En el campo de las pilas de combustible PEM, la gestión de agua líquida es una de las problemáticas más importantes que afectan a la eficiencia y vida útil del sistema. Las técnicas de control activo y supervisión del agua se ven limitadas por la ausencia de sensores que puedan medir la saturación de agua líquida en línea. Por eso, en este trabajo se presenta el diseño de un observador de estado para la estimación de la saturación de agua líquida en la capa catalizadora del cátodo de una pila de combustible PEM de cátodo abierto. El observador propuesto se basa en técnicas de alta ganancia. Además, se modifica con una función de zona muerta autoajustable con el fin de reducir su sensibilidad al ruido en la medida. Los resultados se han validado mediante simulación numérica y experimentación. Estos muestran que, en ausencia de ruido, el observador propuesto presenta unas prestaciones similares a las de su equivalente sin zona muerta. Además, en presencia de ruido, la zona muerta disminuye significativamente el error de estimación inducido por este.