Evaluación de la calidad del agua subterránea para uso agrícola mediante técnicas indiciales y de aprendizaje automático en el acuífero de Ouled Djellal, sur de Argelia

Por qué importa el agua bajo el desierto

En la localidad pre-sahariana de Ouled Djellal, en el sur de Argelia, aguas subterráneas ocultas mantienen vivos cultivos, familias y palmerales. A medida que las sequías se agravan y los pozos bajan, la población depende cada vez más de este recurso invisibilizado. Pero si el agua se vuelve demasiado salina o químicamente desequilibrada, los suelos pueden dañarse y los cultivos fracasar. Este estudio plantea una pregunta simple pero urgente: ¿sigue siendo el agua subterránea aquí adecuada para producir alimentos y cómo podemos predecir de forma más inteligente su calidad futura?

La línea de vida subterránea de una ciudad del desierto

Ouled Djellal se sitúa en una franja caliente y seca donde la lluvia escasea y los ríos son en su mayoría cauces estacionales secos. Los agricultores extraen agua de un acuífero somero compuesto por arenas, gravas y arcillas bajo el wadi principal, o río estacional. Este acuífero, aunque no es muy profundo ni muy productivo, es la fuente principal de agua tanto para los hogares como para la agricultura, especialmente para las palmeras datileras. Debido a que la recarga natural por lluvia es limitada y las extracciones para riego son intensas, incluso cambios pequeños en la calidad o el nivel del agua pueden tener efectos desproporcionados sobre los medios de vida locales.

Cuando las sales naturales y la actividad humana se mezclan

Los investigadores recogieron 23 muestras de agua subterránea de pozos de la región y midieron componentes disueltos comunes como calcio, magnesio, sodio, cloruro, sulfato y nitrato, junto con salinidad y dureza. Combinaron diagramas químicos clásicos con herramientas estadísticas modernas para descifrar cómo adquirió el agua sus características. El cuadro que emergió muestra una calidad fuertemente condicionada por el clima desértico: la intensa evaporación concentra las sales y las rocas y suelos circundantes —ricos en evaporitas como yeso y halita— aportan grandes cantidades de calcio, magnesio y cloruro. Al mismo tiempo, los fertilizantes y las aguas residuales añaden nitratos, revelando una huella humana en la química del agua.

Qué significa el agua para los campos de los agricultores

Para traducir mediciones complejas en algo útil para agricultores y planificadores, el equipo calculó varios índices de calidad del agua para riego. Estos índices reflejan tanto cuán salina es el agua como la proporción de sodio respecto a los beneficiosos calcio y magnesio. Niveles altos de sales pueden dificultar que las plantas absorban agua, mientras que un exceso de sodio puede provocar costras en el suelo y pérdida de permeabilidad. Mapas generados con sistemas de información geográfica muestran que gran parte del acuífero de Ouled Djellal se sitúa en la categoría «moderado a pobre» para riego, con zonas especialmente riesgosas en el norte y el centro. En estas áreas, la conductividad eléctrica y los sólidos disueltos superan con creces los niveles recomendados para la agricultura, lo que indica una amenaza seria de salinización del suelo y pérdida de rendimiento a largo plazo si el agua se utiliza sin una gestión cuidadosa.

Enseñar a los ordenadores a leer el agua

MÁS allá de describir las condiciones actuales, el estudio se propuso predecir la calidad del agua subterránea mediante aprendizaje automático: modelos computacionales que aprenden patrones a partir de datos. Los científicos introdujeron 12 propiedades del agua medidas en tres tipos de modelos: ecuaciones lineales simples, una máquina de vectores de soporte y una red neuronal artificial. Entrenaron estos modelos con parte del conjunto de datos y los probaron con el resto. La red neuronal destacó, captando relaciones sutiles y no lineales entre iones y salinidad. Reprodujo el índice de riego principal con muy alta precisión, superando a los otros métodos. El equipo combinó entonces estas predicciones de modelos con un enfoque avanzado de mapeo que maneja mejor la incertidumbre, produciendo mapas detallados y de variación suave sobre dónde el agua es más segura o más arriesgada para los cultivos.

Una advertencia clara y una hoja de ruta práctica

Para un lector no especializado, el mensaje del estudio es doble. Primero, las aguas subterráneas que sostienen la agricultura de Ouled Djellal ya están fuertemente mineralizadas: más del 60 % de los pozos muestreados suministran agua de idoneidad restringida para riego, principalmente por alta salinidad y sodio. Sin cambios en la gestión del agua y los suelos, los agricultores corren el riesgo de envenenar lentamente sus propias tierras. Segundo, el trabajo muestra que combinar muestreos de campo, análisis estadístico y aprendizaje automático moderno puede convertir mediciones dispersas en mapas claros y accionables. Estas herramientas pueden ayudar a las autoridades locales a decidir dónde plantar cultivos tolerantes a la sal, dónde limitar las extracciones y dónde vigilar con más intensidad, ofreciendo una hoja de ruta basada en la ciencia para proteger una frágil línea de vida hídrica en un mundo cada vez más seco.

Cita: Athamena, A., Gaagai, A., Aouissi, H.A. et al. Groundwater quality assessment for agricultural utilizing indexical and machine learning techniques in Ouled Djellal Aquifer, Southern Algeria. Sci Rep 16, 8185 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38208-0

Palabras clave: calidad del agua subterránea, salinidad para riego, agricultura en zonas áridas, aprendizaje automático, acuífero de Argelia