Comparación de Tasas de Reaireación (Ka) en Ríos Andinos Colombianos Frente a Ecuaciones Empíricas para Modelos de Calidad del Agua
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Universidad Santo Tomás
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En este trabajo se desarrolló una revisión bibliográfica sobre los estudios de caso con un alcance a nivel de tramo en ríos andinos colombianos, donde se relaciona la modelación de la calidad del agua con la determinación experimental, calibración y aplicación de las tasas cinéticas de desoxigenación (K_1 o K_d) y reaireación (K_2 o K_a) como parámetros fundamentales del modelo Streeter-Phelps y sus derivaciones como la curva SAG o de otros modelos de calidad del agua más complejos, que de igual forma utilizan las ecuaciones de Streeter-Phleps para la determinación del OD. Los distintos enfoques revisados abordan la determinación experimental de K_a mediante trazadores como SF₆ y Rodamina WT en ríos de montaña latinoamericanas; la estimación de constantes de desoxigenación carbonácea a partir de datos de DBO última carbonácea y parámetros hidráulicos medidos en campo; la calibración de modelos como OTIS, QUAL2K y HEC-RAS con datos locales; la comparación crítica de ecuaciones predictivas empíricas de origen norteamericano y europeo frente a condiciones hidráulicas propias de ríos andinos; y la vinculación de estos modelos con instrumentos de gestión integral de cuencas hidrográficas como los Planes de Ordenación y Manejo de Cuencas Hidrográficas (POMCA) y los programas de objetivos de calidad del agua establecidos por las Corporaciones Autónomas Regionales para los cuerpos de agua superficiales. La revisión sistemática de la literatura evidencia que los valores de Ka medidos experimentalmente en ríos andinos colombianos superan significativamente los predichos por las ecuaciones empíricas clásicas de origen norteamericano y europeo, confirmando la inadecuación de estos modelos para condiciones hidráulicas de alta montaña. En Colombia, los objetivos de calidad del agua constituyen el instrumento técnico y normativo mediante el cual las CAR, las Secretarías de Medio Ambiente y las alcaldías definen, por tramo de cuenca, los valores máximos permisibles de DBO y los mínimos admisibles de Oxígeno Disuelto (OD), cuya correcta formulación depende de modelos de calidad del agua con parámetros cinéticos confiables. La base de datos de Ka para ríos andinos colombianos permanece dispersa y sin regionalización altitudinal, lo que representa el principal vacío identificado y la línea de investigación futura más urgente para fortalecer la gestión integral de cuencas hidrográficas.
Abstract
This study presents a literature review of case studies at the river section level in Colombian Andean rivers, linking water quality modelling with the experimental determination, calibration and application of the kinetic rates of deoxygenation (K_1 o K_d) and re-aeration (K_2 o K_a) as fundamental parameters of the Streeter-Phelps model and its derivatives, such as the SAG curve or other more complex water quality models, which likewise use the Streeter-Phelps equations to determine DO. The various approaches reviewed address the experimental determination of K_a using tracers such as SF₆ and Rhodamine WT in Latin American mountain rivers; the estimation of carbonaceous deoxygenation constants from final carbonaceous BOD data and hydraulic parameters measured in the field; the calibration of models such as OTIS, QUAL2K and HEC-RAS with local data; the critical comparison of empirical predictive equations of North American and European origin against the hydraulic conditions typical of Andean rivers; and the integration of these models with comprehensive river basin management tools such as the River Basin Management Plans (POMCA) and the water quality objectives programs established by the Regional Autonomous Corporations for surface water bodies. A systematic review of the literature shows that the Ka values measured experimentally in Colombian Andean rivers significantly exceed those predicted by classical empirical equations of North American and European origin, confirming the unsuitability of these models for high-mountain hydraulic conditions. In Colombia, water quality objectives constitute the technical and regulatory instrument through which the Regional Water Authorities (CARs), the Secretariats of the Environment and local councils define, for each river basin section, the maximum permissible BOD values and the minimum permissible dissolved oxygen (DO) levels, the correct formulation of which depends on water quality models with reliable kinetic parameters. The Ka database for Colombian Andean rivers remains scattered and lacks altitudinal regionalization, which represents the main gap identified and the most urgent area for future research to strengthen integrated river basin management.
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spa
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Citación
Martínez Ardila, S.M (2026). Comparación de Tasas de Reaireación (Ka) en Ríos Andinos Colombianos Frente a Ecuaciones Empíricas para Modelos de Calidad del Agua. [Trabajo de grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional
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