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Más Allá de QUAL2K: WASP, MIKE y Otros Modelos bajo la Normatividad Colombiana

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El ecosistema de modelos de calidad del agua

QUAL2K es el modelo más usado en Colombia para estudios de PORH y EAV, pero la Guía Nacional de Modelación del Recurso Hídrico (Minambiente 2018) no exige exclusivamente QUAL2K: acepta cualquier modelo equivalente con capacidad demostrada para el tipo de problema. Conocer el ecosistema de modelos disponibles permite elegir la herramienta más apropiada para cada caso.

QUAL2K: fortalezas y limitaciones

QUAL2K (Chapra et al. 2008) es un modelo 1D estacionario dendrítico desarrollado por la USEPA. Sus fortalezas son: gratuito, ampliamente documentado, aceptado internacionalmente, interfaz amigable (Excel+VBA), y un marco cinético completo para OD, DBO, nutrientes, algas, sólidos y patógenos.

Sus principales limitaciones: no modela dinámica temporal real (es estacionario), no modela más de una dimensión espacial, no incluye sedimento en suspensión cohesivo de forma completa, y la versión Excel puede tener limitaciones computacionales para redes muy grandes.

WASP (Water Quality Analysis Simulation Program)

Desarrollado por la USEPA y disponible gratuitamente, WASP es más flexible que QUAL2K: puede modelar ríos, estuarios, lagos y embalses, en 1D, 2D o 3D, con regímenes estacionarios o dinámicos. Incluye módulos para eutrofización, sedimentos, tóxicos orgánicos y metales.

WASP es especialmente útil para: modelación de embalses con estratificación (que QUAL2K no puede hacer), análisis de tóxicos orgánicos como PCBs o pesticidas, y estudios de cuencas complejas con múltiples cuerpos de agua interconectados.

MIKE 11 / MIKE HYDRO (DHI)

Desarrollado por el Danish Hydraulic Institute (DHI), MIKE 11 y su sucesor MIKE HYDRO son modelos hidráulicos y de calidad del agua de carácter comercial. Son muy robustos para hidráulica 1D y tienen módulos de calidad del agua (MIKE ECO Lab) configurables por el usuario.

Se usan en Colombia principalmente en proyectos de infraestructura hídrica, concesiones de agua y estudios de cuencas reguladas donde la hidráulica es compleja. El costo de licencia es su principal barrera para uso generalizado.

HEC-RAS con módulo de calidad del agua

El HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System) del US Army Corps of Engineers es gratuito y ampliamente usado en Colombia para modelación hidráulica. A partir de la versión 5.0, incluye un módulo de calidad del agua 1D/2D con parámetros de OD, DBO, nutrientes y temperatura.

Su ventaja es que combina hidráulica y calidad en un solo entorno. Su limitación es que el módulo de calidad es menos maduro que QUAL2K y tiene menor documentación de uso en contexto colombiano.

Referencias

  • Chapra, S.C., Pelletier, G.J. & Tao, H. (2008). QUAL2K: A Modeling Framework for Simulating River and Stream Water Quality. Versión 2.11. US EPA.
  • Wool, T.A. et al. (2020). Water Quality Analysis Simulation Program (WASP8). User Documentation. US EPA.
  • DHI (2017). MIKE HYDRO River User Guide. Copenhagen: DHI.
  • Brunner, G.W. (2016). HEC-RAS 5.0 Reference Manual. Davis, CA: USACE.
  • Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (2018). Guía Nacional de Modelación del Recurso Hídrico. Bogotá: MADS.
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