Más Allá de DBO y SST: Cómo Modelar Metales, Pesticidas y Contaminantes No Convencionales en Ríos

El mundo de los contaminantes más allá de la DBO

La mayoría de los estudios de calidad del agua en Colombia se centran en los parámetros de la Resolución 0631: DBO5, SST, pH, temperatura, coliformes. Pero existe un universo de contaminantes que también impactan los ecosistemas acuáticos y que, en ciertos contextos, son los más relevantes: metales pesados en zonas de minería, pesticidas en zonas agrícolas, hidrocarburos en áreas de explotación de petróleo, microplásticos en zonas urbanas.

Este artículo describe cómo abordar la modelación de estos "contaminantes no convencionales" y cuáles son las herramientas disponibles.

¿Puede QUAL2K modelar contaminantes no convencionales?

QUAL2K tiene una capacidad limitada para contaminantes no convencionales. Su módulo de "trazadores conservativos" permite modelar sustancias que no reaccionan (conservativas), pero no incluye:

Especiación química de metales (equilibrio entre formas disueltas, coloidas y particuladas).

Adsorción al sedimento (coeficiente de partición K_d entre agua y sólidos).

Volatilización de compuestos orgánicos semi-volátiles.

Bioacumulación en la cadena trófica.

Para modelar explícitamente el comportamiento de metales pesados o pesticidas, se necesitan herramientas más especializadas.

WASP: el modelo para contaminantes tóxicos

El modelo WASP8 (USEPA) incluye módulos específicos para:

TOXI (sustancias tóxicas): modela pesticidas, PCBs, HAPs y otros compuestos orgánicos con adsorción al sedimento, volatilización y degradación fotolítica.

Metales pesados: especiación básica con equilibrio entre formas disueltas y particuladas.

Mercurio: módulo específico para el ciclo del mercurio, incluyendo metilación en sedimentos (relevante para zonas de minería de oro en Colombia: Chocó, Bajo Cauca, Sur de Bolívar).

Comportamiento de metales en el agua: conceptos básicos

Los metales pesados (Hg, Pb, Cd, As, Cr, Cu, Zn) no se degradan: son conservativos en términos de masa total. Sin embargo, su especiación - la distribución entre formas disueltas, coloidales y particuladas - cambia con el pH, el potencial redox, la salinidad y la materia orgánica disuelta.

A pH bajo (aguas ácidas de drenaje minero): los metales tienden a permanecer disueltos → más biodisponibles → más tóxicos.

A pH alto o en aguas con alta materia orgánica: los metales pueden precipitar o adsorberse al sedimento → menos disponibles pero acumulados.

En zonas de cambio de pH (confluencia de drenaje ácido con río de pH normal): precipitación masiva de hidróxidos metálicos → turbidez visible ("agua naranja" del Segovia-Remedios en Antioquia).

Pesticidas: más complejos que los metales

Los pesticidas agrícolas (glifosato, clorpirifos, cypermethrin, endosulfan) tienen comportamiento más complejo que los metales: se degradan (hidrólisis, fotólisis, biodegradación), se volatilizan y se bioacumulan en organismos acuáticos.

Para la modelación de pesticidas, los datos mínimos necesarios son: constante de hidrólisis, constante de biodegradación, K_ow (coeficiente de partición octanol-agua, indicador de bioacumulación), K_d (partición agua-sedimento).

Referencias

• Wool, T.A. et al. (2020). Water Quality Analysis Simulation Program (WASP8). User Documentation. US EPA.
• USEPA (2016). The WASP8 Toxicant Module. EPA/600/R-16/056.
• Decreto 1076 de 2015. Criterios de calidad del agua para metales.
• Resolución 0565 de 2026. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible.