Los modelos de simulación de calidad de agua son instrumentos de planificación que, basados en la representación matemática de los procesos físicos, químicos y biológicos que se dan en una corriente de agua, pueden predecir o simular el comportamiento de un contaminante o cualquier parámetro simulado a lo largo de esa corriente, quebrada o río. Además, estos se apoyan en datos climatológicos, de relieve, de hidráulica de la corriente, de luz y de calor y en constantes propias de los parámetros que se pretenden simular.

Es por esto que los modelos permiten representar los ríos o quebradas para determinar su capacidad de respuesta ante una descarga de contaminantes y, además, prever lo que sucedería bajo diferentes escenarios de flujos, vertimientos, grados de tratamiento, etc. Los modelos permiten visualizar dónde y qué tan grandes son los problemas de una corriente, para así saber administrar y solucionar cada caso.

Usos

Los modelos de simulación de calidad de aguas permiten dar solución anticipada a los problemas de contaminación de las corrientes y sus tributarios, dependiendo del punto de interés.

Son herramientas indispensables, para las entidades prestadoras de servicios públicos, en la toma de decisiones tales como la construcción de colectores, de interceptores, de plantas de tratamiento, de sistemas de recolección de aguas residuales o aguas lluvia, etc. Permiten también, la evaluación de escenarios como suponer que un vertimiento desaparezca o se realice uno nuevo para ver el efecto en el río; simular un evento de lluvia, sequía o verano, así como cualquier fenómeno de la corriente, de tal manera que se pueda conocer, con cierta precisión, cuáles son los efectos en la calidad y cantidad de la corriente y, más importante aún, el punto exacto donde esos fenómenos se dan.

Para el Área Metropolitana, como Autoridad Ambiental, el modelo de simulación además de permitir la priorización de sus acciones y administrar bien sus recursos en términos de inversión, es un instrumento para hacer seguimiento y control a las obras de saneamiento y recuperación del recurso que realizan otras entidades y empresas. Asimismo, le permite verificar los objetivos de calidad establecidos para el río Aburrá - Medellín mediante la Resolución Metropolitana 2016 de 2012.

Escenarios base de modelación para el río Aburrá - Medellín

Perfil de Oxígeno disuelto en el río Aburrá - Medellín

El Oxígeno disuelto es un parámetro que indica la cantidad de oxígeno diluido en el agua, que constituye el soporte para determinados tipos de vida en los ecosistemas acuáticos.

En el siguiente mapa se muestra el Oxígeno Disuelto a lo largo del río en el escenario base (2012). Allí se nota un buen nivel de oxígeno en las primeras estaciones del río, posteriormente un detrimento entre las estaciones Aula Ambiental y Hatillo, causado por la descarga de aguas residuales del Valle de Aburrá, y en adelante se muestra una recuperación por el ingreso del río en zona rural de Girardota y Porce.

En el año base de modelación se consideró el punto de partida para establecer los objetivos de calidad del río y proyectar los diferentes usos que tendrá este cuerpo de agua a corto, mediano y largo plazo, en un horizonte de 10 años, periodo 2012- 2022.

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Perfil de Demanda Bioquímica de Oxígeno a los cinco días -DBO5- en el río Aburrá - Medellín

La Demanda Bioquímica de Oxígeno medida a los cinco días -DBO5-, es el parámetro que indica la cantidad de oxígeno requerida por los organismos presentes en el agua para descomponer la materia orgánica.

En el siguiente mapa se observa como los niveles de DBO5, en el escenario base (año 2012) aumentan en el río a medida que ingresa a la zona más poblada del Valle de Aburrá, presentando el tramo más contaminado entre las estaciones Puente Acevedo y Hatillo; todo esto producto del vertimiento de aguas residuales domésticas generadas en el Valle de Aburrá.

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Aplicación del modelo

En las siguientes gráficas se observan los niveles de DBO5 y Oxígeno Disuelto en escenario base de modelación (año 2012) y el escenario a mediano plazo, proyectando el avance de algunas obras de saneamiento contempladas en el Plan de Saneamiento y Manejo de Vertimientos.

La coordenada cero corresponde a la estación San Miguel y la coordenada 100 km a Puente Gabino.

La longitud del río, según lo establecido por los objetivos de calidad, está dividida por tramos, que diferencia con las líneas verticales, éstos son: San Miguel-Primavera, Primavera-Ancón Sur, Ancón Sur-Aula Ambiental, Aula Ambiental-Niquía, Niquía-Ancón Norte, Ancón Norte-Papelsa y Papelsa-Puente Gabino.

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El Oxígeno Disuelto, en el escenario base, tiene una disminución entre las estaciones Aula Ambiental y Ancón Norte. Por su parte, según las predicciones del modelo, en el escenario a mediano plazo este parámetro aumentará, mejorando las condiciones del río.

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En la figura se presenta la disminución de DBO5 en el escenario a mediano plazo, lo que representa un cambio positivo para la recuperación de la calidad del río.

Constantes biocinéticas

El Área Metropolitana del Valle de Aburrá realiza un seguimiento sistemático de la calidad y cantidad de las aguas del río Aburrá - Medellín, de sus principales quebradas afluentes y del sistema acuífero de la región metropolitana, a través de la red de monitoreo ambiental del recurso hídrico en el Valle de Aburrá, RedRío.

Este seguimiento sirve para analizar, evaluar, planificar el recurso hídrico y disponer de instrumentos que le permitan a la Entidad, como Autoridad Ambiental, fijar políticas y criterios para una gestión ambiental integral del recurso en su jurisdicción.

Uno de los instrumentos para el monitoreo y seguimiento de la calidad del agua en la cuenca del río Aburrá - Medellín, ha sido la implementación de un modelo de simulación de la calidad del agua superficial; que gracias a la información histórica recopilada durante las diferentes fases de RedRío, se ha ajustado para representar adecuadamente los procesos de degradación de la carga contaminante en el río.

Dicho de otra forma, se cuentan con las constantes y tasas biocinéticas propias que intervienen en los procesos físicos y químicos para la degradación de los contaminantes transportados en la corriente.

Descarga las tasas cinéticas obtenidas para la modelación del eje del río Aburrá - Medellín, correspondientes a la fase V (Datos actualizados a 2015): Tasas cinéticas fase V.​​

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