P 2.7. Inf Modelacion RH

BARRANQUILLA VERDE – AUTORIDAD AMBIENTAL URBANA
Contrato EPA BV – IDL 07 - 2019
Realizar los estudios técnicos que permitan adoptar los objetivos de calidad para el Sistema de
caños de la ciudad de Barranquilla, Arroyo León y Ciénaga de Mallorquín en el corto, mediano y
largo plazo, así como la elaboración de la propuesta de la autoridad ambiental y demás actuaciones
para el establecimiento de metas de cargas de DBO5 Y SST en los cuerpos de agua de la
jurisdicción del E.P.A. BARRANQUILLA VERDE para el periodo 2.020-2.024, conforme a lo
establecido en el decreto 1076 del 2015 y normatividad complementaria. -primera fase.-
PRODUCTO No 2.7 – P 3.8. ANEXOS O TEMAS RELACIONADOS

P.3.8. Escenarios de metas (ver ítem 5.2. –
escenarios de metas)
P.2.7. Presentar la modelación del recurso P.3.9. Escenarios de metas y cronogramas

hídrico conforme a la Guía Nacional de (ver ítem 5.2.4. – escenarios de metas)
Modelación del Recurso Hídrico, conforme al
protocolo presentado a Barranquilla Verde y Adicional 2. Formatos de metas y
previamente aceptado por la autoridad cronogramas para municipios y ESP´S
ambiental.
Adicional 3. Formatos de metas y
cronogramas para industrias.
P 2.7. MODELACION DE CALIDAD DE CUERPOS DE AGUA DE LA JURISDICCION DE EPA

BARRANQUILLA VERDE
BARRANQUILA, marzo de 2019
1
Tabla de contenido
TABLA DE CONTENIDO 2
INTRODUCCIÓN 6
1. OBJETIVOS 7
1.1. OBJETIVO GENERAL 7

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 7
2. ALCANCES 7
3. MODELO CONCEPTUAL 7
3.2. LA OPCIÓN PROPUESTA: ANÁLISIS Y JUSTIFICACIÓN 9

3.2.1. PARA QUÉ SE MODELA UN CUERPO DE AGUA 10
3.2.2. ABANICO DE OPCIONES 10
3.2.3. SELECCIÓN DE UNA OPCIÓN COSTO-EFECTIVA PARA MODELAR LOS CUERPOS DE AGUA DE LA JURISDICCIÓN DEL
EPA BARANQUILLA VERDE 12
3.3. DESCRIPCIÓN DEL MODELO A IMPLEMENTAR 13
3.4. MODELACIÓN SIMPLIFICADA DE CORRIENTES DE STREETER AND PHELPS: MODELO CONCEPTUAL 21
3.5. REQUERIMIENTOS DEL MODELO 22
3.6. HERRAMIENTAS DE SOPORTE DEL MODELO 24
4. METODOLOGÍA: PASO A PASO 25
4.1. DEFINIR EL QUÉ Y EL PARA QUÉ: PASOS Y VARIABLES 25

4.2. DETERMINAR LOS CUERPOS DE AGUA Y TRAMOS A MODELAR 27
4.3. DISEÑO DE LA HOJA DE CÁLCULO EN EXCEL QUE SOPORTA LA MODELACIÓN CON LA DESCRIPCIÓN DE DATOS Y
VARIABLES 28
4.4. EL ENFOQUE Y LOS ESCENARIOS DE MODELACIÓN 30
5. CÁLCULOS, ANÁLISIS Y RESULTADOS 30
5.1. MODELACIÓN DE CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN DE CARGAS DE DBO5 31

5.1.1. ARROYO LEÓN 31
5.1.1.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre el vertido de LA EDAR EL
PUEBLO y el punto de entrega a la ciénaga de Mallorquín 32
2
Fuente. IDL S.A.S. 2020 33
5.1.1.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el punto anterior al vertido de LA
EDAR EL PUEBLO y el punto de entrega a la ciénaga de Mallorquín ajustado al uso de largo plazo
como el más restrictivo. 34
5.1.2. SISTEMA DE CAÑOS: SECTOR 1. 36
A continuación se presentan los resultados de los escenarios de calidad modelados para este caño:
37
5.1.2.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre aguas arriba del vertido de
TERQUIN y el punto y el final del tramo. 37
5.1.2.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre aguas arriba del vertido de TERQUIN
y el final del tramo ajustado al uso de largo plazo como el más restrictivo: CLASE I. 40
5.1.3.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre el punto aguas arriba de
CURTIEMBRES BUFALO y el punto y el final del tramo. 41
5.1.3.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el vertido de CURTIEMBRES BUFALO
(aguas arriba) y el final del tramo ajustado al uso de largo plazo como el más restrictivo. 43
5.1.4. SISTEMA DE CAÑOS: SECTOR 5 44
5.1.4.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre GRASCO (aguas arriba) y el
punto y el final del tramo. 45
5.1.4.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el vertido de GRASCO y el final del
tramo ajustado al uso de largo plazo como el más restrictivo. 47
5.1.5.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre YESOS Y CAOLINES y el punto
y el final del tramo. 48
5.1.5.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el vertido de YESOS Y CAOLINES y el
final del tramo ajustado al uso de largo plazo como el más restrictivo. 49
5.2. DISEÑO DEL ESCENARIO DE METAS CUASIÓPTIMAS DE DBO5 YSST PARA CADA TRAMO, SECTOR O CUERPO DE
AGUA DE LA JURISDICCIÓN DE EPA BARRANQUILLA VERDE. 51
5.2.1. LÍNEA BASE DE USUARIOS Y CARGAS INDIVIDUAS Y POR TRAMOS 51
5.2.2. CARGA MÁXIMA PERMISIBLE – CMP POR CUERPO DE AGUA Y POR TRAMOS AL AÑO 2020 53
5.2.3. CAPACIDAD RESIDUAL DE CARGA-CRC 54
5.2.4. Escenarios de metas cuasióptimas de reducción de cargas 55
5.2.4.1. Para DBO5 55
5.2.4.1. Metas cuasióptimas de SST por tramos e individuales 57
5.2.4. CRONOGRAMA DE CUMPLIMIENTO DE METAS 57
5.2.5. METODÓLOGA DE EVALUACIÓN DE PROPUESTAS DE METAS INDIVIDUALES DE CARGAS DE DBO5 Y SST58
5.2.5.1. Evaluación de propuestas de metas en Tramos con capacidad residual de carga- CRC 58
5.2.5.2. Evaluación de propuestas de metas en Tramos sin capacidad residual de carga-CRC 59
5.2.5.3. Metas presuntivas de cargas 59
6. CONCLUSIONES 59
7. RECOMENDACIONES 60
3
Lista de tablas
Tabla 1.Resumen de resultados de las últimas campañas de muestreo- Arroyo León________________32

Tabla 2. Calidad de aguas sector 1- últimas campañas________________________________________38
Tabla 3. Cargas de DBO5 y SST por cuerpos de agua, sectores y tramos__________________________53
Tabla 4. Carga Máxima Permisible – CMP de DBO5 por cada cuerpo de agua o sector______________54
Tabla 5. Capacidad residual de carga_____________________________________________________55
Tabla 6. Metas cuasióptimas de cargas de DBO5____________________________________________56
Cuadros
Cuadro 1. Opciones para la selección de un modelo de calidad de corrientes______________________11

Cuadro 2. Tipos de modelos según el alcance_______________________________________________12
Cuadro 3. Fases ya actividades del modelo_________________________________________________13
Cuadro 4. Cuerpos de agua de EPA B.VERDE que requieren modelación de capacidad de carga________28
Gráficos
Grafica 1. Modelación de CARGA ADMISIBLE para condiciones actuales – Arroyo León______________33

Grafica 2. Modelación de CARGA ADMISIBLE para condiciones futuras (cumpliendo objetivos de calidad) –
Arroyo León_________________________________________________________________________35
Grafica 3. Modelación de condiciones actuales del caño La Ahuyama.___________________________39
Grafica 4. Modelación de condiciones para objetivos de calidad 2020 -2030 del caño La Ahuyama.____40
Grafica 5. Modelación escenario 1- Sector 3, caño Arriba .Fuente. IDL, 2020.______________________42
Grafica 6. Modelación escenario 2- Sector 3, caño Arriba______________________________________43
Grafica 7. Resultados modelación sector 5 para condiciones actuales.___________________________46
Grafica 8. Resultados modelación sector 5 para condiciones garantizar objetivos y criterios de calidad CLASE
I.__________________________________________________________________________________47
Grafica 9. Resultados modelación sector 7 para condiciones actuales.___________________________49
Grafica 10. Resultados modelación sector 5 para condiciones garantizar objetivos y criterios de calidad CLASE
I.__________________________________________________________________________________50
Grafica 11. Línea base de cargas de DBO5 y SST individuales y por tramos________________________52
Ilustraciones
Ilustración 1. Fase del proceso de referencia para la modelación de calidad del agua_________________8
Ilustración 2. Identificación del Sistema de caños EPA Barranquilla verde_________________________24
Ilustración 3. Nomograma de cargas permisibles para fuentes receptoras de vertimientos.___________25
Ilustración 4. Esquema general de discretizacion para la modelación____________________________27
Ilustración 5.Hoja de cálculo, base para modelación de carga admisible de DBO5__________________29
Ilustración 6. Arroyo León_______________________________________________________________31
Ilustración 7. Caño La Ahuyama__________________________________________________________37
Ilustración 8. Sistema de caños, sector 5.__________________________________________________44
4
Introducción
LA modelación de calidad en cuerpos de agua, es una herramienta de gran valor en los procesos de
administración, control y panificación del recurso hídrico y sus usos. Entre otros atributos, los
estudios de modelación permiten:
 Analizar la evolución de los contaminantes a partir de un punto de vertido
 Facilitan la comprensión de los mecanismos e interacciones que se producen en los

diferentes tipos de sistemas acuáticos, mediante una formulación y una comprobación de
hipótesis causa-efecto que relacionan las entradas de agua residual y la calidad del agua
resultante.
 Aportan unas bases racionales para tomar decisiones de control de la calidad de aguas
(herramientas de gestión del agua)
 Los Modelos de calidad implican una simplificación de la realidad, se simulan aquellos

aspectos considerados importantes (se omiten los que no tienen relevancia para los
objetivos buscados)
Entre las utilidades más relevantes y oportunas de los modelos en la administración de los recursos
hídricos se tienen:
1. Muy útil en la definición de los usos potenciales del recurso hídrico

2. Para la determinación de los criterios de calidad limitantes para el usos proyectado del
recurso
3. En la determinación de la capacidad de carga o capacidad de asimilación de carga orgánica
de los cuerpos de agua
4. En la modelación de escenarios probables, como condición para establecer metas de carga
de vertimiento puntual al tramo o cuerpo de agua.
El estudio que se adelanta está orientado a complementar las bases técnicas que exige el Capítulo 7
del decreto 1076 de 2015 (tasa retributiva) como bases previas para convocar a una consulta
quinquenal de metas de cargas de DBO5 y SST en la jurisdicción de EPA BARRANQUILLA VERDE.
El objeto principal es poder determinar la capacidad de asimilación de caga de los cuerpos de agua
que no cuentan con un Plan de Ordenamiento del Recurso Hídrico – PORH acogido y con base en
estos resultados, definir los escenarios de metas de cargas que más le convienen a los cuerpos de
agua de la jurisdicción en el proceso de consulta de metas de cargas de DBO5 y SST que ha de
convocar la autoridad ambiental próximamente.
5
Las bases y fundamentos metodológicos de la modelación, como lo exigían los términos del
contrato, ya fueron puestas a consideración y aprobados en la primera fase por parte del
coordinador del proyecto asignado por el contratante.
1. Objetivos
1.1. Objetivo general
Desarrollar la modelación del recurso hídrico conforme al protocolo de Modelación del Recurso
Hídrico, presentado a Barranquilla Verde y previamente aceptado por la autoridad ambiental.
1.2. Objetivos específicos
1.2.1. Determinar la capacidad de carga para los cuerpos de agua de la jurisdicción de EPA
BARRANQUILLA VERDE donde aún no se haya formulado y acogido un plan de Ordenamiento del
recurso hídrico
1.2.2. Diseñar el modelo de metas cuasióptimas como fundamento de soporte para la evaluación de
las propuestas de metas individuales, grupales y globales de cargas de DBO5 y SST que se
presenten ante la autoridad ambiental en el proceso de consulta de metas quinquenales e cargas a
ser convocado próximamente.
2. Alcances
La modelación se desarrolla para dar cumplimiento al producto 2.7 del contrato 071 celebrado entre
IDL Luis F Castro S.A.S y EPA BARRANQUILLA VERDE, donde se requiere: Presentar la
modelación del recurso hídrico conforme a la Guía Nacional de Modelación del Recurso Hídrico,
conforme al protocolo presentado a Barranquilla Verde y previamente aceptado por la autoridad
ambiental.
3. Modelo conceptual
3.1. Lineamiento y condicionantes de la guía nacional de modelación de fuentes superficiales

(MADS, 2018)
6
En este ítem se describen los aspectos más relevantes desde el punto de vista técnico y estratégico,
destacando factores de viabilidad y conveniencia de la acción propuesta para resolver el problema
en condiciones de tiempo y soporte económico establecido en el contrato.
De acuerdo con MADS (2018), …los siguientes, como se muestra en la figura a continuación, son
algunos de los pasos planteados por los diversos autores en sus protocolos planteados y citados
anteriormente, para finalmente formular un protocolo simplificado como marco recomendado para
efectuar los procesos de modelación de calidad de agua de manera efectiva
Fuente. MADS, 2018. Protocolo de modelación de la calidad del agua.
Ilustración 1. Fase del proceso de referencia para la modelación de calidad del agua
No obstante, dice la misma guía, refiriéndose al protocolo propuesto:
7
…al considerar la modelación de la calidad del agua como un proceso con diversidad de criterios y
metodologías, el protocolo propuesto puede ser adaptado o complementado, dependiendo de las
particularidades del problema, las características del cuerpo de agua o sistema a modelar y los
objetivos de la modelación.
En este sentido, lo que se presenta a continuación es el resumen de las condiciones que definen el
problema que debe resolver el EPA BARRANQUILLA VERDE, de tal forma que la selección y la
propuesta correspondiente sí se ajuste a un modelo que responda a dichas necesidades y alcances.
En el modelo seleccionado y explicado a continuación, se explica la correspondencia entre fases y
pasos, a partir del modelo teórico que plantea el MADS.
La guía del MADS, no establece ni obliga la selección o adopción de ningún modelo especifico, pues
como ella misma lo expresa, no existe ningún modelo óptimo sino, la disposición de cada entidad de
estudiar y seleccionar un modelo que sea capaz de dar una respuesta costo efectiva al problema
que se quiere resolver. En este sentido, los modelos pueden servir para varios fines u objetivos
específicos como (MADS, 2018):
1. La determinación de la capacidad asimilativa de sustancias biodegradables o

acumulativas y la capacidad de dilución de sustancias no biodegradables (artículo
2.2.3.3.1.7 del Decreto 1076 de 2015).
2. La aplicación de los modelos de simulación, utilizando varios escenarios probables, en la

identificación de los usos potenciales del recurso hídrico (artículo 2.2.3.3.1.8 del Decreto
1076 de 2015).
3. El control sobre el cumplimiento de los criterios de calidad del agua para la destinación
del recurso hídrico por fuera de la zona de mezcla (artículo 2.2.3.3.3.5 del Decreto 1076 de
2015).
4. La predicción, a través de modelos de simulación, de los impactos que cause el

vertimiento en el cuerpo de agua, en función de la capacidad de asimilación y dilución del
cuerpo de agua receptor y de los usos y criterios de calidad (Parágrafo 1 del artículo
2.2.3.3.5.3 del Decreto 1076 de 2015).
En el caso especial que se ocupa, lo que se requiere es un modelo muy versátil que permita modelar
la capacidad de asimilación de los cuerpos de agua o tramos, determinando su capacidad de carga
orgánica de tal forma que permita a la autoridad poder simular cuales son los niveles de
contaminación que resiste el cuerpo de agua en el corto, mediano y largo plazo para los escenarios
actuales o proyectados que se quieren modelar.
3.2. La opción propuesta: análisis y justificación
3.2.1. Para qué se modela un cuerpo de agua
Antes de iniciar cualquier actividad relacionada con la modelación de la calidad del agua se deben
tener claramente definidos los objetivos del estudio. A continuación se citan algunos de los estudios
8
o actividades enfocados en el proceso del ordenamiento del recurso hídrico y la evaluación
ambiental de vertimiento (MADS, 20181):
Establecimiento de los objetivos de calidad.

 Determinación de la carga permisible en un tramo del recurso hídrico.
 Definición de las metas de reducción de cargas contaminantes.
 Comparación de escenarios de gestión del recurso hídrico.
 Evaluación ambiental del vertimiento.
 Reglamentación de los vertimientos de acuerdo con los resultados del PORH.
La definición de objetivos de calidad hídrica, de acuerdo con el Decreto 1076 de 2015 (CAPITULO 3
- ORDENAMIENTO DEL RECURSO HIDRICO y VERTIMIENTOS), debe ser en lo posible, un resultado
de la implementación de los procesos de ordenamiento del recurso hídrico. En este contexto,
aparece entonces el manejo de escenarios de futuro en el cual, no solamente deben definirse los
usos futuros del cuerpo de agua sino, que las autoridades ambientales deben poder proyectar la
capacidad de asimilación de contaminantes de los cuerpos de agua, de tal forma que sea dicha
capacidad, la que dicte los límites de control (cargas y concentraciones de sustancias reguladas)
para las empresas que usan esos cuerpos de agua como receptores de sus descargas puntuales.
La necesidad urgente en este caso de la autoridad ambiental, es la de diseñar una herramienta de

modelación que apoye la planificación y diseño de escenarios futuros de calidad de los cuerpos de
agua de su jurisdicción, como insumo para dos tareas urgentes:
 Para establecer objetivos de calidad de cuerpos de agua al corto mediano y largo plazo.
 Para definir el marco de las metas globales de cargas de DBO5 y SST para el quinquenio
2010 -2025.
3.2.2. Abanico de opciones
La selección del modelo depende de múltiples condiciones y variables, entre las que se destacan los
tiempos requeridos, la información disponible, los recursos y la tecnología (software) a disposición
por cuanto se debe decidir si usar un software existente, es decir comprarlo, o desarrollar uno
propio.
En el caso de haber decido adquirir un modelo licenciado, se deben considerar los siguientes
criterios (Sierra, 2019)2
• Características del modelo.

 Las variables y los procesos que simula el programa.
 Las escalas de tiempo y espacio
 Las técnicas de solución.
• Complejidad.
• Restricciones y limitaciones del modelo.
• Experiencia del modelador
1 GUIA NACIONAL PARA MODELACION DE CORRIENTES. MADS, 2018
2 ACODAL, 2019. Curso sobre modelación de Corrientes.
9
• Aplicaciones previas
• Ventajas y desventajas.
• Información existente
• Costo del software.
• Documentación.
• Actualización y/o soporte técnico.
• Para la selección de un modelo que integre algunas de las siguientes variables: (DBO 5, SST,
NH4 y OD), se presenta el siguiente abanico de posibilidades:
Cuadro 1. Opciones para la selección de un modelo de calidad de corrientes
Características
Modelo Complejidad Restricciones Flexibilidad $ Actualización Soporte Aplicaciones
del modelo
Rio Cauca: evaluación del

Unidimensional y
Epd_Riv 1 √ (5) Alta (3) Media (3) Libre (4) 2005 (3) No(2) vertimiento del relleno sanitario
dinámico (5)
El Guabal(2)
Formulación del PORH en el río

Medellín (Área Metropolitana)
formulación del PORH para el
Rionegro (Antioquia), Cornare
Modelación del Río Ocoa
(Cormacarena)(5).
Estado estable y
Qual2K √(5) Media(4) Media (3) Libre(4) 2009 (4) No(2) UNINORTE, 2009. Universidad
unidimensional (4)
del Norte. Eduardo Andrés.
Buelvas Gutiérrez y asociados.
Modelación de la calidad del
agua del arroyo León el
utilizando el modelo
computacional programa
QUAL2K. (2009)
Modelación del Río Cauca

Mike 11 √ (5) Alta (3) Ninguna(5) Alta(5) ND(1) 2011(4) Si(3)
(CVC)(2)
Solamente simula
Estado estable
Ríos 4 DBOC, DBON y Baja Baja Libre Inactivo No Ninguna reportada
Flujo uniforme
OD
Solamente simula
Estado estable Programa de saneamiento del
DOSAG DBOC, DBON y Baja Baja Libre 2011 No
Flujo uniforme Río Medellín, 1983
OD
Streeter DBOC, DBON y Estado estable

Baja (3) Baja(2) Libre(4) 2012(5) No(2) Amplia utilización(5)
and Phelps OD (1) Flujo uniforme(4)
Fuente. ACODAL, 2019
Notas del cuadro:
5 cumple perfectamente y/o es un atributo altamente diferenciable

4 cumple bien y/o es un atributo que agrega valor
3 cumple regular y/o es un atributo indiferente
2 cumple deficientemente y/o es un atributo subsanable
10
1 no cumple
3.2.3. Selección de una opción costo-efectiva para modelar los cuerpos de agua
de la jurisdicción del EPA BARANQUILLA VERDE
Ya se ha mencionado la importancia de la tecnología, la información y los recursos para la selección

del modelo de calidad que más se acomode a la necesidad que se quiere resolver. Además de las
opciones que se presentan en el cuadro 1, también se debe tener claro la tipología del modelo en
función del alcance, como se muestra en el cuadro a continuación:
Cuadro 2. Tipos de modelos según el alcance
Tipo de modelo de calidad Alcance

 Presentar la calidad del agua actual en detalle
Descriptivo  Realizar interpolaciones de datos observados
 Determinar la capacidad asimilativa de un RH

 Determinar que parámetro está afectando la
calidad del agua (velocidad del agua, DBO,
Predictivo tóxico, SST…)
 Establecer objetivos de calidad del agua
 Ubicación y selección de la eficiencia de una
PTAR
 En general, estudios que impliquen altas
inversiones de dinero (planes de monitoreo,
Estudios específicos efectos de medidas de mitigación, permiso de
vertimientos…)
 Otros
De acuerdo con los argumentos anteriores, sumado a que el proyecto no incluye la adquisición ni
legalización de software para la modelación, IDL Ingeniería recomienda adaptar el modelo de
Streeter and Phelps a las condiciones, información y tipología de necesidad a resolver para generar
un escenario mixto (descriptivo – predictivo) para la calidad de los recursos hídricos en jurisdicción
del EPA Barranquilla Verde.
En el ítem a continuación de este protocolo, se presenta la descripción del modelo, relacionándolo

con las fases y pasos definidos en la figura 5 de la Guía de Modelación del MADS (2018) 1
3.3. Descripción del modelo a implementar
1 Guía para la modelación de corrientes. MADS, 2018.
11
La teoría básica de la modelación plantea los siguientes pasos o secuencia lógica, como condición
para la validación del modelo y garantizar su efectividad en la solución de los problemas planteados
para quien lo diseña y aplica en la cotidianidad misional (MADS, 2018) 1.
La secuencia del modelo debe contemplar los siguientes pasos:

Cuadro 3. Fases ya actividades del modelo
Fase Actividad Observaciones

1. Definición de metas y
objetivos del estudio
2. investigación preliminar Recopilación de información de
instrumentos existentes
Recopilación de la información
de las redes
hidrometeorológicas y de
calidad hídrica existentes
Identificación de usuarios del

recurso hídrico
Reconocimiento de campo
3. Formulación del modelo Esquematización del sistema En este punto se definen

conceptual esquemas que indiquen:
entradas, salidas, fuentes,
sumideros y procesos
fisicoquímicos y biológicos
dominantes identificados en
el sistema a modelar. Así
mismo indicar la
segmentación inicial del
sistema según características
hidrológicas, hidráulicas,
ecológicas, geomorfológicas,
topográficas, usos de suelo o
calidad del agua, teniendo en
cuenta además la definición
de los tramos a partir del
inventario de usuarios que
realizan vertimiento.
Se aprovecha la información
preliminar de la construcción
de o perfiles de calidad de los
tramos a modelar.
Definición de los procesos y La propuesta inicial de
variables a simular parámetros a simular ya fue
1 Ibíd.
12
indicada anteriormente y
dentro del protocolo de
monitoreo. El modelo requiere
trabajar con las siguientes
variables:
 Caudal de entrada
 Caudal de salida
 Oxígeno disuelto –
OD (mg/l)
 DBO5 (mg/l)
 DBOu (mg/l)-
calculada en función
de la DBO5
 Temperatura
ambiente- oC
 Temperatura del
agua - oC
Todas estas variables se
miden en los tramos.
Dado que se trata de un modelo

descriptivo – predictivo de bajo
nivel de complejidad, el modelo
no podrá considerar, además de
los procesos bio-químicos que
generan transformaciones en la
calidad del agua, la eventual
influencia de procesos físicos
que ocurren a nivel de cuenca y
que pueden tener implicaciones
en la calidad, incluyendo
remansos y almacenamientos
temporales generados durante
crecientes, intrusión de cuña
salina en cuerpos de agua
influenciados por la dinámica
marina, entre otros procesos.
Determinación de la Lo ideal es aplicarlo tanto en

condición climática y invierno como en la época
estacional a simular más seca del año.
En este caso, la temporalidad
corresponde con el
comportamiento climático de
la zona en los meses de
noviembre-diciembre de
2019.
Selección o desarrollo del La complejidad del modelo es
código del modelo un factor clave en los
13
estudios de modelación.
Mientras más complejo es un
modelo, se requiere un mayor
grado de esfuerzo para su
implementación, calibración y
validación. Es importante
señalar que, por cada
variable de calidad adicional
incluida en la modelación, se
hace necesario un grado
adicional de esfuerzo en el
proceso de calibración y
validación que implica una
adquisición y análisis de
datos adicionales; si no se
cuenta con dichos datos, los
resultados obtenidos para
dicho componente son
cuestionables. Por lo anterior,
es importante tener en cuenta
que la selección del código
del modelo debe ser
concordante con la
información disponible y los
objetivos de la modelación
(MADS, 2018).
Criterios de selección Ver cuadro 1.

Razones de peso para
seleccionar la opción de
Streeter and Phelps como a
que más se acomoda a los
tiempos , recursos y
disponibilidad de información
Características del modelo Ver ítem 3.3. Modelo
conceptual.
Restricciones y limitaciones Ver cuadro 1.
del modelo De todas las opciones
posibles, es el que menos
niveles de complejidad
presenta el que más se
acomoda a las condiciones
de tiempo, información y
recursos (no requiere compra
de licencias y soportes de
modelación)
Aplicaciones previas Con este modelo se han
diseñado programas de
control y seguimiento,
14
objetivos de calidad y metas
de reducción de cargas de
DBO5 y SST en entidades
como (Castro, 2019)1:
Corpocesar
 CRA
 CARDER
 CORPOURABA
 CORPOGUAJIRA
 CDMB
 AMB
 CORMACARENA
 CORPOCALDAS
Flexibilidad Además de flexible por su
baja complejidad, se trata de
un modelo amigable porque
se apoya al 100% en la
plataforma de Excel.
Lo más importante: lo
entiende y maneja la mayoría
del personal que domina el
Excel y tiene formación
profesional en calidad de
aguas. Perfiles obligatorios en
cualquier autoridad ambiental
Costos asociados al uso del Aunque este aspecto ha
modelo disminuido su importancia
últimamente debido a que el
hardware requerido para el
uso de los modelos es cada
vez más asequible y las
técnicas de informática han
alcanzado un nivel de
desarrollo muy alto, es
necesario distinguir entre un
software o paquete de
distribución gratuita o libre y
los programas comerciales.
La ventaja principal de los
paquetes comerciales es que
generalmente son más
amigables y tienen amplio
soporte técnico; en todo caso,
normalmente los resultados
que se obtienen con los dos
1 Asesor para el establecimiento de objetivos de calidad hídrica, tasa retributiva, metas de reducción de cargas de DBO5
Y SST
15
son muy similares. Si se
decide construir un modelo
específico para el caso de
estudio particular, en este
paso se deben considerar los
costos asociados al desarrollo
del mismo (incluyendo los
costos correspondientes a
programación, pruebas de
escritorio, documentación,
entre otros aspectos).
El modelo basado en Streeter
and Phelps no requiere
software adicional ni
licencias.
Documentación En los talleres de
capacitación o reuniones de
trabajo, se realiza la
transferencia del
conocimiento a los
funcionarios responsables de
los programas asociados
(monitoreo de cuerpos de
agua, tasa retributiva, control
y seguimiento). Como se ha
indicado, solo se requiere que
dominen los temas de calidad
de agua y la plataforma
Excel.
Actualización Cada año, cuando se evalúen
metas de cargas y
cumplimiento de objetivos de
calidad como lo requiere el
Capítulo 7 del DUR (1076 DE
2015), simplemente se
alimenta el modelo con la
información de monitoreo y
las autodeclaraciones de
vertimientos líquidos.
Esta es una gran ventaja,
mientras la autoridad
ambiental decide avanzar a
modelos complejos como el
QUAL 2K o QUAL2K W
Protocolo propuesto para la La selección se realiza a
selección del código del partir de experticia de IDL.
modelo- Abanico de modelos Es responsabilidad de la
comerciales disponibles entidad indicar que otros
modelos están en disposición
16
de aplicar, para proceder a la
calificación y selección del
mejor entre el abanico
propuesto.
En este caso, la selección se
realizaría aplicando las
variables y métodos que
establece la guía.
En la tabla 5 de la Guía
(MADS, 2018), se presenta el
abanico de posibilidades
sobre los cuales la entidad
podrá escoger el que decida
aplicar para avanzar a una
fase más compleja.
Actualización Hasta tanto la entidad no
decida implementar modelos
más complejos, éste se
puede seguir aplicando
mientras se conozca y
maneje la metodología.
Planeación y ejecución del Ver protocolo de monitoreo
programa de monitoreo de cuerpos de agua y de
vertimientos
Selección de criterios de En este paso se deben definir
desempeño los criterios para la
calibración y validación del
modelo, lo cual incluye la
descripción de la función
objetivo, las tasas, constantes
y velocidades de
transformación por calibrar y
rangos y algoritmo(s) de
calibración y validación.
El modelo se fundamenta en
los datos anuales de
monitoreo, información
secundaria y el Nomograma
de Thomas para el cálculo de
las variables de:
La = concentración de la
DBOu inmediatamente
después de la descarga.
La aplicación del modelo,

requiere calcular mediante
sistema interactivos el valor
de las siguientes variables:
17
Lo = concentración de la
DBOu inmediatamente antes
del punto de la descarga.
Cuando no se tienen datos de
monitoreo, se recomienda
asumir los valores de
información secundaria,
idealmente locales o
regionales.
Proceso de calibración y Se diseñan y entregan con el

validación del modelo modelo y sus productos.
Es importante indicar que el
modelo trabaja con cálculos
de constantes sobre métodos
e información pre calibrada
con información secundaria y
por tanto, no realiza
calibración directa
constantes. Estos son
requisitos de un modelo
complejo y no simplificado
como el que se propone.
Análisis de sensibilidad e La probabilidad de error o
incertidumbre incertidumbre disminuye con
la calidad de la información
con la cual se corre. En este
caso, con la calidad de los
datos de monitoreo.
De todas maneras, es un
modelo con mayor
incertidumbre, dada su
dependencia de alguna
información secundaria.
Formulación y simulación de Una vez se cuente con un En la media en que el objetivo
escenarios modelo de calidad del agua principal de la modelación es
calibrado y validado, que predecir comportamientos de
represente adecuadamente calidad y capacidad de carga
las transformaciones y como consecuencia de
procesos que ocurren en el descargas puntuales ( no
cuerpo de agua en estudio, incluye cargas difusas, ni
dicho modelo puede ser proceso de reacción internos
usado para la simulación de del cuerpo de agua), los
escenarios que permitan escenarios que más interesa
apoyar la toma de decisiones modelar son:
en fases posteriores del 1. Condición actual; es decir
proceso si las cosas siguen como van
y las empresas siguen
18
vertiendo al ritmo actual.
2, escenario de reducción con
ajuste a LIMITES
PERMISIBLES, es decir
ajustados a los caudales
máximos de consumo y
concentraciones máximas a
verter definidas en el DUR
1076 de 2015.
3. El escenario más exigente
e inmediato al No 2. Es decir,
diseñando una meta más de
reducción de cargas altas que
la anterior. Obviamente se
discute con los personas
encargadas de la autoridad
ambiental
Análisis de resultados Análisis de acuerdo a los
resultados de los escenarios
modelados
Aplicaciones de modelación El Decreto 1076 de 2015 En este caso se aplica para
de la calidad del agua (Capitulo 3) establece tres una parte del PORH, es decir
casos específicos en los que para aquella orientada a
se debe aplicar la modelación establecer objetivos de
de la calidad del agua: calidad hídrica.
elaboración de PORHs,
estimación de la zona de
mezcla en vertimientos y
Evaluación Ambiental del
Vertimiento. La Figura 13
presenta las aplicaciones
mencionadas y los
respectivos artículos del
Decreto en donde se
describen las mismas.
De acuerdo con Sierra (2019)1, el de Streeter and Phelps, es tal vez uno de los modelos demás
amplia utilización en el mundo y en especial, en América Latina. Aunque no es el de más atributos,
como se muestra en el cuadro 1, sí es el más versátil y se acomoda a la resolución de múltiples
problemas cotidianos de las autoridades ambientales relacionados con la descripción y la predicción
de la calidad del agua.
3.4. Modelación simplificada de corrientes de Streeter and Phelps: modelo

conceptual
1 Carlos Alberto Sierra. M.Sc. Water Resources Engineering. ACODAL, 2019.
19
Se propone El modelo de Streeter and Phelps, porque es un modelo simple, de carácter descriptivo
y predictivo que se sustenta en información básica ( monitoreo), la cual puede ser de orden primario
(recomendable en este caso) o secundario, correlacionada con estándares y variables
preestablecidas, es decir, que no requiere la calibración y validación del modelo y sus constantes,
por lo que demandaría grandes inversiones, especialmente en software y licencias de plataforma de
modelación, sumado a mayores tiempos para su desarrollo, si optara por un modelo complejo.
A continuación se describen los significados de las variables involucradas y los procesamientos de

datos:
Definición de los procesos y variables a simular
f = k2/kr constante de autopurificación del cuerpo de agua
k2 = constante de reaireación, por día (d -1)
Kr = constante de la tasa de remoción de DBO, por día (d -1)
Da = Déficit inicial de oxígeno disuelto. Es igual a (Cs – Ca), en mg/l
Dc = Déficit crítico de oxígeno. Es igual a (Cs – Cc), en mg/l
Cs = concentración de oxígeno de saturación en mg/l
Ca = concentración inicial de oxígeno disuelto en mg/l
Cc = concentración mínima aceptable de oxígeno disuelto, mg/l
La = concentración de la DBOu inmediatamente después de la descarga
La aplicación del modelo, requiere calcular mediante sistema interactivos el valor de las siguientes
variables:
Lo = concentración de la DBOu inmediatamente antes del punto de la descarga.
Los una vez definidos los escenarios de modelación, se procede a jugar y reemplazar los datos
reales levantados en las jornadas de monitoreo con los datos que definen cada escenario planteado.
Es el caso de la DBO5 que define el escenario del objetivo de calidad definido (o a definir según sea
el momento del estudio) a corto, mediano y largo plazo lo cual significa, que se deben correr tres
veces el modelo con los datos de los criterios de calidad establecidos o a establecer para cada
clasificación de usos del agua y para cada plazo, a no ser que se haya establecido el mismo usos
para los tres tiempos.
3.5. Requerimientos del modelo
Una vez definidos los tramos objeto de la modelación, se requiere conocer o levantar los siguientes
datos de calidad a la entrada y salida de cada tramo definido para el cobro de la tasa retributiva:
20
 Caudal de entrada del tramo o sector
 Caudal de salida del tramo o sector al mar o a otro cuerpo de agua
 Oxígeno disuelto – OD (mg/l) del tramo o sector
 Oxigeno de saturación del cuerpo de agua (%)
 DBO5 (mg/l) del tramo o sector
 DBOu (mg/l). La DBO5 se asume entre un 80 y un 90% de la DBOu
 Temperatura ambiente- oC
 Temperatura del agua - oC
Como datos de correlación y análisis paralelos, se recomienda conocer información de:
DQO (mg/l)
SST (mg/l)
En la modelación de cuerpos lenticos (ciénagas y lagos) se recomienda mediar compuestos de

fosforo y nitrógeno, los cuales no se indican por cuanto la ciénaga de Mallorquín, ya cuenta con
PORH y no requiere modelación sino, articulación con el nuevo marco de objetivos de calidad, como
lo indica el decreto 3930 de 2010.
Se deben construir esquemas que indiquen: entradas, salidas, fuentes, sumideros y procesos
fisicoquímicos y biológicos dominantes identificados en el sistema a modelar. Así mismo indicar la
segmentación inicial del sistema según características hidrológicas, hidráulicas, ecológicas,
geomorfológicas, topográficas, usos de suelo o calidad del agua, teniendo en cuenta además la
definición de los tramos a partir del inventario de usuarios que realizan vertimiento.
Para la esquematización inicial del sistema, se parte de la localización real de los cuerpos de agua a
modelar, para lo cual se ha construido el siguiente KMZ en el cual se identifican tres puntos clave en
cada sector: inicio, punto medio y final:
21
Ilustración 2. Identificación del Sistema de caños EPA Barranquilla verde
Fuente: Google Earth, 2019.
3.6. Herramientas de soporte del modelo
Una vez establecidas las variables secundarias como f, k2, Kr, Da, Dr, etc., es necesario apoyarse
en el nomograma de Thomas de la figura siguiente para determinar las variables de La y Lo.
22
Ilustración 3. Nomograma de cargas permisibles para fuentes receptoras de vertimientos.
4. Metodología: paso a paso
4.1. Definir el qué y el para qué: pasos y variables
La modelación de capacidad de asimilación de materia orgánica en el contexto la definición de

metas de cargos contaminantes de DBO5 y SST, se constituye en una herramienta fundamental por
cuanto permite a los técnicos y tomadores de decisiones en las autoridades ambientales conocer
los escenario de calidad en los que se mueve un cuerpo de agua y las bases para establecer en qué
manera puede afectarse con las descargas liquidas contaminantes, dependiendo los volúmenes y de
los tiempos estimados para la producción de esas descargas. Específicamente hay tres respuestas
que se esperan absolver con los resultados de la modelación:
1. Conocer si existe capacidad de caga de materia orgánica de un cuerpo de agua en un tramo o

sector determinado.
2.Saber cuál es el volumen máximo de carga que soporta el cuerpo de agua, como referente para
evaluar las propuesta de metas de cargas individuales que deben establecerse a partir de un
proceso de consulta de metas de cargas de DBO5 y SST, conforme a lo establecido en el Capítulo 7
23
del decreto 1076 de 2015. Es en esta respuesta donde se construye el marco de metas
cuasióptimas s de cargas de DBO5 y SST.
3. Establecer hasta qué niveles de cargas se puede permitir en un tramo o sección de un cuerpo de
agua afectado por descargas líquidas puntuales.
La modelación, en este caso de cuerpos loticos (ríos, arroyos, quebradas, caños, etc.), se orienta
fundamentalmente a establecer los niveles de materia orgánica y de Oxígeno disuelto en un tramo
del cuerpo de agua, después de haber sido afectado por una descarga de aguas residuales. En este
sentido, lo que necesitamos en primera instancia es definir los puntos de comienzo y fin del tramo
que se quiere modelar para lo cual se diseña la esquematización simple, en al cual se incluye
además la localización exacta del punto de la descarga, a partir se empieza a generar una
afectación de la capacidad de asimilación de materia orgánica del cuerpo de agua afectado por el
vertimiento.
Una vez diseñado el esquena de discretizacion con la ayuda de una hoja de cálculo en Excel, se
procede a indicar la información de campo requerida para la modelación de cada tramo. El formato
base de discretizacion es el que se muestra en la gráfica a continuación:
24
Datos del rio o tramo antes del vertido Datos del vertido
Dato Unidad Dato Unidad
Caudal del rio o tramo (Qr) m3/s r Caudal del vertimiento (Qw) m3/s
Temperatura del rio (Tr) oC Temperatura vertimiento (Tw) oC
Oxigeno disuelto del Rio (ODr) mg/l Oxigeno disuelto vertimiento (ODw) mg/l
DBO5 del Rio antes del vertido (Lr) mg/l DBO5 vertimiento (Lw) mg/l
vertido
Distancia entre el vertido y la

desembocadura (X) en Km
Condiciones hidraulicas
Lo que se calcula y estructurales del
tramo: Ancho, largo,
profuncidad, velocidad
1. Constantes:
del fluido, etc.
Oxigeno de saturacion (%)
La constante de reoxigenación- Ka (d-1)( A
La constante de reoxigenación- Ka ( A temperatura
del agua aguas abajo)
La Constante de reaccion de la amteria organica -
Kd (d-1)
La constante de sedimentaicon-Ks (d-1)
Desembocadura a otro tramo o

1. Oxigeno disuelto al final del cuerpo de agua
2. DBO5 al final del tramo
Desembocadura
Ilustración 4. Esquema general de discretizacion para la modelación
Fuente. Este estudio IDL SAS, 2020
4.2. Determinar los cuerpos de agua y tramos a modelar
La necesidad de la modelación está planteada por un asunto coyuntural cual es, el de construir una
herramienta para la convocatoria de la consulta de metas de cargas de DBO5 y SST para lo cual, es
necesario que la AA cumpla varias condiciones especiales:
- Tener oficializados los objetivos de jadiad del recurso hídrico
25
- Levantar la base de usuarios que generan descargas puntuales cuantificando sus portes
específicos de DBO5 Y SST.
- Diseñar el marco de metas cuasióptimas de cargas, como la herramienta con la cual se van
evaluar las propuestas de metas de cargas ser presentadas por los usuarios en el proceso
de consulta de metas de cargas de DBO5 y SST.
Lo ideal siempre en estos casos, es poder dar las respuestas de manera planificada y para ello, se
recomienda dar respuesta a estas preguntas desde los Planes de Ordenamiento del Recurso Hídrico
– PORH. En este caso concreto de la jurisdicción de EPA BARRANQUILLA VERDE, tan solo uno de
sus cuerpos de aguas más importantes cuenta con un PORH vigente y acogido mediante acto
administrativo. En el cuadro a continuación se presenta el resumen del estado de sus cuerpos de
agua y las decisiones que deben tomarse mientras se implementa la herramienta de planificación del
PORH.
Cuadro 4. Cuerpos de agua de EPA B.VERDE que requieren modelación de capacidad de carga
Necesidades urgentes para

Cuerpo de agua ¿Tiene PORH acogido? implementar capítulo 7 del
decreto 1076 de 2015
1. Revisar objetivos de
calidad
2. EPA B.VERDE debe
SI. Acogido por Resolución
1. Ciénaga de Mallorquín validarlo y ajustarlo de
0503 de 2018
acuerdo con las
recomendaciones de este
estudio
2. Arroyo León NO Implementar metodología
rápida ad–hoc mientras
desarrolla el PORH para
definir objetivos de calidad y
metas cuasióptimas de
cargas.
3. Sistema de Caños NO
A estos cuerpos de agua se
les debe hacer modelación
de capacidad de asimilación
para definir su capacidad de
carga orgánica.
Fuente. IDL 2020.
Las necesidades están planteadas entorno a dos cuerpos de agua muy esenciales para la
jurisdicción de EPA BARRANQUILLA VERDE: 1. El arroyo León y 2. El Sistema de caños con sus
respectivos sectores.
4.3. Diseño de la hoja de cálculo en Excel que soporta la modelación con la

descripción de datos y variables
26
Una de las ventajas de las plataformas de modelación de capacidad de simulación de materia
orgánica de cuerpos de agua, es que se han adaptado a las hojas de cálculo de Excel como
herramienta masiva de cálculo y procesamiento de datos.
La modelación simplificada de Streeter and Phelps es una de las que más fácilmente a mutado a
esta plataforma, lo cual hace cada día más amigable su uso, en especial en la gestión integral del
recurso hídrico. Las variables, datos y cálculos más importantes en este caso, se manejan con la
siguiente base de Excel:
HOJA DE CALCULO PARA LA MODELACION DE CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE CUERPOS DE AGUA: STREETER AND PHELPS
SIMPLIFICADO
FECHA
MUNICIPIO
RIO
1. CONDICIONES ACTUALES IDENTIFICADAS EN PERFIL DE CALIDAD O INF SECUNDARIA
ESENARIO DE MODELACION
2. MODELANDO CARGAS PARA EL OBJETIVOD E CALIDAD DEL TRAMO
EPA Barranquilla Verde
Cuenca
Cuerpo de agua
Tramo/sector
Calculó
Fecha
Proceso de establecimiento de objetivos de calidad de los cuerpo de agua de la jurisdicción EPA- BARRANQUILLA VERDE
Parámetros y Criterios de calidad del contexto Sustentacion
VARIABLE PARA Objetivo de
PARAMETRO UNIDAD ACTUAL Nivel técnico o
LA SIMULACIÓN Deseado calidad
normativo
definido
m3/h
Caudal del rio
m3/seg
OD mg/L
DBO5 mg/L
SST mg/L
CF NMP/100ml
SIS mg/L
GRASA Y ACEITES mg/L
COLIFORMES TOTALES NMP/100ml
Ph
Temperatura ºC
CALCULOS Y SIMULACION DE CAPACIDAD DE CARGA DEL TRAMO O SECTOR
Cs saturacion de oxigeno Cs mg/L
DBOu L0 mg/L
Temperatura de agua ºC
OD final deseado aguas abajo Cc mg/L
Da deficit de saturacion O2 inicial
Cs - Ca mg/L
Dc deficit de saturacion O2 final Cs -Cc mg/L
Da/Dc adimensional
f constante de autopurificacion f adimensional
La/Dc
La La= Dc*3,2 = 3,7*3,2 mg/L

Kg/h
BDOu
Kg/dia
DBO5 Kg/h
k/dia
Observaciones y
Conclusiones
Ilustración 5.Hoja de cálculo, base para modelación de carga admisible de DBO5
4.4. El enfoque y los escenarios de modelación
27
Para cada tramo o sector definidos como objeto de la modelación se van trabajar los siguientes
escenarios:
Escenario 1. El definido por la condición actual. En el cual se trabaja con las condiciones actuales
con información disponible para saber cuál la capacidad de asimilación de materia orgánica del
tramo o sector del cuerpo de agua en función de la descarga seleccionada como referencia de
modelación. Matemáticamente se busca resolver la ecuación:
DBOu = (La-Lo)*Q
El valor resultante nos indica cual es la CRAGA ADMISISBLE de materia orgánica para las
condiciones modeladas, en este caso, para la situación actual a partir de los datos de monitoreo
obtenidos en las campañas de diciembre de 2019 y enero de 2010.
El resultado dependen principalmente del valor de Oxígeno Disuelto al cual se pretende llega r y por
tanto, se usan los valores a los que se aspiraba en la anterior resolución de objetivos de calidad.
Escenario 2. Remplazando en el tramo los valores de OD y DBO5 establecido como criterio de

calidad para el OBJETIVO DE CALIDAD que se va a definir largo plazo, como el más restrictivo.
En la medida en que este ejercicio de modelación se desarrolla como herramienta para establecer
objetivos de calidad y para evaluar las propuestas de metas de cargas de DBO5 y SST en la
próxima consulta de metas de cargas a ser convocada por EPA BARANQUILLA VERDE, este
ejercicio sirve para saber si se ratifica o se ajusta el escenario de objetivos de calidad diseñado y
documentado dentro de este mismo estudio en el capítulo central denominado Informe de Objetivos
de calidad.
La mecánica en este caso es la misma utilizad a en el escenario 1, solo que se reemplazan los
valores de OD definidos inicialmente para la propuesta de objetivos de calidad. En la medida en que
la modelación indique que no hay valores positivos de CARGA ADMISIBLE de DBOu, se realiza otra
corrida de modelación ajustando valores hasta que se presente el quiebre respectivo.
5. Cálculos, análisis y resultados
A partir de los estudios de monitoreo de los cuerpos de agua y de los agentes contaminadores
identificados en cada tramo o sector durante las campañas de muestreo y caracterización de
descargas celebradas a finales de 2019 y comienzos de 2020, se procede entonces a calcular la
capacidad de carga de cada tramo y a simular como varia esa capacidad en función de los objetivos
y criterios de calidad propuestos en el capítulo de Objetivos de calidad, en este mismo estudio. A lo
anterior es necesario sumarle las condiciones de cada tramo o sector, información levantada en las
fichas de trabajo de campo las cuales se entregan como anexo del capítulo de diagnóstico en este
estudio.
5.1. Modelación de capacidad de asimilación de cargas de DBO5
28
5.1.1. Arroyo León
Ilustración 6. Arroyo León
5.1.1.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre el vertido de LA EDAR EL

PUEBLO y el punto de entrega a la ciénaga de Mallorquín
Para la modelación del escenario 1 se trabaja con los datos de monitoreo de la campaña 2019 de
IDL S.A.S. como se muestra en la tabla a continuación:
29
Tabla 1.Resumen de resultados de las últimas campañas de muestreo- Arroyo León
Caracterización 2019/2020* Caracterización 2018** ICAcc 2017***

Variable Unidades
P1 P2 P3 P1 P2 P3 T LL S
Unidades
pH 8,14 7,56 7,68 8,53 7,60 7,69 7,76 7,58 2,70
de pH
DQO mg/L ND ND 33,76 63,82 123,50 106,94 62,14 59,82 182,87
DBO5 mg/L 4,20 4,30 9,00 24,45 47,50 34,64 0,00 24,30 24,73
SST mg/L 11,60 34,00 23,60 8,10 78,60 46,80 110,00 154,00 106,25
Fósforo Total mg/L 1,25 3,72 1,17 1,02 2,42 3,49 0,00 0,00 3,79
Nitratos (N-
mg/L 1,45 0,47 0,47 - - - 0,35 0,03 0,43
NO3)
Nitritos (N-
mg/L 3,95 0,11 0,02 - - - 0,03 0,04 0,05
NO2)
Nitrógeno
mg/L 1,09 1,19 1,24 - - - - - -
Amoniacal
Nitrógeno
mg/L 3,34 3,41 3,20 12,87 39,70 36,10 3,86 0,00 6,49
Kjeldahl
Nitrógeno Total mg/L 4,79 4,00 3,68 - - - - - -
Temperatura °C 33,40 30,40 29,00 33,36 31,74 30,98 20,83 31,14 27,00
Oxígeno
mg/L 5,87 0,44 0,21 2,20 1,31 1,70 1,64 1,64 1,80
Disuelto
Conductividad μS/cm 1762,00 1176,00 1278,00 1627,00 1140,20 3698,00 1496,00 1375,33 13000,00
Coliformes
NMP/100mL <1 12590,00 14140 - - - - - 1100000000
totales
Coliformes
termotolerante NMP/100mL <1 4674,00 4833 706680,00 9840000,00 1284960,00 - - -
s
Fuente. IDL, 2020
Los resultados se presentan en la siguiente gráfica:
30
OJA DE CALCULO PARA LA MODELACION DE CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE CUERPOS DE AGUA: STREETER AND PHELPS SIMPLIFICADO
FECHA
MUNICIPIO
RIO
ESCENARIO DE MODELACION
Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual para el uso que se proyectaen resolucion del DAMAB a 2013: CLASE III

Cuenca litoral caribe
Cuerpo de agua Arroyo Leon
Tramo/sector Sector unico ( entre vertido de la EDAR EL PUEBLO y la entrega a Cienaga de Mallorquin)
Calculó IDL INGENIERIA SAS.
Fecha 25/03/2020
VARIABLE PARA LA SIMULACIÓN Parámetros y Criterios de calidad Sustentacion
Objetivo de
Monitoerado/
PARAMETRO DESCRIPCION UNIDAD ACTUAL Deseado calidad
secundario
definido
Caudal del vertido m3/h x
Reportado en PSMV 2016-2026 POR
m3/seg x TRIPLE A ESP.
m3/h 630 x
Caudal del rio, Arroyo o sector Caudal aguas arriba, menos el caudal
aguas abajo del vertido m3/seg 0,175 x reportado por TRIPLEA en PSMV aguas
abajo del vertimiento
Datos de monitoreo 2019-2010. Punto 1 -IDL
Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 4,87 x (Corregido por -1)
Datos de monitoreo 2019-2010. Punto 1-IDL
Lo: DBO5 antes de la descarga mg/L 7 x aguas arriba de EDAR EL PUEBLO
L0: DBOu antes de la descarga mg/L 9,1 x Datos de monitoreo 2019-2010
SST mg/L
CF NMP/100ml
Temperatura ambiente ºC
OD a 30 grados 0 m de altura sobre nivel
Cs: saturacion de oxigeno Cs mg/L 7,7 X
del mar. Tomada de tabla 2 CETESB
Temperatura de agua ºC 30 X
Este es el valor requerido como criterio de
OD PARA USOS REQUERIDO Cc mg/L 4 X caldiad DEFINIDO en la Res. 0258 de 2011
de la CRA
Da: deficit de saturacion O2 Oxigeno de saturación meno OD aguas
Cs - Ca mg/L 2,83
inicial arriba
OD de saturacion menos el OD requerido al
Dc deficit de saturacion O2 final Cs -Cc mg/L 3,7
final del periodos para ese uso
En el monograma de Thomas, a aprtir deun
f= 1,0 en el eje X, se identifica la curva
correondiente para (Da/Dc) =0,5 , se
Da/Dc Adimensional 0,8
intercepta la curva y se locaiza el punto de
intercepcion en el eje y para La/Dc. = 0,8
(INTERPOLANDO)
METODO ALTERNATIVO: Se toma de Tabla
33.4. (Fair and Geyer), pg 507. Valor que
f constante de autopurificacion ( corresponde a Constante de prurificacxion
f Adimensional 0,5
f= Lc/Dc) para corrienets pequeññas ( Q<1,0 m3/s) de
baja velcidad ( V< 0,5 m/s). F( oscila entre
0,5-1 )
En el monograma de Thomas, a partir de un
valor calculado de f= 1,25 en el eje X, se
identifica la curva correpondiente para
La/Dc 1,8
(Da/Dc) =1,0 , se intercepta la curva y se
localiza el punto de intercepcion en el eje y
para La/Dc. = 1,8
La: es la concnetracion maxima ( mg/l de
DBOu ) a la que se puede llegar para
La: DBOu admisible La=Dc*(La/Dc) mg/L 6,66 garantizar el crietrio de calidad perseguido.
En este caso, no superior a 6,6 mg/l como
DBOu)
Carga dmisible de DBOu DBOu= (La-Lo)*Q Kg/h -214
El Arroyo Leon no tiene capacidad de carga.
Kg/dia -5.141
BDOu Es negativo el resultado es la CARGA
Kg/año -1.876.392
MAXIMA ADMISIBLE para las variblase con
Kg/h -150
DBO5 las cuales se ha modelado.
k/dia -3.599
El Arroyo Leon no tiene capacidad de carga. Es negativo el resultado es la CARGA MAXIMA ADMISIBLE para las variblase con las cuales se ha
Conclusión
modelado.
Grafica 1. Modelación de CARGA ADMISIBLE para condiciones actuales – Arroyo León
Fuente. IDL S.A.S. 2020
Los resultados ratifican el diagnostico visual e indican que el Arroyo León no ninguna presenta
capacidad de asimilación carga. Se debe considerar que la modelación es con datos del punto 1,
localizado aguas arriba de la descarga de la EDAR EL PUEBLO
31
5.1.1.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el punto anterior al vertido de
LA EDAR EL PUEBLO y el punto de entrega a la ciénaga de Mallorquín ajustado al uso de
largo plazo como el más restrictivo.
En esta simulación se reemplazan los valores de OD para el escenario de calidad hasta ahora
proyectado (CLASE V) para el Arroyo León.
32
OJA DE CALCULO PARA LA MODELACION DE CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE CUERPOS DE AGUA: STREETER AND PHELPS SIMPLIFICADO
FECHA
MUNICIPIO
RIO
Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga para los objetivos de calidad 2020 -2030 que se proyectan

Cuenca litoral caribe
Cuerpo de agua Arroyo Leon
Tramo/sector Sector unico ( entre vertido de la EDAR EL PUEBLO y la entrega a Cienaga de Mallorquin)
Fecha 25/03/2020
Objetivo de
Monitoerado/
PARAMETRO DESCRIPCION UNIDAD ACTUAL Deseado calidad
secundario
definido
Caudal del vertido m3/h 2.880 x
Reportado en PSMV 2016-2026 POR
m3/seg 0,800 x TRIPLE A ESP.
m3/h 3.816 x
Caudal del rio, Arroyo o sector Estudio de modelacion Caños de Brranquilla.
aguas abajo del vertido Uninorte, 2012. se toma este valor por ser el
m3/seg 1,06 x mas aproximadoa la realidad visualizada en
campo en este punto.
Asumido como valor minimo requerido antes

Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 5 x d e la EDAR EL PUEBLO
El Valor mas reciete es deuna cracterizacion
Lo: DBO5 antes de la descarga mg/L 7 x de UNINORTE OCTUBRE DE 2018
L0: DBOu antes de la descarga mg/L 9,1 x Datos de monitoreo 2019-2010

SST mg/L
CF NMP/100ml
Temperatura ambiente ºC
Cs: saturacion de oxigeno Cs mg/L 7,7 X
Temperatura de agua ºC 30 X
OD PARA USOS REQUERIDO Cc mg/L 4 X caldiad para un USO PROYECTADO
CLASE III A 2030
Cs - Ca mg/L 2,7
inicial arriba
En el monograma DE thomas, a aprtir deun
f= 1,25 en el eje X, se identifica la curva
Da/Dc Adimensional 0,7 correondiente para (Da/Dc) =1,0 , se
intercepta la curva y se locaiza el punto de
intercepcion en el eje y para La/Dc. = 0,7
f Adimensional 0,5
f= Lc/Dc) para corrienets pequeññas ( Q<1,0 m3/s) de
baja velcidad ( V< 0,5 m/s). F( oscila entre
0,5-1 )
En el monograma de Thomas, a partir de un
valor calculado de f= 1,25 en el eje X, se
identifica la curva correpondiente para
La/Dc 2,25
(Da/Dc) =1,0 , se intercepta la curva y se
localiza el punto de intercepcion en el eje y
para La/Dc. = 2,25
La: es la concnetracion maxima ( mg/l de
DBOu)
Carga dmisible de DBOu DBOu= (La-Lo)*Q Kg/h 5.056 Este resultado es la CARGA MAXIMA
Kg/dia 121.349 ADMISIBLE para las variblase con las
BDOu
Kg/año 44292312 cuales se ha modelado. Significa que el
Kg/h 3539,3 Arroyo Leon tendria una capacidad de
DBO5
k/dia 84944,2 carga- CMP de 121.349 kg/dia cumpliedo el
Conclusión El Arroyo Leon tendria una capacidad de carga- CMP de 121.349 kg/dia cumpliendo el objetivode calidad para CLASE V.
Grafica 2. Modelación de CARGA ADMISIBLE para condiciones futuras (cumpliendo objetivos de calidad) – Arroyo León
El trabajo de establecimiento de Objetivos de calidad, propone Clasificar y proyectar a largo plazo

este cuerpo de agua a para uso de:
CLASE III –Tramo final: Corresponde a los valores asignados a la calidad de las ciénagas, Lagunas,
humedales y demás cuerpos lenticos de aguas ubicados dentro de la jurisdicción de
33
BARRANQUILLA VERDE destinados a protección de flora y fauna y pesca restringida y
monitoreada.
El estudio lo hizo de esta manera, dada la relación directa entre la calidad del Arroyo león y la
calidad actual y proyectada para la Ciénaga de Mallorquín.
Para el corto y mediano plazo, es decir hasta el año 5, se plantea un tiempo de transición en el cual
se clasifica el Arroyo león para:
CLASE V- Corresponde a valores de los usos para asimilación de materia orgánica, uso Industrial
restringido y recuperación para paisajismo.
De lo anterior se toman los datos de oxígeno disuelto para la condición más restrictiva, es decir para
el uso de la CLASE III, donde se requiere un OD>4,0 mg/l.
La modelación indica que garantizando el uso y los criterios de calidad a largo plazo para el Arroyo
León, éste terminaría con una capacidad de carga de 121.349 kg día. Lo que sigue es restarle el
total de la carga corriente identificada aguas abajo, para saber cuál es la capacidad residual del
cuerpo de agua.
5.1.2. Sistema de Caños: sector 1.
En la gráfica se muestra el caño la ahuyama y los usuarios que lo utilizan como receptor de
descargas líquidas.
34
Ilustración 7. Caño La Ahuyama
A continuación se presentan los resultados de los escenarios de calidad modelados para este caño:
5.1.2.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre aguas arriba del vertido
de TERQUIN y el punto y el final del tramo.
La modelación del Caño La Ahuyama, se sustenta en los siguientes resultados de monitoreo de la

campaña 2019 -2012:
35
Tabla 2. Calidad de aguas sector 1- últimas campañas
SECTOR 1
Caracterización
Caracterización 2019/2020*
Variable Unidades 2018**
P1 P2 P3 P1 P3
pH Unidades de pH 6,93 7,06 6,99 7,07 7,03
DQO mg/L ND ND 34,7 52,5 49,2
DBO5 mg/L 4,5 5 9 16,95 10,95
SST mg/L 87,5 56,15 40 – –
Fósforo Total mg/L 0,287 0,215 0,237 0,466 0,781
Nitratos (N-NO3) mg/L ND ND ND – –
Nitritos (N-NO2) mg/L 0,011 0,088 0,088 – –
Nitrógeno Amoniacal mg/L 1,45 1,39 1,67 – –
Nitrógeno Kjeldahl mg/L 5,64 4,89 5,9 – –
Nitrógeno Total mg/L 5,651 4,978 5,988 8,3 9,345
Temperatura °C 31,4 31,2 31,7 30,8 31,2
Oxígeno Disuelto mg/L 3,67 1,31 0,68 1,9 1,6
Conductividad μS/cm 145,1 158,9 165,2 223 304,5
Saturación de Oxígeno % – – 21,65 20,6
Coliformes totales NMP/100mL 4800 241960 241960 – –
Coliformes termotolerantes NMP/100mL 2400 24196 24196 1306550 5000000
Caracterización realizada para este trabajo, 2019.
**Caracterización realizada por Avantika para la EPA Barranquilla Verde en 2018.
Los resultados y explicaciones de cada paso de la modelación se presentan en la siguiente gráfica:
36
HOJA DE CALCULO PARA LA MODELACION DE CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE CUERPOS DE AGUA: STREETER AND PHELPS SIMPLIFICADO
FECHA
MUNICIPIO
RIO
ESCENARIO DE MODELACION Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga para condiciones actuales SISTEMA DE CAÑOS- Sector 1- Caño Ahuyama

Cuenca MAGDALENA
Cuerpo de agua SISTEMA DE CAÑOS
Tramo/sector SECTOR 1: CAÑO LA AHUYAMA
Fecha 25/03/2020
Objetivo de
VARIABLE PARA Monitoreo/
PARAMETRO UNIDAD ACTUAL Deseado calidad
LA SIMULACIÓN secundario
definido
Caudal del vertido m3/h
m3/seg
m3/h 14.400 X
Estudio de modelacion Caños de Brranquilla.
Caudal del rio, Arroyo o sector
Uninorte, 2009. se toma este valor por ser el
aguas abajo del vertido m3/seg 4 X
mas aproximadoa la realidad visualizada en
Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 1,89 X Datos de monitoreo 2019-2010. Punto 1.
Lo: DBO5 antes de la descarga mg/L 6,17 X Datos de monitoreo 2019-2010. Punto 1.
L0: DBOu antes de la descarga mg/L 8,0 X La DBO5 EQUIVALE AL 70% DE LA DBOu
SST mg/L
CF NMP/100ml
Temperatura ambiente ºC 31 X
Cs: saturacion de oxigeno Cs mg/L 7,8
Temperatura de agua ºC 30
caldiad para las condicones actuales
OD PARA USOS REQUERIDO Cc mg/L 3 X
definidas en la resolucion de la CRA -
contacto restringido
Cs - Ca mg/L 5,91
inicial arriba
En el monograma , PARTIENDO DEL
VALOR F=1,5, se intercepta la currva de
(Da/dc) para 1,0. Desde allí se puede
interceptar el eje y, para conoce ( La/Dc)
f constante de autopurificacion ( corresponde a Constante de AGUA
f Adimensional 2,5
f= Lc/Dc) GRANDES DE VELOCIDAD MODERADA (
Q>3,0 m3/s) de bmedia velocidad ( V< 1,5
m/s). F( oscila entre 2 y 3)
Ver nomograma:1. tome en el eje x el valor
f=1,5 2 con la relación Dc/Da, se extrapola
La/Dc 2,5
en el nomograma y en eje y se lee La/Dc.
2,5
La: es la concentracion maxima ( mg/l de
La: DBOu admisible La=Dc*(La/Dc) mg/L 12 garantizar el crietrio de calidad perseguido.
DBOu)
Carga dmisible de DBOu DBOu= (La-Lo)*Q Kg/h 83.952
Kg/dia 2.014.848
El tramo tiene capcidad de carga positiva
BDOu muy alta en consideracion del caudal tan
Kg/año 735.419.520
grande.
DBO5 Kg/h 58.766
k/dia 1.410.394
El Sector 1, Caño La Ahuyama, tiene aun buena capacidad de asimilacion para los usos que habia proyectado LA CRA en su resolucion de Objetivos de
Conclusión
calidad 2008-2018. Su abundante caudal le permite recibir hasta 58.766 kg/h de DBO5
Grafica 3. Modelación de condiciones actuales del caño La Ahuyama.
Fuente. IDL 2020.
No obstante los problemas ambientales identificados, el Caño La Ahuyama aun presenta

condiciones favorables de capacidad de asimilación de carga orgánica para las condiciones
actuales.
37
5.1.2.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre aguas arriba del vertido de
TERQUIN y el final del tramo ajustado al uso de largo plazo como el más restrictivo: CLASE I.
FECHA
MUNICIPIO
RIO
Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga para los objetivos de calidad proyectados al caño la Ahuyama: CLASE I objetivos de calidad 2020 -2030

Cuenca MAGDALENA
Tramo/sector SECTOR 1: CAÑO LA AHUYAMA
Fecha 25/03/2020
Objetivo de
Monitoreo/
secundario
definido
m3/seg
m3/h 14.400 X
Geobiotecnica S.A.S..1118 - 0064-
HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA DEL CANAL
aguas abajo del vertido m3/seg 4 X
AHUYAMA BARRANQUILLA – ATLÁNTICO.
2018
Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 1,89 X Datos de monitoreo 2019-2010. Punto 1.
El Valor mas reciete es deuna cracterizacion
Lo: DBO5 antes de la descarga mg/L 6,17 X
de UNINORTE OCTUBRE DE 2018
L0: DBOu antes de la descarga mg/L 8,0 X Datos de monitoreo 2019-2010

SST mg/L
CF NMP/100ml
Temperatura ambiente ºC 31 X
OD PARA USOS REQUERIDO Cc mg/L 4 X OD para USOS CLASE I de recurso.
Cs - Ca mg/L 5,91
inicial arriba
Da/Dc Adimensional 1,6 Define la curva entre Da/ Dc a trabajar.
f Adimensional 2,5
f= Lc/Dc) para corrienets grandes ( Q>1,0 m3/s) de
baja velcidad ( V< 0,5 m/s). F( oscila entre 1
y 1,5)
La/Dc 2,5
1,0.
DBOu)
Kg/dia 1.150.848 El tramo tiene capcidad de carga positiva.

BDOu Con una metade OD= 4,0 mg/l en el
Kg/año 420.059.520 objetivod e calidad, su CARGA MAXIMA
PERMISIBLE ES de 33.566 kg/h
DBO5 Kg/h 33.566
k/dia 805.594
El Sector 1, Caño La Ahuyama tiene muy buena capcidad de asimilacion para los usos y criterios de calidad proyectados a 2030. Se ratifica el uso y los
Conclusión
criterios para CLASE I.
Grafica 4. Modelación de condiciones para objetivos de calidad 2020 -2030 del caño La Ahuyama.
Fuente. IDL 2020.
La modelación indica que los usos y criterios de calidad establecidos, garantizan excelentes
condiciones de capacidad de asimilación de materia orgánica en el tramo.
38
A continuación se presentan los resultados de la modelación y sus interpretaciones:
5.1.3.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre el punto aguas arriba de
CURTIEMBRES BUFALO y el punto y el final del tramo.
39
Grafica 5. Modelación escenario 1- Sector 3, caño Arriba .Fuente. IDL, 2020.
Esta simulación de calidad indica que en las condiciones actuales, el tramo no tiene capacidad de
asimilación de carga orgánica. Estos e debe resolver con el objetivo de calidad y los estándares del
nuevo periodo.
40
5.1.3.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el vertido de CURTIEMBRES
BUFALO (aguas arriba) y el final del tramo ajustado al uso de largo plazo como el más
restrictivo.
FECHA
MUNICIPIO
RIO
Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga para condiciones de uso futuro CLASE I

Cuenca MAGDALENA
Tramo/sector SECTOR 3: CAÑO ARRIBA
Fecha 25/03/2020
Objetivo de
Nivel técnico o
normativo
definido
m3/seg
m3/h 5.040 x
aguas abajo del vertido m3/seg 1,4 x
Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 5 x Valor incrementado a principio del tramo
Lo: DBO5 al inicio del tramo mg/L 9 x Datos de monitoreo 2019-2020. Punto 1.
L0: DBOu antes de la descarga mg/L x
SST mg/L x
CF NMP/100ml x
Temperatura ambiente ºC 31,7 x

OD PARA USOS REQUERIDO Cc mg/L 3 x
calidad para las condiciones deseadas en el
proyecto de objetivos de calidad 2020 -2030
Cs - Ca mg/L 2,8
inicial arriba
En el monograma de Thomas. El resultado
indica se toma la curva /da/Dc)=0,6
f Adimensional 1,0
y 1,5). Se toma limite inferior.

La/Dc 1,9
1,9.
DBOu)
Carga dmisible de DBOu DBOu= (La-Lo)*Q Kg/h 604,8
Kg/dia 14.515
BDOu Manteniendo el OBJETIVO DE CALIDAD, el
Kg/año 5.298.048
tramo mantiene una carga admisible de 423
DBO5 Kg/h 423 kg/h de DBO5
k/dia 10.161
El Sector 3 , Caño Arriba tiene capacidad de asimilacion para los usos proyectados en CLASE I. Se requiere monitoerar siempre un OD>4 mg/l EN
Conclusión
TODO EL TRAMO
Grafica 6. Modelación escenario 2- Sector 3, caño Arriba
La modelación del escenario 2 indica el valor de OD para el uso proyectado debe garantizarse
siempre por encima de los 4 mg/l en todo el tramo. Con este valor y las demás condiciones
simuladas, el sector podría aguantar hasta con 423 kg/h de carga de DBO5.
41
5.1.4. Sistema de Caños: sector 5
La grafica muestra el recorrido del sector y los usuarios monitoreados en campañas de 2019.
Ilustración 8. Sistema de caños, sector 5.
42
5.1.4.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre GRASCO (aguas arriba) y
el punto y el final del tramo.
FECHA
MUNICIPIO
RIO
Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga para condiciones actuales SISTEMA DE CAÑOS, SECTOR 3

Cuenca MAGDALENA
Tramo/sector SECTOR 5: CAÑO LAS COMPAÑIAS
Fecha 25/03/2020
Objetivo de
Monitoreo/
secundario
definido
m3/seg
m3/h 5.040 x
Datos de monitoreo 2018 - Punto 1.

AVANTIKA. Los resultados del muestreo IDL
Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 2,53 x
NO SON MUY COHERENETS CUANDO SE
CRUZA DBO5 Y OD.
Lo: DBO5 al inicio del tramo mg/L 9,5 x Monitoreo AVANTIKA, 2018.
L0: DBOu antes de la descarga mg/L 12,4 x
SST mg/L x
CF NMP/100ml x
Temperatura de agua ºC 29,8
caldiad para las condicones actuales
definidas en la resolucion de la CRA -
contacto restringido
Cs - Ca mg/L 5,27
inicial arriba
Da/Dc Adimensional 1,4 indica que se sale del rango establecido (1-
0)
f Adimensional 1,0

La/Dc 1,3
1,3
DBOu)
El tramo tiene capacidad de carga negativa
en consideracion del bajo caudal, la
Carga dmisible de DBOu DBOu= (La-Lo)*Q Kg/h -22.982
velocidad y las cargas que recibe
actualmente de materia organica.
Recibe 128 kg/dia de DBOu por enciam de
Kg/dia -551.578
los que puede asimilar
BDOu
Es un tramo tiene problemas con la carga
Kg/año -201.325.824 organica. No Muestra capacidad de
autopurificacion. Requiere metas de cargas
DBO5 Kg/h -16.088 altas. Para recuperar sus condiciones, se
requiere por lo menos bajar 89.752 kg/dia la
k/dia -386.104
DBO5
El Sector 5 , Caño La Compañia no tiene capacidad de asimilacion para los usos que habia proyectado a hoy la autoridad ambiental. Los objetivos de
Conclusión
calidad deben plantearse para mejores condiciones de DBO5 Y OD.
43
Grafica 7. Resultados modelación sector 5 para condiciones actuales.
Fuente. IDL, 2020
5.1.4.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el vertido de GRASCO y el final

del tramo ajustado al uso de largo plazo como el más restrictivo.
44
FECHA
MUNICIPIO
RIO
Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga para la clasificacion y criterios proyectados en los objetivos de calidad 2020 -2030

Cuenca MAGDALENA
Fecha 25/03/2020
Objetivo de
Nivel técnico o
normativo
definido
m3/seg
m3/h 5040 x
Valor de OD al incio del tramo para

Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 5 x garantizar 3,0 mg/l para tramo CLASE I 2020
-2030 como objetivo de calidad.
Lo: DBO5 al inicio del tramo mg/L 9,5 x DBO5 PARA O. DE CALIDAD CLASE I
SST mg/L x
CF NMP/100ml x
Valor que establece el DUR 1074 para
Cuerpos de agua CLASE I
Cs - Ca mg/L 2,8
inicial arriba
Da/Dc Adimensional 0,6 indica que se sale del rango establecido (1-
0)
f Adimensional 1,0

La/Dc 2,5
1,3
La: DBOu admisible La=Dc*(La/Dc) mg/L 12 garantizar el crietrio de calidad perseguido.
DBOu)
Kg/dia 302.400
Carga admisible si el tramo inica con OD>5
BDOu mg/l y se mantienen un objetivode calidad
Kg/año 110.376.000
con OD> 3,0 mg/l
DBO5 Kg/h 8.820
k/dia 211.680
El Sector 5 , Caño La Compañia Requiere bajar cargas de entrada y garantizar en sus incios un OD>5,0 mg/l para garantizar un objetivode calidad de
Conclusión
OD>3,0 mg/l
Grafica 8. Resultados modelación sector 5 para condiciones garantizar objetivos y criterios de calidad CLASE I.
Fuente. IDL, 2020
El resultado indica que cumpliendo resolución 0631, se requieren reducciones adicionales en el

tramo de por lo menos un 25%, es decir a los niveles de cargas puntuales de DBO5 Y SST actuales,
incrementadas por el factor de crecimiento, les deben reducir para el quinquenio un 25%. Con eso
contribuye a cumplimiento del objetivo de calidad desde las fuentes puntuales de contaminación
hídrica en el tramo.
45
5.1.5.1. Escenario 1. Modelación de Capacidad de carga actual entre YESOS Y CAOLINES y el

punto y el final del tramo.
46
Grafica 9. Rresultados modelación sector 7 para condiciones actuales.
Fuente. IDL, 2020
5.1.5.2. Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga entre el vertido de YESOS Y

CAOLINES y el final del tramo ajustado al uso de largo plazo como el más restrictivo.
47
HOJA DE CALCULO PARA LA MODELACION DE CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA DE CUERPOS DE AGUA: STREETER AND PHELPS
SIMPLIFICADO
FECHA
MUNICIPIO
RIO
ESCENARIO DE MODELACION Escenario 2. Modelación de Capacidad de carga para condiciones futuras de SISTEMA DE CAÑOS, SECTOR 7- CAÑO LOS
TRAMPOSOS. Modelacion con criteriosde calidad proyectados a 2030
Cuenca MAGDALENA
Fecha 25/03/2020
Parámetros y Criterios de calidad Sustentacion
Objetivo de
VARIABLE PARA Monitoreo/
LA SIMULACIÓN secundaria
definido
m3/seg
m3/h 5.040 x
Ca: OD del agua antes del tramo mg/L 6 x Datos de monitoreo actual
Lo: DBO5 al inicio del tramo mg/L 5,28 x Datos de monitoreo actual
SST mg/L x
CF NMP/100ml x
Valor proyectado a 2030 como objetivo de
calidad
Cs - Ca mg/L 1,8
inicial arriba
Da/Dc Adimensional 0,5 indica que se UBICA EN LA CURVA(
Da/Dc)= 1/2 (oscilan entre 1-0)
f Adimensional 1,0
La/Dc 1,8
1,8
DBOu)
Kg/dia 165.715
Para el objetivo de calidad proyectado -
BDOu CLASE I con OD=4,0 mg/l, el sector 7
Kg/año 60.486.048
reporta una capacidad de carga de 6.905 k/h
DBO5 Kg/h 4.833 de DBOu, EQUIVALENTE A 4.833 kg/h de
DBO5.
k/dia 116.001
El Sector 7 , Caño Los Tramposos TIENE UNA CAPACIDAD DE CARGA DE 4.833 kg/h para el objetivo de calidad ( CLASE I) y el
Conclusión
crietrio proyectado con OD=4,0 mg/l.
Grafica 10. Rresultados modelación sector 5 para condiciones garantizar objetivos y criterios de calidad CLASE I.
Fuente. IDL, 2020
El resultado indica que cumpliendo resolución 0631, cualquier meta, incluyendo reducciones de
carga cero, es decir, manteniendo los niveles de cargas puntuales de DBO5 Y SST actuales en el
sector, se garantizaría cumplimiento del objetivo de calidad.
48
5.2. Diseño del escenario de metas cuasióptimas de DBO5 YSST para cada
tramo, sector o cuerpo de agua de la jurisdicción de EPA BARRANQUILLA
VERDE.
Como se ha indicado desde el principio, cuando se determinan los alcances de este estudio, la
utilidad práctica de este tipo de trabajos estriba en su aporte para definir los escenarios en los cuales
se pueden mover los tomadores de decisiones en ciertos momentos estratégicos dentro de la
gestión y la misión de las autoridades ambientales, en especial cuando se trata de la gestión integral
del recurso hídrico.
La modelación de la capacidad de asimilación de cargas de un cuerpo de agua, es una herramienta

versátil y muy práctica para quienes administran instrumentos relacionados con la gestión de la
descontaminación de las fuentes de agua. En el caso particular de EPA BARRANQUILLA VERDE,
es preciso indicar que la utilidad inmediata de la modelación, está en la necesidad de definir el
escenario de cargas contaminantes al cual debe referirse cuando proceda a evaluar las propuesta
de metas de cargas de DBO5 y SST en la próxima Consulta de metas como lo establece el capítulo
7 del DUR -1076 DE 2015.
La tarea es entonces establecer ese referente, el cual desde un principio (MADS, 1997), ha definido
como marco de metas Cuasióptimas de cargas contaminantes de DBO5 y SST. En este capítulo, se
trabaja el tema y se hace a partir de dos enfoques esenciales:
1. Estableciendo la línea base de cargas de DBO5 y SST a la fecha del estudio
2. Identificando desde la simulación de capacidad de asimilación, cuales son los niveles de

CARGA MAXIMA PERMISIBLE –CMP que resiste cada cuerpo de agua o tramo.
Conocidos estos dos escenarios, posible establecer el abanico de posibilidades en los cuales
pueden integrar sus opciones de decisión la autoridad ambiental cuando llegue ese momento.
5.2.1. Línea base de usuarios y cargas individuas y por tramos
En este cuadro se presenta el consolidado de cargas de DBO5 y SST identificadas a partir de los
estudios y monitoreos realizados a los usuarios identificados en la base de usuarios reportada por
EPA BARRANQUILLA VERDE, a cual ha sido actualizada como parte de este estudio.
49
Cuerpo de
TIPO DE EMPRESA CaudalConcentración (mg/L)
T (Tiempo de descarga) Carga (kg/año) Observaciones
Sector
agua
No. Usuario FACTOR
(REAL O ASIMILADO) (l/s)
DBO 5 SST H/día Días/año DBO5 SST De revision Calculo de cargas
1 PANELTEC Servicios 0,127 25 5 24 365 0,0864 100,1 20,0
2 Triple A Cra. 13 Calle 5 ESP 0,67 39,6 42 24 365 0,0864 836,7 887,4
3 Triple A Cra.15 Calle 5 ESP 2,6 46 95,6 24 365 0,0864 3771,7 7838,6
4 RETYCOL Manufactura 3,22 275 60 24 365 0,0864 27925,1 6092,8

5 ARTICUEROS Manufactura 0,068 12 40 24 365 0,0864 25,7 85,8
6 BICOSA Manufactura 0,021 86 30 24 365 0,0864 57,0 19,9
7 IBS Zona Franca Varias 0,097 31 20 24 365 0,0864 94,8 61,2
8 Casa Santana Servicios 0,112 143 13 24 365 0,0864 505,1 45,9

Vierten 9 horas al dia según Concepto técnico 2147
9 TERQUIN* Manufactura -Pinturas 2,072 78,2 17 9 365 0,0864 5109,8 1110,8
de 2018 y Concepto técnico 2150 de 2018
10 MADEMECO* Manufactura -Maderas 24 365 0,0864 0,0 0,0 No hay información disponible en los expedientes
Caracterización presentada por usuario en visita,
11 PORTMAGDALENA* Servicios portuarios 0,051 35,41 77,78 24 365 0,0864 57,0 125,1
realizada en abril de 2019
12 TRANSCONT* Servicios -Transporte 24 365 0,0864 0,0 0,0 No hay expediente
Facturaci ón agua pota bl e 02/10/19,
Servicios - cons umo promedi o 4m3/mes . 6 empl ea dos
Sector 1
13 ZF Construcciones* 24 365 0,0864 109,5 98,6 No hay expediente

construcciones (SE CALCULA CON 50 Y 45 GR/P-DIA)
RESPECTIVAMENTE
Facturaci ón agua pota bl e nov/2019,
14 BERO LOGISTIC* Servicios 24 365 0,0864 109,5 98,6 No hay expediente cons umo promedi o 19 m3/mes . 6
empl ea dos (SE CALCULA CON 50 Y 45 GR/P-
DIA) RESPECTIVAMENTE
15 Manufacturas ALVAN* Manufactura 24 365 0,0864 182,5 164,3 No hay información disponible en los expedientes (SE CALCULA CON 50 Y 45 GR/P-DIA)
RESPECTIVAMENTE para 10 empleados
Sistema de Caños
16 SIGMA* Servicios 0,07 201,9 19,33 24 365 0,0864 445,7 42,7 Resolución 402 de 2019
Operaciones logísticas Caracterización presentada por usuario en visita,

17 Servicios 0,002 25,6 4,3 24 365 0,0864 1,6 0,3
colombianas* realizada en diciembre de 2017
4 empleados obs ervados en vis ita(SE

18 EXERVIS* Servicios 24 365 0,0864 73,0 65,7 No hay expediente CALCULA CON 50 Y 45 GR/P-DIA)
RESPECTIVAMENTE
19 COMDISTRAL* Servicios 0,3 112,67 124 24 365 0,0864 1065,9 1173,1 Concepto técnico 383 de 2011
Cons umo promedio facturaci ón a gua

20 PROSIGNA* Servicios 24 365 0,0864 876,0 788,4 pota bl e oct/2019, 107m3/mes . 48
empl ea dos . (SE CALCULA CON 50 Y 45 GR/P-
DIA) RESPECTIVAMENTE
SUMA S1 41.347 18.719
Sector 3
21 Curtiembres Búfalo Manufactura 4,984 6 0 24 365 0,0864 943,1 0,0 SST no detecta bles en la bora torio
22 Bavaria Alimentos 11,11 42 320 24 365 0,0864 14715,3 112116,8
SUMA S3 15.658 112.117
23 GRASCO Alimentos 14,76 310 81,7 24 365 0,0864 144296,1 38029,0
SMURFIT KAPPA - Manufactura cartones y
24 0,0953 56 120 24 365 0,0864 168,3 360,6
Cartón de Colombia papeles
25 ETERNIT Manufactura 0,08 9 6 24 365 0,0864 22,7 15,1
Sector 5
Manufactura cementos Se a sumio un caudal de 0,5 l /s . s e debe

26 CEMEX 0,5 6,8 119 24 365 0,0864 107,222 1.876
e insumos vi s ta r mpres a y veri fi car.
Informe No 15-1412 Laboratorio LIMA S.A.S
27 Molinos del Atlántico* Alimentos 0,257 186,45 108,73 24 365 0,0864 1511,1 881,2 (Monitoreo febrero 2015), presentado por usuario en
visita.
28 COWES MARINE* SI 24 365 0,0864 0,0 0,0 No hay información disponible en los expedientes
SUMA S5 146.105 41.162
Sector 7
29 Yesos y Caolines Manufacturas 3,88 28,5 31 24 365 0,0864 3487,3 3793,2

30 FARID CURE & CIA* Servicios 24 365 0,0864 0,0 0,0 No hay expediente 28 pers ona s a proxi madamente
SUMA S 7 3.487 3.793
31 METROPARQUE Servicios - transporte 0,99 67 60 24 365 0,0864 2091,8 1873,2
Arroyo León
Laboratorio LIMA S.A.S. Informe No 19-3516 EPA

Triple A - EDAR El
32 ESP 740,94 96,79 19,25 24 365 0,0864 2261622,6 449801,0 Barranquilla Verde (Monitoreo 15 a 18 Octubre
Pueblo**
2019)
SUMA A LEON 2.263.714 451.674
Ciénaga de
Mallorquín
Manufactura cementos Caracterización diciembre de 2018, presentada por

33 Concretos Argos* 4,037 6,25 10 24 365 0,0864 795,7 1273,1
e insumos usuario en visita
SUMA MALLORQUIN 796 1.273
CARGA TOTAL B VERDE 2020 (kg/año) 2.471.108 628.739
*Usuarios no monitoreados, información digitada corresponde a la consignada en los expedientes o aportada en visita.
** Usuario monitoreado por EPA Barranquilla Verde.
Grafica 11. Línea base de cargas de DBO5 y SST individuales y por tramos
Del cuadro anterior se llega al siguiente resumen de cargas por cuerpos de agua y por tramos:
50
Tabla 3. Cargas de DBO5 y SST por cuerpos de agua, sectores y tramos
Carga (kg/año) – Carga

Fuente de agua sector corriente a 2020
DBO5 SST
Sistema de Caños Sector 1 41.347 18.719
112.11
Sector 3 15.658 7
Sector 5 146.105 41.162
Sector 7 3.487 3.793
175.79
Subtotal Sistema de Caños 206.598 1
451.67
Arroyo León 2.263.714 4
Ciénaga de Mallorquín 796 1.273
628.73
Totales 2.471.108 9
Fuente. IDL, 2020
5.2.2. Carga Máxima Permisible – CMP por cuerpo de agua y por tramos al año
2020
Del capítulo de la modelación de capacidad de asimilación, se extractan las siguientes cifras de CMP
para el mediano y el largo plazo:
51
Tabla 4. Carga Máxima Permisible – CMP de DBO5 por cada cuerpo de agua o sector
Carga Maxima Permisible -CMP de DBO5 por cuerpos de agua, sectores o

tramos
Objetivode calidad a
CMP (kg/año de DBO5 )
largo plazo ( 2026 -2030)
Cuerpo de agua Sector/tramo
Entre año 2020 -
Entre año 2026-2030
2025
Sistema de caños Sector 1 294.041.664 91.675.584 CLASE I
Sector 3 - 90.243.418 3.708.634 CLASE I
Sector 5 - 140.928.077 77.263.200 CLASE I
Sector 7 48.212.237 42.340.234 CLASE I
Arroyo Leon - 1.876.392 44.292.312 CLASE V
Cienaga de
NM NM CLAS III
Mallorquin
Notas NM: No Modelada

Fuente. IDL, 2020
Del cuadro anterior se deduce que tanto el Arroyo León como los sectores 3 y 5 del Sistema de
caños son deficitarios en cuanto a capacidad de asimilación de carga orgánica para el corto plazo,
es decir entre los años 2020 y 2025.
Para el largo plazo y de cumplirse con el objetivo de calidad proyectado, todos los cuerpos de agua
recuperarían su capacidad de asimilación de carga orgánica.
5.2.3. Capacidad residual de carga-CRC
Como se puede verificar en los cuadros de modelación, la simulación no consideró las cargas
puntuales vertidas en cada tramo sino, que trabajó con los valores de caudal, OD y DBO5 medidos
en el cuerpo de agua, es decir, ya manifestaban cualquier efecto previo de contaminación, pero no
reflejan aun los efectos por la carga corriente vertida por agentes puntuales y difusos. Ese efecto se
mide descontando la carga corriente identificada de la Carga Máxima Permisible.
La capacidad residual de Carga –CRC se obtiene restando a la Carga Máxima Permisible –CMP
identificada en el cuadro anterior, la Carga Corriente monitoreada a 2020.
52
Tabla 5. Capacidad residual de carga
CARGA MAXIMA PERMISIBLE -CMP DE DBO5 POR CUERPOS DE AGUA,
SECTORES O TRAMOS
CARGA RESIDUAL -DBO5
CARGA CORRIENTE (kg/año)
CMP (kg/año de DBO5 )
VERTIDA A 2020 (kg/año)
Cuerpo de agua Sector/tramo
Entre año 2020 -
Entre año 2026-2030 A 2025 A 2030
2025
Sistema de caños Sector 1 294.041.664 91.675.584 41.347 294.000.317 91.634.237
Sector 3 - 90.243.418 3.708.634 112.117 - 90.355.534 3.596.517
Sector 5 - 140.928.077 77.263.200 41.162 - 140.969.239 77.222.038
Sector 7 48.212.237 42.340.234 3.793 48.208.444 42.336.440
Arroyo Leon - 1.876.392 44.292.312 2.263.714 - 4.140.106 42.028.598
Cienaga de
NM NM 796 NM NM
Mallorquin

Fuente. IDL, 2020
Los resultados de la tabla anterior son contundentes en torno a la realidad y futuro de los cuerpos de
agua de la jurisdicción de EPA BARRANQUILLA VERDE y su relación con sus capacidades de
asimilación de cargas, tanto la actual, como la futura (a largo plazo). El sistema de caños y el Arroyo
León reportan los resultados más preocupantes dado que estos cuerpos de agua no tienen
capacidad residual, es decir, ya han agotado la escasa capacidad de asimilación que tenían.
Las cosas cambiarían con los objetivos de calidad que se proyectan pues de llegarse a cumplir y
mantenerse las condiciones de vertimientos líquidos identificadas al año 2020, todos ganarían en su
nivel de asimilación y capacidad de carga. Obviamente, se requiere mejorar los escenarios de corto
y mediano plazo por lo cual, se deberán imponer metas altas de reducción de cargas de DBO5 en
esos casos
Bien valdría la pena, en el caso del Arroyo León, direccionarlo para una posible intervención de
reglamentación por vertimientos. Para ello se requiere adelantar un estudio más profundo de
caudales, caracterización de aguas y de descargas puntuales, dado que la simulación aplicada, se
basa en muestreos de composición de alícuotas de 4 horas y en los tiempos que el contrato lo
permitió, es decir, no fue posible seleccionar un periodo de estiaje bien marcado, el cual sería mucho
más representativo de la calidad en el periodo más crítico, por caudales bajos del cuerpo de agua.
5.2.4. Escenarios de metas cuasióptimas de reducción de cargas
Las metas cuasióptimas son aquellas que definen el escenario óptimo con el cual la autoridad
ambiental evalúa y decide sobre las propuestas de metas que presentan los usuarios dentro de un
proceso de consulta de metas de cargas de DBO5 y SST.
5.2.4.1. Para DBO5
El escenario de metas cuasióptimas se calcula en función de la carga vertida y su relación con la

CARGA RESIDUAL calculada para el tramo, la cual como se vio en el ítem anterior, resulta de
descontar a la CMP la carga vertida en cada cuerpo de agua o sector.
53
El cálculo de la meta cuasióptimas de cargas de DBO5, es un valor que responde a la pregunta:
¿Cuanta carga debo remover en el tramo sin agotar la carga residual de la capacidad de asimilación
del cuerpo de agua? En el cuadro a continuación, se muestran los resultados para las metas
cuasióptimas de todos los cuerpos de agua de la jurisdicción de EPA BARRRANQUILLA VERDE.
Tabla 6. Metas cuasióptimas de cargas de DBO5
CARGA VERTIDA A
CARGA MAXIMA PERMISIBLE -CMP DE DBO5 POR CUERPOS (METAS CUASIPTIMAS POR TRAMOS) LIMITES DE
REMOVER PARA
DE AGUA, SECTORES O TRAMOS DBO5 PARA UNA CONSULTA DE METAS 2020 -2025
CARGA CARGA RESIDUAL -DBO5 AJUSTARSE A CARGAS
CORRIENTE (kg/año) RESIDUALES DEL
CMP (kg/año de DBO5 ) VERTIDA A 2020 TRAMO INFERIOR SUPERIOR INFERIOR SUPERIOR
Sector/tra (kg/año) (kg/año)
Cuerpo de agua
mo
Entre año Entre año 2026-
A 2025 A 2030 A 2025 A 2030 kg/año kg/año % %
2020 -2025 2030
Sistema de caños Sector 1 294.041.664 91.675.584 41.347 294.000.317 91.634.237 0 0 0 41.347
Sector 3 - 3.708.634 112.117 - 112.117 3.596.517 112.117 0 56.058 112.117 50 100
Sector 5 - 77.263.200 41.162 - 41.162 77.222.038 41162 0 20.581 41.162 50 100
Sector 7 48.212.237 42.340.234 3.793 48.208.444 42.336.440 0 0 0 3.793 0 100
Arroyo Leon - 1.876.392 44.292.312 2.263.714 - 4.140.106 42.028.598 2263714 0 1.131.857 2.263.714 50 100
Cienaga de
NM NM 796 NM NM 398 796 50 100
Mallorquin

Fuente. IDL, 2020
No se calculan las metas cuasióptimas para el quinquenio 2026 -2030 porque depende mucho de lo
que pase con el comportamiento de todas las cargas (vertidas, permisibles y residuales) en el
quinquenio 2020 -2025, lo cual deberá verificarse mediante evaluación técnica e de la autoridad
ambiental.
En resumen, lo que quiere decir los datos y resultados del cuadro anterior es:
 Que para los sectores 3 y 5, los cuales son deficitarios en capacidad de carga, la autoridad
ambiental deberá requerir remociones de cargas entre el 50 y el 100% para el quinquenio
2020 -2025.
 Como en el caso anterior, el Arroyo León requiere ser sometido reducciones importantes de
cargas. En términos globales, se debe reducir al menos el 50% de la carga para el
quinquenio 2020 -2025 en todo el tramo.
 Que para los caños de los sectores 1 y 7, se podrán aceptar propuesta de metas de DBO5
que oscilen entre cero (0) y el 100% de la carga vertida al momento de actualizar la línea
base de usuarios y cargas de DBO5.
 Para el Arroyo León se podrán aceptar propuesta de metas de DBO5 que oscilen entre cero
(0) y el 100% de la carga vertida al momento de actualizar la línea base de usuarios y
cargas de DBO5. Lo único es que se debe exigir a la TRIPLE A ESP que sustente las
cargas autodeclaradas en un minucioso estudio de caudales, tanto de la descarga como de
la fuente receptora aguas arriba y aguas abajo del vertimiento. Tanto los aforos como
muestreos y análisis de laboratorio, deberán ser requeridos para ser realizados por personal
ajeno a la empresa, para evitar conflictos de intereses como lo indica el IDEAM.
 Los objetivos de calidad de la ciénaga de mallorquín no se proponen contra modelación de

capacidad de carga, por cuanto éstos ya estaban definidos con base en un PORH. De todas
formas, la evaluación indica que se ha venido incrementando el aporte de cargas
domesticas de viviendas no conectadas al sistema de alcantarillado y por tanto, se requiere
54
que en los próximos cinco años, este problema este resulto si no en un 100%, al menos en
un 50%.
5.2.4.1. Metas cuasióptimas de SST por tramos e individuales
La contaminación por vertimientos líquidos en los cuerpos de agua de la jurisdicción de EPA

BARRANQUILLA VERDE, están muy marcados por el aporte mayoritario de aguas residuales no
domesticas del sistema público de alcantarillado y viviendas no conectas al sistema. Si bien se han
detectado y monitoreado cerca de 33 usuarios empresariales, especialmente de prestación de
servicios, es importante indicar, que más del 80% del peso de la contaminación por descargas
liquidas puntuales, está relacionada con los aportes del sistema público de alcantarillado con aguas
residuales domésticas.
De acuerdo con lo anterior, se recomienda establecer los mismos niveles de proporcionalidad en

metas de cargas establecidos para la DBO5 para definir las metas de cargas de SST. Significa que
si para la DBO5 la meta cuasióptimas de DBO5 se fija en el 50%, esa misma meta se adoptará para
la remoción delos SST en el quinquenio 2020 - 2025.
5.2.4. Cronograma de cumplimiento de metas
Uno de los alcances definidos en los estudios previos que rigen este proyecto, establece:
…”Acorde con el diagnóstico del recurso hídrico efectuado y los objetivos de calidad propuestos por
el consultor, deberá elaborar documento técnico que contenga la propuesta de meta de carga
contaminante, de metas individuales y grupales con sus respectivos cronogramas de los usuarios
sujetos al pago de tasa retributiva por cada cuerpo de agua o tramo del mismo, así como la
metodología para su cálculo.
Este documento servirá de insumo técnico para el proceso de consulta que deberá iniciar la
autoridad ambiental para determinar las metas de carga contaminante conforme a la normatividad
ambiental vigente”
Al respecto es importante indicar que este producto solo pude darse como resultado de la
CONSULTA DE METAS DE CARGAS de DBO5 y SST, ya que es potestad de los usuarios proponer
las propuestas de metas con los respectivos cronogramas de cumplimiento anualizados.
Como parte adicional a este contrato, se integra una propuesta del formato de cronograma, tan to
para empresas de servicios públicos, como para empresas de servicios e industrias. Este formato
debe ser explicado a los usuarios dentro del proceso de consulta de metas de cargas a ser
convocado por EPA BARRANQUILLA VERDE.
5.2.5. Metodóloga de evaluación de propuestas de metas individuales de cargas

de DBO5 y SST
55
Una vez recibidas las propuestas de metas individuales de cargas de DBO5 y SST para el
quinquenio 2020 -2023 y de acuerdo con la información de los cuadros anteriores, se recomienda
aplicar la siguientes lineamentos de evaluación, indicando que antes de la evaluación de las
propuestas, los usuarios deben ser ubicados en los respectivos tramos, como se ha indicado en el
ítem de la LINEA BASE DE USUARIOS Y CARGAS (P. 3.1. en la carpeta de informes).
5.2.5.1. Evaluación de propuestas de metas en Tramos con capacidad residual de carga- CRC
En el cuadro de metas cuasióptimas se llegó a la conclusión que para los tramos donde estén
ubicados estos usuarios al CAAPCIDAD RESIDUAL DE CARGA ORGANICA, las metas posibles
oscilan entre 0 y 100% en remoción. Este es el escenario más fácil por cuanto, el tramo cuenta con
suficiente capacidad de carga y por tanto la autoridad ambiental podrá aceptar cualquier propuesta
de metas de reducción de cargas, así sea cero kg/año. Los funcionarios responsables, se deben
cerciorar de los siguientes requisitos:
1. Que con la carga reportada en el formulario, el usuario si esté ajustado a cumplimiento de criterios
y estándares de LIMITES PERMISIBLES DE VERTIMIENTO, como los indica la Resolución 0631 de
2015.
2. Que la información sea certera y fehaciente.
3. Que en las metas de cargas, se considere el factor de crecimiento de la empresa y capacidad de

los sistemas de tratamiento y manejo de aguas residuales
4. Que no se estén proponiendo metas de cargas de aguas residuales NO DOMESTICAS basadas

en sistemas de infiltración en el suelo.
5. Que las propuestas de sistemas de tratamiento con base en infiltración en el suelo para AGUAS
RESIDUALES DOMESTICAS, para menos de 20 personas, cumplan con todas la especificaciones
técnicas de planeación, diseño, pruebas de percolación del suelo, localización y operatividad. La
autoridad ambiental, por ningún motivo, debe admitir sistemas de infiltración para más de 20
personas.
6. Cuando se acepta un sistema de infiltración en el suelo de aguas residuales domésticas,

automáticamente se acepta una META DE REDUCCION DE CARGAS del 100% porque estos
sistemas no trabajan en condiciones parciales de rendimiento y eficiencia, cuando están
adecuadamente diseñados y construidos.
7. Por el contrario, cuando un sistema de infiltración presente alguna señal de reboses o

afloramientos de agua residual, se debe cobrar el 100% de la carga aprobada en el permiso de
vertimiento o verificada de oficio.
5.2.5.2. Evaluación de propuestas de metas en Tramos sin capacidad residual de carga-CRC
Además de verificar todas las condiciones explicadas en el punto anterior, los usuarios localizados
en estos cuerpos de agua (Arroyo León, Sector 3 y sector 5), deberán responder en sus propuestas
de metas de cargas de DBO5 y SST por la remoción como mínimo, el 50% de la carga corriente
56
actual, identificada en la LINEA BASE DE USUARIOS, la cual deberá ser actualizada cuando se
convoque e inicie la próxima consulta de metas de cargas para el quinquenio 2020 - 2025.
5.2.5.3. Metas presuntivas de cargas
Para quienes no presenten ninguna propuesta de metas de cargas, la autoridad ambiental impondrá
las metas con estos mismos criterios y utilizando LA MEJOR INFORMACION DISPONIBLE.
6. Conclusiones
El estudio de modelación de capacidad de cargas de los cuerpos de agua, es una herramienta clave
en la toma de decisiones relacionadas con la gestión integral del recurso hídrico. En este caso, ha
permitido profundizar en hacer prospectiva de calidad de cuerpos de agua, con base en información
de primera mano en muchos casos y con información secundaria reciente, donde no existía la
anterior o era de poca certidumbre. De este modo, se destacan algunas de los resultados más
relevantes de este proceso de simulación de calidad de cuerpos de agua:
57
Los cuerpos de agua del Sistema de caños, están muy influenciados por la dinámica misma del río
Magdalena y en estos casos, ya entran al jurisdicción de EPA BARRANQUILLA VERDE con una
línea base de contaminación difícil de manejar, dada la poca longitud de sus recorridos y su
dependencia con la zona urbana de barranquilla y sus conflictos. Esto explica como en los caños 3
y 5 a pesar de los aportes de cargas puntuales relativamente bajos, se agota rápidamente su
capacidad de asimilación.
Queda la inquietud del Arroyo León entorno a su capacidad de asimilación por cuanto, es un cuerpo
de agua muy intervenido pero la simulación reporta aun importantes niveles de capacidad de carga.
Esta condición no le quita la mira a sus problemas de contaminación y su relación directa con la
ciénaga de Mallorquín, en especial, porque si bien reporta niveles positivos de capacidad de
asimilación, también es cierto que las cargas de contaminación fecal están desbordadas y
amenazan ya no con un problema de deterioro ambiental sino, de salud pública.
Por último, es necesario avanzar en mejora en la calidad de la información tanto delas descargas
liquidas puntales y difusas, así como en la relacionada con caudales de vertidos puntuales y de las
fuentes de agua. En la medida en que esta información mejore, los ejercicios de prospectiva
fundamentados en la modelación de calidad de cuerpos de aguas, aportará cada vez mejores
niveles de información y permitirá tomar mejores decisiones.
7. Recomendaciones
La utilización de este estudio como herramienta clave en la consulta de metas de cargas de DBO5 y
SST para el quinquenio 2020-2025, le permitirá a EPA BARRANQUILLA VERDE tener mejores
elementos para adoptar propuesta de metas que de verdad apunten a logro de los objetivos de
calidad establecidos dentro de este mismo proyecto y cuyos resultados se muestran en los
documentos complementarios.
58

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BARRANQUILLA VERDE – AUTORIDAD AMBIENTAL URBANA

Contrato EPA BV – IDL 07 - 2019

PRODUCTO No 2.7 – P 3.8. ANEXOS O TEMAS RELACIONADOS

P.2.7. Presentar la modelación del recurso P.3.9. Escenarios de metas y cronogramas

P 2.7. MODELACION DE CALIDAD DE CUERPOS DE AGUA DE LA JURISDICCION DE EPA

BARRANQUILA, marzo de 2019

1.1. OBJETIVO GENERAL 7

3.2. LA OPCIÓN PROPUESTA: ANÁLISIS Y JUSTIFICACIÓN 9

4. METODOLOGÍA: PASO A PASO 25

4.1. DEFINIR EL QUÉ Y EL PARA QUÉ: PASOS Y VARIABLES 25

5. CÁLCULOS, ANÁLISIS Y RESULTADOS 30

5.1. MODELACIÓN DE CAPACIDAD DE ASIMILACIÓN DE CARGAS DE DBO5 31

Tabla 1.Resumen de resultados de las últimas campañas de muestreo- Arroyo León________________32

Cuadro 1. Opciones para la selección de un modelo de calidad de corrientes______________________11

Grafica 1. Modelación de CARGA ADMISIBLE para condiciones actuales – Arroyo León______________33

 Analizar la evolución de los contaminantes a partir de un punto de vertido

 Facilitan la comprensión de los mecanismos e interacciones que se producen en los

 Los Modelos de calidad implican una simplificación de la realidad, se simulan aquellos

1. Muy útil en la definición de los usos potenciales del recurso hídrico

1.1. Objetivo general

1.2. Objetivos específicos

3.1. Lineamiento y condicionantes de la guía nacional de modelación de fuentes superficiales

Fuente. MADS, 2018. Protocolo de modelación de la calidad del agua.

No obstante, dice la misma guía, refiriéndose al protocolo propuesto:

1. La determinación de la capacidad asimilativa de sustancias biodegradables o

2. La aplicación de los modelos de simulación, utilizando varios escenarios probables, en la

4. La predicción, a través de modelos de simulación, de los impactos que cause el

3.2. La opción propuesta: análisis y justificación

3.2.1. Para qué se modela un cuerpo de agua

Establecimiento de los objetivos de calidad.

La necesidad urgente en este caso de la autoridad ambiental, es la de diseñar una herramienta de

3.2.2. Abanico de opciones

• Características del modelo.

Rio Cauca: evaluación del

Formulación del PORH en el río

Modelación del Río Cauca

Streeter DBOC, DBON y Estado estable

Fuente. ACODAL, 2019

Notas del cuadro:

5 cumple perfectamente y/o es un atributo altamente diferenciable

Ya se ha mencionado la importancia de la tecnología, la información y los recursos para la selección

Tipo de modelo de calidad Alcance

 Determinar la capacidad asimilativa de un RH

En el ítem a continuación de este protocolo, se presenta la descripción del modelo, relacionándolo

3.3. Descripción del modelo a implementar

1 Guía para la modelación de corrientes. MADS, 2018.

La secuencia del modelo debe contemplar los siguientes pasos:

Fase Actividad Observaciones

Identificación de usuarios del

3. Formulación del modelo Esquematización del sistema En este punto se definen

Dado que se trata de un modelo

Determinación de la Lo ideal es aplicarlo tanto en

Criterios de selección Ver cuadro 1.

La aplicación del modelo,

Proceso de calibración y Se diseñan y entregan con el

3.4. Modelación simplificada de corrientes de Streeter and Phelps: modelo

1 Carlos Alberto Sierra. M.Sc. Water Resources Engineering. ACODAL, 2019.

A continuación se describen los significados de las variables involucradas y los procesamientos de

Definición de los procesos y variables a simular

La La= Dc3,2 = 3,73,2 mg/L

Caracterización 2019/2020* Caracterización 2018 ICAcc 2017*