Fotografía aérea de las marismas de Doñana / Héctor Garrido (EBD-CSIC)
El estudio ha logrado desarrollar un algoritmo innovador -basado en aprendizaje automático-, que permite detectar con alta precisión la presencia de agua superficial a partir de imágenes del satélite Sentinel-2.
La investigación contempla un cálculo más pesimista, cifrado en 45 años, en función de la evolución de las condiciones de temperatura y precipitaciones que se registren, y uno más optimista, estimado en unos 175 años. Estas condiciones afectarán de manera determinante en la marisma, de extraordinaria importancia como lugar de paso, cría e invernada para miles de aves europeas y africanas.
Estas condiciones afectarán de manera determinante en la marisma, de extraordinaria importancia como lugar de paso, cría e invernada para miles de aves europeas y africanas
El trabajo, desarrollado en el marco del proyecto Aplicación del tratamiento digital de imágenes para el monitoreo de recursos hídricos en línea con la Agenda 2030, ha sido liderado por Emilio Ramírez Juidias, investigador del departamento de Ingeniería Gráfica, y las estudiantes Clara Isabel González López y Paula Romero Beltrán, adscritas al programa de Altas Capacidades Intelectuales.
Los datos de que dispone la investigación se remontan a 2005 y arrojan que desde esta fecha y hasta 2024 se ha perdido en torno a un 15 % de la superficie húmeda media (29.824 km2), de volumen de agua (11.680 hm3) y profundidad (0,023 metros).
No obstante, llama la atención que de ese 15 %, el grueso (más de un 13 %) se ha perdido a partir de 2010, “cuando se registra un aumento de las temperaturas y sobre todo un descenso acuciante en las precipitaciones, ayudado por la extracción ilegal de los recursos hídricos en la zona”, asegura el Ramírez Juidias.
El objetivo principal del proyecto desarrollado es ofrecer una herramienta tecnológica avanzada para el seguimiento del estado hídrico en entornos naturales vulnerables, en línea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas, en particular el ODS 6 (agua limpia y saneamiento) y el ODS 13 (acción por el clima).
Mediante una fórmula matemática para entornos húmedos como Doñana, el modelo permite distinguir con gran fiabilidad entre masas de agua y cobertura vegetal
En este contexto, la teledetección y el tratamiento digital de imágenes satelitales, se presentan como soluciones clave ante la creciente escasez de agua, así como el deterioro ecológico provocado por el cambio climático y la presión causada por la actividad humana.
El algoritmo desarrollado por las alumnas, bajo la dirección del profesor Ramírez Juidias, utiliza técnicas de machine learning aplicadas a los datos ópticos del satélite Sentinel-2, concretamente las bandas del infrarrojo cercano y del rojo.
Mediante una fórmula matemática calibrada específicamente para entornos húmedos como Doñana, el modelo permite distinguir con gran fiabilidad entre masas de agua y cobertura vegetal, generando mapas actualizados que reflejan tanto la presencia, como la pérdida progresiva de agua superficial. Los resultados, validados sobre el terreno, han mostrado una correlación significativa, lo que confirma su utilidad como herramienta predictiva.
El profesor apunta que es posible minimizar la pérdida de las marismas llevando a cabo una serie de estrategias, la primera de ellas ha de ser “drástica”, a juicio del profesor Ramírez Juidias, y es el cierre definitivo de pozos ilegales y control efectivo del uso del agua.
Es necesario intensificar las labores de inspección y clausura de pozos ilegales
Para ello, es necesario intensificar las labores de inspección y clausura de pozos ilegales, así como establecer un sistema de monitoreo en tiempo real que garantice el cumplimiento de las normativas sobre extracción de agua subterránea.
La segunda medida pasa por un cambio de modelo hacia una agricultura sostenible y menos demandante de agua, fomentando uno que priorice cultivos de bajo consumo hídrico y técnicas de riego eficientes (como el riego por goteo), sustituyendo gradualmente los cultivos intensivos e incompatibles con la disponibilidad real de recursos hídricos.
Asimismo, la estrategia debe incorporar la recuperación y restauración de zonas húmedas degradadas, lo que supone actuar sobre las áreas más afectadas por la desecación mediante obras de restauración ecológica, que incluyan la reconexión hidrológica con el acuífero y la reintroducción de vegetación autóctona que favorezca la retención del agua.
Se subraya la necesidad de adaptarse al cambio climático mediante una planificación hidrológica integrada
Entre las medidas previstas se incluye la reutilización de aguas depuradas para usos agrícolas y forestales, promoviendo el empleo de aguas regeneradas procedentes de estaciones depuradoras. Esta actuación permitirá reducir la presión sobre el acuífero y garantizar la disponibilidad de agua para los ecosistemas naturales.
Además, se subraya la necesidad de adaptarse al cambio climático mediante una planificación hidrológica integrada, que incorpore escenarios climáticos futuros en la gestión del agua, a través de planes de adaptación que tengan en cuenta la progresiva disminución de las precipitaciones, el aumento de las temperaturas y su impacto en los ciclos hidrológicos del Parque.
Esta tecnología no solo permite identificar zonas afectadas por la sequía, o el descenso del nivel freático, sino que también facilita la toma de decisiones para la conservación de ecosistemas. Además, al tratarse de un enfoque escalable y automatizado, el algoritmo puede aplicarse a otros entornos naturales con problemas similares, contribuyendo así a una gestión hídrica más eficiente y sostenible.
El éxito de esta investigación demuestra la importancia de fomentar el talento joven en proyectos científicos de alto impacto, especialmente en áreas clave como la sostenibilidad ambiental, la digitalización y la inteligencia artificial.
Esta tecnología no solo permite identificar zonas afectadas por la sequía, o el descenso del nivel freático, sino que también facilita la toma de decisiones para la conservación de ecosistemas
La colaboración entre el programa de Altas Capacidades de la Universidad de Sevilla y la investigación aplicada ofrece un modelo ejemplar de transferencia de conocimiento y formación avanzada, orientada a los grandes retos globales de nuestro tiempo.
En definitiva, este avance posiciona a la Universidad de Sevilla, y al equipo investigador del profesor Ramírez Juidias, a la vanguardia de la innovación tecnológica aplicada tanto a la protección de los recursos hídricos, como a la lucha contra el cambio climático.
Referencia:
Ramírez-Juidias, E., Romero-Beltrán, P., & González-López, C.-I. (2025). «Satellite-Derived Spectral Index Analysis for Drought and Groundwater Monitoring in Doñana Wetlands: A Tool for Informed Conservation Strategies«. Geographies
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