IMPACTO DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO BOGOTÁ SOBRE …

IMPACTO DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO BOGOTÁ SOBRE EL RÍO

MAGDALENA

TATIANA GARCIA BOTERO

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTÁ, 2004

IMPACTO DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO BOGOTÁ SOBRE EL RÍO MAGDALENA

TATIANA GARCIA BOTERO

Proyecto de grado para obtener el titulo de Ingeniera Ambiental

Asesor: Dr. Luis Alejandro Camacho Botero. PhD

A Dios quien me hizo entender que todo esfuerzo tiene su recompensa, a mi familia que tanto quiero y a mis amigos que con una sonrisa me muestran lo bella que es la vida.......

AGRADECIMIENTOS.

Al Dr. Luis Alejandro Camacho por su apoyo y enseñanzas que hicieron posible desarrollar de este proyecto de grado. A mi familia y amigos por la ayuda y la comprensión que me brindaron. A todas las personas que de una u otra forma me ayudaron a desarrollar este proyecto de grado.

Bogotá D.C, Julio del 2004

DOCTOR

MAURICIO SÁNCHEZ SILVA

DIRECTOR DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

Estimado Doctor:

Por medio de la presente hago entrega del proyecto de grado titulado “IMPACTO DE LA

CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO BOGOTÁ SOBRE EL RÍO MAGDALENA” ,

realizado bajo la asesoría del Dr. Luis Alejandro Camacho Botero para obtener el grado de

Ingeniera Ambiental.

Agradezco su atención,

------------------------------------- TATIANA GARCIA BOTERO

TABLA DE CONTENIDO.

1. INTRODUCCIÓN................................................................................................1

1.1 Aspectos Generales...........................................................................................2

1.2 Objetivos............................................................................................................4

1.2.1 Objetivo General........................................................................................4

1.2.2 Objetivos específicos.................................................................................4

1.3 Alcance...............................................................................................................4

1.4 Justificación.......................................................................................................5

1.5 Metodología.......................................................................................................5

1.6 Resultados Principales......................................................................................6

1.7 Resumen del Contenido....................................................................................7

2. REVISIÓN DE USOS Y ESTANDARES DEL RÍO MAGDALENA..............8

2.1 Caracterización de la Cuenca del Río Magdalena....................................8

2.2 Esquematización del Río Magdalena............................................................9

2.3 Usos Actuales del Agua del Río Magdalena................................................11

2.4 Comparación de Normas y Estándares de Calidad del Agua Nacionales e

Internacionales con Respecto al Uso del Agua.........................................12

2.4.1 Normatividad Nacional.......................................................................13

2.4.2 Normatividad Internacional.................................................................14

2.4.3 Comparación de las Normas Nacionales e Internacionales................21

3. EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE FRONTERA DEL MODELO

DE CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO MAGDALENA............................23

3.1 Condiciones del Río Magdalena Aguas Arriba.........................................23

3.2 Balance de Los Ríos Sumapaz Y Bogotá...................................................24

3.2.1 Balance del Río Sumapaz en la desembocadura....................................25

3.2.2 Balance del Río Bogota en la desembocadura.......................................29

3.2.3 Porcentajes de error................................................................................32

3.2.4 Porcentajes de aumento o disminución..................................................34

3.3 Factores de Dilución......................................................................................40

3.4 Descargas Vertimientos de Girardot...........................................................41

4. MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO

MAGDALENA....................................................................................................50

4.1 Descripción del Modelo................................................................................50

4.2 Implementación del Modelo.........................................................................52

4.3 Modelación de la Calidad del Agua del Río Magdalena………………..55

5. ESTUDIO DE IMPACTO EN LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO

MAGDALENA…………………………………………………………………62

5.1 Análisis de Conflictos Uso Calidad Basados en Balances de Masa……62

5.2 Análisis de Conflictos Uso Calidad Basados en Resultados de la

Modelación ………………………………………………………………...64

6. CONCLUSIONES……………………………………………………………..66

7. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………69

8. ANEXOS

LISTA DE TABLAS

• Tabla 1-Entidades Nacionales e internacionales.

• Tabla2-Resumen criterios de algunos parámetros de calidad para la destinación

del recurso

• Tabla 3-Normatividad Costa Rica

• Tabla 4-Normatividad Estados Unidos

• Tabla 5-Normatividad Brasil

• Tabla 6-Normatividad México.

• Tabla 7-Tipo de patógeno utilizado en cada una de las normas y rango entre el

cuál varia.

• Tabla8-Calidad del agua del Río Magdalena (Puente variante)

• Tabla 9- Carga determinantes calidad del agua del Río Magdalena (puente

variante)

• Tabla 10-Calidad del agua del Río Sumapaz.

• Tabla 11- Carga determinantes calidad del agua del Río Sumapaz

• Tabla 12-Balance de los determinantes de calidad aguas abajo de la descarga del

Río Sumapaz.

• Tabla 13- Cargas determinantes calidad del agua aguas abajo de la descarga del

Río Sumapaz

• Tabla 14- Calidad del agua del Río Bogotá

• Tabla 15 - Carga determinantes calidad del agua del Río Bogota

• Tabla 16- Balance de los determinantes de calidad aguas abajo de la descarga del

Río Sumapaz.

• Tabla 17- Cargas determinantes calidad del agua aguas abajo de la descarga del

Río Bogotá

• Tabla 18- Porcentajes de Error de entre el balance en el sitio 3 y los valores

medidos.

• Tabla 19-Porcentajes de aumento o disminución de las concentraciones de los

determinantes de calidad del agua

• Tabla 20-Porcentajes de aumento o disminución de las cargas de los


• Tabla 21- Porcentaje de las cargas contaminantes aportadas por los ríos Sumapaz

y Bogotá al río Magdalena.

• Tabla 22- Factores de dilución

• Tabla 23- Regresión 1, Constantes A, B, C, D y E para el evento del 14 de

Marzo de 2001. Pozo FLORES 88





• Tabla 26- Selección de las Regresiones lineales con sus correspondientes R2

• Tabla 27- Valores Máximos, Mínimos y promedio de las series de tiempo de

Caudal.

• Tabla 28- Carga Total De la ciudad de Girardot.

• Tabla 29-Variables utilizadas en el modelo QUAL2K

• Tabla 30- Conflictos de uso del agua, aguas arriba Río magdalena

• Tabla 31- Conflictos de uso del agua después de las descargas de los Ríos

Sumapaz y Bogota

• Tabla 32- Conflictos de uso del agua en Río magdalena aguas abajo de la

desembocadura del Río Bogotá (Medido)

• Tabla 33-Resultados de la modelación 4 expresados en valores promedio,

máximos y mínimos.

• Tabla 34-Valores de los parámetros determinantes de calidad del agua obtenidos

• en el modelo.

LISTA DE FIGURAS.

• Figura1- Esquema de afluentes del Río Magdalena

• Figura 2-Mínimos valores de patógenos que se pueden observar en las

normatividades de los países analizados.

• Figura 3-Máximos valores de patógenos que se pueden observar en las


• Figura 4- Sitios de análisis del impacto del Río Bogotá sobre el Río

Magdalena.

• Figura 5- Balance de calidad del agua después de la desembocadura del Río

Sumapaz (sitio 2)

• Figura 6- Balance de calidad del agua después de la desembocadura del Río

Bogotá (sitio 3)

• Figura 7- Porcentajes de aumento o disminución del sitio 1 al 2



• Figura 10- Porcentajes de aumento o disminución de las cargas del sitio 1 al 2



• Figura 13- Sitios de descargas de los Colectores.

• Figura 14- Factor multiplicador del Colector San Cayetano

• Figura 15- Factor multiplicador del Colector La Victoria

• Figura 16- Factor multiplicador del Colector La Esperanza

• Figura 17- Fotografía del colector La Victoria.

• Figura 18- Fotografía 2 del colector La Victoria .

• Figura 19- Fotografía del colector La Esperanza .

• Figura 20- Fotografía 2 del colector La Esperanza .

• Figura 21- Carga Total aportada por la ciudad de Girardot.

• Figura 22. Ilustración del Tramo a Modelar.

• Figura 23-Comportamiento del oxígeno disuelto tramo Girardot-Honda.

• Figura 24-Comportamiento de la DBO última tramo Girardot-Honda.

• Figura 25-Comportamiento de la DBO de descomposición lenta Girardot-

Honda.

• Figura 26-Comportamiento de la DBO de descomposición rápida Girardot-

Honda.

• Figura 27-Comportamiento del NH4 Girardot-Honda.

• Figura 28-Comportamiento del nitrógeno orgánico Girardot-Honda.

• Figura 29-Comportamiento del fósforo orgánico tramo Girardot-Honda.

• Figura 30-Comportamiento de las algas tramo Girardot-Honda.

• Figura 31-Velocidades del Río Magdalena Girardot-Honda.

• Figura 32-Comportamiento de los patógenos en el tramo Girardot-Honda.

LISTA DE ANEXOS

• Anexo 1- Balance de parámetros de calidad en la zona de la desembocadura

de los Ríos Sumapaz y Magdalena.

• Anexo 2- Aforos de Caudal, generación de series de tiempo y Factores

Multiplicadores de Caudal para los Colectores.

• Anexo 3-Cálculos y selección de los determinantes de la calidad del agua.

• Anexo 4-Calculo de las cargas aportadas por cada uno de los Colectores

• Anexo 5 -Factores multiplicadores de los determinantes de la calidad del

agua de los colectores

• Anexo 6. Implementación y resultados preliminares del modelo de calidad

del agua del Río Magdalena.

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1

1. INTRODUCCIÓN

El Río Magdalena es la arteria fluvial más importante de Colombia. Este río, que

cuenta con una longitud aproximada de 1.540 Km, ha visto incrementada

significativamente la población que habita en sus proximidades. Hoy en día la

población que habita en su área de influencia es aproximadamente 33.6 millones de

habitantes lo cuál equivale a un 80% de la población Colombiana para la cuál el río

es fuente de comercio, riqueza, cultura y vida. (CORMAGDALENA, 2002;

Magangue 2001)

La Cuenca del Magdalena, cuyo río más importante es el Río Magdalena,

corresponde aproximadamente a un 24% del territorio Colombiano, y genera el 85%

del Producto Interno Bruto, por lo cual tiene una gran importancia en la economía del

país (CORMAGDALENA, 2002; Magangue 2001). A pesar de esto el Río

Magdalena se encuentra en un alto grado de contaminación en la mayoría de sus

tramos.

La contaminación es un problema económico ya que afecta la productividad, es un

problema de salud porque afecta las vidas humanas y entre otras cosas es un

problema estético ya que afecta la forma en que podemos ver y apreciar la

naturaleza. Por esta razón el objetivo de este proyecto de grado es evaluar el impacto

de la calidad del agua del Rió Bogotá sobre el Río Magdalena, ya que la

contaminación del Río Magdalena es un problema que afecta a todos los

Colombianos.

Por otra parte Girardot se encuentra en el problema de selección de los sistemas de

tratamiento y disposición óptima de sus vertimientos, ya que actualmente se

descargan a los ríos Bogotá y Magdalena sin ningún tipo de tratamiento. Por esto

surge la necesidad de saber por qué es necesario tratar dichos vertimientos y a qué

nivel, teniendo presente cuál es la capacidad de asimilación de la fuente receptora,

los usos del agua aguas abajo, la cantidad y la calidad de las aguas residuales

producidas y finalmente una visión integrada de la cuenca. (Camacho y

DiazGranados, 2003; Camacho, 2003)

La metodología utilizada para analizar el impacto de la calidad del agua del Río

Bogotá sobre el Río Magdalena, se realizó a partir de los usos del agua del Río

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Magdalena, tanto actuales como prospectivos. Posteriormente, se realizó la

caracterización y calificación de las aguas residuales de los colectores que descargan

sus aguas en el Río Magdalena y se analizó el impacto de los vertimientos, teniendo

en cuenta la capacidad de asimilación que tiene el Río Magdalena.

El presente estudio se centró en el tramo en donde el Río Sumapaz y el Río Bogotá

descargan sus aguas al Río Magdalena y se analizó la variación de la calidad del agua

del Río Magdalena desde la altura de Girardot hasta Honda. A partir de los resultados

se realizó el diagnóstico de la problemática ambiental y los conflictos de uso-calidad

del agua.

1.1 Aspectos Generales

Las aguas residuales son el resultado de las actividades humanas, fuentes

generadoras de residuos domésticos, residuos líquidos industriales y agrícolas. Un

alto porcentaje de estas aguas residuales son vertidas a los ríos generando un alto

grado de contaminación el cuál en la mayoría de los casos no alcanza a ser

autodepurado por las corrientes.

Según informes del PENUMA (2000) en los países de Latinoamérica menos del 20%

del agua residual no recibe tratamiento adecuado. El vertimiento de las aguas

residuales en los ríos genera impactos, tales como problemas en la salud de la

población, disminución de la biodiversidad, desaparición de hábitat, disminución de

la pesca, disminución de las actividades turísticas y recreacionales y problemas en la

salud de la población entre otros.

En Colombia sólo el 5% de las aguas residuales reciben tratamiento antes de su

disposición final y dicho tratamiento es de tipo secundario. Este valor es poco

significativo comparado con países como las Bahamas y Republica Dominicana. En

las Bahamas el 85% de las aguas residuales reciben tratamiento antes de su

disposición final, el 60% de las aguas residuales tratadas en las Bahamas reciben

tratamiento primario, el 25% reciben tratamiento secundario y el 15% por otros tipos

de tratamiento (Rolim, 1999). Por otra parte Republica Dominicana le da tratamiento

antes de su disposición final al 85% de sus aguas residuales, de las cuales un 80%

reciben tratamiento primario, y un 20% reciben otros tipos de tratamiento (Rolim,

1999).

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3

El tratamiento de las aguas residuales para su posterior reutilización es importante y

esencial para la preservación de dicho recurso. El agua tratada se puede usar

benéficamente en actividades como la agricultura, la irrigación y procesos

industriales.

Discriminando por sectores, en Colombia se consume un 85% del agua en la

agricultura, lo cuál equivale a 1000m3/seg, en la industria se utiliza un 3%

correspondiente a 40m3/seg y hay un consumo domestico del 5% correspondiente a

142m3/seg.(Min.Ambiente,2003)

La reutilización del agua se realiza en un mayor porcentaje en la agricultura. Así se

evita la contaminación de los Ríos y se asegura un continuo suministro del recurso.

En las zonas áridas se utiliza el agua para la irrigación evitando así la erosión y

mejorando el paisaje.

La reutilización adecuada del agua es benéfica en los casos en los que sus

características la hacen aptas para su uso. En algunos casos se utiliza el agua cuando

su calidad no la hace apta para riego con restricciones, causando impactos en la salud

pública.

Un ejemplo de una mala reutilización del agua es el caso del Embalse del Muña,

donde el agua se utiliza para riego de pastos, hortalizas, cultivos de ajo y maíz y para

la generación de energía. Debido a la baja calidad del agua del Muña se presentan

diversos problemas, tales como la corrosión de equipos, enfermedades, malos olores

y la proliferación de vectores entre otros. (Min.Ambiente, 2003)

En contraste al caso visto anteriormente se encuentra el municipio de Cucunubá

(Cundinamarca), donde se reutiliza el agua para el riego de pastos obteniendo así

efectos benéficos como una mejor producción lechera y por consiguiente el aumento

en los ingresos de los ganaderos, la disminución en la carga de nutrientes que llega a

la laguna de Fuquene y un mejor mantenimiento de la Planta de Tratamiento de

Aguas Residuales (PTAR).

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4

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General

Analizar el impacto de la calidad del agua del Río Bogotá sobre el Río Magdalena,

para poder obtener un diagnóstico de la problemática ambiental del Río Magdalena y

de los conflictos del uso del agua derivados a su contaminación.

1.2.2 Objetivos específicos

• Investigar los usos actuales del agua del Río Magdalena en el tramo Girardot-

Barrancabermeja y realizar una caracterización de la cuenca del Magdalena.

• Realizar un balance de los parámetros de calidad del agua del Río Magdalena

aguas abajo de las descargas de los Ríos Sumapaz y Bogotá con lo cuál se pueda

identificar el impacto en los determinantes de la calidad del agua.

• A partir de las series de tiempo de pH, temperatura, conductividad y oxígeno

disuelto estimar las series de tiempo de los demás parámetros de calidad del agua,

tales como DBO, SST, nitritos, etc.

• Calcular los factores multiplicadores tanto para los caudales como para los

parámetros de calidad del agua del Río Bogotá en la bocatoma y de los colectores

San Cayetano, La Victoria y La Esperanza, los cuáles transportan las aguas

residuales de Girardot.

• Analizar el impacto de la calidad del agua del Río Bogotá al Río Magdalena en

los aspectos físicos de calidad del agua, aspectos que a su vez afectan los factores

sociales y económicos.

1.3. Alcance

• El alcance de este proyecto de grado incluye una recopilación de la información

topográfica, hidrológica y de calidad del agua existente del Río Magdalena en los

tramos de interés, especialmente en las desembocaduras de los Ríos Bogotá y

Sumapaz.

• Contribuir en el cuidado y la preservación del Río Magdalena y ser fuente de

información en el planteamiento de alternativas de saneamiento.

• Realizar un modelo preliminar de calidad de agua del Río Magdalena que

represente la realidad actual de este Río.

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• Analizar el impacto sobre el Río Magdalena por la descarga del Río Bogotá sobre

este.

• Proveer un punto de partida para futuras investigaciones.

1.4. Justificación

• Este proyecto de grado es importante por que contribuye en la búsqueda de la

sostenibilidad del Río Magdalena para lograr un buen uso presente del agua sin

afectar su uso en futuras generaciones.

• Provee información objetiva acerca del estado real de la contaminación generada

sobre el Río Magdalena por el Río Bogotá.

• Genera una conciencia ambiental para que todos los que contaminamos el Río

Bogotá nos demos cuenta que a su vez estamos contaminando la arteria fluvial más

importante de Colombia.

1.5. Metodología

En primera instancia realizó una revisión bibliográfica en donde se encontraron las

normas y estándares de calidad del agua, los usos actuales del agua del Río

Magdalena y la caracterización y topografía de la cuenca.

Antes de hacer el estudio de impacto en la calidad del agua del Río Magdalena, fue

necesario saber para que se pretendía tratar el agua, ya que no tiene ningún sentido

tratar el agua por tratarla, es necesario saber cuáles son los usos actuales y

prospectivos del agua. De acuerdo a las normas nacionales vigentes se estableció

cuál es la calidad del agua que se requiere a lo largo del Río y así mismo se tuvo en

cuenta la capacidad de autopurificación del Río.

Se tuvo presente que el aspecto físico afecta a su vez los aspectos sociales y

económicos. El aspecto social hace referencia a los impactos generados sobre la

cultura de estas poblaciones, el aspecto económico hace referencia a la calidad del

agua del Río, la cuál permite utilizar el agua para diferentes usos y el impacto físico

hace referencia a los problemas de salud pública qué se pueden generar debido a la

baja calidad del agua.

Se establecieron las condiciones de frontera del modelo de calidad del agua del Río

Magdalena, las cuales están compuestas por las condiciones del Río Magdalena

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aguas arriba, por el balance de los Ríos Sumapaz y Bogotá y por las condiciones de

las descargas de los vertimientos de la ciudad de Girardot.

Para realizar el balance de los parámetros de la calidad del agua en el tramo del Río

Magdalena en el cuál desembocan los Ríos Bogotá y Sumapaz, se utilizaron los datos

levantados en el proyecto de modelación de la calidad del agua del Río Bogotá.

(Uniandes-EAAB, 2002).

Las descargas de la ciudad de Girardot están representadas por medio de las series de

tiempo de los contaminantes. Debido a la falta de información se estimaron las

series de tiempo de los parámetros de calidad del agua desconocidos a partir de las

correlaciones realizadas en la Instrumentación y Análisis Ambiental de una

Subcuenca Urbana de Bogotá, (Uniandes-EAAB, 2001) que son función de la

conductividad, el pH, la temperatura y el oxígeno disuelto, en este caso se tomaron

los datos del Plan maestro de alcantarillado de la ciudad de Girardot (ACUAGYR,

2001).

Así mismo se calcularon los factores multiplicadores de los parámetros de calidad

del agua y de los caudales de los colectores La Victoria, San Cayetano y La

Esperanza y del Río Magdalena en la Bocatoma.

Partiendo de las condiciones de frontera se implementó y se hizo la modelación del

Modelo de calidad del agua del Río Magdalena por medio del programa QUAL2K.

(EPA, 2003)

Finalmente se hizo un estudio del impacto en la calidad del agua del Río Magdalena.

Para esto se analizó el conflicto uso calidad basados en el balance de masa y

posteriormente se analizó el conflicto uso calidad basados en los resultados

preliminares obtenidos a partir de la modelación.

1.6. Resultados principales

Se determino el impacto negativo que genera el Río Bogota sobre el Río Magdalena

debido a los conflictos uso calidad del agua que se presentan debido a que no se

puede realizar la destinación del recurso necesaria para suplir las necesidades de las

personas que viven en las proximidades del Río. A partir de un balance general de

masa y a partir de la modelación de la calidad del agua del río Magdalena se

identificó que la baja calidad del agua que se vio en el Río Magdalena fue causada

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7

principalmente por las altas concentraciones de Coliformes Totales con las cuales se

superaban los estándares de calidad del agua establecidos por el Decreto 1594 de

1984 restringiendo así su uso.

1.7. Resumen del Contenido

Este proyecto de grado realiza un estudio del impacto en la calidad del agua del Río

Magdalena generado por la calidad del agua del Río Bogotá.

En el capítulo 1 se presenta la introducción, la cuál está compuesta por los aspectos

generales referentes a los vertimientos de aguas residuales en Colombia, la definición

del problema y la metodología que se siguió en el desarrollo de este proyecto.

En el capítulo 2 se presenta la revisión de usos y estándares de calidad del agua, con

el fin de establecer cuáles son los estándares de calidad del agua a los cuáles se

quiere llegar al implementar un sistema de tratamiento y así mismo que determinan

los usos prospectivos del agua.

En el capítulo 3 se realiza una evaluación de las condiciones de frontera del modelo,

las cuáles se utilizarán en la implementación del mismo, de igual modo en este

capítulo se realiza el balance de masa de los Ríos Bogotá y Sumapaz y también se

realizan las series de tiempo de caudal y de parámetros determinantes de calidad del

agua.

En el capítulo o 4 se realiza una descripción, implementación y modelación de la

calidad del agua del Río Magdalena realizado por medio del programa de

modelación QUAL2K. (EPA, 2003)

En el capítulo 5 se realiza un análisis de conflictos uso calidad del agua basados en el

balance de masa realizado en el capitulo 4 y así mismo un análisis de conflictos uso

calidad basados en los resultados de la modelación de la calidad del agua del Río

Magdalena realizada en el capitulo 5.

En el capítulo 6 se presentan las conclusiones obtenidas durante el desarrollo de este

proyecto.

En el capítulo 7 se presenta la bibliografía utilizada para desarrollar este proyecto.

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2. REVISIÓN DE USOS Y ESTANDARES DEL RÍO MAGDALENA

2.1 Caracterización de la Cuenca del Río Magdalena

La cuenca del Magdalena esta muy influenciada por la acción del hombre, ya que

concentra la mayor parte de la población Colombiana. La cuenca del Magdalena está

conformada por 31 ríos principales entre otros afluentes. Esta cuenca se ha

convertido en la más importante de Colombia ya que, como se mencionó

anteriormente, concentra la mayor parte de la población y así mismo genera el 85%

del Producto Interno Bruto de Colombia. En esta cuenca se concentra el 85% de las

actividades agropecuarias de Colombia, se genera el 95% de la producción

termoeléctrica y el 70% de la producción hidroeléctrica. (CORMAGDALENA,

2002; Magangue 2001)

La Cuenca del Magdalena cuenta con 23 Corporaciones Autónomas regionales y 4

Departamentos Administrativos Ambientales. Se encuentra ubicada en la zona

tropical, por lo cual recibe una gran cantidad de la radiación solar, los valores de

brillo solar están aproximadamente entre 5 y 8 horas/diarias. Tiene una gran

influencia de los océanos Caribe y Atlántico lo cuál hace que el clima sea variable, y

la evaporación oscila entre 1100 hasta 1900 mm/año. (IDEAM,

CORMAGDALENA, 2002)

Por otra parte su cobertura vegetal es muy variada y así mismo atribuyen una gran

diversidad de ecosistemas a la Cuenca del Magdalena. (IDEAM,

CORMAGDALENA, 2002)

Tiene una densidad de población promedio de 113.2 hab/Km2. Según el índice de

calidad de vida (ICV) y el Índice de necesidades básicas (NBI) en la parte central y

en las zonas urbanas se presentan las mejores condiciones de vida. Por otra parte en

la costa caribe, la parte baja de la cuenca y en el Magdalena medio se presentan las

condiciones más críticas de vida. (IDEAM, CORMAGDALENA, 2002)

La Cuenca del Magdalena concentra la mayor parte de las actividades económicas de

Colombia (IDEAM, CORMAGDALENA, 2002). La economía genera riqueza,

bienes y servicios, y a su vez genera una contaminación al ambiente, un impacto a la

población y a los ecosistemas de la zona y una presión económica, política, social y

ecológica.

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En la cuenca se realizan diferentes tipos de actividades, tales como mineras,

agrícolas, industriales y ganaderas. Las actividades extractivas del suelo realizadas

en la cuenca son principalmente la explotación de níquel, petróleo, carbón,

esmeraldas y oro. El 9.3% de la cuenca se utiliza para las actividades agrícolas. En

la cuenca se realizan actividades industriales, las cuáles devuelven al ambiente

aproximadamente un 90% del agua que se utiliza en los diferentes procesos que éstas

requieren. Y finalmente se desarrollan actividades ganaderas, las cuáles tienen una

gran demanda de área. (IDEAM, CORMAGDALENA, 2002)

2.2 Esquematización Del Río Magdalena

En la Figura 1 se muestra la esquematización de afluentes del Río Magdalena con el

correspondiente abscisado, el cuál fue medido con un correcaminos a partir de

mapas en escala 1:100.000.

La sección que se encuentra sombreada tiene las desembocaduras de los Ríos

Sumapaz y Bogotá, y así mismo equivale a la zona en la cuál nos concentraremos

para hacer el balance de los parámetros de calidad del agua.

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Figura1- Esquema de afluentes del Río Magdalena

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2.3 Usos Actuales del Agua del Río Magdalena

Los Usos actuales del agua del Río Magdalena se analizarán en el tramo del Río

Magdalena comprendido desde la Ciudad de Girardot hasta la Ciudad de

Barrancabermeja.

• GIRARDOT: Las aguas del Río Magdalena son utilizadas para el riego de

cultivos tales como Algodón, Arroz, Fríjol y maní, para actividades de recreación

tales como natación, canotaje y la pesca. Las actividades económicas de Girardot

son la agricultura, la ganadería y el comercio.

• HONDA: Las aguas del Río Magdalena son utilizadas para la navegación y la

pesca. Es centro de comercio, se desarrollan actividades turísticas, manufactureras y

pesqueras.

• PTO. SALGAR: Las aguas del Río Magdalena son utilizadas para la navegación

y la pesca.

• LA DORADA: Las aguas del Río Magdalena son utilizadas para la navegación,

riego de cultivos y pesca. Las principales actividades económicas son la ganadería

extensiva, la agricultura, la pesca, el comercio, la minería del oro, y el desarrollo de

la pequeña industria.

• BUENAVISTA: Las aguas del Río Magdalena son utilizadas para la navegación

y la pesca.

• PTO. BERRÍO: Las aguas del Río Magdalena son utilizadas para la navegación,

transporte de manufacturas para la producción del cemento y la pesca. Las

principales actividades económicas son la ganadería, la pesca y el comercio.

• BARRANCABERMEJA: Las aguas del Río Magdalena son utilizadas para la

navegación, riego de cultivos, actividades de recreación como la natación, suministro

de agua para el ganado, para las actividades petrolíferas en sistemas de enfriamiento

y la pesca. Las principales actividades económicas son la explotación y refinación

del petróleo, la industria petroquímica, la agricultura, la ganadería extensiva y la

pesca.

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12

2.4 Comparación de Normas y Estándares de Calidad del Agua Nacionales e

Internacionales con Respecto al Uso del Agua

Las normas y estándares de calidad del agua son guías que se usan para tomar

decisiones en la asignación de usos del agua, en el ordenamiento e indican las

características que debe tener el agua para cada uso.

En la mayoría de los casos el agua se reutiliza sin tener en cuenta cuál es la calidad

que tiene ésta, reutilizar las aguas es una forma de aprovechar dicho recurso

eficientemente. Por medio de las normas y estándares de calidad del agua se

garantiza el cuidado de la salud humana. Con el fin de alcanzar dicho objetivo se

fijan los valores permisibles de los parámetros determinantes de la calidad del agua

para cada uno de los usos que se le puede dar a dicho recurso.

La fijación de las normas y de los estándares de calidad del agua debe estar ligada

tanto al cuidado de la salud humana, como se menciono anteriormente, como a la

situación socioeconómica del país la cuál indicaría si es posible o no alcanzar dichos

requerimientos.

En este capítulo se pretende hacer una breve descripción de la normatividad

internacional y nacional y de esta forma analizar y comparar los valores permisibles

de los parámetros de calidad del agua y los usos que se le pueden dar a este recurso.

Una de las funciones de las autoridades ambientales, es establecer los estándares en

los cuáles se especifican las concentraciones máximas de parámetros determinantes

de la calidad del agua de los efluentes de actividades industriales y domésticas que

son vertidos a cuerpos de agua. De esta manera se puede evitar la degradación de la

calidad del agua, la contaminación que puede sufrir un cuerpo de agua y los

problemas de salud pública que pueden afectar a la población.

En la Tabla-1 se ilustran las entidades encargadas de la regulación de la calidad del

agua para los diferentes usos de esta.

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13

Tabla 1-Entidades Nacionales e internacionales.

PAIS ENTIDAD RESPONSABLE

COLOMBIA

• Ministerio del Medio Ambiente • Corporaciones Autónomas Regionales • Comisión de Regulación de Agua

Potable y Saneamiento Básico. • Departamento técnico Administrativo del

Medio Ambiente (DAMA). ESTADOS UNIDOS • Enviromental Protection Agency (EPA)

BRASIL • Consejo Nacional del Medio Ambiente (CONAMA).

MÉXICO • Secretaría del Medio Ambiente Recursos Naturales y Pesca.

COSTA RICA • Ministerio de Ambiente y energía

MUNDIALMENTE • Organización mundial de la Salud (OMS).

(Jiménez R,2003)

Las normas son muy importantes, ya que éstas tienen como objetivo primordial

proteger los recursos hídricos, y de ésta forma se protege la salud del hombre y de las

especies en general.

2.4.1 Normatividad Nacional

Las Corporaciones Autónomas regionales, entre otras responsabilidades, tienen que

manejar y controlar el recurso hídrico de su cuenca. Al regularizar el buen manejo

del agua de uso público se evita la degradación de la calidad del agua y la

contaminación de la misma.

Los recursos que no se encuentran bajo la jurisdicción de alguna Corporación

Autónoma Regional son administrados y regulados bajo el Decreto 1594 de 1984 del

Ministerio de Agricultura. Este decreto establece los estándares máximos

permisibles de contaminantes para los diferentes usos que se le puede dar al agua.

Según este decreto el agua se puede usar para consumo humano y doméstico,

preservación de flora y fauna, uso agrícola, pecuario, recreativo, industrial, y para el

transporte. Este decreto nombra las sustancias de interés sanitario, describe los

factores importantes para el ordenamiento del recurso, indica las posibles

destinaciones que pueden tener las aguas superficiales, subterráneas, marítimas,

estuarias y servidas. De igual forma este decreto indica los criterios de calidad para

la destinación del recurso, indica las posibles concesiones, establece las normas

IAMB 200410 04

14

básicas de todo vertimiento, establece el procedimiento para obtener permisos de

vertimiento, describe los planes de cumplimiento para los usuarios ya existentes y

establece las tasas retributivas, con lo cuál se logra controlar la contaminación.

El decreto establece que la entidad encargada del manejo y administración del

recurso el recurso (EMAR) debe hacer cumplir este. En este momento las

Corporaciones Autónomas Regionales se encargan de hacer esta labor.

Algunos de los parámetros de calidad del agua para la destinación de dicho recurso

se encuentran resumidos en la tabla-2, donde se especifican los valores de los

parámetros de calidad de agua para cada uno de los posibles usos de éste.

Tabla2- Resumen criterios de algunos parámetros de calidad para la destinación del

recurso

Pará

met

ro

Con

sum

o hu

man

o y

dom

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o. T

rata

mie

nto

conv

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Con

sum

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man

o y

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prim

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Rec

reat

ivo

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io

Indu

stri

al

PH 5.0-9.0 6.5-8.5 6.5-9.0 4.5-9.0 4.5-9.1 5.0-9.0 5.0-9.0 5.0-9.1Oxígeno Disuelto(mg/l) 5.0-4.0 70% Os 70% Os Coliformes Totales (NMP/100ml) 20000 1000 5000 1000 1000 5000 5000 Cobre(mg/l) 1 1 0,2 0,5 Plomo(mg/l) 0,05 0,05 0,01 5 0,1 Cadmio(mg/l) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,05 Níquel(mg/l) 0,01 0,2 0.2 Cromo(mg/l) 0,05 0,05 0,01 0,1 1

2.4.2 Normatividad Internacional

• NORMATIVIDAD COSTA RICA

El ministerio de Ambiente y Energía de la República de Costa Rica estableció “El

reglamento para la clasificación y evaluación de la calidad de cuerpos de agua

superficiales”. En el cuál debido al deterioro de la calidad de los cuerpos de agua

superficiales de Costa Rica y a la importancia que estos representan tanto al ambiente

IAMB 200410 04

15

como a los seres humanos se reglamentan los criterios y así mismo las metodologías

por las cuáles se puede evaluar la calidad de los cuerpos de agua superficial con el

fin de clasificarlas para los diferentes usos que se les puede dar a éstos.

Esta normativa clasifica el agua según los usos que se le pueden dar a este recurso.

Existen entonces 5 clases en las cuales se resumen los posibles usos del agua.

Clase 1: El agua se usa para abastecimiento doméstico con tratamiento simplificado,

para la protección de las comunidades acuáticas, para la recreación de contacto

primario, para la irrigación de hortalizas y frutas que se consumen sin quitarle la

cáscara y para la acuacultura.

Clase 2: El agua se usa para abastecimiento doméstico después de tratamiento

convencional, para actividades primarias de contacto primario, para la protección de

las comunidades acuáticas y para la acuacultura.

Clase 3: El agua se utiliza para las actividades pecuarias, para abastecer el suministro

de agua para abrevadero sin limitaciones, para el riego de especies arbóreas, cereales

y plantas forrajeras y finalmente para la navegación.

Clase 4: El agua se utiliza para las actividades agrícolas y pecuarias sin limitación,

para el abastecimiento domestico e industrial con tratamiento avanzado, para la

generación hidroeléctrica con limitaciones de pH y carga de sedimentos.

Clase 5: El agua se utiliza para el transporte, realizar procesos de dilución, para la

eliminación de residuos y desechos.

En la Tabla-3 se encuentra un resumen de las concentraciones máximas permisibles

para las diferentes clases.

IAMB 200410 04

16

Tabla 3- Normatividad Costa Rica

Parámetro Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 Clase 5

PH 6.5 a 8.5 6.5 a 8.5 6 a 9 5.5 a 9.5 5.5 a 9.5

Oxígeno Disuelto(mg/l) >7 7 a 5 5 a 4 3 a 2 <2

DBO(mg/l) <5 5 a 10 10 a 20 20 a 50 50 a 100

DQO(mg/l) 20 20 a 25 25 a 50 50 a 100 100 a 300

SST(mg/l) <10 10 a 25 25 a 100 100 a 300 >300

Amonio(mg/l) 0.5 0.5 a 1 1 a 2 2 a 5 5

Coliformes Fecales(NMP/100ml) <20 20 a 1000 1000 a 2000 2000 a 5000 >5000

Cobre(mg/l) 0.5 0.5 a 1 1 a 1.5 1.5 a 2 2 a 2.5

Plomo(mg/l) 0.03 0.03 a 0.05 0.05 a 0.1 0.1 a 0.2 0.2

Cadmio(mg/l) 0.005 0.005 0.01 0.02 0.02

Níquel(mg/l) 0.05 0.05 0.1 0.2 0.3

Cromo(mg/l) 0.05 0.05 0.2 0.5 0.5

• NORMATIVIDAD ESTADOS UNIDOS

La Agencia de protección ambiental (EPA, Environmental protection agency) es la

agencia que se encarga de regular y de establecer los parámetros ambientales en

Estados Unidos mientras que no existan regulaciones de éstos en los diferentes

estados.

Con el fin de establecer regulaciones ambientales con respecto a la reutilización de

las aguas superficiales la EPA publicó una guía para el reuso del agua ( Guidelines

for water reuse).

En esta guía las regulaciones se dividen en las siguientes categorías según el

determinado uso que se le puede dar al agua: Uso urbano con y sin restricción, uso en

la agricultura para cultivos de productos alimenticios procesados y no procesados y

cultivos de productos no alimenticios, uso recreacional con y sin restricciones, uso

estético, uso en construcciones, uso industrial, uso ambiental(humedales) y uso para

recarga de acuíferos, entre otros.

En esta ocasión se le pondrá especial atención a las siguientes categorías:

• Uso Urbano sin restricción: irrigación de parques y jardines, fuentes decorativas,

aires acondicionados, descarga de sanitarios.

IAMB 200410 04

17

• Uso Urbano con restricción: irrigación de áreas en las cuáles el acceso es

controlado.

• Agricultura y cultivos alimenticios. Esta clasificación se divide en dos partes

dependiendo si el alimento es procesado o no.

• Agricultura y cultivos no alimenticios tales como pastizales.

• Uso recreacional sin restricciones: se permite un contacto directo del cuerpo con

el agua.

• Uso industrial: Se usa el agua para sistemas de enfriamiento principalmente.

En la Tabla 4 se resumen los parámetros determinantes de calidad del agua sugeridos

en la guía para el reuso del agua para algunos de los usos que se le puede dar a éste

recurso.

Tabla-4 Normatividad Estados Unidos

Uso Urbano agricultura

Pará

met

ro

Con

res

tric

ción

sin

rest

ricc

ión

Cul

tivos

, al

imen

tos

proc

esad

os

Cul

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, al

imen

tos n

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culti

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o al

imen

ticio

s

Rec

reac

iona

l sin

re

stri

cció

n

Indu

stri

al

pH 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6.9-9 DBO(mg/l) <10 <30 <10 <30 <30 <10 <30 SST(mg/l) - <30 - <30 <30 - <30 Coliformes Fecales(NMP/100ml) 14 <200 14 <200 <200 14 <200 Cobre(mg/l) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Plomo(mg/l) 5 5 5 5 5 5 5 Cadmio(mg/l) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Níquel(mg/l) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Cromo(mg/l) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

• NORMATIVIDAD BRASIL

El consejo Nacional del Medio Ambiente (CONAMA) mediante “ La Resolución

No. 20 de CONAMA, del 18 de junio de 1986” clasifica los cuerpos de agua

superficiales en diferentes categorías, tales como Aguas dulces, aguas salinas y aguas

salobres. De igual forma establece las concentraciones máximas permisibles de los

principales contaminantes y las condiciones máximas permisibles para el vertimiento

IAMB 200410 04

18

de aguas residuales a los cuerpos de agua, de esta forma se establecen los parámetros

de calidad del agua según el uso que se le pueda dar a dicho recurso.

Esta resolución incluye parámetros como fenoles, cianatos, metales pesados y

sustancias como los PCBs las cuáles con la estructura actual de laboratorios de Brasil

son difíciles de medir, por tal motivo se dificulta la utilización de ésta como

instrumento legal.

Según esta resolución se establecen los posibles usos de las aguas dulces, dichos usos

se encuentran clasificados de la siguiente manera:

Clase especial:

Se encuentran las aguas destinadas para:

• Abastecimiento doméstico sin desinfección previa o con desinfección simple.

• Preservación del equilibrio natural de las comunidades de las diferentes especies

acuáticas.

Clase 1:


• Abastecimiento doméstico con tratamiento primario.

• Protección de comunidades acuáticas.

• Recreación por contacto primario, entre estas actividades se destacan la natación

y el esquí acuático.

• Irrigación de hortalizas consumidas crudas o de frutas que se consumen con la

cáscara.

• Criaderos naturales o acuicultura intensiva de especies que sean para el consumo

humano.

Clase 2:


• Abastecimiento doméstico con tratamiento convencional.

• Protección de las comunidades acuáticas.

• Recreación con contacto primario (esquí y natación)

IAMB 200410 04

19

• Irrigación de hortalizas y de plantas fructíferas.

• Criaderos naturales o acuicultura intensiva de especies que sean para el consumo

humano.

Clase 3:


• Abastecimiento doméstico con tratamiento convencional.

• Irrigación de especies arbóreas, cerealíferas y de forraje.

• Fuente de agua para los animales.

Clase 4:


• Navegación

• Uso estético o mantenimiento de la armonía del paisaje.

• Usos menos exigentes.

En la Tabla 5 se encuentra un resumen de las concentraciones máximas permisibles

dentro de la normativa de Brasil.

Tabla 5- Normatividad Brasil

Parámetro Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 PH 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6 a 9 Oxígeno Disuelto(mg/l) 6 5 4 >2 DBO(mg/l) 3 5 10 - DQO(mg/l) - - - - SST(mg/l) - - - - NTK(mg/l) - - - - Amonio(mg/l) - - - - Fósforo Total(mg/l) - - - - Coliformes Totales(NMP/100ml) 1250 5000 20000 - Escherichia Coli(NMP/100ml) - - - - Coliformes Fecales(NMP/100ml) 250 1000 4000 - Cobre(mg/l) - 0.02 0.5 - Plomo(mg/l) - 0.03 0.05 - Cadmio(mg/l) - 0.001 0.01 - Níquel(mg/l) - 0.025 0.025 - Cromo(mg/l) - 0.05 0.05 -

• NORMATIVA MÉXICO

IAMB 200410 04

20

La secretaria del medio ambiente, recursos naturales y pesca de México mediante la

norma oficial “NOM-001-ECOL de 1996” establece los limites máximos permisibles

de los contaminantes en las descargas de aguas residuales en las aguas y bienes de

México. El principal objetivo de esta norma es proteger la calidad de los cuerpos de

agua superficiales y así mismo hacer posible el uso de estos.

En esta norma los Coliformes fecales son el indicador para determinar la

contaminación por patógenos, este tipo de contaminación es muy importante ya que

es la principal fuente de problemas de salud publica.

La mayoría de las normas existentes a nivel internacional son hechas en base a

normas de otros países, en la norma NOM-001-ECOL de 1996 se evalúa el grado de

concordancia con otras normas y recomendaciones internacionales y a partir de dicho

análisis en esta norma se especifica que “no hay normas equivalentes a esta, las

disposiciones de carácter interno que existen en otros países no reúnen los elementos

y preceptos de orden técnico y jurídico que en esta norma oficial Mexicana se

integran y complementan de manera coherente, con base en los fundamentos técnicos

y científicos reconocidos internacionalmente”.

En la Tabla 6 se encuentra un resumen de las concentraciones máximas permisibles

dentro de la normativa de México.

Tabla 6-Normatividad México

Parámetro Agrícola Publico urbano

Protección de la vida acuática

PH 5 a 10 5 a 10 5 a 10 Oxígeno Disuelto(mg/l) - - - DBO(mg/l) 200 150 60 DQO(mg/l) - - - SST(mg/l) 200 125 60 NTK(mg/l) - - - Amonio(mg/l) - - - Fósforo Total(mg/l) 30 30 10 Coliformes Totales(NMP/100ml) - - - Escherichia Coli(NMP/100ml) - - - Coliformes Fecales(NMP/100ml) 2000 2000 2000 Cobre(mg/l) 6 6 6 Plomo(mg/l) 1 0.4 0.4 Cadmio(mg/l) 0.2 0.2 0.2 Níquel(mg/l) 4 4 4 Cromo(mg/l) 1.5 1 1

IAMB 200410 04

21

2.4.3 Comparación de las normas nacionales e internacionales

Al comparar las normas nacionales con las internacionales se ve una clara diferencia

en la forma en que éstas, están desarrolladas. La diferencia se ve representada en la

clasificación según los usos que se le pude dar al agua y en los valores de las

concentraciones permisibles que para cada uno de los usos varían considerablemente

entre los diferentes países.

El autor considera que el parámetro que determina la calidad del agua en la

normatividad Colombiana son los Coliformes totales. Por tal motivo analizaremos el

tipo de patógeno que se utiliza en cada norma y el rango entre el cual varía en los

diferentes usos que se le puede dar al agua.

En la Tabla-7 se puede observar el indicador de contaminación por patógenos que se

utiliza en la normatividad de cada país. De igual forma se puede observar el rango

en el cual oscila éste entre los diferentes usos.

Tabla 7- Tipo de patógeno utilizado en cada una de las normas y rango entre el cual

varía.

Rango entre los diferentes usosPaíses Patógeno Mínimo valor Máximo valor Colombia Coliformes Totales (NMP/100ml) 1000 20000 Costa Rica Coliformes Fecales (NMP/100ml) 20 5000 Estados Unidos Coliformes Fecales (NMP/100ml) 14 200 México Coliformes Fecales (NMP/100ml) 240 2000

Coliformes Totales (NMP/100ml) 1250 20000 Brasil Coliformes Fecales (NMP/100ml) 250 4000

De igual modo esta diferencia existente entre el tipo de patógeno utilizado en cada

una de las normas y los valores permitidos por éstas la podemos observar en las

figuras 2 y 3.

Se puede Observar que la norma de Estados Unidos exige el valor más bajo de

Coliformes Fecales entre las normas de estos países, este valor se define como no

detestable. Así mismo el país que permite el valor más alto de Coliformes Fecales es

Costa rica con un valor de 5000 NMP/100ml.

IAMB 200410 04

22

Los países que utilizan como indicador de contaminación por patógenos son

Colombia y Brasil aunque en algunos estados de Estados Unidos se regulan también

los Coliformes totales.

Figura 2-Mínimos valores de patógenos que se pueden observar en las


Figura 3-Máximos valores de patógenos que se pueden observar en las


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

C.to

tale

s-C

olom

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C.fe

cale

s-C

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C.fe

cale

s-Es

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C.to

tale

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asil

C.fe

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asil

Valores Minimos

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

C.to

tale

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olom

bia

C.fe

cale

s-C

osta

Ric

a

C.fe

cale

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tado

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nido

s

C.fe

cale

s-M

éxic

o

C.to

tale

s-Br

asil

C.fe

cale

s-Br

asil

Valores Máximos

IAMB 200410 04

23

3. EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE FRONTERA DEL MODELO DE

CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO MAGDALENA

En este capítulo se evaluaran las condiciones de frontera del modelo de calidad del

agua del Río Magdalena, para ésto se utilizarán las mediciones de campo obtenidas

en las campañas 2 a 5 realizadas en agosto y octubre del 2001 y así mismo en mayo

y julio del 2002.

3.1 Condiciones del Río Magdalena Aguas Arriba

Las condiciones del Río Magdalena Aguas arriba son muy importantes ya que

establecen una línea base para el análisis del impacto de la calidad del agua del Río

Bogotá sobre el Río Magdalena.

En la Tabla 8 y Tabla 9 se resumen los parámetros determinantes de la calidad del

agua del Río Magdalena aguas arriba de las desembocaduras de los Ríos Sumapaz y

Bogotá y las cargas contaminantes respectivamente.

Tabla 8- Calidad del agua del Río Magdalena (Puente variante)

RÍO MAGDALENA AGUAS ARRIBA DE LA DESEMBOCADURA DEL RÍO SUMAPAZ

PARÁMETRO MAX. MIN. PROM. Caudal (m3/s) 1342,530 299,070 651,440 Oxígeno Disuelto(mg/l) 7,000 6,400 6,750 DBO(mg/l) 17,000 7,500 12,333 SST(mg/l) 625,000 72,000 249,000 NTK(mg/l) 2,170 0,550 1,210 Amonio(mg/l) 1,400 1,400 1,400 Fósforo Total(mg/l) 2,770 0,900 1,547 Coliformes Totales(NMP/100ml) 1,E+05 6,E+04 8,E+04 Escherichia Coli(NMP/100ml) 2,E+05 2,E+03 6,E+04 Cobre(mg/l) 0,016 0,011 0,013 Plomo(mg/l) 0,028 0,000 0,017 Cadmio(mg/l) 0,008 0,000 0,002 Níquel(mg/l) 0,021 0,000 0,012 Cromo(mg/l) 0,021 0,000 0,008

Como se puede observar en las Tablas 8 y 9 el Río Magdalena en este punto ya tiene

problemas de contaminación, esta contaminación es debida principalmente a la

concentración de Coliformes totales que en promedio es de 8E+04 con lo cuál se

superan los estándares de calidad del agua establecidos por el decreto 1594 de 1984.

Tabla 9- Carga determinantes calidad del agua del Río Magdalena

IAMB 200410 04

24

(Puente variante)

CARGAS DE DETERMINANTES DE CALIDAD DEL AGUA RÍOMAGDALENA AGUAS ARRIBA PARÁMETRO MAX. MIN. PROM Caudal (m3/s) 1342,53 299,07 651,44 Carga Oxígeno Disuelto (ton/día) 811,34 180,74 382,63 Carga DBO (ton/día) 1970,39 0,00 717,06 Carga SST(ton/día) 34196,70 2053,77 15496,92 Carga NTK (ton/día) 118,73 15,69 69,59 Carga Amonio (ton/día) 76,60 0,00 19,15 Carga Fósforo Total (ton/día) 104,31 0,00 57,23 Carga Coliformes Totales(NMP/día) 1,6E+17 1,6E+16 5,7E+16 Carga Escherichia Coli(NMP/día) 1,2E+17 5,7E+14 3,1E+16 Carga Cobre (ton/día) 1,27 0,31 0,70 Carga Plomo (ton/día) 1,97 0,00 1,00 Carga Cadmio(ton/día) 0,44 0,00 0,12 Carga Níquel (ton/día) 1,62 0,00 0,78 Carga Cromo (ton/día) 1,16 0,00 0,58

3.2 Balance de los Ríos Sumapaz y Bogotá

Para hacer el análisis del impacto se realizaron los balances de las concentraciones de

los contaminantes y así mismo se realizaron los balances de las cargas

contaminantes. A partir de estos balances se analizaron los porcentajes de aumento

o disminución de los determinantes de la calidad del agua después de la

desembocadura del Río Sumapaz y del Río Bogotá.

El balance de masa se realiza despreciando la capacidad de autodepuración del Río

Magdalena y así mismo sin contar la carga contaminante de Girardot.

El balance de masa para las descargas de los Ríos Sumapaz y Bogotá sobre el Río

Magdalena se calculo con la siguiente ecuación:

IAMB 200410 04

25

Balance aguas abajo de la desembocadura del Río Sumapaz: ( ) ( )

( )SumapazMagdalena

SumapazSumapazMagdlenaMagdalena

Q

CCsitio Q

QQC

+

+=

**2 (1)

Donde, Q=Caudal (m3/seg)

C=Concentración (mg/L)

Balance aguas abajo de la desembocadura del Río Bogotá:

( ) ( )⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

+=

+BogotáMagdalena

BogotáBogotámagdlenaMagdalena

Q

CC

sitioQ

QQC

**

3 (2)

A partir de los resultados obtenidos en las campañas 2, 3, 4 y 5 se realizó el balance

de calidad del agua y se obtuvo la calidad del agua en los sitios 2 y 3 como se ve en

la Figura 4.

Figura 4- Sitios de análisis del impacto del Río Bogotá sobre el Río Magdalena.

En el Anexo 1 se encuentra un análisis detallado del balance de las concentraciones

de los contaminantes y a su vez se encuentran las gráficas que describen el

comportamiento de los mismos en cada uno de los sitios y para cada una de las

campañas.

3.2.1 Balance del Río Sumapaz en la desembocadura

En esta sección realizaremos el Balance de masa después de la desembocadura del

Río Sumapaz, como se indica en la Figura 5.

En la Tabla 10 se muestra un resumen de los parámetros determinantes de la calidad

del agua máximos, mínimos y promedio observados en las campañas de la 2 a la 5 y

IAMB 200410 04

26

así mismo en el anexo 1 se pueden ver los parámetros obtenidos en las diferentes

campañas.

Tabla 10- Calidad del agua del Río Sumapaz

RÍO SUMAPAZ PARÁMETRO MAX. MIN. PROM.

Caudal (m3/s) 159,93 16,06 62,07 Oxígeno Disuelto(mg/l) 8,80 4,50 6,53 DBO(mg/l) 78,00 4,00 31,25 SST(mg/l) 805,00 24,00 393,25 NTK(mg/l) 3,88 0,86 1,89 Amonio(mg/l) 1,64 1,64 1,64 Fósforo Total(mg/l) 0,93 0,13 0,61 Coliformes Totales(NMP/100ml) 1,5E+06 6,2E+05 1,3E+06 Escherichia Coli(NMP/100ml) 1,1E+06 2,0E+04 3,2E+05 Cobre(mg/l) 0,02 0,00 0,00 Plomo(mg/l) 0,02 0,00 0,00 Cadmio(mg/l) 0,00 0,00 0,00 Níquel(mg/l) 0,02 0,00 0,01 Cromo(mg/l) 0,02 0,00 0,01

Al analizar los parámetros de los determinantes de la calidad del agua del Río

Sumapaz se puede observar que existe un rango muy amplio entre los datos

obtenidos en las diferentes campañas. Esto se puede deber a la variabilidad

hidrológica de la zona y a la variabilidad de la carga contaminante que éste recibe de

poblaciones como Melgar y Fusagasuga, las cuáles son poblaciones turísticas y se

presenta un aumento en sus poblaciones los fines de semana y festivos.

La calidad del agua del Río Sumapaz es bastante baja, presenta valores promedio de

Coliformes totales de 1,3E06 NMP/100 ml, de Escherichia Coli de 3,2E05 NMP/100

ml y de sólidos suspendidos totales de 393,25 mg/l, a pesar de la baja calidad del

agua se presentan altos valores de oxígeno disuelto que se encuentran en promedio

alrededor de 6.5 mg/l, esto es debido a que el Río Sumapaz es un Río de montaña,

presentando así una alta tasa de reaireación debido a su pendiente y una alta

turbulencia.

En el Anexo 1 se ilustran los cálculos de las cargas de los determinantes de la calidad

del agua en el Río Sumapaz lo cuál equivale a la concentración del contaminante por

el caudal del Río Sumapaz y así mismo en la Tabla 11 se muestra un resumen de las

cargas máximas, mínimas y promedio.

IAMB 200410 04

27

Tabla 11- Carga determinantes calidad del agua del Río Sumapaz

CARGAS DE DETERMINANTES DE CALIDAD DEL AGUA RÍO SUMAPAZPARÁMETRO MAX. MIN. PROM

Caudal (m3/s) 159,93 16,06 62,07 Carga Oxígeno Disuelto (ton/día) 73,18 10,40 30,03 Carga DBO (ton/día) 414,22 7,85 193,43 Carga SST(ton/día) 9734,16 33,28 3321,74 Carga NTK (ton/día) 27,06 1,19 11,63 Carga Amonio (ton/día) 7,01 0 1,75 Carga Fósforo Total (ton/día) 10,77 0 3,29 Carga Coliformes Totales(NMP/día) 8,6E+16 2,1E+16 5,0E+16 Carga Escherichia Coli(NMP/día) 4,7E+16 1,2E+15 1,3E+16 Carga Cobre (ton/día) 0,21 0 0,05 Carga Plomo (ton/día) 0,23 0 0,06 Carga Cadmio(ton/día) 0 0 0 Carga Níquel (ton/día) 0,19 0,00 0,07 Carga Cromo (ton/día) 0,14 0,00 0,06

Como se ilustra en la figura 5, el sitio 2 hace referencia al lugar inmediatamente

después de la desembocadura del Río Sumapaz. El balance de masa realizado en el

sitio 2 nos arroja los valores de los determinantes de la calidad del agua después de la

desembocadura de este Río.

Figura 5- Balance de calidad del agua después de la desembocadura del Río

Sumapaz (sitio 2)


del agua máximos, mínimos y promedio obtenidos a partir del balance de masa

realizado en el sitio 2 y así mismo en el anexo 1 se pueden ver los cálculos del

balance de masa de los parámetros de calidad del agua después de la desembocadura

del Río Sumapaz con una ilustración grafica de los mismos.

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Tabla 12-Balance de los determinantes de calidad aguas abajo de la descarga del Río

Sumapaz

DETERMINANTES DE CALIDAD DEL AGUA SITIO 2 PARÁMETRO MAX. MIN. PROM

Oxígeno Disuelto (ton/día) 7,13 6,26 6,71 DBO (ton/día) 18,38 0,28 10,92 SST(ton/día) 638,05 69,77 264,09 NTK (ton/día) 2,29 0,56 1,27 Amonio (ton/día) 1,42 0,00 0,35 Fósforo Total (ton/día) 2,64 0,00 1,11 Coliformes Totales (NMP/día) 1,9E+05 1,3E+05 1,6E+05 Escherichia Coli (NMP/día) 2,8E+05 4,8E+03 7,6E+04 Cobre (ton/día) 0,01 0,01 0,01 Plomo (ton/día) 0,03 0,00 0,02 Cadmio(ton/día) 0,01 0,00 0,00 Níquel (ton/día) 0,02 0,00 0,01 Cromo (ton/día) 0,02 0,00 0,01

De igual modo se calcularon las cargas contaminantes en el sitio 2, en la Tabla 13 se

muestra un resumen de las cargas máximas, mínimas y promedio y así mismo en el

Anexo 1 se muestran los cálculos para obtener éstas y una ilustración gráfica de las

cargas.

Tabla 13- Cargas determinantes calidad del agua aguas abajo de la descarga del

Río Sumapaz

CARGAS DE DETERMINANTES DE CALIDAD DEL AGUA SITIO 2 PARÁMETRO MAX. MIN. PROM

Caudal (m3/s) 1502,46 321,81 713,51 Carga Oxígeno Disuelto (ton/día) 885,20 198,17 412,97 Carga DBO (ton/día) 2386,45 7,86 911,19 Carga SST(ton/día) 37668,65 2088,65 18833,16 Carga NTK (ton/día) 141,92 16,89 81,28 Carga Amonio (ton/día) 83,68 0,00 20,92 Carga Fósforo Total (ton/día) 115,17 0,00 60,56 Carga Coliformes Totales(NMP/día) 5,7E+16 3,8E+16 4,8E+16 Carga Escherichia Coli(NMP/día) 1,7E+17 1,8E+15 4,5E+16 Carga Cobre (ton/día) 1,48 0,31 0,75 Carga Plomo (ton/día) 2,21 0,00 1,06 Carga Cadmio(ton/día) 0,44 0,00 0,12 Carga Níquel (ton/día) 1,82 0,00 0,85 Carga Cromo (ton/día) 1,30 0,00 0,63

IAMB 200410 04

29

3.2.2. Balance del Río Bogotá en la desembocadura

A continuación realizaremos el Balance de masa después de la desembocadura del

Río Bogotá, como se indica en la Figura 6.


del agua máximos, mínimos y promedio observados en las campañas de la 2 a la 5

del Río Bogotá y así mismo en el anexo 1 se pueden ver los parámetros obtenidos en

las diferentes campañas.

Tabla 14- Calidad del agua del Río Bogotá

RÍO BOGOTÁ PARÁMETRO MAX. MIN. PROM.

Caudal (m3/s) 107,34 31,36 53,66 Oxígeno Disuelto(mg/l) 2,40 0,40 1,20 DBO(mg/l) 119,50 21,00 46,88 SST(mg/l) 875,00 150,00 512,50 NTK(mg/l) 25,77 8,52 15,13 Amonio(mg/l) 18,94 5,62 11,10 Fósforo Total(mg/l) 2,51 0,66 1,64 Coliformes Totales(NMP/100ml) 2,5E+07 6,0E+04 8,1E+06 Escherichia Coli(NMP/100ml) 2,5E+07 6,0E+04 6,5E+06 Cobre(mg/l) 0,03 0,00 0,02 Plomo(mg/l) 0,05 0,02 0,04 Cadmio(mg/l) 0,01 0,00 0,00 Níquel(mg/l) 0,07 0,00 0,03 Cromo(mg/l) 0,05 0,01 0,03

En la Tabla 14 se puede ver que los caudales del Río Sumapaz y del Río Bogotá son

similares pero los valores de la mayoría de los determinantes de calidad del agua son

más altos en el Río Bogotá.

El Río Bogotá presenta bajos niveles de oxígeno Disuelto, los cuáles están entre 0,4

y 2, 4 pero a pesar de ser tan bajos en ninguna de las campañas se vieron condiciones

anóxicas.

Los Concentraciones de DBO, sólidos suspendidos totales, NTK, amonio,

Coliformes totales y Escherichia Coli en promedio del Río Bogotá son mayores que

las del Río Sumapaz y del Río Magdalena aguas arriba.

Por lo contrario las Concentraciones de Fósforo Total y de Metales pesados son en

promedio del mismo orden de magnitud.

IAMB 200410 04

30

Se puede decir que el agua del Río Magdalena presenta un alto riesgo de salud

pública, principalmente debido a las altas concentraciones de Coliformes totales y

Escherichia Coli.

En el Anexo 1 se ilustran los cálculos de las cargas de los determinantes de la calidad

del agua en el Río Bogotá, del mismo modo en la Tabla 15 se muestra un resumen de

las cargas máximas, mínimas y promedio de éste.

Tabla 15 - Carga determinantes calidad del agua del Río Bogotá

CARGAS DE DETERMINANTES CALIDAD DEL AGUA RÍO BOGOTÁ PARÁMETRO MAX. MIN. PROM

Caudal (m3/s) 107,34 31,36 53,66 Carga Oxígeno Disuelto (ton/día) 22,24 1,10 7,60 Carga DBO (ton/día) 327,56 59,56 174,73 Carga SST(ton/día) 8108,66 406,11 2952,02 Carga NTK (ton/día) 78,96 37,55 58,57 Carga Amonio (ton/día) 52,08 30,51 41,79 Carga Fósforo Total (ton/día) 9,58 0,00 5,12 Carga Coliformes Totales(NMP/día) 6,9E+17 2,3E+15 2,3E+17 Carga Escherichia Coli (NMP/día) 6,9E+17 2,3E+15 1,8E+17 Carga Cobre (ton/día) 0,28 0,00 0,10 Carga Plomo (ton/día) 0,45 0,05 0,19 Carga Cadmio(ton/día) 0,07 0,00 0,02 Carga Níquel (ton/día) 0,63 0,00 0,19 Carga Cromo (ton/día) 0,45 0,03 0,16

A partir del balance de masa realizado después de la desembocadura del Río Bogotá

se obtuvieron las concentraciones y así mismo las cargas de los determinantes de

calidad del agua en el sitio 3 como se ilustra en la Figura 6.

Figura 6- Balance de calidad del agua después de la desembocadura del Río Bogotá

(sitio 3)

IAMB 200410 04

31

En el Anexo 1 se encuentra un análisis detallado del balance de las concentraciones

de los determinantes de la calidad del agua y a su vez se encuentran las gráficas que

describen el comportamiento de los mismos en el sitio 3 y para cada una de las

campañas. En la Tabla 16 se muestra un resumen de los determinantes de la calidad

del agua máximos, mínimos y promedio.

Tabla 16- Balance de los determinantes de calidad aguas abajo de la descarga del

Río Sumapaz.

DETERMINANTES DE CALIDAD DEL AGUA SITIO 3 PARÁMETRO MAX. MIN. PROM

Oxígeno Disuelto (ton/día) 6,52 6,00 6,28 DBO (ton/día) 21,79 2,78 13,08 SST(ton/día) 635,25 76,43 286,13 NTK (ton/día) 3,34 1,59 2,27 Amonio (ton/día) 2,20 0,37 1,13 Fósforo Total (ton/día) 2,62 0,00 1,11 Coliformes Totales (NMP/día) 1,3E+06 1,5E+05 5,8E+05 Escherichia Coli (NMP/día) 1,4E+06 1,7E+04 3,7E+05 Cobre (ton/día) 0,01 0,01 0,01 Plomo (ton/día) 0,03 0,00 0,02 Cadmio(ton/día) 0,01 0,00 0,00 Níquel (ton/día) 0,02 0,00 0,01 Cromo (ton/día) 0,02 0,00 0,01

Se calcularon las cargas de los determinantes de calidad del agua en el sitio 2, en la

Tabla 17 se muestra un resumen de las cargas máximas, mínimas y promedio y así

mismo se ve el efecto de la dilución debido a los afluentes de los Ríos Sumapaz y

Bogotá. En el Anexo 1 se muestran los cálculos para obtener estas y una ilustración

grafica de las cargas.

IAMB 200410 04

32

Tabla 17- Cargas determinantes calidad del agua aguas abajo de la descarga del Río

Bogotá

CARGAS DE CONTAMINANTES SITIO 3 PARÁMETRO MAX. MIN. PROM

Caudal (m3/s) 1609,80 366,01 767,17 Carga Oxígeno Disuelto (ton/día) 907,46 200,17 420,58 Carga DBO (ton/día) 2618,30 88,06 1086,06 Carga SST(ton/día) 41055,48 2495,08 21787,45 Carga NTK (ton/día) 220,93 54,47 139,90 Carga Amonio (ton/día) 135,64 30,54 62,75 Carga Fósforo Total (ton/día) 121,29 0,00 65,69 Carga Coliformes Totales(NMP/día) 7,8E+17 4,8E+16 3,3E+17 Carga Escherichia Coli (NMP/día) 8,5E+17 5,3E+15 2,3E+17 Carga Cobre (ton/día) 1,76 0,38 0,85 Carga Plomo (ton/día) 2,66 0,08 1,25 Carga Cadmio(ton/día) 0,44 0,00 0,14 Carga Níquel (ton/día) 2,45 0,00 1,05 Carga Cromo (ton/día) 1,75 0,05 0,79

3.2.3. Porcentajes de error

A partir de los Balances se encontraron las concentraciones de los determinantes de

la calidad del agua del Río Magdalena aguas abajo de la desembocadura del Río

Bogotá, pero al comparar estos valores con los medidos en el mismo sitio, nos

pudimos dar cuenta que estos diferían de los datos medidos realmente.

En el Anexo 1 se presentan los cálculos de los porcentajes de error encontrados entre

los valores medidos y los valores encontrados por el Balance. El porcentaje de error

corresponde al valor real menos el valor del balance dividido entre el valor real. En

la Tabla 18 se encuentra un resumen de estos porcentajes de error en forma de

máximo, mínimo y promedio.

Al ver los valores descritos en la Tabla 18 nos podemos dar cuenta que en realidad

estos difieren en un alto grado. Esto puede deberse a que el Río no esta

completamente mezclado. Es por eso que surge la necesidad de analizar las

longitudes de mezcla del Río Magdalena.

IAMB 200410 04

33

Tabla 18- Porcentajes de Error de entre el balance en el sitio 3 y los valores

medidos.

Parámetro máximo mínimo promedioOxígeno Disuelto(mg/l) 329.84% 2.20% 93.80% DBO(mg/l) 64.86% 5.14% 33.68% SST(mg/l) 27.05% 0.57% 16.21% NTK(mg/l) 70.28% 6.39% 30.34% Amonio(mg/l) 20.74% 12.70% 16.72% Fósforo Total(mg/l) 185.25% 3.42% 66.83% Coliformes Totales(NMP/100ml) 956.71% 0.73% 374.80% Escherichia Coli(NMP/100ml) 679.68% 20.50% 202.09% Cobre(mg/l) 33.20% 33.10% 33.15% Plomo(mg/l) 89.71% 14.77% 52.24% Cadmio(mg/l) 78.32% 18.18% 48.25% Níquel(mg/l) 46.67% 10.38% 24.65% Cromo(mg/l) 82.42% 82.42% 82.42%

Para calcular la longitud de mezcla se utilizo la ecuación propuesta por Yotsukura

(1968), en la cuál se calcula la longitud de mezcla en la mitad del ancho de la

sección. (Chapra, 1997)

HBULm

2

**52.8= (3)

Donde, Lm= Longitud de mezcla

U= velocidad promedio (m/s)

B= Ancho de la sección (m)

H= Altura promedio (m)

En el Anexo 1 se muestran los cálculos de las longitudes de mezcla en las estaciones

de Nariño, Arrancaplumas, Pto Salgar y Pto Berrio, las cuáles se calcularon a partir

de los aforos de caudal en dichas estaciones.

En la estación de Nariño se encontró una Longitud de mezcla aproximada de 69.047

Km, lo cuál indica que se requieren 69 Km de distancia para alcanzar una mezcla

completa y como se menciono anteriormente se le atribuye a este fenómeno la

diferencia entre las mediciones realizadas en el Río Magdalena aguas abajo de la

desembocadura del Río Sumapaz y las calculadas por medio del balance.

IAMB 200410 04

34

3.2.4 Porcentajes de aumento o disminución

Un factor importante a analizar es el porcentaje de aumento o disminución de las

concentraciones de los contaminantes, ya que de esta forma se ve como influyen los

factores de dilución sobre el Río Magdalena. Los cálculos de dichos porcentajes se

encuentran en el Anexo 1 y así mismo se encuentra una descripción gráfica de estos.

En la Tabla 19 se muestra un resumen de los valores promedio del aumento o

disminución de los determinantes de calidad del agua del sitio 1 al 2, del sitio 2 al 3 y

del sitio 1 al 3, el cuál representa el porcentaje o disminución total por las descargas

de los Ríos Sumapaz y Bogotá.

Tabla 19-Porcentajes de aumento o disminución de las concentraciones de los


Valores promedios de los porcentajes de aumento o disminución

Parámetro 1 a 2 2 a 3 1 a 3 Oxígeno Disuelto(mg/l) -0,6% -6,4% -7,0% DBO(mg/l) 16,5% 232,3% 34,7% SST(mg/l) 5,4% 17,7% 23,6% NTK(mg/l) 4,3% 102,1% 109,0% Amonio(mg/l) 1,2% 54,9% 56,8% Fósforo Total(mg/l) -4,1% 0,6% -3,6% Coliformes Totales(NMP/100ml) 120,2% 274,6% 795,9% Escherichia Coli(NMP/100ml) 98,5% 449,6% 1091,0% Cobre(mg/l) -3,8% 4,6% 0,9% Plomo(mg/l) -4,8% 6,2% 1,3% Cadmio(mg/l) -8,9% 69,1% 52,7% Níquel(mg/l) 0,0% 12,1% 12,1% Cromo(mg/l) 0,0% 0,0% 11,8%

En la figura 7 se ilustran los porcentajes de aumento o disminución de los

determinantes de calidad del agua, reflejando así el impacto que genera la descarga

del Río Sumapaz sobre el Río Magdalena.

Como podemos ver las concentraciones de Coliformes Totales aumentaron

considerablemente en un 120.2% y las concentraciones de Escherichia Coli en un

98.5% y las concentraciones de cadmio disminuyeron en un 8.9%.

IAMB 200410 04

35

Figura 7- Porcentajes de aumento o disminución del sitio 1 al 2

En la Figura 8 podemos ver el impacto negativo que genera el Río Bogotá sobre el

Río Magdalena. En el sitio 3 aumentaron considerablemente la mayoría de las

concentraciones de los determinantes de la calidad del agua principalmente las

concentraciones de DBO, de NTK, Coliformes Totales y Escherichia Coli,

adicionalmente disminuyo el oxígeno disuelto en promedio en un 6.4%.

Cabe decir que estos porcentajes de aumento o disminución son del Río Magdalena

aguas abajo de la desembocadura del Río Sumapaz al Río Magdalena aguas abajo de

la desembocadura del Río Bogotá.


En la Figura 9 se ilustra el impacto total generado por las descargas de los Ríos

Sumapaz y Bogotá donde se ve que las concentraciones de Escherichia Coli

aumentaron en un 1091%, Los Coliformes totales aumentaron en un 795.9% y el

-9.0%

11.0%

31.0%

51.0%

71.0%

91.0%

111.0%

POR

CEN

TAJE

S D

E A

UM

ENTO

OD

ISM

INU

CIO

N

1

PORCENTAJES DE AUMENTO O DISMINUCION DEL SITO 1 AL 2

Oxigeno Disuelto(mg/l) DBO(mg/l) SST(mg/l)NTK(mg/l) Amonio(mg/l) Fósforo Total(mg/l)Coliformes Totales(NMP/100ml) Escherichia Coli(NMP/100ml) Cobre(mg/l)Plomo(mg/l) Cadmio(mg/l) Cromo(mg/l)Niquel

-9.0%

11.0%

31.0%

51.0%

71.0%

91.0%

111.0%

POR

CEN

TAJE

S D

E A

UM

ENTO

O

DIS

MIN

UC

ION

1


Oxigeno Disuelto(mg/l) DBO(mg/l) SST(mg/l)NTK(mg/l) Amonio(mg/l) Fósforo Total(mg/l)Coliformes Totales(NMP/100ml) Escherichia Coli(NMP/100ml) Cobre(mg/l)Plomo(mg/l) Cadmio(mg/l) Cromo(mg/l)Niquel(mg/l)

IAMB 200410 04

36

NTK aumento en un 109%. Estos porcentajes son considerablemente altos y no solo

representan un aumento en las concentraciones sino que también representan un

aumento en las enfermedades que afectan a las poblaciones ribereñas y así mismo

una disminución en la economía de las mismas.


Al igual que analizamos el porcentaje de aumento o disminución de las

concentraciones de los contaminantes calcularemos los porcentajes de aumento o

disminución de las cargas contaminantes. De esta forma se puede ver la influencia

de los factores de dilución sobre el Río Magdalena. Los cálculos de dichos

porcentajes se encuentran en el Anexo 1 y así mismo se encuentra una descripción

gráfica de estos.

En la Tabla 20 se muestra un resumen de los valores promedio del aumento o

disminución de las concentraciones de los determinantes de calidad del agua del sitio

1 al 2, del sitio 2 al 3 y del sitio 1 al 3.

-9.0%91.0%

191.0%291.0%391.0%491.0%591.0%691.0%791.0%891.0%991.0%

1091.0%

POR

CEN

TAJE

S D

E A

UM

ENTO

OD

ISM

INU

CIO

N

1


Oxigeno Disuelto(mg/l) DBO(mg/l) SST(mg/l)NTK(mg/l) Amonio(mg/l) Fósforo Total(mg/l)Coliformes Totales(NMP/100ml) Escherichia Coli(NMP/100ml) Cobre(mg/l)Plomo(mg/l) Cadmio(mg/l) Cromo(mg/l)Niquel(mg/l)

IAMB 200410 04

37

Tabla 20-Porcentajes de aumento o disminución de las cargas de los determinantes

de calidad del agua

Valores promedios de los porcentajes de aumento o disminución de las cargas

Parámetro 1 a 2 2 a 3 1 a 3 Carga Oxígeno Disuelto(mg/l) 7,5% 1,6% 9,2% Carga DBO(mg/l) 26,2% 272,0% 55,4% Carga SST(mg/l) 14,3% 28,4% 45,9% carga NTK(mg/l) 12,8% 120,8% 145,2% Carga Amonio(mg/l) 9,2% 62,1% 77,1% Carga Fósforo Total(mg/l) 4,7% 9,1% 14,2% Carga Coliformes Totales(NMP/100ml) 77,2% 588,2% 923,5% Carga Escherichia Coli(NMP/100ml) 117,6% 490,0% 1278,9% Carga Cobre(mg/l) 4,1% 13,8% 18,7% Carga Plomo(mg/l) 4,1% 15,3% 20,2% Carga Cadmio(mg/l) 0,1% 80,0% 80,1% Carga Níquel(mg/l) 8,3% 20,0% 30,1% Carga Cromo(mg/l) 9,9% 0,0% 30,7%

En la figura 10 se puede ver el aumento o disminución de las cargas de los

determinantes de calidad del agua del sitio 1 al sitio 2.

Figura 7- Porcentajes de aumento o disminución de las cargas del sitio 1 al 2

En la gráfica anterior podemos ver que la descarga del Río Sumapaz genera en

promedio un aumento de la carga de Escherichia Coli del 117.6% y un aumento en el

carga de Coliformes Totales del 77.2% generando así un impacto negativo. Por otra

parte hay un aumento en la carga de oxígeno disuelto del 7.5% generando así un

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

Porc

enta

jes

de a

umen

to o

di

smin

ucio

n

1

% de aumento o disminucion de cargas del 1 al 2

Carga Oxigeno Disuelto(mg/l) Carga DBO(mg/l)Carga SST(mg/l) carga NTK(mg/l)Carga Amonio(mg/l) Carga Fósforo Total(mg/l)Carga Coliformes Totales(NMP/100ml) Carga Escherichia Coli(NMP/100ml)Carga Cobre(mg/l) Carga Plomo(mg/l)Carga Cadmio(mg/l) Carga Niquel(mg/l)Carga Cromo(mg/l)

IAMB 200410 04

38

impacto positivo ya que ayudaría a la degradación de los contaminantes mejorando

así la calidad del agua.



La descarga del Río Bogotá al Río Magdalena genera un aumento en promedio de la

carga de Coliformes del 588.2%, de la carga de Escherichia Coli del 490% y de la

DBO del 272%.




Las descargas de los Ríos Sumapaz y Bogotá generan un impacto negativo debido al

aumento de las cargas de los diferentes parámetros determinantes de la calidad del

agua. Las cargas que presentaron un mayor aumento fueron las de Escherichia Coli

que aumento en un 1278.9% y la carga de los Coliformes Totales que aumentó en un

923.5%.

0

1

2

3

4

5

6

Porc

enta

jes

de a

umen

too

dism

inuc

ion

1

% de aumento o disminucion de cargas del 2 AL 3

Carga Oxigeno Disuelto(mg/l) Carga DBO(mg/l)Carga SST(mg/l) carga NTK(mg/l)Carga Amonio(mg/l) Carga Fósforo Total(Carga Coliformes Totales(NMP/100ml) Carga Escherichia CCarga Cobre(mg/l) Carga Plomo(mg/l)Carga Cadmio(mg/l) Carga Niquel(mg/l)Carga Cromo(mg/l)

IAMB 200410 04

39


Es importante saber cuál es el porcentaje de la carga aportada al Río Magdalena por

los Ríos Sumapaz y Bogotá, ya que ésto es un indicador del impacto de la calidad del

agua generado por dichos ríos. En la Tabla 21 se resumen los porcentajes promedio

de las cargas contaminantes aportadas por los afluentes.

Tabla 21- Porcentaje de las cargas contaminantes aportadas por los Ríos Sumapaz y

Bogotá al Río Magdalena.

Parámetro Río Magdalena aguas arriba

% carga Río Sumapaz

% carga Rió Bogotá

Carga Oxígeno Disuelto (ton/día) 382.628 7.40% 1.74%

Carga DBO(ton/día) 717.064 26.07% 29.16% Carga SST(ton/día) 15496.924 14.17% 31.64% Carga NTK(ton/día) 69.585 12.74% 132.30% Carga Amonio(ton/día) 19.150 9.16% 67.78% Carga Fósforo Total(ton/día) 57.22 4.64% 9.43% Carga Coliformes Totales 5.731E+16 137.11% 786.39% Carga Escherichia Coli 3.146E+16 113.32% 1165.61% Carga Cobre(ton/día) 0.701 4.06% 14.55% Carga Plomo(ton/día) 1.002 3.97% 16.11% Carga Cadmio(ton/día) 0.121 0.00% 79.95% Carga Níquel(ton/día) 0.778 8.20% 21.81% Carga Cromo(ton/día) 0.577 9.86% 20.78%

0%

200%

400%

600%

800%

1000%

1200%

1400%

Porc

enta

jes

de a

umen

to o

di

smin

ucio

n

1

% de aumento o disminucion de cargas del 1 AL 3

Carga Oxigeno Disuelto(mg/l) Carga DBO(mg/l)Carga SST(mg/l) carga NTK(mg/l)Carga Amonio(mg/l) Carga Fósforo Total(mg/l)Carga Coliformes Totales(NMP/100ml) Carga Escherichia Coli(NMP/100ml)Carga Cobre(mg/l) Carga Plomo(mg/l)Carga Cadmio(mg/l) Carga Niquel(mg/l)Carga Cromo(mg/l)

IAMB 200410 04

40

3.3. Factores de Dilución

Los factores de dilución son muy importantes, ya que éstos nos pueden indicar que

tan alto es el impacto que posiblemente podría generar un afluente sobre una

corriente de agua.

En este caso en particular, analizaremos los factores de dilución del Río Magdalena

por los Ríos Sumapaz y Bogotá. Un factor de dilución es la división del caudal de la

corriente principal en el sitio aguas arriba de la desembocadura sobre la del afluente.

Este factor indica cuantas veces es más grande la corriente principal que el afluente.

El efecto de dilución de los contaminantes en el Río Magdalena es considerable, ya

que las aguas del Río Magdalena corren con un alto caudal. Esto tiene un impacto

positivo debido a que los factores de dilución altos mejoran la calidad del agua y de

este modo se reduce la magnitud del impacto que causan los contaminantes sobre el

Río Magdalena.

En la Tabla 22 se muestran los factores de dilución en las descargas de los Ríos

Sumapaz y Bogotá para cada una de las campañas. Para el Río Sumapaz Los

factores de dilución Máximo, mínimo y promedio observados son respectivamente

20.57, 8.39, 13.73. Para el Río Bogotá son respectivamente 21.52, 7.28, 13.46.

Estos factores de dilución son altos, por lo tanto se logra una reducción del impacto

de la calidad del agua de los afluentes sobre la calidad del agua del Río Magdalena.

Tabla 22- Factores de dilución

FACTOR DE DILUCÍON C2 C3 C4 C5

Río Magdalena por el Río Sumapaz 20.57 12.79 13.15 8.39

Río Magdalena aguas abajo de la

desembocadura del Río Sumapaz por el Río

Bogotá

11.05 21.52 7.28 14.00

IAMB 200410 04

41

3.4. Descargas Vertimientos de Girardot

La Ciudad de Girardot descarga sus aguas residuales a los Ríos Bogotá y Magdalena,

Los Colectores San Cayetano y La Esperanza descargan sus aguas al Río Bogotá y el

Colector la Esperanza descarga sus aguas residuales al Río Magdalena.

Figura 13-Sitios de descargas de los colectores.

Los datos de aforos de caudal y los datos dinámicos de los determinantes de la

calidad del agua se obtuvieron del Plan maestro de alcantarillado de la ciudad de

Girardot (Acuagyr,2001) a partir de la campaña de mediciones realizada en la

temporada de verano que constaba de aforos de caudales y mediciones de oxígeno

disuelto, conductividad y temperatura con lo cuál se generaron las series de tiempo

para cada uno de los Colectores.

Debido a la falta de información se hicieron estimaciones por medio de regresiones

con la cuáles se obtuvieron las series de tiempo para DBO, DQO, Nitritos, Fósforo,

NTK, SST, Plomo, Níquel.

Dichas regresiones fueron tomadas de la Instrumentación y análisis ambiental de una

Subcuenca Urbana de Bogotá (Uniandes-EAAB,2001), donde se encontraron unas

relaciones matemáticas entre los valores de cargas y de concentraciones de

contaminantes medidas en el laboratorio a partir de valores que se pueden medir

fácilmente en campo.

IAMB 200410 04

42

Las regresiones se obtuvieron a partir de los programas computacionales Excel y

SPSS desde un punto de vista estadístico, con lo cuál se planteo el siguiente modelo:

EDcB DOaTemperaturpHdadConductiviAanteConta ****min =

Las Constantes A, B, C, D y E se encuentran en las Tablas 23, 24 y 25.

Tabla 23- Regresión 1, Constantes A, B, C, D y E para el evento del 14 de Marzo

de 2001. Pozo FLORES 88

Fuente: (Uniandes-EAAB,2001)







DBO Carga DBO DQO Carga DQO NitritosR squared 0.84 R squared 0.93 R squared 0.79 R squared = 0.93463 R squared 0.3823A 14.12735061 A 0.326 A 1.6397 A .326061095 A 3.89E-19B 0.825 B -2.1362 B 0.148 B -2.136280979 B -1.8119C -3.7596 C -25.493 C -6.7067 C -25.49387567 C -3.742D -3.2951 D 18.8039 D -2.7014 D 18.803938696 D 14.9603E -0.208 E -0.1724 E -0.6978 E -.172483816 E -0.1729

Fósforos NTK SST Plomo NiquelR squared 0.0881 R squared 0.877 R squared 0.93 R squared 0.597 R squared 0.304A 2.54E-14 A 3538.2079 A 4462113.54 A 45.1494 A 3.548B 2.66 B 0.763 B -1.0535 B -0.168 B -0.0544C 3.792 C -0.878 C -21.1588 C -4.183 C -3.498D 8.5029 D -0.7124 D 10.8391 D 0.4488 D 0.716E 1.2423 E -0.1367 E -0.344 E -0.2882 E -0.069

DBO Carga DBO DQO Nitritos FosforoR squared = 0.69063 R squared = 0.69063 R squared = -5.93206 R squared = 0.26231 R squared = 0.20307 A 28.219622963 A 28.219622963 A 336.08580166 A 90298349900 A 118251.82711 B 1.942777791 B 1.942777791 B 23.097099510 B 2.276973670 B -.623425113 C .713341310 C .713341310 C 14.468228744 C -6.396055045 C -3.797282542 D .163540677 D .163540677 D -104.3940897 D -3.448966270 D -2.650611579 E -2.35527E-07 E -2.35527E-07 E -7.321198663 E .740330319 E -.930690792

NTK SST Plomo NiquelR squared = 0 .96082 R squared = 0.11529 R squared = -0.52740 R squared = 0.26544 A .000143788 A 128714106210 A 24358.516176 A 187905240.28 B .184302415 B -4.767810055 B 2.646046249 B .878363252 C 2.384045706 C -51.04702484 C -5.197611398 C -3.093035421 D 2.380111874 D 24.539977150 D .674305541 D -5.380757612 E -.114872445 E -3.320887314 E .671174367 E -.191500369

DBO DQO SST Nitritos FosforoR squared = 0.85633 R squared = 0.19453 R squared = 0.24210 R squared = 0.54560 R squared = 0.61660 A 41471.394970 A 4591583.3985 A 713239.30851 A 3.11277E-23 A 1.33585E-10 B 1.301210364 B .597988713 B .244864703 B -22.93110008 B .564020773 C -6.329968219 C -4.029506023 C -2.789403586 C 3.908524001 C -1.318827272 D 2.874863255 D -.210060341 D -.705020622 D .150706927 D 9.167104265 E -.125195598 E -.103144632 E .080436955 E -9.455333127 E -.108661125

NTKR squared = 0.87785 A 2929.9934023 B 1.234102549 C 4.877483140 D -4.621112390 E -.047704615

IAMB 200410 04

43

Estas regresiones fueron realizadas para tres diferentes eventos con tres diferentes

condiciones hidrológicas, por lo cuál los coeficientes A, B, C, D y E varían

notoriamente entre cada uno de los eventos y por lo tanto presentan condiciones

hidrológicas diferentes a las que tienen cada uno de los Colectores que transportan

las aguas residuales de la ciudad de Girardot.

A pesar de la incertidumbre que se podría generar al utilizar dichas regresiones

debido a las diferentes condiciones hidrológicas, se calcularon los parámetros

clásicos de calidad de agua con los que no se contaba.

A partir de dichas regresiones se obtuvieron los determinantes de la calidad del agua

que faltaban y obtuvimos tres diferentes resultados que correspondían a las tres

regresiones lineales los cuáles se pueden observar en el anexo 3, la selección de los

determinantes de la calidad del agua se realizó básicamente identificando los valores

lógicos que deberían presentar cada uno de ellos ya que se presentaban valores o

muy grandes o muy pequeños comparados con las características típicas de un agua

residual de tipo doméstica e incluso valores negativos.

En la Tabla 26 se muestra la selección de las regresiones para cada uno de los

determinantes con sus respectivo R2. Como se puede observar la mayoría de las

regresiones presentaban bajos R2, por lo tanto se debe tener en cuenta la gran

incertidumbre que generan estos.

Tabla 26- Selección de las Regresiones lineales con sus correspondientes R2

DBO

Regresión 2

DQO Regresión

3

Nitritos Regresión

2 Fósforos

Regresión 2

NTK Regresión

2

SST Regresión

3 Plomo

Regresión 1 Níquel

Regresión 1

R2 0,69 0,195 0,26 0,203 0,261 0,24 0,597 0,304

Una vez que se tenían las series de tiempo de caudal y de cada uno de los

contaminantes para los colectores San Cayetano, La Esperanza y La victoria se

procedió a calcular los factores multiplicadores y las cargas de cada uno de los

contaminantes dinámicamente con lo cuál se podría ver cuál era la carga

Contaminante aportada por la ciudad de Girardot.

Para realizar las series de tiempo de caudales se tomaron los datos de los aforos de

caudal con molinete realizados en el Colector San Cayetano y a su vez los datos de

los aforos volumétricos de caudal realizados en los Colectores La esperanza y La

Victoria.

IAMB 200410 04

44

En el anexo 2 se puede ver la generación de las series de tiempo de caudal numérica

y gráficamente para cada uno de los colectores. En la Tabla 27 se resumen las series

de tiempo de caudal expresados como máximo, mínimo y promedio.

Tabla 27- Valores Máximos, Mínimos y promedio de las series de tiempo de Caudal.

Valor (l/seg)

Río Bogotá a la altura del Peñon

Colector San

Cayetano

Colector La

Esperanza

Colector La

victoria Máximo 13551 22 85 59 Mínimo 9954 10 34 34

Promedio 12028,33 16,58 53,92 41,80

Analizando la Tabla 27 podemos darnos cuenta que el colector en donde se

presentaron magnitudes de caudales mayores es el Colector la Esperanza, con un

caudal máximo de 85 l/seg y un caudal mínimo de 34 l/seg, seguido por el colector

La Victoria, el cuál presenta un caudal máximo de 59 l/seg y un caudal mínimo de 34

l/seg

En las Figuras 14 a 16 se pueden observar los factores multiplicadores de caudal para

cada uno de los colectores y a su vez se encuentran los cálculos de éstos en el anexo

2.

Figura 14- Factor multiplicador del Colector San Cayetano

Factor multiplicador C. San Cayetano

0.40.60.8

11.21.41.61.8

2

7 9 11 13 15 17 19 22 24 2 4 6Horas de monitoreo

Fact

or m

ultip

licad

or

IAMB 200410 04

45

Figura 15- Factor multiplicador del Colector La Victoria

Figura 16- Factor multiplicador del Colector La Esperanza

En las figuras 17 a 20 se pueden observar fotografías de los Colectores La Victoria y

La Esperanza, los cuáles vierten las aguas residuales de Girardot al Río Bogotá y al

Río Magdalena respectivamente sin ningún tipo de tratamiento.

Factor multiplicador C. La Victoria

0.3

0.7

1.1

1.5

1.9

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7Horas de monitoreo

Fact

or m

ultip

licad

or

Factor multiplicador C. La Esperanza

0.65

0.85

1.05

1.25

1.45

9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9Horas de monitoreo

Fact

or m

ultip

licad

or

IAMB 200410 04

46

Figura 17 Fotografía del colector La Victoria.

Figura 18-Fotografía 2 del colector La Victoria.

IAMB 200410 04

47

Figura 19- Fotografía del colector La Esperanza.

Figura 20- Fotografía 2 del colector La Esperanza.

IAMB 200410 04

48

En el anexo 5 se encuentran los factores multiplicadores de los determinantes de la

calidad del agua de los colectores y así mismo en el anexo 4 se encuentra el cálculo

de las cargas aportadas por cada uno. Por otro lado en la Tabla 28 se encuentra la

carga total aportada por los colectores.

Tabla 28- Carga Total De la ciudad de Girardot.

CARGA TOTAL COLECTORES

horaQ.TOTAL CARGA DBO

CARGA DQO

CARGA Nitritos

CARGA Fósforo

CARGA NTK

CARGA SST

CARGA Plomo

CARGA Níquel

7 102 5672,4 57538,2 7,9 37,4 7702,6 15312,1 12,1 4,4 9 135 14095,0 117581,9 28,3 50,9 8725,5 26877,7 19,2 7,0

10 143 14235,5 113919,2 22,2 52,9 10419,6 25902,8 19,7 7,0 11 110,5 6961,8 73453,9 22,0 25,2 6872,5 21760,4 12,5 5,5 12 103 6028,9 83255,2 23,5 31,9 6079,6 22521,5 15,2 6,3 13 87 3721,1 58565,1 7,1 29,9 5324,0 16349,1 13,0 5,2 14 103 5663,0 77189,8 34,0 40,3 5428,5 22407,1 14,5 5,2 15 135 8593,4 97444,5 13,6 64,3 9805,7 22604,6 20,3 6,7 16 123 8192,8 102124,3 12,1 60,0 8580,8 22614,9 20,6 6,9 17 105,5 6063,4 73179,9 12,0 36,2 7155,4 19323,9 14,6 5,7 18 84 3987,1 58856,1 10,9 28,1 5063,6 16458,2 12,2 4,9 19 107 5277,2 77307,7 15,9 31,2 6503,2 21899,8 15,3 6,5 21 128,92 9550,3 102134,4 15,4 60,0 8920,2 23522,2 20,1 6,9 23 105,61 7975,3 74646,4 14,2 39,5 7822,8 18304,6 13,8 5,1 24 100,03 10315,2 75311,5 25,7 36,4 7829,8 17805,0 12,5 4,6 1 104,83 10652,0 81560,5 22,3 37,5 8265,3 18764,0 13,7 5,1 2 87,5 6159,9 62313,0 10,9 32,9 6251,1 15463,5 12,0 4,5 3 83,4 4986,8 69228,5 18,0 26,4 5251,0 18604,3 13,4 5,7 4 74,5 3647,3 62181,0 12,5 21,0 4317,6 17956,2 13,8 6,1 5 90,6 4441,3 60682,8 8,0 34,0 5890,1 16771,6 13,5 5,3 6 91,9 4335,9 54033,0 7,3 32,0 6293,8 15462,0 12,0 4,7

En la Figura 18 se puede ver una ilustración gráfica de la carga total aportada por la

ciudad de Girardot, la cuál esta representada por la suma de las cargas de los

colectores San Cayetano, La Victoria y La Esperanza.

IAMB 200410 04

49

Figura 21- Carga Total aportada por la ciudad de Girardot.

Carga Total aportada por Girardot

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 23 24 1 2 3 4 5 6

Horas de Monitoreo

Car

ga

CARGA DBO (mg/L) CARGA DQO(mg/L) CARGA Nitritos((mg/L)CARGA Fósforo(mg/L) CARGA NTK(mg/L) CARGA SST(mg/L)CARGA Plomo(mg/L) CARGA Niquel(mg/L)

IAMB 200410 04

50

4. MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO

MAGDALENA

4.1 Descripción del Modelo

La Modelación del Río Magdalena se realizará a partir del modelo QUAL2K (EPA,

2003). Este es un modelo de calidad del agua que representa una versión moderna

del modelo QUAL2E, fue desarrollado por Steve Chapra y Greg Pelletier y esta

disponible gratuitamente en la página web de la Agencia de protección Ambiental

(EPA).

QUAL2K es un modelo unidimensional y esta basado en la suposición de mezcla

completa tanto vertical como lateralmente. Simula la variación de la temperatura

según las condiciones meteorológicas que se le den al modelo. Adicionalmente las

variables de calidad del agua se simulan en una escala diurna. Este modelo también

simula el flujo del río teniendo en cuenta los afluentes y efluentes del mismo.

(Chapra y pelletier, 2003)

En el caso particular de este proyecto de grado tendremos en cuenta tres afluentes

principales, los cuáles son los Ríos Bogotá, Sumapaz y el Colector la esperanza,

adicionalmente los Colectores La Victoria y San Cayetano se toman en cuenta dentro

de los parámetros de calidad del Río Bogotá.

Este modelo opera desde Excel y se encuentra implementado en visual Basic, es

sencillo y de fácil utilización, consta de una serie de hojas electrónicas a las cuáles se

les dan los datos de entrada requeridos por el modelo y de igual forma la respuesta es

arrojada por el mismo en unas hojas electrónicas acompañadas con una serie de

gráficas que hace más fácil el análisis de los resultados. Adicionalmente estas

gráficas muestran el rango en forma de máximo y mínimo en el cuál deben estar los

parámetros de calidad del agua.

Como se menciono anteriormente QUAL2K esta conformado por ciertos elementos

que lo hacen ser una versión más moderna que QUAL2E, teniendo en cuenta el

manual de QUAL2K (Chapra y pelletier, 2003) los elementos son:

• Q2K utiliza un sistema de segmentación del tramo a modelar que permite tener

segmentos de diferentes tamaños.

IAMB 200410 04

51

• Q2K usa dos tipos de DBO Carbonácea para representar el carbono orgánico,

éstas son de oxidación rápida (fast CBOD) y de oxidación lenta (slow CBOD).

• Q2K simula la Materia Orgánica Particulada (POM), la cual ésta compuesta por

partículas de Nitrógeno, Fósforo y Carbono con cierta relación estequiométrica

determinada.

• Q2K simula la anoxia reduciendo las reacciones de oxidación de cero a bajos

niveles de Oxígeno.

• La desnitrificación es modelada como una reacción de primer orden y se ve

relacionada con bajas concentraciones de oxígeno.

• El factor relacionado con la extinción de la luz lo calcula Q2K en función de la

cantidad de algas, la Materia Orgánica Particulada (POM) y los sólidos

inorgánicos.

• Q2K simula el pH basándose en la alcalinidad y a las concentraciones de

carbono inorgánico.

• Los patógenos son simulados a partir de la temperatura, la luz y la

sedimentación.

• Tiene en cuenta la autodepuración del río

En la Tabla 29 se presentan las variables que se utilizan en QUAL2K con sus

respectivas unidades.

Tabla 29-Variables utilizadas en el modelo QUAL2K

(Chapra y pelletier, 2003)

IAMB 200410 04

52

Analizando la Tabla-29 nos podemos dar cuenta de algunas deficiencias del modelo:

Las especies de nitrógeno (Nitrógeno disuelto orgánico, amonio y nitrato se

requieren en ug/L y normalmente en los laboratorios los dan expresados en mgO2/L.

Por lo tanto se requiere la tasa de oxígeno necesaria para la nitrificación, la cual es

4.57gO2/gN (Chapra, 1997). Por lo tanto las concentraciones de nitrógeno (mgO2/L)

se deben dividir por 4.57 para tenerlas en (mgN/L).

De igual forma en la hoja electrónica en la cual se ponen la fuentes puntuales el

modelo requiere las formas rápidas y lentas de DBO en (mgC/L), por lo tanto éstas

concentraciones se deben dividir entre 2.67 gO2/gC (Chapra, 1997), tasa de

oxidación del carbono.

3.3. Implementación del Modelo

Para entender claramente como fue la implementación del modelo veremos como se

realizó el suministro de los datos de entrada a las hojas electrónicas. Adicionalmente

en el Anexo- 6 se pueden observar dichas hojas electrónicas:

En la hoja electrónica llamada “QUAL2K” se especifica el nombre del Río, la fecha

en la que se realiza la modelación, el directorio en el cuál se guardara el archivo, la

zona horaria que en este caso es Atlántica y así mismo se especifica el tiempo final

que es 3 días y también se le indica al modelo que se realice la modelación con un

delta de tiempo de 0.06 horas aproximadamente.

En la hoja electrónica llamada “Headwater” se especifica el caudal y las

concentraciones de los diferentes parámetros de calidad del agua de la condición de

frontera aguas arriba, en este caso equivale al Puente de la variante Girardot-Espinal.

Para suministrarle los datos de caudal, temperatura, conductividad, sólidos

inorgánicos (representados como los sólidos suspendidos totales), oxígeno disuelto,

carbono en forma de demanda bioquímica carbonácea de oxígeno de descomposición

lenta que equivale a (DBO/0.83)-DBO, carbono en forma de demanda bioquímica

carbonácea de oxígeno de descomposición rápida que equivale a la DBO, Nitrógeno

como NH4, Nitrógeno en forma de NO3, Patógenos (Coliformes Totales),

Alcalinidad y pH requeridos por el modelo se recurrió al resumen de los datos de las

campañas de la 1 a la 5 que se encuentra en el Anexo 1.

IAMB 200410 04

53

Para suministrarle los datos de Nitrógeno Orgánico Disuelto requeridos por el

modelo se recurrió a Chapra (1997), Sawyer.,McCarty.,Parkin. (2001) y Gómez B.A

et al. (2002). Y así mismo para suministrar los datos de fitoplancton y Materia

Orgánica Particulada (POM) la cuál se debe a la sedimentación, se recurrió a Chapra

(1997).

Finalmente para suministrarle los datos de Fósforo Orgánico disuelto y fósforo

inorgánico requeridos por el modelo se recurrió a Chapra (1997), Sawyer., McCarty.,

Parkin. (2001) y Gómez B.A et al. (2002) y al resumen de los datos de las campañas

de la 1 a la 5 que se encuentra en el Anexo 1, de esta forma se tomó el dato de

fósforo inorgánico de la literatura y a partir de “Fósforo Total- Fósforo inorgánico

=Fósforo Orgánico” encontramos el valor de fósforo orgánico disuelto.

Cabe decir que algunos parámetros de calidad de agua se fijaron mediante una

variación diaria y para otros se fijó una variación interdiaria suministrando así un

valor promedio y dejándolo constante a lo largo del día.

En la primera parte de la hoja electrónica llamada “Reach” se especifican el número

de segmentos en los cuales se quiere dividir el tramo a modelar, las distancias y la

elevación de cada segmento. La modelación se realizó en un tramo que comprende

155 Km lo cual corresponde a la distancia comprendida entre el puente de la variante

Girardot- Melgar y la Ciudad de Honda. Dicho tramo se subdividió en 56 tramos de

aproximadamente 3Km, teniendo una especial atención en el puente de la Variante

(Km+00), en la desembocadura de los Ríos Sumapaz (Km+1.6) y Bogotá

(Km+5.16), en el puente Girardot-Espinal (Km+6.635), en el puente del Ferrocarril

(Km+7.56) y en Honda (Km+155) como se puede ver en la Figura-22.

Figura 22. Ilustración del Tramo a Modelar.

IAMB 200410 04

54

El modelo inmediatamente arroja el número de tramos, la longitud de cada segmento

y así mismo la latitud y longitud en forma de números decimales.

En la segunda parte de la hoja electrónica llamada “Reach” se especifica el sistema

Hidráulico, en este caso el sistema hidráulico se describió a partir de la fórmula de

manning, al modelo se le suministró un ancho promedio obtenido de Yunda (2001),

la pendiente del canal se obtuvo a partir de los planos del Río Magdalena a una

escala de 1:25.000 y finalmente se tomó un numero de manning según la literatura de

0.03.

En la ultima parte de la hoja electrónica llamada “Reach” se especifica la dispersión

y la constante de reaireación si se tiene, en nuestro caso no se tenían ninguna de las

dos, por tal motivo se coloca cero y el modelo lo calcula internamente. Se debe

colocar la altura de resaltos si existen, la cobertura de algas hace referencia al

porcentaje del fondo en el cuál pueden crecer las plantas, este porcentaje se fijo en

2%. La Demanda de Oxígeno por los Sedimentos (SOD) lo cuál hace referencia a

que porcentaje de los lechos se encuentra cubierto por los sedimentos, SOD se debe a

la oxidación de la materia orgánica que por lo general varía entre 10 y 20 % según la

literatura, en este caso se usará un valor promedio de 10%.

QUAL2K también tiene en cuenta la meteorología y la sombra, y con el fin de

suministrarle esta serie de datos al modelo hay 5 hojas electrónicas.

La primera hoja electrónica hace referencia a la temperatura del aire, en esta hoja se

debe poner la temperatura horaria a lo largo del día para cada tramo, en este caso se

tomó una temperatura promedio de 26°C del resumen de los datos de las campañas

de la 1 a la 5 que se encuentra en el Anexo 1.

La segunda hoja electrónica hace referencia a la temperatura de punto de rocío, en

este caso fue tomada una temperatura promedio de 12°C tomada de IDEAM.,

CORMAGDALENA. (2002).

La tercera hoja electrónica hace referencia a la velocidad del viento, en este caso fue

tomada una velocidad del viento promedio de 3 m/seg tomada de IDEAM.,

CORMAGDALENA. (2002).

La cuarta hoja electrónica hace referencia a la nubosidad en este caso fue tomada una

nubosidad promedio de 30%, valor típico para la ciudad de Girardot.

IAMB 200410 04

55

La quinta hoja electrónica hace referencia a la sombra, la sombra por definición es la

fracción de la radiación Solar que es bloqueada por la topografía o por la vegetación,

en este caso se estableció una sombra de 0% ya que el espacio físico por el cuál pasa

el Río Magdalena es abierto y en promedio no hay montañas ni vegetación que le

haga sombra.

Posteriormente tenemos la hoja electrónica llamada “Rates”, esta hoja es muy

importante ya que a partir de esta se hizo el análisis de sensibilidad, para esto se

tomó el rango en el cual varían las tasas de los parámetros del modelo y se corrió el

modelo 4 veces con diferentes tasas.

En el anexo 6 se pueden observar las tasas utilizadas para cada una de las

modelaciones.

La siguiente hoja electrónica se llama “Light and heat”, esta hoja hace referencia a

los parámetros relacionados con la luz y a los parámetros que tienen que ver con la

modelación de calor en la superficie.

Y finalmente en la hoja electrónica se llama “Point Sources”, en esta hoja se deben

especificar las fuentes puntuales, estas son: El Río Bogotá, el Río Sumapaz y el

Colector La Esperanza.

En esta hoja se especifican los caudales de cada una de ellas en m3/seg, la

temperatura del agua, la conductividad, los sólidos suspendidos inorgánicos (se

representaron como los sólidos suspendidos totales), el oxígeno disuelto, la DBO de

descomposición rápida y lenta en mgC/L, el nitrógeno orgánico, el amonio, los

nitritos + nitratos, el fósforo orgánico e inorgánico, la cantidad de fitoplancton

presente, la Materia Orgánica Particulada (POM), Coliformes Totales, alcalinidad y

pH. Se debe suministrar al modelo los valores promedios, máximos, mínimos y el

tiempo en el que se presenta la máxima concentración de dichos parámetros.

Para suministrar dichos valores al modelo se recurrió al resumen de los datos de las

campañas de la 1 a la 5 que se encuentra en el Anexo 1 y a las series de tiempo de

caudal y de parámetros de los determinantes de la calidad del agua del Colector La

Esperanza.

4.3. Modelación de la Calidad del Agua del Río Magdalena

Como se mencionó anteriormente se realizaron 4 modelaciones con el fin de realizar

un análisis de sensibilidad. Para esto se tomaron los mismos datos en cada una de las

IAMB 200410 04

56

simulaciones exceptuando los datos referentes a las tasas. En el Anexo 6 se muestran

las tasas utilizadas en cada una de las modelaciones, dichas tasas fueron tomadas de

Chapra (1997). De igual forma el análisis de sensibilidad se muestra ilustrado en el

mismo anexo.

Para realizar el análisis de sensibilidad se recurrió al proyecto de modelación de la

calidad del agua del Río Bogotá (Uniandes-EAAB, 2002) en el cual se realizó la

modelación del Río Magdalena por medio de QUAL2K.

En este proyecto se identificaron las tasas que hacían variar los parámetros de calidad

del agua. Según los resultados de este proyecto el oxígeno disuelto es sensible a la

tasa de descomposición rápida de la materia orgánica y a la tasa de nitrificación del

amonio. La DBO es sensible a la tasa de descomposición rápida de la materia

orgánica y los Coliformes Totales son sensibles a la tasa de mortalidad de las

bacterias

Después de realizar el análisis de sensibilidad se escogió la modelación que

representara mejor el efecto generado sobre el Río Magdalena por los Ríos Sumapaz

y Bogotá. La modelación que se escogió fue la numero 4. Algunos de los resultados

preliminares de la modelación se muestran a continuación.

En la Figura-23 se ilustra el comportamiento del oxígeno disuelto a lo largo del tramo

modelado.

Un punto que tiene a su favor el Río Magdalena es que transporta sus aguas a grandes

velocidades y que tiene constantes de reaireación que varían entre 1 y 1,8 1/d. El

valor más bajo de oxígeno se presenta a los 130Km aproximadamente, esto quiere

decir que el Río Magdalena tarda 130 Km para recuperarse de las descargas de los

Ríos Sumapaz y Magdalena. A partir del punto en el cual se encuentra el valor

mínimo de oxígeno, se observa una tendencia de aumentar las concentraciones de

este. Lamentablemente justo en el momento en el cual el Río Magdalena se empieza

a autorecuperar empiezan a llegar las descargas de la ciudad de Honda.

IAMB 200410 04

57

Figura 23-Comportamiento del oxígeno disuelto tramo Girardot-Honda.

Las especies de la DBO carbonácea aumentan debido a los vertimientos de los Ríos

Sumapaz y Bogotá. El Río Magdalena se encarga de degradar la materia orgánica

mediante la utilización del oxígeno presente en el río. La DBO última varía entre 19

y 26 mgO2/L.

En la Figura-24 se puede ver el comportamiento de la DBO última. En esta gráfica se

observa la disminución de las concentraciones de este parámetro a lo largo del tramo.

La DBO de descomposición rápida y la DBO de descomposición lenta se encuentran

relacionadas. La DBO de descomposición lenta disminuye debido a la hidrólisis. La

DBO de descomposición rápida aumenta por la hidrólisis de la DBO de

descomposición lenta. Dicho fenómeno se puede ver en la Figuras 25 y 26, donde la

DBO de descomposición lenta aumenta en un principio por las descargas de los Ríos

Sumapaz y Bogotá, a lo largo del tramo esta comienza a hidrolizarse y de la misma

forma la DBO de descomposición rápida empieza a aumentar por dicha hidrólisis.

Magdalena (4/21/2004)

0123456789

020406080100120140160180

DO(mgO2/L) DO (mgO2/L) dataDO(mgO2/L) Min DO(mgO2/L) MaxMinimum DO-data Maximum DO-dataDO sat

IAMB 200410 04

58

Figura 24-Comportamiento de la DBO última tramo Girardot-Honda.

Figura 25-Comportamiento de la DBO de descomposición lenta Girardot-Honda.

Figura 26-Comportamiento de la DBO de descomposición rápida Girardot-Honda.


0.010.020.030.040.0

050100150200CBODu CBODu mgO2/LCBODu Min CBODu Max


0.00

5.00

10.00

15.00

050100150200CBODs (mgO2/L) CBODs (mgO2/L) data

CBODs (mgO2/L) Min CBODs (mgO2/L) Max


0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

050100150200CBODf (mgO2/L) CBODf (mgO2/L) dataCBODf (mgO2/L) Min CBODf (mgO2/L) Max

IAMB 200410 04

59

El valor más alto de la DBO última se presenta en el sitio inmediatamente después de

la desembocadura del Río Bogotá. El aumento de este parámetro genera una

disminución en la calidad del agua, ya que al aumentarse la DBO se disminuye el

oxígeno. Esto se debe a que se requiere un consumo de oxigeno para oxidar la

materia orgánica.

En la Figura-27 se ve el efecto de la hidrólisis del nitrógeno orgánico. En la gráfica

se observa que aguas arriba del Río Magdalena el amonio comienza a aumentar, esto

sucede por la hidrólisis del nitrógeno orgánico (ver Figura-28).

Figura 27-Comportamiento del NH4 Girardot-Honda.

Figura 28-Comportamiento del nitrógeno orgánico Girardot-Honda.


01000200030004000

050100150200No(ugN/L) dataNo(ugN/L) Min No(ugN/L) MaxMinimum No-data Maximum No-data


0500

100015002000

050100150200NH4 (ugN/L) data NH4(ugN/L)NH4(ugN/L) Min NH4(ugN/L) MaxMinimum NH4-data Maximum NH4-data

IAMB 200410 04

60

En la Figura-29 se ve el cambio de las concentraciones de fósforo orgánico a lo largo

del tramo modelado. Esto se debe al alto grado de turbulencia con el que cuenta el

Río Magdalena que hace posible la hidrólisis del fósforo.

Figura 29-Comportamiento del fósforo orgánico tramo Girardot-Honda.

Existe una relación entre el crecimiento de algas y la velocidad del Río Magdalena.

Si miramos las Figuras 30 y 31 nos podemos dar cuenta que cuando aumenta la

velocidad aumenta la concentración de algas. Este fenómeno esta relacionado con el

transporte de sedimentos que ocurre al aumentar la velocidad.

Figura 30-Comportamiento de las algas tramo Girardot-Honda.


0

500

1000

050100150200

Porg (ugN/L) data Po (ugP/L)Po (ugP/L) Min Po (ugP/L) Max


0.0E+001.0E-032.0E-033.0E-03

050100150200Bot Algae mgA/m2Bot Alg (mgA/m^3) dataBot Alg MinBot Alg Max

IAMB 200410 04

61

Figura 31-Velocidades del Río Magdalena Girardot-Honda.

En la Figura-32 se puede observar que en un principio las concentraciones de

patógenos aumentaron debido a las descargas de los Ríos Sumapaz y Bogotá y

posteriormente estas concentraciones fueron disminuyendo debido a la mortalidad de

las bacterias.

Figura 32-Comportamiento de los patógenos en el tramo Girardot-Honda.

Cabe decir que los resultados de la modelación realizada son preliminares, ya que

hace falta realizar la calibración de este modelo.


0.000.501.001.502.00

050100150200

U, mps U-data m/s


0100000200000300000400000

050100150200

PathogenPathogens (cfu/100 mL) dataPathogen MinPathogen Max

IAMB 200410 04

62

5. ESTUDIO DE IMPACTO EN LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO

MAGDALENA

5.1 Análisis de Conflictos Uso Calidad Basados en Balances de Masa

En este capítulo analizaremos los posibles conflictos de uso del agua que se generan

debido a la baja calidad de esta, para ello analizaremos las concentraciones obtenidas

a partir del balance bajo el decreto 1594 de 1984 del Ministerio de Agricultura.

En la Tabla 30 se especifican los conflictos del uso del agua debido a la baja calidad

de la misma aguas arriba del Río Magdalena, esto nos indica la línea base, es decir,

nos indica el estado previo del Río Magdalena antes de que los Ríos Sumapaz y

Bogotá descarguen sus aguas a este. Las celdas que se encuentran sombreadas nos

indica que no se esta cumpliendo el Decreto 1594 de 1984.

Tabla 30- Conflictos de uso del agua, aguas arriba Río Magdalena

Parámetro C2 C3 C4 C5 Caudal (m3/s) 330,40 633,76 299,07 1342,53 Oxígeno Disuelto(mg/l) 6,60 6,40 7,00 7,00 DBO(mg/l) 7,50 12,50 17,00 SST(mg/l) 72,00 625,00 99,00 200,00 NTK(mg/l) 0,55 2,17 1,13 0,99 Amonio(mg/l) 1,40 Fósforo Total(mg/l) 0,97 2,77 0,90 Coliformes Totales(NMP/100ml) 6,1E+04 6,1E+04 6,2E+04 1,4E+05 Escherichia Coli(NMP/100ml) 2,0E+03 2,2E+05 5,2E+03 3,0E+03 Cobre(mg/l) 0,01 0,02 0,01 0,01 Plomo(mg/l) 0,00 0,02 0,03 0,02 Cadmio(mg/l) 0,00 0,01 0,00 0,00 Níquel(mg/l) 0,01 0,02 0,00 0,01 Cromo(mg/l) 0,0 0,02 0,0 0,01

Analizando la anterior tabla, nos podemos dar cuenta que el parámetro relevante en

la destinación del uso del agua según el decreto 1594 de 1984 son los Coliformes

Totales. En la Campaña numero 2 se indica que aguas arriba del Río Magdalena el

agua se puede utilizar en la preservación de la flora y la fauna, en la Campaña

numero 3, 4 y 5 no se podría utilizar en ninguno tipo de uso, de esta forma nos

damos cuenta que antes de que los Ríos Sumapaz y Bogotá descarguen sus aguas al

Río Magdalena este ya viene contaminado.

IAMB 200410 04

63

Tabla 31- Conflictos de uso del agua después de las descargas de los Ríos Sumapaz y Bogotá

Parámetro C2 C3 C4 C5 Caudal (m3/s) 377,82 715,05 366,01 1609,80 Oxígeno Disuelto(mg/l) 6,13 6,00 6,45 6,52 DBO(mg/l) 8,94 21,79 2,78 18,82 SST(mg/l) 76,43 635,25 137,66 295,18 NTK(mg/l) 1,67 3,34 2,47 1,59 Amonio(mg/l) 0,94 2,20 1,03 0,37 Fósforo Total(mg/l) 0,0 0,95 2,62 0,87 Coliformes Totales(NMP/100ml)6,8E+05 1,3E+06 1,5E+05 2,0E+05 Escherichia Coli(NMP/100ml) 5,8E+04 1,4E+06 1,7E+04 2,8E+04 Cobre(mg/l) 0,0120 0,0142 0,0120 0,0127 Plomo(mg/l) 0,0026 0,0222 0,0277 0,0191 Cadmio(mg/l) 0,0000 0,0071 0,0000 0,0009 Níquel(mg/l) 0,0132 0,0210 0,0000 0,0176 Cromo(mg/l) 0,0015 0,0205 0,0031 0,0126

Tabla 32- Conflictos de uso del agua en Río Magdalena aguas abajo de la

desembocadura del Río Bogotá (Medido) Parámetro C2 C3 C4 C5

Oxígeno Disuelto(mg/l) 6,00 4,30 1,50 6,30 DBO(mg/l) 8,50 62,00 2,00 15,00 SST(mg/l) 76,00 500,00 124,00 400,00 NTK(mg/l) 0,98 4,15 2,32 2,12 Amonio(mg/l) 0,83 2,77 0,00 0,00 Fósforo Total(mg/l) 0,98 0,92 0,78 Coliformes Totales(NMP/100ml)1,2E+05 1,2E+05 1,5E+05 7,7E+05 Escherichia Coli(NMP/100ml) 7,40E+03 4,30E+06 1,20E+04 3,50E+04 Cobre(mg/l) 0,009 0,000 0,009 0,000 Plomo(mg/l) 0,025 0,026 0,000 0,000 Cadmio(mg/l) 0,000 0,006 0,000 0,004 Níquel(mg/l) 0,012 0,018 0,000 0,012 Cromo(mg/l) 0,009 0,000 0,000 0,000

Según la Tabla 31 se puede decir que aguas abajo de la desembocadura de los Ríos

Sumapaz y Bogotá el agua no se puede utilizar para ningún tipo de uso en ninguna en

las campañas, aunque los parámetros de calidad del agua medidos realmente difieren

de los obtenidos a partir del balance. Como se puede ver en la Tabla 32 el agua

tampoco se puede utilizar para ningún tipo de uso aguas abajo de la desembocadura

del Río Bogotá.

Si nos remitimos al Capitulo numero 2, donde se describen los usos del agua en

Girardot se puede ver el grave impacto sobre la población y sobre el ambiente, ya

que en esta zona los habitantes de Girardot se bañan en el Río, practican deportes

IAMB 200410 04

64

como el canotaje, toman el agua para regar sus cultivos y venden en los restaurantes

que quedan junto al Río los peces extraídos de este y lo que es peor aun es que la

población esta enterada de la baja calidad del agua del Río.

5.2 Análisis de Conflictos Uso Calidad Basados en los Resultados de la

Modelación

Basándose en los resultados preliminares de la modelación nos podemos dar cuenta

del conflicto uso-calidad del agua generado por la contaminación del Río Bogota.

En la Tabla 33 se presentan los resultados que el autor considera son más relevantes

para ser analizados, estos datos se encuentran representados como valores promedios,

máximos y mínimos.

Tabla 33-Resultados de la modelación 4 expresados en valores promedio, máximos y

mínimos.

PARMETRO PROMEDIO MÁXIMO MÍNIMO ISS (mgD/L) 397.55 399.9488525 385.1111109 DO(mgO2/L) 3.4 6.65 0.97 CBODs (mgO2/L) 5.91 10.83 1.23 CBODf (mgO2/L) 11.99 13.54 7.66 CBODu 23.41 26.33 15.79 NH4(ugN/L) 1120.22 1411.31 305.25 NO3(ugN/L) 3504.63 3660.36 2837.32 Pathogen 76869.83 227080.16 9252.56 TSS (mgD/L) 402.71 409.66 385.11

Como se mencionó en el capítulo 2 el parámetro más relevante en la normatividad

Colombiana son los Coliformes Totales. Si miramos en la Tabla 30 el valor más bajo

que se presento en el tramo modelado fue de 9252.56 NMP/100ml (Honda), esto

indica que el agua del Río Magdalena se puede utilizar para uso doméstico con

tratamiento convencional en Honda según el decreto 1594 de 1984.

El agua del Río Magdalena no se puede utilizar en el tramo Girardot-Honda para

riego, para uso recreativo ni para uso industrial. El hecho de que el agua no se pueda

usar para suplir las necesidades de las poblaciones ribereñas se refleja en un impacto

negativo.

De este modo se puede observar el conflicto que se genera debido a la baja calidad

del agua del Río Magdalena, ya que la población ribereña esta acostumbrada a utilizar

el agua de este río para diferentes actividades tal como se explica en el capitulo 2.

IAMB 200410 04

65

En la Tabla 31se ilustran los valores de algunos parámetros determinantes de la

calidad del agua en el Puente de la Variante Girardot-Melgar, en el sitio

inmediatamente después de la desembocadura del río Bogota y en Honda.

Tabla 34-Valores de los parámetros determinantes de calidad del agua obtenidos en

el modelo.

PARMETRO PUENTE

VARIANTEDESPUES DE LA DESEMBOCADURA DE LOS RÍOS SUMAPAZ Y BOGOTÁ HONDA

DO(mgO2/L) 6.65 6.05 1.85 CBODs (mgO2/L) 1.23 3.13 7.46 CBODf (mgO2/L) 8.21 13.97 11.15 CBODu 19.81 26.80 20.80 NH4(ugN/L) 305.25 591.99 1397.58 NO3(ugN/L) 3063.00 2843.21 4227.51 Pathogen 800011.50 227470.31 9748.23 TSS (mgD/L) 409.66 409.31 397.06

En la anterior tabla se puede observar el deterioro que sufre la calidad del agua del

Río Magdalena debido a las descargas de los Ríos Sumapaz y Bogota y a las

descargas de las aguas residuales de la ciudad de Girardot.

Este deterioro de la calidad del agua afecta negativamente a la población ya que

restringe los usos que se le puede dar al agua.

Aunque la calidad del agua de este río se ve afectada por lo mencionado

anteriormente. El Río Magdalena consta con una capacidad de autosimilación que

permite que la calidad del agua se recupere a lo largo de éste.

IAMB 200410 04

66

6. CONCLUSIONES.

En este capítulo se presentan las conclusiones obtenidas del presente proyecto de

grado.

La caracterización de la Cuenca del Magdalena fue muy importante para entender

como está compuesta y así mismo cuál es la influencia que tiene el hombre sobre ésta

y sobre el manejo de sus recursos. Para esto se contó con planos del Río Magdalena

a escala 1:100.000 y a escala 1:25.000 y con estudios realizados sobre la cuenca del

Río Magdalena.

El Río Magdalena sufre de altos grados de contaminación a lo largo de su curso, con

lo cual se ve afectada la población que habita en sus riberas. Dicha contaminación se

puede explicar de manera significativa por el efecto negativo que genera sobre él Río

Magdalena la mala calidad del agua del Río Bogotá.

A partir del análisis realizado se identificó que el Río Magdalena cuenta con una baja

calidad del agua inclusive antes del vertimiento o confluencia de los Ríos Sumapaz y

Bogota. En este punto se presentan concentraciones de Coliformes Totales en

promedio de 8E+04 con lo cuál se superan los estándares de calidad del agua

establecidos por el decreto 1594 de 1984 y por consiguiente se restringe el uso del

agua.

La calidad del agua del Río genera a su vez impactos sobre la salud pública, la

economía y la sociedad de las poblaciones que habitan en las riberas del río. La

calidad del agua del Río Magdalena determina la productividad económica que

puede tener éste y a la calidad de vida que pueden tener las personas que habitan a lo

largo de este.

A pesar de la falta de información, se realizó una recopilación de los usos que se le

dan al agua del Río Magdalena entre la ciudad de Girardot y la ciudad de

Barrancabermeja. Se observó que el agua del Río Magdalena se utiliza

principalmente para regar cultivos, para la recreación y para la pesca. Este aspecto

fue muy importante para determinar los conflictos de uso-calidad del agua que se

generan debido al deterioro de la contaminación que sufre éste.

Aunque la baja calidad del agua del Río Magdalena restringe sus usos, la población

que vive en sus riberas utilizan el agua para suplir sus necesidades sin importar la

contaminación de éste.

IAMB 200410 04

67

Debido a la poca información existente de la calidad del agua del Río Magdalena se

estimaron las series de tiempo de los determinantes de calidad del agua a partir de

parámetros existentes como pH, temperatura, conductividad y oxígeno disuelto.

Mediante un balance general de los parámetros determinantes de la calidad del agua

realizado aguas abajo se identificó el impacto negativo que se genera sobre el Río

Magdalena por las descargas de los ríos Sumapaz y Bogotá. El balance de masa se

realizó despreciando la capacidad de autodepuración de Río Magdalena y la carga

contaminante transportada por el Colector La Esperanza.

A partir de los resultados del balance se determinó que las concentraciones de

Coliformes Totales, plomo, níquel y cromo no eran permisibles bajo el decreto 1594

de 1984. Por lo tanto aguas abajo de la desembocadura del Río Bogota no se puede

utilizar el agua del Río Magdalena para ningún tipo de uso.

De igual forma se observó que el parámetro más crítico fueron los Coliformes

Totales con una concentración promedio de 4E+05 aguas abajo del Río Bogotá con

la cual se superaban los límites permisibles estipulados en el Decreto 1594 de 1984.

Se observo que la concentración de éste parámetro aumento en un 795% debido a la

descarga de los Ríos Sumapaz y Bogota y la carga de los Coliformes aumento en un

923%. El porcentaje en el que aumentaron los Coliformes Totales se ve reflejado en

un impacto de salud pública.

Al comparar los resultados del balance realizado aguas abajo de la desembocadura

del Río Bogotá con los datos medidos experimentalmente se observó que diferían en

un alto grado. Dicha incongruencia se genero debido a que el balance se realizó bajo

la suposición de mezcla completa y al calcular la longitud de mezcla bajo la ecuación

propuesta por Yotsukura (1968) se determino que se requerían 69 Km de distancia

para alcanzar la mezcla completa.

Los resultados del balance se corroboraron con los resultados preliminares del

modelo, el cual mostraba la baja calidad del agua del Río Magdalena a lo largo de su

curso. En el modelo se tuvo en cuenta la capacidad de autodepuración y la carga

contaminante transportada por el colector La Esperanza, el cual transporta gran parte

de las aguas residuales de la ciudad de Girardot con un caudal promedio de 59 l/seg.

La Modelación preliminar de la calidad del agua del Río Magdalena se realizó en

QUAL2K (EPA, 2003). A pesar de que es sencillo y fácil de utilizar se observo que

IAMB 200410 04

68

presentaba algunas deficiencias. Por ejemplo las unidades en las que se deben

suministrar las concentraciones de nitrógeno y de las formas de DBO carbonácea son

diferentes a las suministradas por los datos de laboratorio.

Mediante el análisis de sensibilidad realizado en la modelación se determinaron las

tasas que determinan el comportamiento de los parámetros de calidad del agua. Se

escogieron las tasas que representaban mejor el modelo.

A partir de los resultados preliminares de la modelación se determinó la calidad del

agua del Río Magdalena a la altura de Honda. El oxígeno disuelto se encontró

alrededor de 1.8 mg/l, este valor es un poco bajo pero sin embargo no se encontraron

características anóxicas en ninguna parte del tramo modelado. La concentración de

Coliformes Totales se encontró alrededor de 9E+03, a pesar de que estas

concentraciones bajaron considerablemente el agua del Río Magdalena en este punto

solo se puede utilizar para consumo humano con tratamiento convencional.

Se pudo observar que aunque la calidad del agua del Río Magdalena se recupera

notoriamente cerca de Honda, lastimosamente al llegar a dicha ciudad el río recibe

las aguas residuales provenientes de ésta ciudad, no pudiendo mejorar los

indicadores de contaminación antes mencionados.

Los resultados preliminares del modelo mostraron implícitamente la capacidad de

autopurificación que tiene el Río Magdalena. Se observaron tasas de reaireación que

variaban entre 1 y 1,8 1/d y de igual forma se observo que el Río Magdalena tiene

una alta turbulencia que facilita los procesos de hidrólisis.

Otro factor que genera un impacto positivo es el alto factor de dilución de los

contaminantes. Esto se debe a que las aguas del Río magdalena corren con un alto

caudal.

A pesar de lo mencionado anteriormente el Río Magdalena no alcanza a lograr

niveles de autopurificación que sean lo suficientemente altos para permitir que la

población Colombiana use el agua de éste río según sus necesidades.

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