Revisión bibliográfica del uso del software QUAL2K como herramienta de apoyo en la toma de decisiones para la gestión de la calidad del agua

Ramírez Romero, Larry Esteban; Velandia Duarte, Juan Diego

Revisión bibliográfica del uso del software QUAL2K como herramienta de apoyo en la toma de decisiones para la gestión de la calidad del agua

dc.contributor.advisor	Herrera Jacquelin, François
dc.contributor.author	Ramírez Romero, Larry Esteban
dc.contributor.author	Velandia Duarte, Juan Diego
dc.contributor.corporatename	Universidad Santo Tomás
dc.contributor.orcid	https://orcid.org/0000-0001-7427-0298
dc.contributor.orcid	https://orcid.org/0009-0002-9729-8474
dc.contributor.orcid	https://orcid.org/0009-0000-2808-2288
dc.date.accessioned	2026-09-12T14:42:44Z
dc.date.available	2026-09-12T14:42:44Z
dc.date.issued	2026-09-11
dc.description	La gestión hídrica requiere herramientas que relacionen las cargas contaminantes con la dinámica hidráulica para que tenga la respuesta del cuerpo receptor. El objetivo de esta revisión fue analizar el uso de QUAL2K como soporte para decisiones de calidad del agua con lo que esta manera tenga el énfasis en su desempeño cuantitativo, sus procesos cinéticos y sus limitaciones. Se realizó una revisión bibliográfica estructurada de publicaciones entre 2007 y 2024, cuya búsqueda y selección finalizaron en 2026. Se identificaron 45 registros. Después de eliminar 3 duplicados, descartar 7 documentos por título y resumen, excluir 3 textos completos por incumplimiento de criterios y retirar 2 documentos durante la evaluación de calidad, se obtuvo una muestra final de 30 estudios. Los resultados evidencian que QUAL2K se aplica con mayor frecuencia en cuerpos de agua afectados por vertimientos domésticos y municipales, aunque también se ha usado en escenarios industriales, agrícolas, mineros y de saneamiento ambiental. La literatura revisada muestra que el modelo ayuda a diagnosticar condiciones actuales, ubicar tramos críticos, estimar el efecto de las descargas, calcular reducciones de carga contaminante y contrastar alternativas de recuperación o tratamiento. En Colombia, su uso resulta pertinente para sustentar permisos de vertimiento, planes de saneamiento, gestión de aguas residuales y evaluaciones ambientales. Aun así, la confiabilidad de sus resultados depende de la calidad de los datos de campo, la segmentación adecuada del río, la calibración, la validación y el análisis de incertidumbre. Se concluye que QUAL2K no reemplaza el monitoreo ambiental, pero sí fortalece la toma de decisiones porque transforma información dispersa en escenarios interpretables y comparables.
dc.description.abstract	Water management requires tools that relate pollutant loads to hydraulic dynamics to determine the response of the receiving water body. The objective of this review was to analyze the use of QUAL2K as a support tool for water quality decisions, emphasizing its quantitative performance, kinetic processes, and limitations. A structured literature review of publications between 2007 and 2024 was conducted, with the search and selection process concluding in 2026. Forty-five records were identified. After removing three duplicates, discarding seven documents based on title and abstract, excluding three full texts for failing to meet criteria, and removing two documents during the quality assessment, a final sample of 30 studies was obtained. The results show that QUAL2K is most frequently applied in water bodies affected by domestic and municipal wastewater discharges, although it has also been used in industrial, agricultural, mining, and environmental sanitation settings. The reviewed literature shows that the model helps diagnose current conditions, locate critical sections, estimate the effect of discharges, calculate pollutant load reductions, and compare recovery or treatment alternatives. In Colombia, its use is relevant for supporting discharge permits, sanitation plans, wastewater management, and environmental assessments. However, the reliability of its results depends on the quality of field data, proper river segmentation, calibration, validation, and uncertainty analysis. It is concluded that QUAL2K does not replace environmental monitoring, but it does strengthen decision-making by transforming dispersed information into interpretable and comparable scenarios.
dc.description.degreelevel	Pregrado	spa
dc.description.degreename	Ingeniero Ambiental	spa
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.citation	Ramirez Romero, L. E., y Velandia Duarte, J. D. (2026). Revisión bibliográfica del uso del software QUAL2K como herramienta de apoyo en la toma de decisiones para la gestión de la calidad del agua [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
dc.identifier.instname	instname:Universidad Santo Tomás	spa
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomás	spa
dc.identifier.repourl	repourl:https://repository.usta.edu.co	spa
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11634/74135
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Santo Tomás	spa
dc.publisher.branch	CRAI-USTA Bogotá
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería Ambiental	spa
dc.publisher.program	Pregrado de Ingeniería Ambiental	spa
dc.relation.references	Al-Dalimy, S. Z., & Al-Zubaidi, H. A. M. (2023). Application of QUAL2K model for simulating water quality in Hilla River, Iraq. Journal of Ecological Engineering, 24(6), 272–280. https://doi.org/10.12911/22998993/162873
dc.relation.references	Arroyave Gómez, D. M., Moreno Tovar, A. A., Toro Botero, F. M., Gallego Suárez, D. J., & Carvajal Serna, L. F. (2013). Estudio del modelamiento de la calidad del agua del río Sinú, Colombia. Revista Ingenierías Universidad de Medellín, 12(22), 33–44. https://doi.org/10.22395/rium.v12n22a3
dc.relation.references	Ashwani, S., Vivek, B., Ratnoji, S., Jayakumar, P., & Jainet, P. J. (2017). Application of QUAL2K model for prediction of water quality in a selected stretch of Pamba River. International Journal of Civil Engineering and Technology, 8(6), 75–84.
dc.relation.references	Ávila Angulo, M. A., Rivera, J. V., & Amaya, C. A. (2014, July 22–24). Calibración del modelo QUAL2K V2.07 en la evaluación del impacto de cargas orgánicas en el río Frío, Santander, Colombia [Conference paper]. 12th Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology (LACCEI 2014), Guayaquil, Ecuador.
dc.relation.references	Bracho Vargas, L., Angulo Argote, L., & Díaz Muegue, L. (2016). Evaluación del software QUAL2K en fuentes receptoras de vertimientos de residuos líquidos en algunos puntos del río Cesar (Colombia) impactados por actividad minera. Multiciencias, 16(1), 5–13.
dc.relation.references	Cárdenas Calvachi, G. L., Mafla Chamorro, F., López Martínez, M. L., & Duque Villa, C. L. (2009). Simulación de la calidad del agua en la quebrada Chapal: Una aplicación del modelo QUAL2K. Revista UNIMAR, 27(1), 11–24. https://revistas.umariana.edu.co/unimar/article/view/118
dc.relation.references	Castro Huertas, M. A. (2015). Aplicación del QUAL2Kw en la modelación de la calidad del agua del río Guacaica, departamento de Caldas, Colombia [Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia]. Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/55604
dc.relation.references	Cuellar, A. F., & Lezama, J. F. (2022). Análisis de calidad de agua del río Chipalo por el vertimiento Santa Ana 1 y 2 utilizando el modelo QUAL2K. ITECKNE, 19(1), 60. https://doi.org/10.15332/iteckne.v19i1.2630
dc.relation.references	Cuesta-Parra, D., Velazco-Rincón, C., & Castro-Pardo, J. (2018). Evaluación ambiental asociada a los vertimientos de aguas residuales generados por una empresa de curtiembres en la cuenca del río Aburrá. Revista UIS Ingenierías, 17(2), 141–152. https://doi.org/10.18273/revuin.v17n2-2018013
dc.relation.references	Elsayed, E. A. (2014). Using QUAL2K model and river pollution index for water quality management in Mahmoudia Canal, Egypt. Journal of Natural Resources and Development, 4, 54–63. https://doi.org/10.5027/jnrd.v4i0.08
dc.relation.references	Fernández, N., Camacho, L. A., McIntyre, N., Huguet, C., & Pearse, J. (2018, September). Propuesta metodológica para modelación del impacto de la minería de carbón en los recursos hídricos de cuencas de montaña [Conference paper]. XXVIII Congreso Latinoamericano de Hidráulica, Buenos Aires, Argentina.
dc.relation.references	Giraldo Buitrago, L. C., Palacio, C. A., Molina, R. D., & Agudelo García, R. A. (2015). Water quality modeling of the Medellin river in the Aburrá Valley. DYNA, 82(192), 195–202. https://doi.org/10.15446/dyna.v82n192.42441
dc.relation.references	Hadgu, L. T., Nyadawa, M. O., Mwangi, J. K., Kibetu, P. M., & Mehari, B. B. (2014). Application of water quality model QUAL2K to model the dispersion of pollutants in River Ndarugu, Kenya. Computational Water, Energy, and Environmental Engineering, 3, 162–169. https://doi.org/10.4236/cweee.2014.34017
dc.relation.references	Hasham, G. J., & Ramal, M. M. (2022). Application of QUAL2K for water quality modeling and management for the Euphrates River in Fallujah City as a case study. International Journal of Sustainable Development and Planning, 17(5), 1511–1521. https://doi.org/10.18280/ijsdp.170515
dc.relation.references	Herrera Carrascal, Y. P. (2024). Modelación ambiental del vertimiento generado por el AETCR Llano Grande a la quebrada Chimiadó en el municipio de Dabeiba (Antioquia) [Trabajo de grado de pregrado, Universidad de Antioquia]. Repositorio Institucional Universidad de Antioquia. https://hdl.handle.net/10495/40438
dc.relation.references	Jaramillo, M. F., Cardona-Zea, D. A., & Galvis, A. (2020). Municipal wastewater reuse as a strategy for the prevention and water pollution control: Bolo and Frayle river basins (Colombia). Ingeniería y Competitividad, 22(2). https://doi.org/10.25100/iyc.v22i2.9412
dc.relation.references	Jaramillo, M. F., Galvis, A., Escobar, M., Forni, L., Purkey, D., Siebel, J., Lozano, G., Rodríguez, C., Castaño, J., & Sabas, C. (2016). Integración de los modelos WEAP y QUAL2K para la simulación de la calidad agua de fuentes superficiales. Caso de estudio: cuenca del río La Vieja, Colombia. Aqua-LAC, 8(2), 14–24. https://doi.org/10.29104/phi-aqualac/2016-v8-2-02
dc.relation.references	Jitolis, J. L., Awang Ali, A. N. A., & Bolong, N. (2021). Water quality modelling using QUAL2K at Likas River, Sabah. Transactions on Science and Technology, 8(3-2), 363–371.
dc.relation.references	Kalburgi, P. B., Shareefa, R. N., & Deshannavar, U. B. (2015). Development and evaluation of BOD-DO model for River Ghataprabha near Mudhol (India), using QUAL2K. International Journal of Engineering and Manufacturing, 5(1), 15–25. https://doi.org/10.5815/ijem.2015.01.02
dc.relation.references	Kannel, P. R., Lee, S., Kanel, S. R., Lee, Y.-S., & Ahn, K.-H. (2007). Application of QUAL2Kw for water quality modeling and dissolved oxygen control in the river Bagmati. Environmental Monitoring and Assessment, 125(1–3), 201–217. https://doi.org/10.1007/s10661-006-9255-0
dc.relation.references	Mehrasbi, M. R., & Farahmand Kia, Z. (2015). Water quality modeling and evaluation of nutrient control strategies using QUAL2K in the small rivers. Journal of Human, Environment, and Health Promotion, 1(1), 1–11.
dc.relation.references	Nakhaei, N., & Etemad Shahidi, A. (2010). Waste water discharge impact modeling with QUAL2K, case study: The Zayandeh-rood River [Conference paper]. International Environmental Modelling and Software Society (iEMSs) 2010 International Congress on Environmental Modelling and Software, Ottawa, Canada.
dc.relation.references	Pazmiño-Rodríguez, J. C., Zambrano-Ganchozo, G. L., & Coello-Burgos, H. A. (2018). Modelización de la calidad del agua del estero Aguas Claras, cantón Quevedo, Ecuador. DYNA, 85(204), 204–214. https://doi.org/10.15446/dyna.v85n204.65847
dc.relation.references	Rahmi, R., Marlina, N., & Rahmawati, S. (2022). River water quality modeling based on DO and BOD parameters using QUAL2Kw software (case study: Winongo River, Special Region of Yogyakarta). En 7th International Conference on Sustainable Built Environment (pp. 138–148). https://doi.org/10.20885/icsbe.vol2.art13
dc.relation.references	Rivera Gutiérrez, J. V. (2016). Determinación de las tasas de oxidación, nitrificación y sedimentación en el proceso de autopurificación de un río de montaña. Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, 24(2), 314–326. https://doi.org/10.4067/S0718-33052016000200013
dc.relation.references	Salinas Tapia, H., Flores Gutiérrez, L., García Aragón, J. A., Tejeda, S., & López Rebollar, B. (2016). Modelación del curso alto del río Lerma (CARL), utilizando QUAL2KW, considerando la distribución y variación de nitrógeno amoniacal y nitrógeno como nitratos. Aqua-LAC, 8(1), 34–43. https://doi.org/10.29104/phi-aqualac/2016-v8-1-04
dc.relation.references	Vargas Eslava, K. Y., & Lucero Rosero, L. A. (2020). Modelación de la dinámica de la calidad del agua en los parámetros: sólidos suspendidos totales, pH, oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), coliformes totales, aguas arriba de San Gil en el río Fonce (Santander, Colombia) [Trabajo de grado de pregrado, Universidad Militar Nueva Granada]. Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granada. https://hdl.handle.net/10654/36296
dc.relation.references	Xin, Z., Ye, L., & Zhang, C. (2019). Application of export coefficient model and QUAL2K for water environmental management in a rural watershed. Sustainability, 11(21), 6022. https://doi.org/10.3390/su11216022
dc.relation.references	Zhang, R., Qian, X., Yuan, X., Ye, R., Xia, B., & Wang, Y. (2012). Simulation of water environmental capacity and pollution load reduction using QUAL2K for water environmental management. International Journal of Environmental Research and Public Health, 9(12), 4504–4521. https://doi.org/10.3390/ijerph9124504
dc.relation.references	Zhu, W., Niu, Q., Zhang, R., Ye, R., Qian, X., & Qian, Y. (2015). Application of QUAL2K model to assess ecological purification technology for a polluted river. International Journal of Environmental Research and Public Health, 12(2), 2215–2229. https://doi.org/10.3390/ijerph120202215
dc.rights	Attribution 2.5 Colombia	en
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.local	Abierto (Texto Completo)	spa
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/co/
dc.subject.keyword	QUAL2K
dc.subject.keyword	Water quality
dc.subject.keyword	Mathematical modeling
dc.subject.keyword	Sensitivity analysis
dc.subject.keyword	Uncertainty
dc.subject.keyword	Wastewater discharges
dc.subject.keyword	Decision-making
dc.subject.lemb	Ingeniería amiental
dc.subject.lemb	Contaminación del agua
dc.subject.lemb	Recursos hídricos -- Gestión
dc.subject.proposal	QUAL2K
dc.subject.proposal	Calidad del agua
dc.subject.proposal	Modelación matemática
dc.subject.proposal	Análisis de sensibilidad
dc.subject.proposal	Incertidumbre
dc.subject.proposal	Vertimientos
dc.subject.proposal	Toma de decisiones
dc.title	Revisión bibliográfica del uso del software QUAL2K como herramienta de apoyo en la toma de decisiones para la gestión de la calidad del agua
dc.type	bachelor thesis
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversion	http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.drive	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.local	Trabajo de Grado	spa
dc.type.version	info:eu-repo/semantics/acceptedVersion