Page 149 - Control de la Contaminación - Lago San Jacinto (Afluentes)

A continuación se indican conceptos generales de mecánica de fluidos y la aplicación de
modelos de calidad de aguas, conocimientos que nos permitirán simular condiciones actuales y
futuras, en escenarios donde podremos predecir las variaciones que sufrirán los diversos índices
o parámetros de calidad de aguas, en el cuerpo acuático en estudio.

Cabe destacar que estos conceptos de modelación y modelos de calidad de aguas son aplicables
para el caso de aguas fluviales.

Un modelo de calidad de aguas es la herramienta adecuada para la predicción del
comportamiento de la calidad del agua en un río u otro cuerpo de agua y está representado
por expresiones matemáticas que definen los procesos físicos, biológicos y químicos que
tienen lugar en un cuerpo de agua.

Las ecuaciones están basadas fundamentalmente en la conservación de la masa y/o energía,
de tal forma que existen tres fenómenos: ingreso de contaminantes al cuerpo de agua desde el
exterior del sistema, el transporte y las reacciones en el cuerpo de agua (Loucks et al 1982).

En la actualidad existe una gran cantidad de modelos de simulación para su aplicación en los
estudios de calidad de aguas, entre los cuales se pueden destacar: DOSAG, QUAL I, PIONEER
I, RECEIV, SWMM, WODA (Kraszewski et al 1984), QUAL II, MIKE21, DUFLOW, etc.

De los múltiples modelos existentes se presenta a continuación algunas características y
capacidades del QUAL2E (es un modelo mejorado del QUALII), con el que se ha tenido
experiencia en Chile.

El modelo QUAL2E es un comprensivo y versátil modelo de calidad de agua fluvial es un
modelo unidimensional, que puede usarse en condiciones de régimen permanente, como no
permanente. Permite, de acuerdo a su estructura, múltiples descargas, extracciones y afluentes,
considerados puntuales, como también caudales distribuidos. Puede simular, numerosos
parámetros de calidad de aguas, como Oxígeno Disuelto, Demanda Bioquímica de Oxígeno,
temperatura, Nitrógeno orgánico, amonio, nitrito, nitrato, Fósforo orgánico, fósforo disuelto,
clorofila a, coliformes etc.

QUAL2E, permite simular cualquier ramificación de un sistema fluvial unidimensional. Su
utilización necesita, previamente, una formulación idealizada del sistema hidrográfico a
estudiar, dividiéndolo en tramos, los cuales son sectores del río que tienen características
hidráulicas uniformes, que a su vez se dividen en elementos de cálculo de igual longitud; estos
elementos de cálculo pueden ser de siete diferentes tipos de acuerdo a su ubicación y uso, entre
otros, puede ser cabecera, de unión, de entrada, de salida etc. Para cada uno de los elementos de
cálculo, el balance de masa, se escribe en términos de flujo entrante en la cara de aguas arriba,
descargas externas (fuentes) o extracciones (sumidero) y el flujo saliente a través de la cara de
aguas abajo del elemento. De igual manera se efectúa un balance de masa para todo
constituyente que transporte el río. En el balance de masa se considera, tanto el transporte y la
dispersión, como el movimiento de masa a lo largo de la corriente. La masa puede ser aumentada
o removida del sistema, por fuentes o sumideros externos e internos tal como fuentes bénticas y
transformación biológica. Cada elemento de cálculo se considera totalmente mezclado. De esta
manera la corriente de agua puede conceptualizarse como una hilera de reactores completamente
mezclados (elementos de cálculo), que están vinculados secuencialmente a los mecanismos de
transporte y dispersión.

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