En un contexto de creciente presión sobre los ecosistemas forestales y de amenazas cada vez más frecuentes ligadas al cambio climático, un equipo de investigadoras del campus de Ponferrada de la Universidad de León ha liderado un estudio internacional pionero que puede transformar la forma en que se monitorea y gestiona la salud de las masas forestales. El trabajo, desarrollado por Erika García y Flor Álvarez Taboada, del grupo de investigación DRACONES, se centra en la detección precoz de enfermedades en plantaciones multiclonales de chopo (Populus spp.), un cultivo forestal de gran relevancia económica, ecológica y social en Castilla y León.
Publicado recientemente en la prestigiosa revista científica International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, el estudio demuestra cómo el uso combinado de imágenes satelitales del programa Sentinel-2, modelos de simulación fisiológica como PROSAIL, e innovadores algoritmos de inteligencia artificial puede identificar árboles enfermos con una precisión del 89,5 %, marcando un antes y un después en la vigilancia forestal.
Este ambicioso trabajo ha contado con la colaboración de un consorcio internacional de alto nivel, integrado por la Wageningen University (Países Bajos), el Centro Común de Investigación de la Comisión Europea en Ispra (Italia), el Departamento de Sistemas Agrarios, Forestales y Ambientales de la Universidad de Zaragoza (unidad asociada al CSIC), y la empresa española especializada en gestión forestal Bosques y Ríos.
Gracias a esta colaboración multidisciplinar, el equipo ha logrado desarrollar un modelo integral de detección temprana de enfermedades forestales, que combina teledetección multitemporal, modelado fisiológico y aprendizaje automático, y que ha sido validado con datos reales y bases de datos científicas internacionales.
El estudio se enfoca en una de las principales amenazas para las choperas europeas: la roya foliar causada por el hongo Melampsora spp. Esta patología puede afectar gravemente la salud del árbol, reducir su crecimiento y comprometer su valor económico y ecológico. En Castilla y León, primera región productora de chopo en España, esta enfermedad supone un riesgo constante para miles de hectáreas de cultivo.
La detección temprana es esencial para aplicar tratamientos eficaces y minimizar daños, pero hasta ahora, la inspección se ha basado principalmente en métodos de campo, que resultan costosos, lentos y poco escalables. La metodología desarrollada por el grupo DRACONES revoluciona este paradigma, permitiendo una vigilancia sanitaria precisa y continua a través de satélites y herramientas digitales.
El estudio ha generado tres modelos distintos de detección de roya foliar, todos ellos construidos a partir de imágenes multitemporales del satélite Sentinel-2, que ofrece datos gratuitos y de alta resolución cada cinco días. Estas imágenes han sido procesadas mediante el modelo de transferencia radiativa PROSAIL, capaz de estimar características fisiológicas clave de las plantas, como:
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Concentración de clorofila
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Contenido de carotenoides
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Contenido de agua en las hojas
Estos datos fisiológicos se combinaron con observaciones de campo detalladas y técnicas avanzadas de inteligencia artificial, incluyendo máquinas de vectores soporte (SVM), bosques aleatorios (RF) y redes neuronales artificiales (ANN). El resultado es un sistema robusto y fiable, con una precisión que supera el 89 % en la detección de árboles afectados.
Chopera
Uno de los hallazgos más relevantes del estudio es la importancia de los rasgos fisiológicos en la detección precoz de enfermedades. El análisis identificó las tres variables más determinantes en el diagnóstico de la roya foliar:
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Clorofila: 21 % de importancia relativa
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Carotenoides: 16 %
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Contenido hídrico foliar: 11 %
Estos resultados evidencian que los cambios fisiológicos preceden a los síntomas visuales, y que monitorizar estos parámetros permite adelantarse al brote de la enfermedad. Así, la integración de datos espectrales y fisiológicos constituye una herramienta poderosa para anticipar y planificar medidas de control, optimizando recursos y aumentando la eficacia de las intervenciones.
La investigación ha validado sus estimaciones mediante la base de datos ANGERS, una referencia internacional sobre propiedades ópticas foliares. Esta validación confirma que los rasgos estimados no solo son detectables desde el espacio, sino que reflejan fielmente la fisiología real de los árboles afectados por la roya.
Además, la metodología es altamente escalable y adaptable a otras especies forestales, tipos de enfermedad y condiciones ecológicas. Esto la convierte en una herramienta de gran valor no solo para Castilla y León, sino para cualquier región que enfrente desafíos similares en la gestión de sus masas forestales.
Castilla y León alberga más de 50.000 hectáreas de choperas, lo que la convierte en el principal productor de chopo en España. Este cultivo es esencial no solo por su valor económico en el sector maderero y papelero, sino también por su papel ambiental, contribuyendo al secuestro de carbono, la regulación hídrica y la biodiversidad.
Gracias a esta nueva metodología, la región puede contar con una herramienta estratégica para la vigilancia sanitaria a gran escala, lo que:
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Reduce los costes de inspección de campo
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Incrementa la capacidad de respuesta ante brotes
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Facilita una gestión basada en datos fisiológicos y objetivos
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Apoya la adaptación de las masas forestales al cambio climático
Este estudio representa una de las primeras aplicaciones reales del acoplamiento de modelos biofísicos e inteligencia artificial con teledetección satelital para la detección de enfermedades forestales. Su éxito abre la puerta a un nuevo paradigma en la gestión de los ecosistemas forestales, donde las decisiones se toman en base a datos actualizados, precisos y científicamente validados.
Además, el marco metodológico desarrollado es de acceso abierto y reproducible, lo que fomenta su utilización por parte de administraciones, técnicos forestales, empresas del sector y centros de investigación de toda Europa.
El impacto de este estudio también pone de relieve el alto nivel científico del campus de Ponferrada de la Universidad de León, y el liderazgo femenino en la investigación ambiental y tecnológica. Erika García y Flor Álvarez Taboada han logrado posicionar a su grupo DRACONES como referente internacional en teledetección forestal, demostrando que desde territorios no centrales también se genera ciencia de vanguardia.
Este logro refuerza la importancia de apostar por la investigación aplicada en el medio rural, generando conocimiento útil, soluciones reales y oportunidades de desarrollo sostenible
