Modelo de simulación como herramienta de control de la calidad.

En el marco del Programa de Recuperación Ambiental de la Cuenca del Lago Amatitlán (PRACLA), a implementar por la Autoridad para el Manejo Sustentable de la Cuenca y del Lago Amatitlán (AMSA), se ha desarrollado la Consultoría Plan de Control de la Contaminación del Lago Amatitlán y el río Villalobos (PCC).

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Vista aérea de la entrada de sedimentos del río Villalobos en el Lago Amatitlán

En el contexto de los trabajos del PCC se han desarrollado un conjunto de herramientas dirigidas a la gestión del control de la contaminación de la Cuenca del Lago Amatitlán. Dentro de este conjunto de herramientas habría que destacar la elaboración de un Modelo de simulación de calidad de agua diseñado para reproducir el comportamiento hidrodinámico de los ríos y del lago y, en consecuencia, la evolución de los diferentes parámetros de calidad en los distintos cuerpos de agua, incluyendo los sedimentos.

Dicho modelo de simulación ha permitido la realización de un diagnóstico de la situación actual, así como la predicción del estado cualitativo del lago sobre escenarios futuros que contemplan la implementación de medidas de control de la contaminación.

Selección del modelo de simulación

En una etapa inicial se ha realizado un proceso de selección de modelos de simulación de calidad de agua con objeto de determinar el más adecuado de cara a la gestión eficiente de la contaminación de los ríos de la cuenca del Villalobos y el lago Amatitlán.

Para realizar la selección final del modelo de simulación más idóneos, tanto para modelizar los ríos de la cuenca como el lago de Amatitlán, se estudió la aplicabilidad de diferentes modelos. Tras este período de análisis se seleccionaron el modelo SWAT para río y el EFDC Explorer.

EFDC
Mapa de salinidad en instante final de la simulación con el modelo EFDC. Fuente: INCLAM 2014
Calibración del modelo de simulación

Mediante la calibración y validación del modelo de simulación se han ajustado todas aquellas variables o parámetros necesarios para que los resultados de la simulación sean lo más próximos a lo observado en la realidad.

El primer paso fue la calibración de sedimentos. Esto se realizó mediante datos históricos  de aportación de sedimentos. La calibración se realizó para un período de  años.

Posteriormente, se calibró el módulo de calidad del agua. Para ello, se ajustaron los valores obtenidos con el modelo, con los valores observados en muestreos anteriores (durante el período de  años) realizados por el organismo encargado.

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Concentraciones de fosfatos en la zona oeste y este del lago. Comparación entre los valores muestreados y los modelizados.
Escenarios de simulación

El objetivo de confeccionar este modelo de simulación fue realizar la modelación de tres escenarios que permitieran tomar decisiones en la cuenca del lago de Amatitlán. Los escenarios fueron: Un escenario para la situación actual, y dos escenarios futuros que contemplaban medidas de saneamiento vinculadas a diferentes tasas de reducción  de contaminantes.

La situación actual de la cuenca se caracteriza por presentar una carencia importante en sistemas de depuración o saneamiento, lo que revierte negativamente en la calidad de las aguas. Debido a esta circunstancia, son necesarias medidas para corregir y prevenir estos impactos.

Las medidas más útiles para mejorar el estado ecológico de la cuenca consisten en la instalación de nuevas plantas de tratamiento o la revitalización de las ya existentes. Dichas medidas reducen la descarga de aguas residuales, lo cual representa el principal problema existente.

Dado que el medio donde desemboca el río Villalobos es un medio lacustre, es necesario poner un mayor esfuerzo en los procesos de reducción de nutrientes, ya que son los causantes de la eutrofización en el lago. Por tanto, los escenarios que incluyen estas medidas en la simulación han sido :

  • Escenario 1: Reducción de nutrientes por la aplicación de tratamientos convencionales de depuración.
  • Escenario 2: Reducción de nutrientes mediante tratamiento terciario específico para reducirlos.
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Evolución de los fosfatos en el lado oeste del lago para los escenarios considerados.

Los resultados de estas simulaciones mostraron que de implementarse el Escenario 2, se conseguiría mejorar la calidad de las aguas del lago al reducir la concentración de nutrientes. Esto se traduciría en que el estado trófico del mismo se clasificaría como mesotrófico.

Para más información: Actas de las IV Jornadas de Ingeniería del Agua.

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