Modelamiento y simulación de los procesos de desoxigenación y reoxigenación de los cuerpos de agua por presencia de carga orgánica

Abstract

El modelamiento y simulación es una herramienta predictiva que permite conocer con antelación los procesos de desoxigenación y desoxigenación de los cuerpos de agua, por presencia de carga orgánica. Se presenta varios modelos para simular la calidad de los cuerpos de agua, en términos de materia orgánica biodegradable y oxígeno disuelto; la materia orgánica considerada es de dos tipos: carbonácea y nitrogenada. Se selecciona seis modelos de calidad del agua, los cuales van desde el modelo básico de Streeter-Phelps, hasta modelos que consideran los procesos de inclusión de cargas puntuales y difusos (respiración y fotosíntesis). La solubilidad del oxígeno en agua se obtiene mediante ecuaciones que consideran la influencia de la temperatura, el contenido de sal y la presión; el coeficiente de dispersión se obtiene por el método de momentos estadísticos; las constantes cinéticas de desoxigenación y reoxigenación se obtiene por medio de correlaciones citadas en las referencias especializadas; los otros parámetros como caudal, concentración inicial de carga orgánica, etc., son estimados. Se desarrollan los programas respectivos y se calibran los modelos considerando que las curvas de decaimiento de la materia orgánica expresada en términos de la variación de la DBO y el déficit de oxígeno tengan una evolución temporal y espacial razonable. Con los modelos calibrados, se obtuvo los diversos tipos de curva esperados que muestran un comportamiento Gaussiano aguas arriba del punto de vertido para el caso de ingreso instantáneo de contaminante y curvas hiperbólicas para el caso de ingreso instantáneo. Los modelos propuestos han permitido modelar y simular la calidad de los cuerpos de agua fluyente obteniendo parámetros como déficit critico de oxígeno, longitud crítica, y el tiempo y distancia donde el cuerpo de agua recupera sus cualidades originales antes del vertido.