Evaluación de la calidad del agua del río Malacatos en el tramo Dos Puentes – La Tebaida, mediante modelación matemática para periodos de estiaje

Due to increasing urbanization and productive economic activities, the deterioration of water quality is becoming more relevant worldwide. The purpose of this study was to evaluate the water quality of the Malacatos river in the segment between the Dos Puentes sector and the La Tebaida neighborhood using mathematical modeling. The physicochemical parameters of 19 water discharges and 4 control points were analyzed through three samplings during 2 months (December 2022 and January 2023). Dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD) and ammonia nitrogen (NH4 + ) were modeled based on the general pollutant transport equation, solved by the Euler method, and the model obtained was calibrated. Discharges showed high contamination, exceeding the 200 mg/l COD and 100 mg/l BOD proposed by Ecuadorian regulations as the maximum permissible limits for discharges into freshwater, especially at points AP12, AP15, AP16 and AP17. The mathematical model showed that these discharges significantly impact the receiving body, generating an increase in contamination starting at kilometer 5.8, which causes the BOD MPLS to be exceeded in the main channel. The most influential discharge was at AP17, which produced a 64% increase in BOD, 47% in NH4 + and a 4.87% decrease in DO. In the calibration process, the model was adjusted with errors lower than 10% for each of the three modeled parameters; therefore, it is a suitable representation of water quality. The validation process was not carried out due to the lack of sufficient data.

El deterioro de la calidad del agua está tomando mayor relevancia a nivel mundial, debido a la creciente urbanización y las actividades económico productivas, que provocan un impacto en los recursos hídricos. La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la calidad del agua del río Malacatos en el tramo comprendido desde el sector Dos Puentes hasta el barrio La Tebaida, mediante la aplicación de modelamiento matemático. Se analizó los parámetros fisicoquímicos de 19 descargas de aguas y 4 puntos de control, mediante tres muestreos durante 2 meses (diciembre de 2022 y enero de 2023), se modeló el oxígeno disuelto (OD), demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y nitrógeno amoniacal (NH4 + ) con base en la ecuación general de transporte de contaminantes, resuelta por el método de Euler, además se realizó la calibración del modelo obtenido. Las descargas presentaron una alta contaminación, superando los 200 mg/l de DQO y 100 mg/l de DBO propuestos por la normativa ecuatoriana como límite máximo permisible para descargas hacia cuerpos de agua dulce, especialmente en los puntos AP12, AP15, AP16 y AP17. El modelo matemático demostró que estas descargas impactan significativamente al cuerpo receptor, generando un incremento de la contaminación a partir del kilómetro 5,8 lo que provoca que se supere los LMPS para la DBO en el cauce principal, la descarga más influyente fue el AP17 que produce un aumento del 64% de DBO, 47% de NH4 + y una disminución de 4,87% del OD. En la calibración el modelo se ajustó con errores inferiores al 10% para los tres parámetros modelados, por lo que, representa de manera óptima la calidad del agua, sin embargo, no se realizó la validación debido a la insuficiencia de datos para este proceso.