En el marco de la gestión de calidad de agua, existen diferentes herramientas para apoyar el proceso de toma de decisiones. A modo de ejemplo, US EPA (1997) menciona tres principales categorías de modelos: de carga a escala de cuenca, de cuerpos de agua receptores y ecológicos. Los modelos de carga a escala de cuenca simulan la generación y movimiento de contaminantes desde el origen hasta la descarga en el cuerpo receptor. Segundo, los modelos de cuerpos receptores simulan el movimiento y transformación de contaminantes a través de lagos, ríos, estuarios y zonas cercanas al océano. Por último, las técnicas de evaluaciones ecológicas pueden incluir clasificaciones de hábitat y especies y sistemas de índices, así como modelos ecológicos y de toxicidad que simulan explícitamente comunidades biológicas y su respuesta a factores de estrés como tóxicos y modificaciones en el hábitat. Excluyendo estás últimas técnicas de evaluación ecológica, a continuación se muestra una representación de los tipos de modelos de calidad de agua existentes:
Ahora, para el caso de Colombia (y en general en países en desarrollo) hay algunos tipos de modelos que son más pertinentes que otros. Asimismo, esto conlleva a que haya ciertos modelos computacionales (software) más pertinentes y usados que otros. Por ejemplo, von Sperling (2007) menciona que en países en vía de desarrollo aún los modelos más simples todavía tienen una gran contribución que aportar para la gestión adecuada de los recursos hídricos (refiriéndose al modelo de Streeter-Phelps como el más simple). Por otro lado, Burigato Costa, y otros (2019) evidencian, a partir de una revisión de literatura científica, que en países en vía de desarrollo el modelo más usado es la familia de los QUALs (incluyendo el QUAL2K). Se resalta que la familia de los QUALs son modelos relativamente sencillos (pero más complejos que el Streeter-Phelps). El uso de estos modelos sencillos lo atribuyen a que estos países aún están afrontando los problemas más básicos de contaminación y además cuentan con poca disponibilidad de datos y recursos. Incluso, Chinyama, y otros (2014) agregan que a veces ni siquiera hay expertos en modelación.
A modo de comparación, en la categoría de modelos complejos se podría mencionar el modelo SWAT (The Soil & Water Assessment Tool); el cual sirve para estudiar contaminación de origen difuso (ej. erosión, uso de pesticidas, prácticas agrícolas).
Por otro lado, en países en desarrollo aún estamos abordando los problemas de contaminación más básicos como la proveniente del agua residual doméstica con indicadores como la DBO5 y el uso de modelos sencillos.
Por otro lado, y en contraste con el uso de modelos en el ámbito científico, en Colombia (y en general en los países en desarrollo) se observa como la mayoría de las veces se intenta aplicar los modelos más complejos en el marco de los procedimientos ambientales regulares. A esto se suma que los lineamientos colombianos presentan incongruencias. Por ejemplo, la Guía de modelación de calidad de agua publicada por el MADS (2018) considera equiparables dos aplicaciones distintas: las realizadas para Planes de Ordenación de Recurso Hídricos (PORH) y las realizadas para Evaluaciones Ambientales de Vertimientos (EAV). Como se muestra en la imagen a continuación, la primera aplicación tiene el objetivo de estimar la capacidad de autodepuración; mientras que el segundo tipo es para estimar la pluma de contaminación.
Los modelos Streeter-Phelps y QUAL2K tienen el objetivo de estimar la capacidad de autodepuración (no sirven para estimación de pluma de contaminación).
Por tanto, a los usuarios les corresponde la implementación de modelos para estimar la pluma de contaminación. Esto con el fin de que puedan proponer alternativas para que su vertimiento se mezcle de manera más rápida en el cuerpo de agua y así reducir al mínimo posible la distancia de incumplimiento de los objetivos de calidad de agua. ¿Qué alternativas? Pueden ser canales distribuidores a lo ancho del río, una canaleta Parshall, entre otras alternativas. Sin embargo, ¿son estas alternativas requeridas/posibles en Colombia? Tal vez no lo permitan, tal vez se requiera un permiso de ocupación de cauce que doblega la complejidad del trámite. A pesar de esto, en países desarrollados sí optimizan la longitud de mezcla de los vertimientos.
Ahora bien, aunque no les corresponda a los usuarios implementar modelos con fines de estimación de capacidad de autodepuración, sí deben conocer en qué consisten y cómo operan. Primero, porque se confunden los dos tipos de aplicaciones (de pluma de contaminación y de capacidad de autodepuración). Entonces, sea para seguir los lineamientos normativos o para para argumentar el no hacerlo, se debe conocer en qué consiste la modelación con fines de estimación de capacidad de autodepuración. Segundo, de poco sirven los modelos de pluma de contaminación si no se han definido objetivos de calidad de agua. Estos objetivos de calidad se definen con el uso de modelos de capacidad de autodepuración y con la participación de todos los usuarios en cierto río (y su cuenca).
¿Por qué se requiere de la participación de todos los usuarios en modelaciones de capacidad de autodepuración? Parte de la respuesta la puedes encontrar en el artículo “Estudios ambientales en Colombia, país donde se malinterpretó cómo hacerlos“.
En suma, es prioritario conocer en qué consisten y cómo operan los modelos de calidad de agua con fines de estimación de capacidad de autodepuración. A este fin responden los modelos Streeter-Phelps y QUAL2K. Además, son los más sencillos, recomendados para países en desarrollo y en donde hay mayor aceptación y soporte técnico. Quienes quieran profundizar un poco más y ayudarnos a mejorar las prácticas de modelación en nuestros países, los invitamos a nuestro curso: “Modelación de la calidad del agua en ríos utilizando el software QUAL2K” (certificado y de solo 30 horas).
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Un abrazo virtual a todos y espero que nos re-encontremos pronto.
Bibliografía
Burigato Costa, C. M., da Silva Marques, L., Almeida, A. K., Leite, I. R., & de Almeida, I. K. (2019). Applicability of water quality models around the world—a review. Environmental Science and Pollution Research, 36141-36162.
Chinyama, A., Ochieng, G., Nhapi, I., & Otieno, F. (2014). A simple framework for selection of water quality models. Reviews in Environmental Science and Biotechnology.
MADS. (2018). Guía nacional de modelación del recurso hídrico para aguas superficiales continentales. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS).
US EPA. (1997). Compendium of tools for watershed assessment and TMDL development. United States Environmental Protection Agency (US EPA).
von Sperling, M. (2007). Wastewater Characteristics, Treatment and Disposal.
- Objetivos de calidad de agua y metas de carga contaminante en Colombia desde la autoridad ambiental: Seleccionando el instrumento y áreas de estudio apropiadas - marzo 26, 2024
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