Zona de Mezcla: Definición Normativa, Cómo Estimarla y sus Implicaciones para el Permiso de Vertimiento

¿Qué es la zona de mezcla y por qué importa?

Cuando un efluente se descarga en un río, no se mezcla instantáneamente con toda el agua del cuerpo receptor. Durante una distancia que puede ser de metros a kilómetros, las concentraciones del efluente y del río no están homogeneizadas: existe una zona de mezcla, donde las concentraciones varían en la dirección transversal (de orilla a orilla) y longitudinal (a lo largo del río).

La importancia práctica es esta: si el cumplimiento de los criterios de calidad se evalúa inmediatamente en el punto de descarga, siempre se encontrarán excedencias, porque la concentración del vertimiento puro es mayor que el criterio. La norma colombiana reconoce esto explícitamente y define un punto de cumplimiento.

El punto de cumplimiento según el Decreto 1076

El Artículo 2.2.3.3.3.5 del Decreto 1076 de 2015 establece que el cumplimiento de los criterios de calidad del agua del cuerpo receptor se evalúa al final de la zona de mezcla, no en el punto de descarga. Este "final de la zona de mezcla" se entiende como el punto aguas abajo donde la concentración del efluente se ha diluido y homogeneizado con el flujo del río.

Factores que determinan la extensión de la zona de mezcla

Caudal del río: a mayor caudal (mayor dilución), la mezcla puede completarse en menor distancia relativa, pero la distancia absoluta puede ser mayor.

Geometría del cauce: ríos rectos tienen mezcla transversal más lenta que ríos con meandros, donde la curvatura genera flujos secundarios que aceleran la mezcla.

Coeficiente de dispersión transversal (D_t): depende de la velocidad del flujo y la profundidad. En ríos andinos de alta pendiente, D_t es mayor que en ríos de planicie.

Posición del punto de descarga: una descarga central en el cauce se mezcla más rápido que una descarga en la orilla.

Métodos de estimación

Balance de masas simple

Para una estimación preliminar de la concentración al final de la zona de mezcla, el balance de masas simple es suficiente: C_mezcla = (Q_río·C_río + Q_vert·C_vert) / (Q_río + Q_vert). Si esta concentración ya cumple los criterios de la Res. 0565, la zona de mezcla no es un problema.

Modelo 1D de transporte (ADE)

Para estimar la longitud de la zona de mezcla longitudinal y el perfil de concentración, el modelo ADE de la Guía Minambiente 2018 estima la distancia necesaria para que la pluma del vertimiento se integre con el flujo del río. La fórmula aproximada de Fischer et al. (1979) para mezcla transversal es: L_mezcla ≈ 0.4 · U · W² / D_t, donde U = velocidad media, W = ancho, D_t = coeficiente transversal.

Modelo 2D en planta

Para ríos muy anchos o donde la asimetría transversal es importante (vertimiento en la orilla de un río grande), un modelo 2D puede representar mejor la extensión de la zona de mezcla. Sin embargo, para la mayoría de ríos colombianos medianos, el modelo 1D de mezcla completa transversal es suficiente más allá de la zona de mezcla.

Referencias

• Decreto 1076 de 2015. Artículo 2.2.3.3.3.5. Colombia.
• Resolución 0565 de 2026. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible.
• Fischer, H.B. et al. (1979). Mixing in Inland and Coastal Waters. Academic Press.
• Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (2018). Guía Nacional de Modelación del Recurso Hídrico. Bogotá: MADS.