La modelación de la calidad del agua es una herramienta que nos permite predecir como las sustancias vertidas en el agua se comportarán, mediante modelos matemáticos. Lo que ayuda a preservar la calidad del agua en el medio ambiente.
La contaminación del agua es un concepto relativo, se dice que un cuerpo de agua está contaminada o no en base a ciertos criterios y dependiendo al uso que se pretenda dar agua, ya sea potable, agrícola, industrial o recreativo.
Con el fin de preservar la salud pública y de limitar en lo posible los impactos ambientales provocados por la contaminación de las aguas se establecen normativas para mantener la calidad en el medio natural. Las normativas se encaminan en dos sentidos.
- Fijación de unas normas de emisión (límites de vertido)
- Establecimiento de unos objetivos de calidad
La fijación de límites de vertido establece la cantidad máxima de contaminante que puede ser vertido suponiendo que este no producirá efectos indeseables sobre el medio natural. En la fijación de los límites no se tiene en cuenta la evolución del contaminante (su acumulación, transformación, etc).
El establecimiento de objetivos de calidad ha de realizarse teniendo en cuenta tanto la cantidad de contaminante vertido como su comportamiento posterior en el medio. Precisamente para alcanzar unos objetivos de calidad concretos, es necesario determinar cuál será la evolución de un contaminante vertido en un sistema, es decir, cuál será la evolución de su concentración con el tiempo, y como puede interferir con el resto de sustancias presentes en el medio. En este sentido, se hace necesario utilizar modelos matemáticos de simulación que permitan predecir la evolución a largo plazo del sistema en su conjunto ante una acción determinada. Estos modelos se conocen genéricamente como “modelos de calidad” o “modelos de transporte de contaminantes”.
La validez de la predicción vendrá determinada por la capacidad del modelo propuesto de reflejar el comportamiento del sistema. Por ello, es necesario, por una parte, conocer todos los fenómenos que afectan al comportamiento de las distintas sustancias presentes en el sistema y, por otra, desarrollar un conjunto de ecuaciones que describan estos fenómenos.
El comportamiento de cualquier sustancia en el medio está determinada fundamentalmente por dos factores: su reactividad y la velocidad de su transporte físico en el medio.
La reactividad de una sustancia comprende el conjunto de transformaciones físico-químicas y biológicas que afectan a la sustancia. Son de especial importancia las reacciones de degradación y los procesos que provocan una transferencia de solutos entre las fases acuosas y sólidas, o acuosa y gaseosa del medio (precipitación, disolución, adsorción, desorción, sedimentación de materia suspendida). Si un contaminante no experimenta procesos reactivos en el medio se dice que es un contaminante conservativo, y su evolución se deberá exclusivamente a su desplazamiento con la masa global de agua.
La velocidad de transporte físico en el medio vendrá determinada, fundamentalmente, por el movimiento del agua. Para conocer las características del flujo del agua en el medio se realizan mediciones o se realizan los denominados “modelos de flujo” o modelos hidrodinámicos, que proporcionan el campo de velocidades en el sistema y su variación temporal.
La aplicación de un modelo de calidad para evaluar el impacto que puede producir cualquier compuesto en un medio requiere:
- Fijar un volumen de control claramente definido
- Conocer de forma exhaustiva las entradas y salidas a través de las fronteras del volumen de control.
- Conocer las características del transporte en el interior del volumen de control y a través de sus fronteras.
