, Colombia, 2023. [En línea]. Disponible: https://repositorio.ufps.edu.co/server/api/core/bitstreams/b4651542-87da-4000-a4e2-96930e32aa05/content

Descargas

Publicado

2026-04-30

Cómo citar

[1]
G. Navarro Enríquez, T. Reyes Portillo, D. Navarrete Baloes, I. B. López Santos, Q. E. Bastarrachea Almodóvar, y G. M. Puentes-Conde, «Red neuronal para la detección inteligente de residuos orgánicos: hacia una solución ambiental sostenible», Cult. Científ. y Tecnol., vol. 23, n.º 1, pp. E58-E65, abr. 2026.

Número

Sección

Ed. Esp. "Estrategia de Gestión para la Transición hacia una Economía Circular"