Gemelo digital de la laguna del Calich: este es el proyecto CADIT de NeMeA Sistemi

Datos en tiempo real, modelos 3D y escenarios predictivos para una gestión más sostenible

Este artículo profundiza y amplía los contenidos del póster presentado en el Simposio Internacional sobre Biodiversidad y Funciones de los Ecosistemas en el Contexto del Cambio Global (Alghero, 12-14 de noviembre de 2025) sobre el proyecto CaDiT centrado en la creación de un Gemelo digital de la laguna del Calich en Alghero...

¿Por qué un gemelo digital?

La laguna del Calich es un ecosistema vivo: recibe agua dulce de los canales y agua salada del mar, y cambia con las estaciones, con el viento y con la lluvia. Para comprender su estado actual y lo que puede suceder, es necesario recopilar mucha información diversa y simular su comportamiento. Un «Digital Twin» (gemelo digital) es precisamente esto: un modelo 3D dinámico que combina mediciones in situ, imágenes satelitales y levantamientos batimétricos para observar el estado actual de la laguna y proponer un modelo en la nube, actualizado casi en tiempo real (cada 15 minutos), capaz de integrar datos heterogéneos y simular presiones climáticas y antropogénicas.

¿De dónde proceden los datos (y qué medimos)?

La componente terrestre se describe mediante un MDO (Modelo Digital de Superficie) regional; la componente acuática, en la fase MVP, utiliza una batimetría provisional derivada de índices espectrales de Pléiades Neo, a la espera de que se sustituya por datos más precisos procedentes de los levantamientos multihaz. Las observaciones in situ proceden de una sonda multiparamétrica.

Panel de control – última adquisición: indicadores sinópticos de T, pH, ORP, conductividad/salinidad para el control operativo.

• Sonda multiparamétrica: temperatura, pH, conductividad/salinidad, oxígeno disuelto (OD), potencial de oxidación-reducción (ORP), turbidez. Los datos se incorporan a un panel de control con historial y, en fase de implementación, reglas de prealerta basadas en combinaciones de parámetros.
• Observación de la Tierra (EO) – Óptico: Pléiades Neo para detalles de alta resolución (GSD de 30 cm)
• Levantamientos previstos: campaña con el dron de superficie HYDRA® (LiDAR y multihaz) para obtener datos 3D de referencia sobre los entornos emergidos y la batimetría

¿Cómo funciona CaDiT?

El gemelo digital consistirá en un modelo navegable con un geoportal y un panel de control (análisis y umbrales dinámicos). Hemos completado un MVP que integra los datos in situ con los obtenidos por teledetección, un panel de control con análisis visual y una primera demostración de las capas informativas del modelo 3D. Actualmente se está trabajando en el refuerzo de los flujos de trabajo y en la definición de las lógicas de alerta, mientras que la campaña LiDAR/Multibeam está prevista para consolidar el modelo de la superficie y del lecho marino.

Capa base: Modelo digital de superficies (DSM), que representa la cota de todos los elementos que se encuentran sobre el terreno (Fuente: Geoportal de la Región Autónoma de Cerdeña).

Ortofoto satelital de altísima resolución: Ortofoto VHR (Very High Resolution) de altísimo detalle de la zona de Calich, utilizada tanto como «textura» del modelo 3D para mejorar la interpretabilidad de los elementos territoriales como para obtener datos batimétricos provisionales (Fuente: Pléiades Neo, 30 cm GSD).

Modelo 3D (fusión de DSM + batimetría): El DSM remuestreado se combina con los datos batimétricos estimados (índice de profundidad) obtenidos a partir de imágenes de teledetección, utilizando las bandas G (b2) y DB (b6) para obtener una batimetría provisional, que posteriormente se perfeccionará mediante un levantamiento sobre el terreno.

Lógicas de alerta: cuatro casos recurrentes

Actualmente se han formalizado cuatro patrones con umbrales operativos para activar verificaciones y medidas de mitigación. Los umbrales se han ajustado en función de la bibliografía técnica y las observaciones locales, y se irán perfeccionando a medida que se amplíe el conjunto de datos de las series históricas relativas a las mediciones in situ:

1. Crisis hipóxica nocturna: cuando las algas producen mucho oxígeno durante el día (pH alto), pero por la noche consumen oxígeno al respirar, el oxígeno disuelto (OD) puede descender por debajo de los valores de seguridad. En el panel de control observamos la oscilación del pH y el oxígeno disuelto (DO), así como picos de turbidez asociados al fitoplancton.
2. Aguas negras/anoxicas: un ORP muy bajo y una presencia casi nula de oxígeno indican procesos anaeróbicos en los sedimentos y posibles emisiones de sulfuros.
3. Choque osmótico por dilución (tras la lluvia): Una caída brusca de la salinidad o la conductividad puede provocar estrés en la fauna y la flora de la laguna, con una estratificación del agua (dulce arriba, salada abajo) y una menor renovación en las capas profundas.
4. Turbidez crónica: unos valores elevados de NTU durante varios días reducen la luz que llega a las plantas acuáticas, asfixian al bentos y empeoran las condiciones del hábitat.

Cuadro de mando – series históricas interactivas: series temporales de NTU, DO, ORP, salinidad y T con herramientas de zoom y pincel temporal.

Estas categorías se muestran en el panel de control mediante paneles específicos y gráficos temporales, como ejemplos de herramientas operativas para el diagnóstico rápido y la prevención.

Caso práctico – hipoxia nocturna: patrón oscilatorio de pH-DO con picos de NTU; umbral nocturno de DO < 4 mg/L.

Caso práctico – aguas negras/anóxicas: ORP < 100 mV (preferiblemente < 50 mV), OD < 2 mg/L, pH < 7,2; indicación de procesos de reducción de sulfatos.

Caso práctico: choque osmótico tras la lluvia: descenso rápido de la salinidad (< 20 PSU) y de la conductividad (< 30 000 μS/cm) con indicios de estratificación.

Caso práctico – turbidez crónica: persistencia de NTU > 100 durante ≥ 3-5 días y tendencia a la baja del ORP. Riesgo para la fotosíntesis y el bentos.

Beneficios previstos (gestión y protección)

• Reconocer a tiempo las señales de crisis para intervenir antes de que sea demasiado tarde.
• Evaluar los efectos del viento y las mareas sobre el pH, el oxígeno disuelto (OD) y el potencial de oxidación-reducción (ORP), así como sobre la calidad del agua.
• Componentes y metodologías que pueden aplicarse a otros humedales italianos.

Resultados preliminares y perspectivas futuras

El MVP demuestra la viabilidad de la integración de múltiples fuentes y la lectura sinóptica de eventos complejos. El panel de control, actualmente en desarrollo, implementará la generación de notificaciones cuando se superen los umbrales y ofrecerá herramientas interactivas para el análisis temporal. La profundidad de la laguna (estimada actualmente a partir de datos de teledetección) es un indicador inicial que no sustituye al levantamiento directo (Multibeam y LiDAR) que se llevará a cabo en el futuro.

La interpretación de los casos de uso se verá reforzada por la recopilación de una serie temporal multiparamétrica que refleje el historial reciente del sistema, por lo que, en la actualidad, las alertas serán inicialmente «operativas» y deberán ir acompañadas de recomendaciones para su verificación sobre el terreno. El concepto está diseñado para ser transferido a otras lagunas y ecosistemas similares, lo que favorecerá las comparaciones entre distintos emplazamientos y la definición de protocolos comunes.