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JULIO/DICIEMBRE 2022 - VOLUMEN 32 (2)
Ingeniería 32(2): 28-47, Julio-diciembre, 2022. ISSN: 2215-2652. San José, Costa Rica
DOI 10.15517/ri.v32i2.49060
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Inventario de Humedales para Protección Costera (IHPC): una
herramienta para la gestión costera en Costa Rica
Wetland Inventory for Coastal Protection (IHPC): a tool for coastal
management in Costa Rica.
Felipe Calleja Apéstegui.
Investigador, Unidad de Ingeniería Marítima, de Ríos y de Estuarios (IMARES-UCR), Universidad de Costa Rica
email: felipe.callejaapestegui@ucr.ac.cr
Código ORCID: 0000-0002-5864-9940
Fernando López-Arias
Investigador, Unidad de Ingeniería Marítima, de Ríos y de Estuarios (IMARES-UCR), Universidad de Costa Rica
email: luis.lopezarias@ucr.ac.cr
Código ORCID: 0000-0002-8688-5713
Recibido: 15 de noviembre de 2021 Aceptado: 12 de mayo de 2022
Resumen
Costa Rica cuenta con aproximadamente 1 500 km de costa en los cuales se localizan humedales que
ofrecen una gran variedad de servicios ecosistémicos, entre ellos, la protección costera. La cuanticación
de este servicio requiere investigación en estos humedales, siendo necesario tener un inventario que ofrezca
tanto su localización como sus características físicas y las de su entorno. Este tipo de inventario no existe
especícamente para los humedales costeros del país, por lo que el objetivo de este trabajo es generar la
primera versión de un inventario de humedales que ofrecen protección costera en Costa Rica. Se tomó
como base el Inventario Nacional de Humedales (INH) y una cartografía de manglares del año 2005. Los
humedales costeros no incluidos en esas fuentes fueron identicados con un procedimiento semiautomático,
analizando índices de vegetación derivados de imágenes del satélite Sentinel 2 y una delimitación manual
basada en ortofotos del año 2017. El nuevo inventario consiste en 464 humedales costeros de los cuales 180
son zonas nuevas no incluidas en el INH. A estas se les incluyó la información contenida en el INH, de forma
que ambas fuentes de información sean compatibles. Unido a esto, se caracterizaron, en los 464 humedales,
algunas condiciones naturales y antrópicas que podrían afectar posibles investigaciones relacionadas a la
protección costera. El resultado es una base de datos geográca, accesible a todo público, con la localización
y caracterización general de los humedales, que podría usarse en investigaciones tanto de protección costera
como del ámbito costero en general.
Palabras clave:
Base de datos, manglares, servicios ecosistémicos, sistema de información geográca, teledetección.
Ingeniería 32(2): 28-46, Julio-diciembre, 2022. ISSN: 2215-2652. San José, Costa Rica DOI 10.15517/ri.v32i2.49060 29
Abstract
Costa Rica has approximately 1 500 km of coastline, with wetlands that offer a wide variety of ecosystem
services, including coastal protection. The quantication of this service requires research in these wetlands, and
for this, it is necessary to gather them in an inventory that includes their localization and basic characteristics.
This type of inventory does not exist specically for coastal wetlands in Costa Rica. Thus, the objective
of this research is to create the rst version of an inventory of wetlands that offers coastal protection in
the country. The National Wetland Inventory (INH), and a 2005 mangrove cartography were used as the
starting point. The coastal wetlands that were not included in these two sources were identied with a semi-
automatic procedure, based on the analysis of vegetation indexes derived from a Sentinel 2 satellite image,
and a manual delimitation using an orthophoto of 2017. The new inventory includes 464 coastal wetlands,
from which 180 are not included in the INH. These new areas were characterized with the same information
included in the INH to assure the compatibility between both databases. In addition, all 464 wetlands were
characterized with some of the natural and anthropic conditions that might affect future research related to
coastal protection. The result is a free access geographic database that includes the localization and general
characteristics of the Costa Rican wetlands that offer coastal protection and could be used in future research
not only in this topic, but in coastal studies in general.
Keywords:
Database, ecosystem services, geographic information systems, mangroves, remote sensing..
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1. INTRODUCCIÓN
Los ecosistemas ofrecen bienes y servicios, derivados de sus funciones y procesos, que
benecian al ser humano [1]. Estos bienes y servicios se denominan “servicios ecosistémicos”
y pueden dividirse en dos categorías: i) servicios cuyos benecios pueden medirse directamente
y son fáciles de percibir (e.g. comida, materiales, turismo, recreación), y ii) servicios cuyos
benecios solo se miden de forma indirecta y son difíciles de percibir (e.g. protección contra
inundaciones, control de enfermedades, hábitat para especies) [2].
A nivel global los ecosistemas costeros, tanto sumergidos como parcialmente emergidos, se
ubican en un área de aproximadamente 7 millones de km2, donde las macroalgas y manglares
tienen la mayor y menor extensión, respectivamente [3]. No obstante, a pesar de su relativa
pequeña extensión, los ecosistemas costeros ofrecen gran variedad de servicios ecosistémicos
que aportan benecios a la población mundial y mitigan el cambio climático [3]. Los servicios
ofrecidos por praderas de fanerógamas marinas, comunidades de algas, arrecifes coralinos,
manglares, marismas, y sistemas dunares, incluyen provisionamiento de materiales, protección
costera, soporte a pesquerías, renovación de nutrientes, control de erosión, puricación de agua,
secuestro de carbono, turismo, y recreación [4].
La protección que ofrecen los humedales costeros ante oleajes extremos, aumento de nivel
del mar por efectos meteorológicos, o erosión costera es uno de los servicios ecosistémicos que se
estudia a nivel mundial desde el punto de vista analítico-numérico [3], [5]–[7], mediante ensayos
de laboratorio [8]–[10] y campañas de campo [11]–[14]. No obstante, en Costa Rica, a pesar de
ser un país con aproximadamente 1 500 km de costa y gran cantidad de población ubicada en ella,
la investigación relacionada a protección costera es relativamente poca. Algunos ejemplos que la
han considerado de forma indirecta incluyen el análisis de la posible restauración de manglares
en el Pacíco Central [15] o, recientemente, la evaluación de los servicios ecosistémicos de los
manglares del Golfo de Nicoya [16].
Es importante desarrollar más investigación que caracterice y cuantique la protección
costera ofrecida por los ecosistemas de Costa Rica. Para esto, el primer paso es el mapeo de los
servicios ecosistémicos, el cual, a su vez, inicia con el mapeo de los propios ecosistemas [17]. Los
mapas permiten entender las interrelaciones de los ecosistemas a diferentes escalas espaciales.
Además, sirven como base para ayudar a decidir dónde invertir en proyectos de conservación
o restauración, y principalmente, son una herramienta que permite mostrarle a tomadores de
decisión y otros actores la relación entre servicios ecosistémicos y biodiversidad [17].
Existen estudios que localizan y caracterizan ecosistemas que ofrecen protección a las costas
de Costa Rica, tanto las praderas de fanerógamas marinas [18] como los arrecifes coralinos [19].
En el caso de los humedales boscosos (principalmente manglares) y de marisma, su cartograado
es más disperso y requiere completarse. El Inventario Nacional de Humedales (INH) [20] recoge
la mayor parte de los humedales del país, pero presenta faltantes en el ámbito costero. También
existe una cartografía de manglares realizada en el año 2005 [21]. Esta se enfoca en este tipo
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de humedal especícamente, dejando por fuera posibles zonas de marisma y otros humedales
costeros boscosos (no manglares).
Dada la importancia de la protección costera basada en la naturaleza para la adaptación al
cambio climático, y la creciente necesidad de cuanticar el valor de los ecosistemas con la intención
de conservarlos, es evidente la importancia de generar un inventario que ubique geográcamente
los humedales costeros nacionales que pueden ofrecer protección ante oleajes extremos, mareas
extremas, o erosión costera. Este nuevo inventario sería un complemento al INH y una actualización
a la cartografía de manglares de 2005, ofreciendo una herramienta actualizada para gestores de
espacios costeros, investigadores, tomadores de decisión, y población en general.
El objetivo de este trabajo es generar la primera versión de un inventario geográco de los
humedales en Costa Rica que pueden ofrecer protección costera, y que serían sitios de interés en
investigaciones relacionadas a dicho servicio ecosistémico. El producto generado se denomina
Inventario de Humedales para Protección Costera (IHPC), y no incluye humedales como lagunas
costeras o canales uviales dada su menor capacidad de ofrecer protección ante las amenazas de
interés (oleaje extremo, marea extrema, erosión costera). El IHPC se plantea como una herramienta
de alto valor para la gestión costera nacional, pero que también puede ser de interés regional o
mundial, al ser un ejemplo de un producto a desarrollar en países con condiciones similares a las
de Costa Rica.
2. METODOLOGÍA
2.1 Identicacióndehumedalescosteros
El Inventario de Humedales para Protección Costera (IHPC) tomó como base el Inventario
Nacional de Humedales (INH) [20], que identica 2 870 humedales de los cuales 367 se encuentran
en las cercanías de la costa, pero no necesariamente podrían ofrecer el servicio de protección
costera. Adicionalmente, se identicaron humedales no incluidos en el INH haciendo un análisis de
ortofotos del año 2017 e imágenes satelitales del año 2020. Para este análisis, también se utilizó, de
forma complementaria, la cartografía de manglares generada a partir de las imágenes de la misión
CARTA del año 2005 [21], que recoge la ubicación y extensión geográca de la mayoría de los
manglares de la costa Pacíco de Costa Rica en el año 2005. Tanto el INH, las ortofotos de 2017, y
la cartografía de manglares fueron descargadas directamente del Sistema Nacional de Información
Territorial (SNIT) proyectados en el sistema CRTM05 (EPSG:5367).
La identicación de humedales no incluidos en el INH se realizó utilizando imágenes satelitales
y un procedimiento semiautomático basado en índices de vegetación. Se utilizaron imágenes del
satélite Sentinel 2 [22] de la Agencia Espacial Europea (ESA), que cubrían toda la franja costera
costarricense. Estas correspondieron a imágenes obtenidas entre enero y mayo de 2020 con cobertura
nubosa menor a 5 %, y con resolución espacial de 10 m. Todas las imágenes fueron procesadas con la
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herramienta Sen2cor [23], para realizar una corrección atmosférica estándar y obtener la reectancia
supercial (“Bottom of Atmosphere”). Las bandas con resolución espacial de 20 m utilizadas se
tradujeron a resolución de 10 m al hacer un remuestreo basado en el vecino más cercano.
Las imágenes satelitales permitieron identicar zonas de alta humedad con presencia de
vegetación densa a través de los índices de vegetación “Normalized Difference Vegetation Index”
(NDVI) [24] y “Modied Normalized Difference Water Index” (MNDWI) [25], mostrados en las
ecuaciones 1 y 2, respectivamente. Estos fueron seleccionados a partir de un análisis preliminar en
que se compararon índices de vegetación utilizados previamente en estudios en humedales [26], y
se seleccionaron los que presentaron mayor capacidad de identicar los humedales en la costa de
Costa Rica. Los índices fueron calculados para las imágenes disponibles, y se construyó una imagen
nal de cada índice a partir de los valores máximos en cada píxel (mosaico de valores máximos).
(1)
Donde NIR es la banda centrada en los 832.8 nm (banda 8) y Rojo es la banda centrada en los
664.3 nm (banda 4).
(2)
Donde SWIR1 es la banda centrada en los 1613.7 nm (banda 11), y Verde es la banda centrada
en los 559.8 nm (banda 3).
Las imágenes nales de los índices se utilizaron para hacer una identicación automática
preliminar de las posibles zonas de humedal. Para esto, se utilizaron también las ortofotos del año
2017 obtenidas del nodo del Instituto Geográco Nacional en el SNIT. Se denieron dos categorías:
humedal y no humedal. La primera correspondía a las zonas donde la ortofoto mostrara presencia de
bosque dentro de polígonos indicados como manglar en la cartografía de 2005. La segunda categoría,
no humedal, se denió para todas las zonas en las cercanías de los polígonos de la cartografía de
manglares, pero fuera de estos. Se evitó ubicar puntos cerca de los bordes de los humedales para
reducir los errores inducidos por tener fuentes de información de años diferentes, y las posibles
variaciones interanuales en la extensión de los humedales.
En total, se ubicaron 834 puntos de muestreo en la categoría humedal, y 783 puntos en la categoría
no humedal. Se realizó un análisis descriptivo, a partir de grácas de violines, para determinar los
posibles valores de cada índice que podrían separar ambas categorías. La clasicación automática
consistió en crear un mapa binario con las categorías humedal y no humedal. La categoría humedal
se asignó a los píxeles cuyo valor se encontraba por encima del cuartil 1 de cada índice de forma
simultánea. La categoría no humedal se asignó cuando el valor del píxel era menor al cuartil 1
de uno o ambos índices. Los resultados del mapa binario se validaron comparando la categoría
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asignada a cada píxel a partir del criterio estadístico descrito y la categoría original de cada punto
de muestreo. La calidad del mapa binario se evaluó con los parámetros de precisión (relación entre
positivos reales y falsos positivos), exhaustividad (relación entre positivos reales y falsos negativos),
el valor F1 (promedio harmónico de la precisión y la exhaustividad con ambos parámetros con
igual importancia), y el índice Kappa (probabilidad del resultado de ser diferente a un resultado al
azar) [27], [28].
El mapa binario de posibles humedales se utilizó como guía para identicar posibles zonas no
mostradas en el INH. La delimitación nal de los humedales costeros se realizó de forma manual
utilizando en conjunto las ortofotos de 2017 y el mapa binario derivado de los índices. En las
zonas donde se mostraron parches de píxeles con categoría humedal, se consultó la imagen aérea
y se digitalizó el polígono que contendría la masa boscosa asociada a dicho parche identicado
en el mapa binario. De ser necesario, se consultaron los mapas de índices NDVI y MNDWI para
separar adecuadamente la vegetación en zonas húmedas de la vegetación colindante en zonas más
secas y con menor probabilidad de ser humedales. En los casos en que se identicaron humedales
ya incluidos en el INH, se comprobó, con la ortofoto, que la delimitación mostrada en esas fuentes
fuera coherente con la masa boscosa vista en la imagen aérea.
La delimitación de los nuevos humedales fue validada, preliminarmente, con una imagen aérea
de muy alta resolución espacial (< 10 cm), capturada por un dron en setiembre de 2021 en una
sección del manglar de Mata Limón (Puntarenas). Para validar el resultado, se delimitó manualmente
el límite del manglar mostrado en la imagen del dron, y se extrajo de la delimitación del IHPC
la misma sección del humedal, de forma que ambas pudieran ser comparadas directamente. Se
compararon el perímetro y área del manglar según ambas delimitaciones, tanto visualmente como
calculando el porcentaje de diferencia entre ambos resultados con respecto a la delimitación con la
imagen del dron (considerada como la de referencia).
Los procedimientos usados para el tratamiento de imágenes satelitales e índices de vegetación
se realizaron a través de Google Earth Engine. Todos los procedimientos con capas geográcas,
así como el análisis descriptivo y el análisis de exactitud de la clasicación binaria se realizaron
con QGIS 3.14.
2.2 Caracterización de humedales costeros
El inventario se desarrolló con los mismos atributos del INH, de forma que sea compatible
con él en estudios que requieran utilizar ambas fuentes. Además, se agregaron atributos nuevos
que contienen información particular que podría ser útil en estudios de protección costera basada
en naturaleza. Los detalles de cada atributo se pueden consultar en el CUADRO I. Los nuevos
atributos recogen información de las características morfológicas de las cercanías del humedal (e.g.
hay elementos como islas, playa, río), si existen mediciones batimétricas, si se cuenta con datos
medidos o de modelos numéricos de variables hidrodinámicas, si el humedal tiene dentro o en sus
cercanías un núcleo de población considerable, si existen registros de otros ecosistemas que puedan
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contribuir a la protección costera en las cercanías del humedal, y si el humedal tiene acceso por
carreteras de la red vial nacional.
CUADRO I
ATRIBUTOS DEL INVENTARIO DE HUMEDALES COSTEROS (IHPC). ENTRADAS
SOMBREADAS INDICAN ATRIBUTOS INCLUIDOS EN EL INH. ENTRADAS SIN
SOMBREAR INDICAN ATRIBUTOS NUEVOS GENERADOS PARA EL IHPC
Atributo Descripción
nom_hum Nombre del humedal
per_m Perímetro del humedal en metros
area_m2Área del humedal en metros cuadrados
area_ha Área del humedal en hectáreas
poblado Nombre del poblado o caserío más cercano al humedal
nom_pro Provincia en que se encuentra el humedal
nom_cant Cantón en que se encuentra el humedal
nom_dist Distrito en que se encuentra el humedal
nombre_ac Área de Conservación donde se ubica el Área Silvestre Protegida
regmplan Región MIDEPLAN en que se encuentra el humedal (o la mayoría de su área)
asp Indica si el humedal está dentro de un Área Silvestre Protegida
nombre_asp Nombre del Área Silvestre Protegida donde se encuentra el humedal
cat_manejo Categoría de manejo del Área Silvestre Protegida donde se ubica el humedal
nom_cuenc Cuenca hidrográca donde se encuentra el humedal
nombre_cb Nombre del Corredor Biológico donde se encuentra el humedal
tipo_hum Tipo de humedal
clase_hum Subclase de humedal
nat_art Condición natural o articial del humedal
costa Costa en que se ubica el humedal (Pacíco - Caribe)
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Atributo Descripción
fuente
Lugar de donde se obtiene la localización del humedal: INH si es un humedal conteni-
do en el Inventario Nacional de Humedales, o IHPC si es un humedal identicado en
este trabajo
e_playa Indica si el humedal se localiza cerca de la playa, basado en si se encuentra total o
parcialmente dentro de los 50 metros de zona pública de la Zona Marítimo Terrestre
e_islas Presencia de islas al frente o en las cercanías del humedal que podrían cambiar el
oleaje que llega al humedal
e_rio Presencia de río o salida uvial en contacto con el humedal
n_poblacio Presencia de núcleos poblacionales dentro o en las cercanías del humedal
m_batim Disponibilidad de batimetrías realizadas por IMARES-UCR en las cercanías del hu-
medal (en costa, no dentro del humedal propiamente)
m_oleaje
Disponibilidad de mediciones o datos modelados de oleaje realizadas por IMA-
RES-UCR en las cercanías del humedal (en costa, no dentro del humedal propiamen-
te)
m_corrient
Disponibilidad de mediciones o datos modelados de corrientes realizadas por IMA-
RES-UCR en las cercanías del humedal (en costa, no dentro del humedal propiamen-
te)
h_coral Presencia de hábitats coralinos en las cercanías del humedal
h_pastos Presencia de hábitats de pastos marinos en las cercanías del humedal
f_accesos Facilidad de acceso al humedal a través de carreteras o caminos
La cercanía a la playa se dene a partir de los 50 m de dominio público dentro de la zona
marítimo terrestre, dado que en esta área no pueden existir construcciones y, por ende, el humedal
podría tener contacto directo con la playa cercana. La información de batimetría, oleaje y corrientes
en las cercanías del humedal se denen a partir de los datos disponibles medidos o modelados por
IMARES-UCR. La presencia de pastos marinos y corales se evaluó basado en información publicada
en revistas cientícas [18], [19], [29]–[33]. La facilidad de acceso por carreteras o caminos se denió
según la información geográca ofrecida por el Ministerio de Obras Públicas y Transportes (a través
del SNIT). Los atributos de presencia de río, de islas, y de núcleos poblacionales se completaron
a partir de la valoración de los autores de este artículo, con el apoyo de imágenes aéreas y uso de
sistemas de información geográca.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El Inventario de Humedales para Protección Costera (IHPC) se compone de 464 humedales, de
los cuales 284 provienen del INH y 180 son identicados en esta investigación. Estos se recogen en
un inventario en formato de capa geográca en formato vectorial, utilizable en cualquier Sistema
de Información Geográca (SIG) y de libre acceso al público en general [34].
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Este inventario es similar a otras herramientas de gestión disponibles internacionalmente, las
cuales agrupan la localización y características de los humedales de un país entero [35], [36] o una
región [37], [38]. En general, estos inventarios (incluyendo el IHPC) ofrecen información en formato
de capa geográca, se han identicado con procedimientos que mezclan el uso de imágenes aéreas
y satelitales con delimitaciones manuales y visitas al campo, y se presentan como herramientas para
gestores e investigadores que requieren conocer la distribución espacial de estos espacios naturales.
No obstante, el IHPC se diferencia de estos otros inventarios en que recoge solamente humedales
costeros con potencial para estudios de protección costera, dando información más detallada para una
aplicación especíca. Esto puede ser una ventaja para usuarios que buscan información relacionada
exclusivamente al servicio ecosistémico de protección de la costa, pero puede ser una desventaja
para usuarios más generales que buscan datos de los humedales costeros en su totalidad.
La mayor diferencia entre los inventarios mencionados y el IHPC reside en la naturaleza
preliminar de este último. El proceso para generar un inventario de humedales ocial es complejo,
siendo recomendable seguir pautas establecidas por organismos como la Secretaría de la Convención
de Ramsar [39], lo cual aumenta la necesidad de recursos económicos y humanos. En el caso del
IHPC, este es una primera versión que aún requiere mejoras en su proceso de identicación de
humedales y validación de resultados. Esto no demerita su valor, ya que marca un necesario primer
paso en la confección de un inventario de humedales costeros ocial en Costa Rica, pero sí puede
limitar su aplicación en estudios próximos. La validación preliminar y la inspección del IHPC
sugieren que los resultados son conables, pero se recomienda utilizar esta herramienta con cautela,
considerando su naturaleza preliminar.
3.1 Identicacióndehumedalescosteros
El análisis descriptivo de las categorías humedal y no humedal permite separar dichas categorías
con los índices usados (Fig. 1). Tanto para el índice MNDWI como para el NDVI, la categoría
humedal presenta valores mayores que la categoría no humedal. En el caso del índice MNDWI, hay
una diferencia de 0.087 entre el cuartil 1 de la categoría humedal (-0.172) y el cuartil 3 de la categoría
no humedal (-0.259). En el caso del índice NDVI, se aprecia algo similar, con una separación de
0.096 entre el cuartil 1 de la categoría humedal (0.624) y el cuartil 3 de la categoría no humedal
(0.528). Es por esta separación que el procedimiento de clasicación dene zonas de humedal si el
valor del píxel es mayor al valor del cuartil 1 en ambos índices simultáneamente, y considera como
no humedal a cualquier píxel con valor menor a dicho umbral en cualquiera de los dos índices.
En la Fig. 2.b y 2.c, se muestra cómo el índice MNDWI permite identicar, con valores más
altos, las posibles áreas de humedal, y el NDVI separa zonas con vegetación densa (como la
presente en los manglares) de áreas con vegetación menos densa, supercies articiales, o zonas
con agua (ríos, mar, nubes). Así, la combinación de los índices MNDWI y NDVI produce un
mapa intermedio con píxeles identicados como humedal por ambos índices, píxeles identicados
solo por un índice, y píxeles no identicados como humedal. Para la clasicación nal, solo se
consideraron como humedal los píxeles en que ambos índices coinciden (Fig. 2.d). Esta denición
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se considera aceptable dados los parámetros de calidad que muestran una clasicación buena para
la categoría de humedal (CUADRO II), con valores que indican que casi la totalidad de píxeles
mostrados como humedal son correctos (precisión=0.99), más de la mitad de píxeles de humedal
han sido correctamente identicados (exhaustividad=0.60), y el promedio ponderado de precisión
y exhaustividad muestran una clasicación aceptable (valor F=0.75). Además, el índice Kappa de
0.6 muestra una clasicación de ajuste moderado entre los valores reales y los clasicados [28].
Fig. 1. Gráca de violines con descripción estadística de las clases humedal y no humedal con cada índice
usado. Barra negra muestra los cuartiles (punto blanco marca el percentil 50). Línea negra indica valores
a 1.5 veces el rango intercuartil. Áreas sombreadas muestran la distribución de los datos.
CUADRO II
PARÁMETROS DE CALIDAD EN LA CLASIFICACIÓN AUTOMÁTICA DE LAS
CATEGORÍAS HUMEDAL Y NO HUMEDAL. INDICADOS ENTRE PARÉNTESIS LOS
NOMBRES EN INGLÉS DE LOS PARÁMETROS
Atributo Descripción No humedal
Precisión (Precision) 0.99 0.70
Exhaustividad (Recall) 0.60 1.00
Valor F1 (F1 score) 0.75 0.82
Índice Kappa 0.60
Los conjuntos de píxeles identicados como humedal (Fig. 2.d) permiten encontrar zonas
no incluidas en el INH, y que tienen potencial de ser humedales costeros. El mapa binario hace
posible la delimitación manual de los humedales nuevos, identicando zonas de humedal que en
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la imagen aérea no se diferencian del bosque circundante. Este mapa binario se presenta como
una herramienta de gran utilidad, no obstante, sus parámetros de validación presentan valores
posiblemente sobrestimados. Esto porque los puntos de muestreo para hacer el análisis estadístico
son los mismos que se usan para validar el mapa, resultando en un planteamiento circular que
sobrestima los estadísticos. Esta condición es aceptada, porque la delimitación de los humedales
nuevos no depende mayoritariamente del mapa binario, sino de la delimitación manual basada en las
ortofotos, por lo que los posibles errores incluidos por el mapa binario tienen una menor injerencia
en el resultado nal.
La delimitación nal de los humedales se considera aceptable dada la validación preliminar
realizada en el humedal de Mata Limón (Fig. A1, Anexo 1). La comparación del límite trazado en el
IHPC y el límite derivado de la imagen de dron muestra diferencias de 2.3 % y 7.0 % en el perímetro
de las masas de manglar delimitadas, y diferencias de 1.3 % y 5.3 % en su área (CUADRO III).
CUADRO III
COMPARACIÓN DE PERÍMETRO Y ÁREA EN DELIMITACIÓN PARCIAL DEL MANGLAR DE
MATA LIMÓN (PUNTARENAS) COMO VALIDACIÓN PRELIMINAR DE LOS RESULTADOS
Área (m2)Perímetro (m)
Zona IHPC Dron Diferencia IHPC Dron Diferencia
1247 835.5 261 585.7 5.3 % 2 416.8 2 597.9 7.0 %
2 969 306.9 982 502.3 1.3 % 4 450.6 4 553.5 2.3 %
La comparación visual de la delimitación del humedal de Mata Limón (Fig. A1) muestra, de
forma preliminar, que ambas delimitaciones tienen formas similares y envuelven las mismas masas de
bosque de manglar del sitio. Esta concordancia se reeja también en términos numéricos (CUADRO
III), donde la diferencia tanto de área como de perímetro en ambas zonas del manglar no supera el
10 %. Estos resultados son satisfactorios ya que el objetivo de este trabajo es presentar la primera
versión del IHPC en la cual se ofrezca una imagen preliminar de la ubicación y características de
los humedales que ofrecen protección costera en Costa Rica. Este resultado ofrece una herramienta
de exactitud aceptable para trabajos generales, y dene un punto de partida para nuevos estudios
que busquen el perfeccionamiento de estas delimitaciones con trabajo de campo y nuevas técnicas
de teledetección.
Es importante destacar que el análisis con teledetección satelital se realizó únicamente en la
costa Pacíco, dado que los puntos de clasicación derivados de la capa de manglares solo se ubican
en esta costa. No obstante, esto no afectó los resultados, ya que el INH tiene una cobertura completa
en la costa Caribe, siendo innecesario identicar nuevas zonas en dicha costa.
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Fig. 2. Ejemplo de identicación de los humedales con el procedimiento semiautomático presentado en
este estudio. a) Ortofoto en color real, b) Índice MNDWI, c) Índice NDVI, d) Clasicación automática
según índices, e) Delimitación nal del humedal.
El procedimiento de identicación de humedales permitió completar el IHPC sin necesidad
de recurrir a técnicas estadísticas avanzadas comúnmente usadas en estudios ambientales que
interpretan imágenes satelitales [40]–[42]. Esto es posible dada la naturaleza preliminar del estudio,
que busca generar un primer inventario de humedales costeros, pero no abarca la validación nal
de todas las áreas identicadas.
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3.2 Caracterización de humedales costeros
El IHPC creado muestra que los humedales costeros en Costa Rica tienen un tamaño promedio
de aproximadamente 260 ha, pero que pueden extenderse hasta más de 14 000 ha (Fig. 3.a). La
distribución del área de los humedales presenta un sesgo hacia los valores más cercanos a cero
(sesgo hacia la izquierda), dado que la mayoría de los humedales presentan un tamaño relativamente
pequeño y son pocas las áreas que superan las 1 000 ha.
En términos de división administrativa (Fig. 3.b), la provincia que tiene más humedales es
Limón, con 169, seguido de Puntarenas con 161 humedales y Guanacaste con 134 humedales.
Dentro de ellas, el cantón que presenta más cantidad de humedales es Pococí en la provincia de
Limón, seguido de Puntarenas y Golto en la provincia de Puntarenas. Los cantones con menor
cantidad son Hojancha en Guanacaste y Esparza en Puntarenas, con tres cada uno.
Fig. 3. Características geográcas de los humedales incluidos en el IHPC. a) Distribución y valores máximo,
medio y mínimo de la extensión de los humedales (Nota: el eje de las abscisas se trunca aproximadamente
en 2 000 ha para facilitar la lectura de la imagen). b) Descripción de la localización administrativa por
cantón y provincia de los humedales.
En total, fueron identicados 464 humedales costeros. De estos, 251 humedales se ubican al
lado de un río o en la desembocadura de estos (Fig. 4.a), tal y como se esperaría de ecosistemas
presentes en zonas húmedas y con protección contra perturbaciones. A su vez, 240 humedales se
localizan cercanos a una playa y solamente 81 tienen islas que podrían afectar el oleaje que incide
en el humedal (Fig. 4.a).
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Del total de humedales costeros identicados, 56 se encuentran en las cercanías de zonas con
presencia de corales (presentes en registros actuales o históricos), y 72 humedales se encuentran
en las cercanías de praderas de fanerógamas marinas (Fig. 4.b). Así, estas áreas se presentan como
posibles sitios para estudios ecológicos de interacción entre comunidades, así como evaluación
técnica y económica de los servicios ecosistémicos que ofrecen en conjunto los humedales costeros
y los ecosistemas sumergidos cercanos. Estos sitios ofrecen condiciones particulares de protección
costera, ya que cada ecosistema (sumergido o emergido) afecta el oleaje, las corrientes y el transporte
de sedimentos de formas diferentes. Así, estos sitios se presentan como zonas favorables para
estudios de mayor complejidad, donde se puede estudiar la protección costera que ofrecen diversos
ecosistemas de forma conjunta.
Fig. 4. Propiedades en humedales identicados. a) Elementos morfológicos presentes, b) Datos medidos
o modelados y presencia de hábitats marinos.
Con relación a la disponibilidad de información medida o simulada de oleajes, corrientes y
batimetría, 207 humedales costeros tienen datos de oleajes, 73 tienen datos de corrientes, y 24 tienen
información de la batimetría (Fig. 4.b). Todos estos datos fueron generados en la costa aledaña
al humedal (no dentro del propio humedal), y han sido obtenidos por IMARES-UCR a través de
proyectos de investigación y consultorías. Este aspecto podría facilitar futuras investigaciones
realizadas por otras entidades cientícas, ya que los datos medidos y modelados por IMARES-UCR
pueden distribuirse bajo licencias favorables para proyectos de investigación.
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Finalmente, de los 464 humedales costeros identicados, 159 presentan núcleos poblacionales
en sus cercanías, y 286 presentan accesos por carretera. Así, estas áreas presentan condiciones
sociales que podrían facilitar el establecimiento de proyectos de investigación, dada la facilidad de
acceso, posible colaboración con la comunidad para labores de protección de equipos y toma de
muestras, lugares donde hospedarse en campañas de campo de varios días, entre otras. Sin embargo,
la presencia de núcleos poblacionales cercanos también puede implicar presiones sobre el humedal,
así como tránsito de personas en el posible sitio de estudio. Estos aspectos son importantes, ya
que podrían afectar los resultados de cualquier investigación, y es necesario tomarlos en cuenta al
plantear el trabajo de campo de los proyectos.
El análisis descriptivo realizado en este documento pretende introducir los aspectos más
generales de los humedales identicados en el IHPC, pero no profundiza en el estudio detallado
de cada humedal. Esto porque la selección de un sitio de estudio depende de muchos factores que
están directamente relacionados al objetivo de cada proyecto, así como a las particularidades que lo
hacen requerir un sitio con unas condiciones u otras. No obstante, se insta a los posibles usuarios a
descargar el inventario y analizar las características de los humedales identicados en función de los
objetivos especícos de cada trabajo. Este proceso de estudio podrá revelar fortalezas y debilidades
del IHPC, las cuales podrán nutrir el proceso de perfeccionamiento de la herramienta y las mejoras
a incluir en futuras versiones de esta.
4. CONCLUSIONES
El Inventario de Humedales para Protección Costera (IHPC) se desarrolló como una herramienta
que puede facilitar futuras investigaciones en el ámbito de la ingeniería o gestión de la costa, al
localizar posibles sitios de estudio e iniciar un proceso de cartograado ocial que contribuya en la
toma de decisiones en temas ambientales. No obstante, siendo la primera versión de la base de datos,
requiere apoyo para validar las localizaciones y dimensiones de los humedales nuevos identicados.
El producto desarrollado en esta investigación es una base de datos complementaria al INH,
y contiene nuevas áreas que no estaban incluidas en el inventario nacional. Además, extiende los
datos incluidos al agregar información referida a condiciones geográcas, disponibilidad de datos,
facilidad de acceso, y otras características.
El IHPC puede ayudar a investigaciones relacionadas con la búsqueda de soluciones costeras
basadas en la naturaleza para la adaptabilidad ante el cambio climático y gestión de la costa.
5. ROLES DE PARTICIPACIÓN
Felipe Calleja Apéstegui: Conceptualización, Curación de datos, análisis formal, adquisión de
fondos, investigación, metodología, administración del proyecto, validación, redacción – borrador
original.
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Fernando López-Arias: Curación de datos, investigación, validación, redacción – revisión y
edición.
6. AGRADECIMIENTOS
Este proyecto fue nanciado por la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad de Costa
Rica, a través del proyecto C1153 “Identicación de zonas potenciales para el estudio de protección
costera con soluciones basadas en ecosistemas”.
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Anexo 1. Validación de la delimitación de humedales en el IHPC
Fig. A1. Comparación visual de la delimitación del humedal de Mata Limón (Puntarenas) basada en la
imagen aérea de dron (línea roja) y la delimitación del IHPC en las zonas incluidas en la imagen del dron
(línea amarilla). Se agrega la delimitación completa del humedal según el IHPC como referencia (línea
celeste). La imagen del dron se presenta a color. Imagen en escala de grises corresponde a la imagen de
Google Earth más reciente. Coordenadas en sistema proyectado CRTM05 (EPSG: 5367).