MODELACIÓN DINÁMICA DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL …orarbo.gov.co/apc-aa-files/57c59a889ca266ee6533c26f970cb14a/e... · S E D E B O G O T Á FACULTAD ... 3.1 Zona 1 Análisis del

EAAB – Universidad Nacional de Colombia 1

Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059-2008 – Modelación Dinámica de la Calidad del Agua del Río Bogotá Informe Producto No. 5

UNIVERSIDAD

NACIONAL

DE COLOMBIA

S E D E B O G O T Á

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA

LABORATORIO DE ENSAYOS HIDRÁULICOS

MODELACIÓN DINÁMICA DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL

RÍO BOGOTÁ

INFORME PRODUCTO NO. 5

DETERMINACIÓN Y SIMULACIÓN DE ESCENARIOS Y

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059 de 2008

Bogotá D.C., Diciembre de 2010



TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 4

2. PLANTEAMIENTO CONCEPTUAL DE LOS ESCENARIOS ............................. 6

2.1 Introducción ........................................................................................................... 6

2.2 Definición de escenarios ........................................................................................ 7

2.3 Descripción de escenarios .................................................................................... 11

2.4 Zona 1: Cabecera – R.B. Estación Telemétrica Saucío .................................... 13

2.5 Zona 2: Cabecera – R.B. Puente Gachancipá ................................................... 17

2.6 Zona 3: Cabecera – R.B. Puente La Virgen ...................................................... 19

2.7 Zona 4: R.B. Puente La Virgen – R.B. Puente Salsipuedes (Cuenca Media y

Baja).. ............................................................................................................................... 23

3. COMPARACIÓN Y ANÁLISIS DE ESCENARIOS EN LA CUENCA ALTA ... 27

3.1 Zona 1 Análisis del impacto de curtiembres ..................................................... 27

3.2 Zona 2 - Efecto de la operación de embalses en la calidad del agua del río ... 34

3.3 Zona 3 – Calidad del agua en la Cuenca Alta del Río Bogotá ......................... 36

3.4 Zona 4 – Cuenca Media del Río Bogotá ............................................................. 42

3.5 Zona 4 – Cuenca Baja del Río Bogotá ................................................................ 46

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................ 50

4.1 Recomendaciones ................................................................................................. 53

5. REFERENCIAS .......................................................................................................... 56

ANEXO 1 Manual de Usuario: Herramienta para la simulación de Escenarios del Río

Bogotá.

ANEXO 2 Resultados de la simulación de escenarios Cuenca Alta

Villapinzón - Saucío

Escenario 1. Condiciones actuales sin curtiembres.

Escenario 2. Condiciones actuales.

Escenario 3. Condiciones críticas de curtiembres.

Escenario 4a. Condición tratamiento curtiembres (Físico químico).

Escenario 4b. Condición tratamiento curtiembres (Biológico).

Escenario 5. Condición plan de manejo de vertimientos (2035).



Escenario 6. Condición PMV (2035) e industriales.

Saucío - Puente Gachancipá.


Escenario 8. Condiciones críticas de curtiembres.

Escenario 9. Condición tratamientos industriales.

Escenario 10. Condición PMV (2035) e industriales.

Puente Gachancipá - Puente La Virgen


Escenario 12. Condiciones críticas de curtiembres

Escenario 13. Condición tratamientos industriales

Escenario 14. Condición PMV (2035)

ANEXO 3 Resultados de la simulación de escenarios Cuencas Media y Baja

Condiciones actuales


Escenario 2. Salitre TS Canoas TP

Escenario 3. Salitre TS Canoas TS (Desinfección)

Escenario 4. Salitre TS Canoas TS (Desinfección) y sin T

Escenario 5. Salitre TS Canoas TS y TP (Desinfección)

Condiciones críticas






Condiciones favorables








1. INTRODUCCIÓN

En el marco del Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059 de 2008, celebrado entre la

Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá ESP y la Universidad Nacional de

Colombia, se acordó la entrega de siete (7) productos técnicos que permitirán alcanzar el

objetivo general de ―Llevar a cabo la modelación dinámica de calidad del agua del Río

Bogotá en su cuenca alta, media y baja, en actividades conjuntas que permitan estimar la

capacidad de asimilación de carga contaminante del Río y determinar las condiciones del

Río en la actualidad y a futuro, contemplando las obras hoy proyectadas para el

saneamiento del mismo.‖

Con el modelo dinámico de calidad del agua validado y calibrado (Producto 4) es posible

simular escenarios que permitan apoyar la toma de decisiones relativas a la implementación

de obras de saneamiento del Río Bogotá, la operación de plantas de tratamiento y manejo

de vertimientos, la evaluación de impactos en la calidad del agua del río ante acciones

como captaciones de agua y vertimientos de aguas lluvias y residuales.

El presente informe corresponde al Producto 5 del Contrato, ―Determinación y simulación

de escenarios y análisis de resultados‖, cuyos objetivos son principalmente dos:

Efectuar la simulación de escenarios con el objetivo de recomendar acciones a

corto, mediano y largo plazo para el mejoramiento de la calidad del río Bogotá.

Contar con información detallada del comportamiento del río en el tiempo y ante el

avance de las obras y tareas establecidas en el marco del Programa de Saneamiento

del Río Bogotá.

Como parte de este Producto se han definido y simulado escenarios que permiten estimar la

respuesta del río frente a condiciones futuras de saneamiento e intervención antrópica en

proyectos productivos. Los escenarios simulados han sido definidos conjuntamente con la

EAAB y otras entidades que tienen jurisdicción en la cuenca del Río Bogotá.

En el Capítulo 2 se realiza el planteamiento conceptual de los escenarios definidos y se

presentan los datos y suposiciones principales que caracterizan cada escenario.

En el Capítulo 3 se analizan y comparan los resultados de 14 escenarios de saneamiento

planteados para mejorar la calidad del agua en la Cuenca Alta del Río Bogotá desde

Villapinzón hasta Alicachín. Por su parte en el Capítulo 4 se analizan y comparan los

resultados de otros 15 escenarios de saneamiento en la Cuenca Media y la Cuenca Baja del

río. Los resultados completos de cada escenario modelado, incluyendo los datos

principales, las figuras y tablas de resultados de bandas y curvas de excedencia de cada

determinante de calidad del agua, se presentan en Anexos (2) como soporte del informe.



En el Capítulo 5 se presentan las principales conclusiones de los completos ejercicios de

simulación efectuados y recomendaciones importantes para el avance apropiado de las

decisiones de inversión en infraestructura de saneamiento del Río Bogotá.



2. PLANTEAMIENTO CONCEPTUAL DE LOS

ESCENARIOS

2.1 INTRODUCCIÓN

En este Capítulo se presentan los escenarios que han sido planteados a nivel conceptual

para el saneamiento hídrico del Río Bogotá y que han sido modelados como parte de este

trabajo con el fin de evaluar su impacto en la calidad del agua del río, y apoyar la toma de

decisiones de inversión.

Inicialmente se planteó un escenario denominado ―Condiciones Actuales de Referencia‖,

contra cuyos resultados se evalúan los demás escenarios. Este escenario ha sido planteado

utilizando principalmente la información de calidad del agua del Río Bogotá y de sus

afluentes levantados en el presente proyecto en tres campañas de mediciones (ver Producto

3), e información de otros estudios (Uniandes-EAAB, 2001; Consorcio Cuencas – CAR,

2007). El escenario resume las condiciones actuales de vertimientos y las características

hidráulicas y de calidad del agua observadas a lo largo del río para caudales promedio.

Posteriormente se definieron escenarios en tres sub-cuencas de la Cuenca Alta desde

Villapinzón hasta la estación de la Virgen. En la primera sub-cuenca hasta Saucío, se

definió un escenario de condiciones críticas generadas por efluentes de industrias de

curtiembres descargando simultáneamente, dos escenarios de saneamiento del efluente de

estas industrias, uno de tratamiento físico-químico y otro biológico. Se planteó un escenario

con los resultados esperados de los efluentes residuales domésticos de Planes de Manejo de

Vertimientos domésticos de cada municipio a 2035 y se simuló otro escenario con la

combinación de tratamientos industriales y domésticos denominado de ―Condiciones

favorables‖.

En la segunda sub-cuenca hasta Gachanzipá se definieron escenarios de operación de los

embalses Sisga y Tominé para condiciones de caudal alto, medio y bajo con el fin de

analizar su impacto en la calidad del agua del río para los diferentes escenarios de calidad

del agua definidos aguas arriba en la sub-cuenca hasta Saucío. Finalmente en la tercera sub-

cuenca hasta la estación limnigráfica de la Virgen en Cota se definieron escenarios de

tratamientos industriales, los escenarios con los resultados esperados de los efluentes

residuales domésticos Planes de Manejo de Vertimientos domésticos de cada municipio a

2035, y la combinación de estos dos en un escenario de ―Condiciones favorables‖.

La calidad del agua transitada hasta la Virgen para cada escenario constituye la condición

de frontera para los escenarios de saneamiento definidos en la Cuenca Media y la Cuenca

Baja. En la Cuenca media se definieron escenarios conjuntamente con la EMPRESA con el

fin de contar con la información detallada del comportamiento del río en el tiempo y ante el

avance de las obras y tareas establecidas en el marco del Programa de Saneamiento del Río

Bogotá y el PMV de Bogotá. Los escenarios corresponden a diferentes propuestas de

caudales y niveles de tratamiento en las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales de

Salitre y de Canoas con los Interceptores ENCOR y Fucha-Tunjuelo-Canoas en

funcionamiento, eliminándose así todos los vertimientos actuales de Villa-Gladys, Jaboque,

Rivera, Navarra, Gibraltar y los colectores de Soacha, en el tramo hasta Alicachín.



En la Cuenca Baja se definieron escenarios con los resultados esperados de los efluentes

residuales domésticos Planes de Manejo de Vertimientos domésticos de cada municipio de

esta cuenca a 2035.

A continuación se describen los escenarios modelados y se presentan los detalles de

implementación en la herramienta del Modelo Dinámico de Calidad del Agua del Río

Bogotá, cuya última versión se entrega anexa al presente Documento en el Anexo 1 en

medio físico y en medio digital.

2.2 DEFINICIÓN DE ESCENARIOS

El proceso de simulación de escenarios se dividió en cuatro zonas consecutivas, desde

aguas arriba hacia aguas abajo, con el fin de analizar distintos aspectos de interés de la

dinámica de la calidad del agua que se presenta en el Río. La Tabla 1 resume las zonas de

modelación y su propósito.

Tabla 1. - Resumen de las etapas de modelación

Zona Sección de

inicio Sección final Propósito

1 Cabecera

Villapinzón

Estación

Telemétrica Saucío

Evaluar el efecto de la industria de curtiembres y su

manejo.

2 Cabecera Puente Gachancipá Evaluar efecto de la operación de embalses (Sisga y

Tominé).

3 Cabecera Puente La Virgen

Evaluar distintos escenarios de saneamiento

(vertimientos industriales y/o domésticos) en la cuenca

alta del río.

Generación de condiciones de frontera (resultados de cuenca alta)

4 Puente La

Virgen Puente Salsipuedes

Evaluar distintos escenarios de saneamiento en la cuenca

alta y baja del río.

En cada una de las zonas o sub-cuencas mencionadas se contemplan varias alternativas de

saneamiento. Los resultados de los escenarios simulados en cada zona se propagaron hacia

aguas abajo. El criterio para la propagación de los resultados obtenidos hacia aguas abajo

consistió en seleccionar las condiciones críticas, promedio y favorables simuladas (siempre

considerando la condición actual de referencia), combinándolas con los escenarios

contemplados en la zona siguiente.

En la Figura 1 se presenta el esquema conceptual de escenarios de condiciones actuales,

críticas y de saneamiento hídrico, definidos en la Cuenca Alta.



Figura 1.- Representación conceptual de escenarios definidos en la Cuenca Alta

En la Figura 2 se presentan por su parte los escenarios definidos en la Cuenca Media

conjuntamente con la EMPRESA.



Figura 2.- Representación conceptual de escenarios definidos en la Cuenca Alta

A continuación en la Tabla 2 se presenta el listado resultante de escenarios modelados con

sus nombres. Cabe resaltar que cada escenario se corre para condiciones hidrológicas de

caudal alto, promedio y bajo con concentraciones correspondientes bajas, promedio y altas

respectivamente.



Tabla 2.- Lista de escenarios definidos con su respectivo nombre

Cuenca / Sub-cuenca Escenario No. Nombre / Descripción

Cuenca Alta / Villapinzón –

Saucío

1 Condiciones actuales sin curtiembres

2 Condiciones actuales (CA)

3 Condiciones críticas de curtiembres (CC)

4.1 Tratamiento Físico-químico de curtiembres

4.2 Tratamiento Biológico de curtiembres

5 Plan de Manejo de Vertimientos PMV (2035)

6 Condiciones favorables (CF) / PMV (2035) y

tratamientos industriales

Cuenca Alta / Saucío -

Puente Gachancipá.

7 Condiciones actuales

8 Condiciones críticas de curtiembres.

9 Tratamientos industriales.

10 Condiciones favorables (CF) / PMV (2035) e

industriales.

Cuenca Alta / Puente

Gachancipá - Puente La

Virgen


12 Condiciones críticas de curtiembres.

13 Tratamientos industriales.

14 Condiciones favorables (CF) / PMV (2035) e

industriales.

Cuenca Media y Cuenca

Baja


Condiciones actuales.

2 Salitre Tratamiento Secundario (TS) y Canoas

Tratamiento Primario (TP)

3 Salitre TS Canoas TS (Desinfección)

4 Salitre TS Canoas TS (Desinfección) y sin

Tratamiento

5 Salitre TS Canoas TS y TP (Desinfección)

6 Condiciones críticas

Condiciones actuales.

7 Salitre TS Canoas TP



Tratamiento

Condiciones favorables



12 Salitre TS Canoas TP



Tratamiento




A continuación se describen conceptualmente cada uno de los escenarios planteados y se

resumen los datos que los caracterizan. Igualmente en el Anexo 2 se incluyen los datos

propios de cada escenario así como todos los resultados en Figuras y Tablas.

2.3 DESCRIPCIÓN DE ESCENARIOS

En la presente sección se indican y describen las condiciones de entrada al Modelo

Dinámico de Calidad del Agua contempladas para representar los escenarios de

saneamiento formulados para el saneamiento hídrico del Río Bogotá. El propósito principal

es mostrar cada uno de los esquemas implementados resaltando las características

relevantes de cada escenario. Lo anterior, en el contexto de la herramienta de usuario final

desarrollada en el Proyecto para la modelación de escenarios de saneamiento y la

herramienta para comparación de resultados de diferentes escenarios.

En general, la información clave que distingue cada escenario de los demás se enumera a

continuación:

Tipo de vertimiento a tratar: qué tipo de vertimientos que llegan al río se van a tratar

(doméstico, industrial, afluente natural –río o quebrada-). En este sentido se pueden

plantear escenarios que contemplan aguas residuales industriales mejoradas, aguas

residuales domésticas mejoradas, planes de saneamiento y manejo de vertimientos,

etc.

Tipo de tratamiento y/o calidad esperada de los afluentes al río: se indican los

factores de remoción de cada determinante de calidad del agua modelado (sólidos

disueltos totales, oxígeno disuelto, DBO, sólidos suspendidos totales, etc.) según el

tipo de tratamiento (preliminar, primario, secundario, químicamente asistido,

desinfección, etc.) que se proyecte para el tipo de vertimiento. Para los casos en los

que se plantea un manejo de vertimientos domésticos e industriales separando los

sistemas de alcantarillados pluvial y sanitario, se estiman factores de remoción que

representan la calidad del agua lluvia, aplicadas a aguas que originalmente eran

servidas. La anterior conceptualización permite analizar casos como la intercepción

de aguas residuales que llegan a un afluente natural, permitiendo que este último

funcione como alcantarillado pluvial, cuando inicialmente funcionaba como

alcantarillado combinado. Este manejo implica un cambio de la calidad del agua del

afluente natural, lo cual se representará en la modelación a partir de remociones en

los determinantes de calidad del agua que en la actualidad corresponden a aguas del

tipo residual combinada. El agua residual que se separa, se trata en conjunto con

otros vertimientos interceptados (si es el caso), y los factores de remoción del

tratamiento que se aplique se definen a su vez directamente para el colector final. La

descripción anterior se representa más claramente en la Figura 3 y corresponde al



tipo de tratamiento denominado en la herramienta desarrollada como ―Planes

Maestros‖.

Figura 3. - Esquema de planes de saneamiento y manejo de vertimientos en la herramienta de simulación. R

indica la remoción en los determinantes para representar la calidad de las aguas lluvias a partir de aguas

residuales combinadas (información disponible). T representa el tratamiento del agua residual interceptada

Para el caso en el cual se hace el manejo y saneamiento de los vertimientos que

llegan a los afluentes naturales del río Bogotá, e.g. Río Salitre, Fucha o Tunjuelo,

causando un cambio en la calidad del agua de los mismos, el esquema de la Figura 3

es prácticamente el mismo, sin intercepción, con la diferencia de que las remociones

se establecen para representar el mejoramiento de la calidad del agua del afluente,

que es el cuerpo receptor de los vertimientos controlados. Todas las remociones son

estimadas a partir de valores típicos y esperados del afluente final que llega al río,

considerando, en lo posible, efectos de transporte y decaimiento. Debe resaltarse

que lo anteriormente mencionado corresponde a una aproximación, y en la medida

que se disponga de más datos y de modelos de calidad del agua propios de los

afluentes, naturales y artificiales, más importantes del Río Bogotá, los resultados

finales tendrán mayor soporte técnico.

Información hidrológica y de calidad de cada vertimiento: Se indican los valores

promedio mínimos, medios y máximos para cada determinante de calidad del agua,

y se define la serie diaria de caudales para un mes representativo con condiciones



secas, promedio y húmedas, según la información hidrológica disponible.

Adicionalmente, se señala la variación intra-diaria de cada uno de los

determinantes, definiendo series horarias de factores multiplicadores. Esta

información permitirá analizar la dinámica temporal en la calidad del agua debida

tanto a los determinantes como a condiciones hidrológicas, a nivel mensual

inclusive.

2.4 Zona 1: CABECERA – R.B. ESTACIÓN TELEMÉTRICA SAUCÍO

Para evaluar el efecto de los vertimientos de la industria de curtiembres se formularon los

siguientes escenarios:

1) Condiciones actuales sin curtiembres.

2) Condiciones actuales de referencia.

3) Condiciones críticas de curtiembres.

4) Condición con tratamiento de curtiembres

a. Tratamiento físico – químico.

b. Tratamiento biológico.

5) Plan de saneamiento y manejo de vertimientos (PSMV) proyectado al 2035.

6) PSMV (2035) y tratamiento biológico en curtiembres.

Los escenarios del 1 al 3 presentan gradualmente el efecto de distintos niveles de

contaminación provenientes de la industria de curtiembres, partiendo de una condición

ideal, de cero contaminación de la industria, a una crítica con el funcionamiento simultáneo

de 8 locaciones, evento correspondiente a una probabilidad cercana a 0.05 (el lector

interesado se remite a Santos, 2010). Los escenarios 4 al 6 consisten en el mejoramiento

gradual de la calidad de los vertimientos industriales en el tramo, considerando como punto

de partida actual la condición del escenario 3. El esquema del tramo de esta primera zona,

en donde se indican los vertimientos que entran al río y su orden, se muestra en la Figura 4.

Figura 4. - Esquema del tramo de la zona 1 con vertimientos agrupados por color según tipo (natural,

doméstico e industrial).



2.4.1 Condiciones actuales sin curtiembres

En esta condición se supuso que los afluentes que conducen parte de los vertimientos

industriales presentan una calidad similar a la de un vertimiento doméstico, siendo estos las

quebradas San Pedro y Chingacío. Los valores de los determinantes se tomaron a partir de

información sobre el Río Bogotá aguas arriba la Quebrada San Pedro (R.B. Puente última

descarga alcantarillado Villapinzón), de los cuales se obtuvieron los valores mínimo,

promedio y máximo para cada uno. En cuanto a los caudales, se ingresaron los mismos que

los aforados en campo para cada afluente. El resto de información para los demás afluentes

y vertimientos, fue tomada directamente de la información recolectada en campo y

analizada en laboratorio durante las tres campañas de monitoreo del presente proyecto, y

algunos otros a partir de estudios previos realizados para el Río Bogotá.

2.4.2 Condiciones actuales de referencia

La información indicada para cada uno de los afluentes y vertimientos del tramo de análisis

fue tomada directamente de los datos de monitoreo de la calidad del agua recolectados en el

marco del presente proyecto. Algunos datos no tomados en este proyecto en algunos

vertimientos se obtuvieron de estudios anteriores (Uniandes-EAAB, 2001).

2.4.3 Condiciones críticas de curtiembres

La carga total que ingresa para la condición crítica señalada en este escenario, se calculó

suponiendo un funcionamiento y vertimiento simultáneo de 8 industrias de curtiembres

compuestas por las fases correspondientes de pelambre, curtido, recurtido y teñido dentro

del proceso de producción convencional, con sus respectivos aportes de contaminación. La

información de caudales y determinantes como cloruros, DBO, NTK y SST fue tomada de

la tesis de maestría desarrollada por Santos (2010) dentro del marco del presente proyecto.

En la Tabla 3 se presentan los valores mencionados, así como el ponderado total de

concentración y caudal según el número total de industrias, dos por cada proceso

productivo.

Tabla 3. Valores típicos de caudal y contaminación por proceso productivo en la industria de curtiembres

Pelambre Curtido Recurtido Teñido

Ponderado

Cloruros (mg/L) 15634.21 18738.6 21300 863.75

14134.14

DBO (mg/L) 14044.84 986.55 867 603.25

4125.41

NTK (mg/L) 1716.84 320 714 43.86

698.68

SST (mg/L) 21857.89 1176.14 1824.2 189.38

6261.90

Q (m

3/s) 0.033 0.033 0.033 0.033

0.266

No. Industrias 2 2 2 2



La carga crítica calculada, valores de caudal y concentración, fue asignada en su totalidad a

la Quebrada Chingacío, suponiendo que todos los desechos industriales derivados de la

producción de curtiembres llegan a este afluente. Se supuso por lo tanto que la Quebrada

San Pedro, la cual habitualmente conduce también esta clase de vertimientos, ya no aporta

contaminación industrial y su calidad corresponde ahora a un vertimiento doméstico (de la

misma calidad que el asignado en el escenario 1). En esta condición se supone que todo el

caudal aportado por la Quebrada Chingacío es el mismo caudal derivado de la producción

de curtiembres (0.266 m3/s).

El nitrógeno total (NTK) se asignó en partes iguales a las especies de nitrógeno orgánico y

nitrógeno amoniacal. En cuanto a los demás determinantes, se tomaron los valores medidos

en las campañas de medición. La concentración de cloruros fue asignada a los sólidos

disueltos totales (TDS) ya que es un indicador de la cantidad de sales disueltas en el agua

vertida.

Con el fin de considerar de forma aproximada los tiempos de duración de las descargas, se

consideró la serie de factores multiplicadores de caudal correspondiente a un pulso gradual

de contaminación, entre las 10:00 a.m. y la 1:00 p.m., tiempo en el cual se ha observado

sistemáticamente en las campañas de medición, un aumento de la contaminación del Río

Bogotá por vertimientos de curtiembres en la estación aguas abajo de la Quebrada

Chingacío (ver Producto 3).

2.4.4 Condición con tratamiento de curtiembres

Las concentraciones que deben tener los efluentes de curtiembres de acuerdo con la

normatividad existente en la región se presentan en la Tabla 4, tomada de Santos (2010).

Cada valor, de acuerdo al tipo de tratamiento (físico–químico o biológico), es asignado

directamente en la información correspondiente al vertimiento, teniendo en cuenta que el

valor indicado en la norma se esperaría como el máximo registrado durante el día. Por lo

tanto, se debe tener en cuenta el valor del factor multiplicador máximo del determinante

correspondiente. La información se modifica a partir de los datos definidos para el

escenario 3.

Tabla 4. Características de efluentes de curtiembres con tratamiento (Fuente: CAR, 2005 tomado de Santos,

2010)

Determinante Tratamiento

Físico-químico

Tratamiento

Biológico

DBO5 (mg/L) 200 60

SST (mg/L) 1000 100

Cl (mg/L) 1200 1200

NH3 (mg/L) 1 1



2.4.5 Plan de saneamiento y manejo de vertimientos (PSMV) proyectado al 2035

Para este escenario se tomó como base la información de entrada para la condición actual

de referencia, y se modificaron únicamente las descargas domésticas de Villapinzón y de la

PTAR Chocontá, las cuales están contempladas dentro del PSMV previsto de cada

municipio. Para el primer caso, se aplicaron factores de remoción típicos, considerando

tratamiento secundario mediante lagunas de estabilización; para el segundo, se aplicaron

factores que representan una mejoría en la operación actual de la PTAR. Los valores

caracterizados del efluente de la PTAR en este proyecto, se utilizaron junto a los factores de

remoción actuales de la planta, para obtener los valores del afluente a la misma. A dichos

valores encontrados se les aplicaron los nuevos factores de remoción mejorados

especificados en la Tabla5.

Tabla 5 - Tasas de remoción supuestas para el escenario 5

Porcentajes de Remoción (%)

TDS

Oxígeno

Disuelto* DBO5 SST

Coliformes

Totales Amonio Nitratos Ortofosfatos

Nitrógeno

Orgánico

Fosforo

Orgánico

Descarga

PTAR

Villapinzón

2035

15 4 80 90 99.9 15 15 15 15 15

PTAR

Chocontá

(actuales)

10 2 70 80 90 10 10 10 10 10

PTAR

Chocontá

(mejorados

2035)

15 4 80 90 99.9 15 15 15 15 15

* Concentración esperada de OD en mg/L.

Adicionalmente, una pequeña parte del caudal del Río Tejar (0.01 m3/s), considerado como

conexiones erradas del sistema de drenaje urbano de Chocontá al río, es interceptado para

ser tratado en la PTAR Chocontá. Esta operación se implementa en la herramienta de

simulación como un ―plan maestro‖ cuyo vertimiento de origen es el río y el receptor, la

PTAR. La proyección al año 2035 se tiene en cuenta en el aumento del caudal tratado en

los dos municipios, el cual está directamente asociado al tamaño de la población, el

consumo de agua por habitante y el factor de retorno. En la Tabla 6 se presentan los

caudales estimados de tratamiento en condiciones promedio y máximas para cada descarga

doméstica mencionada.



Tabla 6 - Valores aproximados de caudal en los vertimientos domésticos de la etapa 1

Descarga Actual (medido) Año 2035 (proyectado)

Q medio (l/s) Q máx (l/s) Q medio (l/s) Q máx (l/s)

PTAR Villapinzón 10.0 10.0 20.0 40.0

PTAR Chocontá 20.0 20.0 20.0 30.0

2.4.6 PSMV (2035) y tratamiento biológico en curtiembres.

Este escenario representa ―condiciones favorables‖ en cuanto al manejo conjunto de

vertimientos industriales y domésticos en el sector indicado de la cuenca alta. Los datos de

entrada de este escenario se conforman a partir de la fusión de los escenarios 4b

(tratamiento biológico) y 5 PSMV 2035.

2.5 ZONA 2: CABECERA – R.B. PUENTE GACHANCIPÁ

El propósito principal en esta zona es evaluar el efecto de la variación del caudal

descargado como parte de la operación de los embalses del Sisga y Tominé en la calidad

del agua del Río Bogotá. Se evalúa para caudales altos, medio y bajos de desacrga, el efecto

en las condiciones de calidad del agua del río que se han propagado para los diferentes

escenarios simulados en la Zona 1 aguas arriba. Se conforman los siguientes escenarios de

estudio, continuando la numeración:

7) Condiciones actuales (hasta R.B. Puente Gachancipá)

8) Condiciones críticas de curtiembres (hasta R.B. Puente Gachancipá)

9) Condición con tratamientos industriales (hasta R.B. Puente Gachancipá)

10) PSMV (2035) y tratamientos industriales (hasta R.B. Puente Gachancipá)

En la Figura 5 se presenta el esquema del tramo de esta segunda Zona considerada como la

parte alta de la Cuenca, indicando los vertimientos que entran al río y su orden.

Figura 5 - Esquema del tramo de la zona 2 con vertimientos agrupados por color según tipo (natural,




El análisis de la operación de embalses se realiza a partir de la aplicación de diferentes

condiciones hidrológicas: seca de bajo caudal de salida para los dos embalses, promedio y

húmeda de alto caudal descargado.

2.5.1 Condiciones actuales (hasta R.B. Puente Gachancipá)

El escenario 7 de Condiciones Actuales en esta segunda zona es la continuación del

escenario 2 hasta el vertimiento industrial de Papeles y Molinos. Los vertimientos y

afluentes pertenecientes al resto del tramo han sido son caracterizados en campo y

laboratorio para cada uno de los determinantes modelados en este proyecto.

2.5.2 Condiciones críticas de curtiembres (hasta R.B. Puente Gachancipá)

El escenario de ―Condiciones Críticas‖ es la continuación del escenario 3 hasta el

vertimiento industrial de Papeles y Molinos, utilizando para el resto de vertimientos (desde

la estación telemétrica Saucío), los datos correspondientes a las condiciones actuales de

referencia, que han sido medidas en las campañas de monitoreo.

2.5.3 Condición con tratamientos industriales (hasta R.B. Puente Gachancipá)

El escenario definido de tratamientos industriales da continuidad al escenario 4b simulado

de tratamiento biológico de los efluentes de curtiembres. En esta alternativa de

saneamiento, únicamente se aplica tratamiento al vertimiento industrial de Papeles y

Molinos. La definición de este escenario es clara puesto que se quieren representar

condiciones intermedias en el saneamiento del Río Bogotá con el fin de evaluar el efecto de

los vertimientos industriales en la calidad del agua del cauce y la importancia de su manejo

y control. En la Tabla 7 se indican los factores de remoción aplicados al vertimiento

doméstico optimizado de la PTAR de Suesca a 2035 y al vertimiento industrial suponiendo

una exigencia por parte de la normatividad de alta eficiencia.

2.5.4 PSMV (2035) y tratamientos industriales (hasta R.B. Puente Gachancipá)

Este escenario, PSMV (2035) y tratamientos industriales sigue la línea de la representación

de las ―condiciones más favorables‖ previstas en el horizonte temporal indicado, y

corresponde a la propagación hacia aguas abajo de las condiciones del escenario 6 simulado

en la Zona 1. Al igual a lo realizado para la PTAR Chocontá, se calcularon los valores de

los determinantes en el afluente a la PTAR Suesca a partir de los datos medidos a la salida

y de los factores de remoción actuales. Los factores de remoción, actuales y mejorados, se

indican en la Tabla 7.

Nótese en la Tabla 7 que se proyecta una mayor exigencia en factores de remoción de

algunos determinantes para las descargas industriales en comparación con las domésticas,



debido a que estos son los que aportan, generalmente, mayores concentraciones de

contaminantes e inclusive sustancias tóxicas, por lo cual se supone que la normatividad

debe ser más exigente y la Autoridad Ambiental debería ser más estricta en el control de la

disposición de este tipo de residuos.

Tabla 7. Tasas de remoción supuestas para el escenario 10


TDS

Oxígeno

Disuelto* DBO5 SST

Coliformes


Nitrógeno

Orgánico

Fosforo

Orgánico

Descarga

PTAR

Suesca

(actuales)

10 2.0 60 70 90 10 10 10 10 10

Descarga

PTAR

Suesca

(mejoradas)

15 3.5 80 90 99.9 15 15 15 15 15

Descarga

Papeles y

Molinos

90 3.5 90 90 99.99 90 90 70 90 70


2.6 ZONA 3: CABECERA – R.B. PUENTE LA VIRGEN

En Zona 3 de modelación se dio continuidad a los escenarios conceptuales planteados en

las zonas anteriores de aguas arriba, ya que éstos representan, en general, condiciones

actuales, críticas, intermedias y favorables, garantizando un panorama amplio para el

análisis de los resultados, en términos de la calidad del agua esperada del Río Bogotá, de

los PSMV y las inversiones en infraestructura para el saneamiento del Río Bogotá en su

Cuenca Alta.

En esta zona, cobra vital importancia la gestión ambiental alrededor de los tratamientos

industriales porque se presentan importantes vertimientos de este tipo, tales como por

ejemplo, las descargas de Bavaria, Termozipa, Familia Sancela, etc.. Además en esta zona

se vislumbra la necesidad de implementación de medidas correctivas a nivel de las PTAR´s

municipales para obtener aguas residuales domésticas tratadas de mejor calidad en

municipios como Gachancipá, Tocanzipá, Nemocón, Zipaquirá, Sopó, Cajicá, Chía y Cota

entre otros, que generen menores impactos ambientales sobre afluentes naturales al Río

Bogotá, tales como los ríos Nuesa, Teusacá, Negro, Frío, etc.

Siguiendo la numeración anterior para los escenarios simulados, a continuación se indica la

lista de escenarios definidos concernientes a esta zona del río:

11) Condiciones actuales (hasta R.B. Puente La Virgen)

12) Condiciones críticas de curtiembres (hasta R.B. Puente La Virgen)

13) Condición con tratamientos industriales (hasta R.B. Puente La Virgen)



14) PSMV (2035) y tratamientos industriales (hasta R.B. Puente La Virgen)

En la Figura 6 se presenta el esquema de los vertimientos y afluentes que ingresan desde

R.B. Puente Gachancipá hasta R.B. Puente La Virgen.

Figura 6 - Esquema del tramo de la etapa 3 con vertimientos agrupados por color según tipo (natural,


2.6.1 Condiciones actuales (hasta R.B. Puente La Virgen)

Se continúa en esta zona con el escenario 7 de ―condiciones actuales de referencia‖ hacia

aguas abajo (escenario 11), considerando como información de entrada datos

representativos medidos en las campañas de monitoreo del presente proyecto (Producto 3).

2.6.2 Condiciones críticas de curtiembres (hasta R.B. Puente La Virgen)

Se propaga en esta zona el escenario 8 de condiciones críticas de la calidad del agua del río

que se ha simulado desde la cuenca alta. Los datos suministrados para los vertimientos

contemplados en esta zona corresponden con la información de valores medidos en las

campañas de monitoreo, es decir, la misma información que la utilizada en el escenario 11.

2.6.3 Condición con tratamientos industriales (hasta R.B. Puente La Virgen)

El escenario 13 es la continuación hacia aguas abajo de las condiciones intermedias de

saneamiento en la cuenca alta del río, escenario 9. En el tramo de interés se modelaron 5

vertimientos industriales, descargando 4 efectivamente al río Bogotá, al suponer que las

aguas residuales de Termozipa-grasas y Termozipa-cenizas se recogen en un solo colector.

En la Tabla 8 se exponen los factores de remoción suponiendo que se aplica tratamiento a

dichos vertimientos.



Tabla 8 – Factores de remoción supuestos para el escenario 13


TDS Oxígeno

Disuelto* DBO5 SST

Coliformes


Nitrógeno

Orgánico

Fosforo

Orgánico

Vertimiento

Bavaria 1 90 3.5 90 90 99.99 90 90 70 90 70

Descarga

Termozipa 80 3.5 80 80 99.9 80 80 60 80 60

Vertimiento

Bavaria 2 80 3.5 80 80 99.9 80 80 60 80 60

Descarga

Familia

Sancela

90 3.5 90 90 99.99 90 90 70 90 70


2.6.4 PSMV (2035) y tratamientos industriales (hasta R.B. Puente La Virgen)

Finalmente se define el escenario de condiciones favorables propagando hacia aguas abajo

los resultados del escenario 10 de la zona de aguas arriba. En la definición de los datos de

entrada correspondientes a este escenario prospectivo a 2035 se modificó la información de

las descargas domésticas que actualmente se tratan en las PTAR’s de Gachancipá,

Tocancipá y Chía, y la información de calidad del agua de los afluentes naturales al Río

Bogotá que recogen las aguas tratadas y/o vertidas sin tratamiento de los Ríos Neusa,

Negro, Teusacá, y Frío con el fin de considerar escenarios de mejora en las PTAR’s de

Nemocón, Zipaquirá y Sopó y mejoras en el drenaje urbano sin tratamiento correspondiente

a una parte del municipio de Chía al río Frío.

A cada uno de los vertimientos y ríos mencionados, les fueron asignadas mejores

eficiencias de remoción de contaminantes supuestas, con el fin de estimar la calidad del

agua vertida al Río Bogotá. El propósito de esta conceptualización es considerar el efecto

neto de la implementación de infraestructura optimizada de saneamiento a 2035, que genere

efectivamente mejores factores de remoción de carga contaminante.

En la Tabla 9 se presentan los factores de remoción actuales que se han supuesto. Por su

parte en la Tabla 10 se presentan los factores de remoción para los tratamientos

optimizados proyectados al 2035. Debe anotarse claramente que las remociones mejoradas

para los afluentes naturales, ríos Neusa, Negro, Teusacá y Frío, son a este nivel solo

aproximaciones, las cuales han sido realizadas a partir de simples balances de masa a partir

del saneamiento y manejo optimizado proyectado de los vertimientos de las PTAR´s de

Nemocón, Zipaquirá, Sopó, y el drenaje urbano sin tratamiento de parte de Chía,

respectivamente. En este sentido se recomienda implementar modelos propios para cada río

con el fin de alcanzar mayor rigurosidad técnica en la predicción del comportamiento más

probable de las cargas contaminantes que llegan al Río Bogotá por sus afluentes naturales.



Tabla 9 - Tasas de remoción actuales supuestas en el escenario 14


TDS Oxígeno

Disuelto* DBO5 SST

Coliformes


Nitrógeno

Orgánico

Fosforo

Orgánico

Descarga

PTAR

Gachancipá

10 0 70 80 90 10 10 10 10 10

Descarga

PTAR

Tocancipá

10 0 60 60 90 10 10 10 10 10

Confluencia

Río Negro 10 0 40 40 30 10 10 10 10 10

Confluencia

Río Teusacá 10 1 60 60 30 10 10 10 10 10

Descarga

PTAR Chía 10 0 50 70 80 10 10 10 10 10

Confluencia

Río Frío 10 0.5 15 15 25 10 10 10 10 10


Tabla 10 - Tasas de remoción mejoradas en el escenario 14


TDS Oxígeno

Disuelto* DBO5 SST

Coliformes


Nitrógeno

Orgánico

Fosforo

Orgánico

Descarga

PTAR

Gachancipá

15 3.5 80 90 99.9 15 15 15 15 15

Descarga

PTAR

Tocancipá

15 3.5 80 90 99.9 15 15 15 15 15

Confluencia

Río Neusa 15 7 58 57 80 25 15 15 25 15

Confluencia

Río Negro 15 2 60 70 80 25 15 15 25 15

Confluencia

Río Teusacá 10 3 60 70 80 15 10 10 15 10

Descarga

PTAR

Cajicá

15 3.5 80 90 99.9 15 15 15 15 15

Descarga

PTAR Chía 15 3.5 80 90 99.9 15 15 15 15 15

Confluencia

Río Frío 10 3.5 48 57 80 15 10 10 15 10


La proyección al 2035 se tiene en cuenta en el caudal tratado en los municipios, el cual está

directamente asociado al tamaño de la población, el consumo de agua por habitante y el

factor de retorno. En la Tabla 11 se presentan los caudales estimados de tratamiento en



condiciones promedio y en condiciones máximas para cada descarga doméstica

mencionada (diferentes Fuentes de información).

Tabla 11 - Valores aproximados de caudal en los vertimientos domésticos de la etapa 3

Descarga Actual Año 2035 (proyectado)

Q medio (l/s) Q máx (l/s) Q medio (l/s) Q máx (l/s)

Descarga PTAR

Suesca 15.0 40.0 25.0 60.0

Descarga PTAR

Gachancipá 40.0 50.0 50.0 60.0

Descarga PTAR

Tocancipá 40.0 50.0 50.0 60.0

Descarga PTAR

Cajicá 70.0 90.0 90.0 110.0

Descarga PTAR

Chía 290.0 477.0 433.0 741.0

2.7 ZONA 4: R.B. PUENTE LA VIRGEN – R.B. PUENTE SALSIPUEDES

(CUENCA MEDIA Y BAJA)

En la Zona 4 se simularon cinco escenarios específicos para el manejo y tratamiento de las

aguas residuales en la cuenca media y baja del Río Bogotá. Se consideraron para cada

escenario tres condiciones de frontera distintas en el límite con la cuenca alta (R.B. Puente

La Virgen), seleccionando los resultados de la condición actual, definida a partir de

mediciones en las campañas de monitoreo, la condición crítica generada por los

vertimientos de la industria de curtiembres en la cuenca alta, y la condición más favorable,

PSMV al año 2035 y tratamiento de vertimientos industriales. Al igual que para las

simulaciones precedentes, cada escenario contemplado fue corrido adicionalmente para tres

condiciones distintas de carga contaminante dinámica, i.e. variable en el tiempo. Estas son

la condición hidrológica seca y concentración máxima de los determinantes de calidad del

agua, condición hidrológica promedio y concentración promedio, y condición hidrológica

húmeda y concentración mínima. Así, se efectuaron un total de 45 simulaciones (3

condiciones de frontera por 5 escenarios de manejo y tratamiento por 5 condiciones

hidrológicas y de carga contaminante en los efluentes) para esta zona del río de la Cuenca

Media y la Cuenca Baja.

Los escenarios contemplados para la cuenca media y baja del Río Bogotá están enfocados

principalmente a evaluar los efectos de distintas alternativas de saneamiento de las aguas

residuales aportadas por la ciudad de Bogotá. Específicamente se modelan diferentes

niveles de tratamiento en las PTAR´s Salitre y Canoas, a un horizonte de diseño de 2040,

en el cual se esperan caudales máximos tratados de 8 y 14 m3/s en cada PTAR

respectivamente. A continuación se enumeran los cinco escenarios definidos en esta Zona,



cada uno de los cuales se modela para condiciones de frontera actuales, críticas y

favorables, según lo expuesto anteriormente.

1) Condiciones actuales 2) PTAR Salitre con tratamiento secundario (TS) y PTAR Canoas con tratamiento primario (TP).

3) PTAR Salitre TS y PTAR Canoas TS (con desinfección en ambas plantas).

4) PTAR Salitre TS y PTAR Canoas con mitad TS (7 m3/s) y mitad sin tratamiento (7 m

3/s).

5) PTAR Salitre TS y PTAR Canoas con mitad TS (7 m3/s) y mitad TP (7 m

3/s).

En las Figuras 7 y 8 se presentan los esquemas de vertimientos y afluentes que llegan

actualmente al Río Bogotá en la Cuenca Media y la Cuenca Baja en esta zona de

simulación:

Figura 7 - Esquema de vertimientos en la cuenca media del Río Bogotá

Figura 8 - Esquema de vertimientos en la cuenca baja del Río Bogotá

La PTAR Canoas fue considerada en todos los escenarios simulados a excepción del

primero. Al igual que en los escenarios simulados en etapas anteriores, se estimó la calidad

del afluente de la PTAR Salitre de acuerdo a factores de remoción actuales predefinidos.

Durante las campañas de medición el vertimiento Engativá descargaba directamente sus

aguas al río Bogotá. Sin embargo, recientemente ha entrado en funcionamiento el

interceptor ENCOR que dirige las aguas residuales a la PTAR Salitre. Por esta razón, en las

condiciones actuales simuladas ya se considera este aspecto.



En los escenarios para los cuales se considera la operación y funcionamiento de la PTAR

Canoas, mediante la opción ―planes maestros‖ de la herramienta de simulación

desarrollada, se representó la intercepción y recolección de las aguas residuales de la ciudad

de Bogotá, considerando los vertimientos de Navarra, Rivera, Gibraltar, Colectores 1 y 2 de

Soacha y parte del caudal, correspondiente a las aguas residuales que están siendo

interceptadas de los ríos Fucha, Tunjuelo y Soacha.

Para modelar la separación entre las aguas lluvias y aguas residuales que actualmente son

conducidas por los ríos Fucha, Tunjuelo y Soacha; al agua no interceptada, es decir vertida

directamente al Río Bogotá, se le aplicaron factores de remoción hasta alcanzar agua

remanente de calidad típica de las aguas de origen pluvial. Los valores de los caudales

interceptados variaron de acuerdo a la proyección a 2040, para considerar el pico de caudal

en la PTAR Canoas de 14 m3/s. En la Tabla 12 se indican los factores de remoción en los

afluentes mencionados para considerar la separación del alcantarillado combinado.

A su vez, en la Tabla 13 se indican los porcentajes típicos para considerar tratamiento

primario y secundario, los cuales están definidos por defecto en la herramienta de

simulación.

Tabla 12 - Tasas de remoción para considerar separación del alcantarillado combinado


TDS Oxígeno

Disuelto* DBO5 SST

Coliformes


Nitrógeno

Orgánico

Fosforo

Orgánico

Confluencia

Río Fucha 10 1 37 10 70 78 10 10 78 10

Confluencia

Río

Tunjuelo

10 1 10 10 60 75 10 10 75 10

Confluencia

Río Soacha 10 2 30 70 80 77 10 10 77 10

Tabla 13 - Tasas de remoción para tratamiento primario y secundario


TDS Oxígeno

Disuelto* DBO5 SST

Coliformes


Nitrógeno

Orgánico

Fosforo

Orgánico

Tratamiento

primario 0 3.5 40 60 25 10 10 10 10 10

Tratamiento

secundario

(Desinfección)

0 4.0 90 90 99.9 10 10 10 10 10



Los datos completos de cada escenario y los resultados de la simulación se incluyen en los

Anexos 1 y 2 en medio Físico. En CD en medio magnético se entrega el modelo de cada

Zona y los archivos de datos de cada escenario.



3. COMPARACIÓN Y ANÁLISIS DE ESCENARIOS EN

LA CUENCA ALTA

En este Capítulo se presentan, comparan y analizan los resultados de los escenarios

conceptuales de saneamiento hídrico del Río Bogotá simulados. Los resultados de cada

escenario en Tablas y Figuras de perfiles longitudinales de concentración y carga

contaminante, bandas de valores máximos, medios y mínimos, curvas de excedencia del 90,

50 y 10% con la comparación de los valores de las normas de usos y estándares, Decreto

1594 de 1984, y los objetivos de calidad del agua definidos para la cuenca del río Bogotá,

Acuerdo 43 de 2006 de la CAR, se presentan en los Anexos 2 y 3 en medio físico y en

medio magnético. Igualmente se entrega la versión final del ―Programa para la

comparación de escenarios del río Bogotá‖ con todos los resultados de los escenarios

simulados. Los usuarios de esta herramienta pueden generar e imprimir cualquier

comparación de escenarios deseada y visualizar los resultados dinámicos de perfiles

longitudinales, bandas de valores máximos, mínimos y medio y curvas de excedencia

graficando los estándares de calidad del agua de normas nacionales o internacionales. La

capacitación en el uso de la herramienta entregada se realizó en la semana del 13 al 17 de

diciembre a 14 funcionarios de la EAAB como parte de este producto.

3.1 ZONA 1 ANÁLISIS DEL IMPACTO DE CURTIEMBRES

En esta sección se presenta el análisis del impacto de los efluentes de curtiembres en la

calidad del agua del río Bogotá y se analizan los resultados de escenarios de saneamiento

planteados para estas industrias.

Los resultados de la simulación de los escenarios 1, 2, y 3 sin industrias de curtiembres,

condiciones actuales del río y condiciones críticas de curtiembres para oxígeno disuelto se

presentan en las Figuras 9 y 10 para la banda de valores promedio y valores mínimos de la

condición hidrológica promedio respectivamente.



Figura 9 – Valores medios de oxígeno disuelto en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá para los

escenarios 1, 2 y 3

Figura 10 – Valores mínimos de oxígeno disuelto en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá para

los escenarios 1, 2 y 3

Los resultados indican claramente que el vertimiento simultáneo de 8 curtiembres,

Escenario 3 de condiciones críticas, es suficiente para agotar totalmente el oxígeno disuelto

de la corriente durante algunos periodos y en promedio disminuirlo a valores de 3 mg/l en

este sector del río.

Como se observa en la Figura 11 los valores máximos de DBO de los escenarios 1, 2 y 3

superan el valor de 7 mg/l hasta el kilómetro 25 especificado en el Acuerdo 46 de 2006 de

5 10 15 20 25 303

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

SIMULACIÓN TRAMO

R.B. Aguas arriba V/pinzón vía principal -R.B. Estación Telemétrica Saucío

Valores medios

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]

Escenario 1 Condición Prom Prom



Clase 1

Clase 2

Clase 3

Recreativo con contacto primario

Recreativo con contacto secundario

5 10 15 20 25 300

1

2

3

4

5

6

SIMULACIÓN TRAMO


Valores mínimos

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3





la CAR para la Clase 2 definida para esta Zona del río. Particularmente para el escenario 3

de condiciones críticas este valor se excede ampliamente en todo el tramo analizado hasta

Saucío donde se alcanza un valor de 70 mg/l, 10 veces mayor al definido.

Igualmente, como se observa en la Figura 12, los valores medios de nitrógeno amoniacal

superan, para todos los escenarios el valor de 1 mg/l.

Figura 11 – Valores máximos de DBO en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector definido

como Clase II, 7 mg/l de DBO) para los escenarios 1, 2 y 3

Figura 12 – Valores medios de NH4 en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector definido

como Clase II) para los escenarios 1, 2 y 3

5 10 15 20 25 300

50

100

150

200

250

300

350

400

SIMULACIÓN TRAMO


Valores máximos

Longitud [Km]

DB

O [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

5 10 15 20 25 300

1

2

3

4

5

6

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

Tratamiento doméstico convencional

Tratamiento doméstico con desinfección

Uso agrícola

Uso pecuario



La condición es similar para los sólidos suspendidos totales. Nótese en la Figura 13 cómo

los valores de 10 mg/l de la Clase II se superan ampliamente para los 3 primeros

escenarios.

De lo anterior es claro que es necesario resolver en esta zona los impactos en la calidad del

agua del Río generados por los efluentes de curtiembres, pero también por los efluentes de

las aguas residuales municipales de Villapinzón y Chocontá.

Figura 13 – Valores medios de SST en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector definido

como Clase II, 10 mg/l de SST) para los escenarios 1, 2 y 3

El análisis de los resultados de los escenarios 4.1 y 4.2 de saneamiento planteados para los

efluentes de curtiembres y simulados en la zona indica que:

El tratamiento biológico planteado de tratamiento de los efluentes de curtiembres,

escenario 4.2, es suficiente para devolver las condiciones aerobias a la corriente y

salir de la condición anaerobia generada en la condición crítica de curtiembres,

escenario 3. Incluso nótese en la Figura 14 que esta condición se cumple para los

valores mínimos de oxígeno disuelto. Obsérvese también que el tratamiento físico-

químico de los efluentes no alcanza a generar estas condiciones aerobias.

Los tratamientos de los efluentes de curtiembre, tanto físico-químicos, como

biológicos planteados permiten reducir el límite de nitrógeno amoniacal de valores

mayores a 5 mg/l para la condición crítica (Esc. 3) a valores medios menores a 2

mg/l en todo el tramo de estudio (ver Figura 15), lo cual se considera muy

importante para reducir los efectos potenciales de eutroficación de la corriente, que

5 10 15 20 25 300

20

40

60

80

100

120

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

SS

T [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



pueden presentarse en la condición pos-tratamiento, aspecto que debe ser analizado

cuidadosamente con modelos de cadenas alimenticias.

El tratamiento biológico de curtiembres por si solo no es suficiente para permitir

alcanzar el valor de 10 mg/l definido en la Clase II en el Acuerdo 46 de 2006 de la

CAR para este sector del Río Bogotá, tal como se observa en la Figura 16.

Figura 14 – Valores mínimos de oxígeno disuelto en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector

definido como Clase II) para los escenarios 3, 4.1 y 4.2

Figura 15 – Valores medios de NH4 en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector definido

como Clase II) para los escenarios 3, 4.1 y 4.2

5 10 15 20 25 300

1

2

3

4

5

6

SIMULACIÓN TRAMO


Valores mínimos

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3



5 10 15 20 25 300

1

2

3

4

5

6

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario



Figura 16 – Valores medios de SST en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector definido

como Clase II, 10 mg/l de SST) para los escenarios 3, 4.1 y 4.2

Los análisis de los resultados de los escenarios 5 y 6 saneamiento hídrico planteados para

los efluentes de las aguas residuales municipales y de los efluentes curtiembres, y

simulados en la zona de Villapinzón a Saucío, indican que:

El 90% del tiempo podrá excederse un valor de 3 mg/l de oxígeno disuelto, incluso

con 8 unidades de industrias de curtiembres descargando simultáneamente, si se

llevan a cabo las acciones de saneamiento planteadas en los PSMV’s de Villapinzón

y Chocontá y el tratamiento biológico de los efluentes de curtiembres, tal como se

observa en la Figura 17.

Figura 17 – Curva de excedencia de oxígeno disuelto en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá

(sector definido como Clase II) para los escenarios 2, 5 y 6

5 10 15 20 25 300

20

40

60

80

100

120

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

SS

T [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

5 10 15 20 25 303

3.5

4

4.5

5

5.5

6

SIMULACIÓN TRAMO


Valores excedidos/igualados 90% del tiempo

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3





En términos de SST, el 50% del tiempo los valores excederán el límite de 10 mg/l

definido para la Clase II de este sector del Río. Cómo se observa en la Figura 18, los

resultados indican que solo se alcanzarán valores inferiores a 40 mg/l definido para

la Clase IV.

Figura 18 – Curva de excedencia de SST en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector definido

como Clase II, 10 mg/l de SST) para los escenarios 2, 5 y 6

Para reducir el potencial de eutroficación de la corriente se considera importante

realizar las acciones de saneamiento de condiciones favorables, escenario 6, que

permitirán alcanzar valores inferiores de 2 mg/l no excedidos ni el 10% del tiempo,

incluso para 8 curtiembres descargando simultáneamente (ver Figura 19).

Figura 19 – Curva de excedencia del 10% de NH4 en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá (sector

definido como Clase II) para los escenarios 2, 5 y 6

5 10 15 20 25 305

10

15

20

25

30

35

40

45

50

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

SS

T [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

5 10 15 20 25 300

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario



En esta zona del Río hasta Saucío, kilómetro 32, no se recomienda el uso agrícola,

incluso si se implementan las acciones de la condición más favorable, escenario 6,

pues se observan valores excedidos el 90% del tiempo mayores a 5000 UFC/100 ml

(Figura 20).

Figura 20 – Curva de excedencia de del 90% de CT en la Zona 1 – Villapinzón - Saucío del Río Bogotá

(sector definido como Clase II) para los escenarios 2, 5 y 6

3.2 ZONA 2 - EFECTO DE LA OPERACIÓN DE EMBALSES EN LA

CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO

En la Figura 21 se observa como para el escenario 8 de condiciones críticas de efluentes de

curtiembres, los embalses de Tominé y Sisga alcanzan a devolver condiciones aerobias al

río cuando descargan alto caudal, i.e. escenario húmedo, no así en condiciones secas o de

bajo caudal de descarga.

5 10 15 20 25 3010

2

103

104

105

106

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [U

FC

/10

0m

l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola



Figura 21 – Perfil de Oxígeno disuelto en la Zona 2 – Villapinzón - Gachanzipá para los escenarios 8 y 10

con bajo y alto caudal de descarga de los embalses Sisga y Tominé

Un efecto de recuperación igual por la descarga de los embalses Sisga y Tominé se observa

en la Figura 22 para Nitrógeno amoniacal NH4, en la Figura 23 para SST y en la Figura 24

para Coliformes Totales.

Figura 22 – Perfil de Nitrógeno Amoniacal en la Zona 2 – Villapinzón - Gachanzipá para los escenarios 8 y

10 con bajo y alto caudal de descarga de los embalses Sisga y Tominé

10 20 30 40 50 60 700

1

2

3

4

5

6

7

SIMULACIÓN TRAMO

R.B. Aguas arriba V/pinzón vía principal -R.B. Puente Gachancipá

Valores mínimos

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]

Escenario 8 Condición Seca Max

Escenario 8 Condición Hum Min



Clase 1

Clase 2

Clase 3



10 20 30 40 50 60 700

5

10

15

20

25

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario



Figura 23 – Perfil de SST en la Zona 2 – Villapinzón - Gachanzipá para los escenarios 8 y 10 con bajo y alto

caudal de descarga de los embalses Sisga y Tominé

Figura 24 – Perfil de Coliformes Totales en la Zona 2 – Villapinzón - Gachanzipá para los escenarios 8 y 10

con bajo y alto caudal de descarga de los embalses Sisga y Tominé

3.3 ZONA 3 – CALIDAD DEL AGUA EN LA CUENCA ALTA DEL RÍO

BOGOTÁ

A continuación se discuten los resultados de los escenarios simulados en la calidad del agua

de la Cuenca Alta del Río Bogotá desde Villapinzón hasta la Virgen.

En las Figuras 25, 26 y 27 se observa el perfil longitudinal de oxígeno disuelto en la

Cuenca Alta igualado o excedido el 90%, el 50% y el 10% del tiempo respectivamente,

para los escenarios 11, condiciones actuales, 12, condiciones críticas de curtiembres, 13,

condiciones de tratamientos industriales avanzados, y 14, condiciones favorables con

10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

300

350

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

SS

T [m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

10 20 30 40 50 60 7010

0

101

102

103

104

105

106

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [N

MP

/10

0m

l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola



PSMV´s implementados a 2035 y tratamientos industriales. Nótese en la Figura 25 como se

presentan condiciones anaerobias con oxígeno disuelto casi cero para las condiciones

críticas y actuales. Los tratamientos industriales aumentan en una proporción considerable

el oxígeno disuelto en la Virgen alcanzando 1.5 mg/l el 90% del tiempo y en las

condiciones favorables con tratamientos de las aguas residuales municipales se alcanzan

condiciones aerobias con oxígeno disuelto mayor o igual a 2.7 mg/l el 90% del tiempo (Fig.

25), 3.5 mg/l el 50% del tiempo (Fig. 26) y de 4.3 mg/L el 10 % del tiempo (Fig. 27).

Figura 25 – Curva de excedencia del 90% de Oxígeno disuelto en la Cuenca Alta del Río Bogotá para los

escenarios 11, 12, 13 y 14.



20 40 60 80 100 120 1400

1

2

3

4

5

6

SIMULACIÓN TRAMO

R.B. Aguas arriba V/pinzón vía principal -R.B. Puente La Virgen


Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3



20 40 60 80 100 120 1401

2

3

4

5

6

7

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3







Los resultados de los escenarios indican que es posible obtener valores medios entre 10 y

20 mg/l de DBO (ver Figura 28) y entre 3 y 5 mg/l de NH4 (Figura 29) en la estación de la

Virgen, condición de frontera de la Cuenca Media.

Figura 28 – Valores medios de DBO en la Cuenca Alta del Río Bogotá para los escenarios 11, 12, 13 y 14.

En la Figura 30 se observa que los valores máximos de NH4 en la condición de frontera son

inferiores a 10 mg/l incluso para las condiciones críticas, lo que demuestra la asimilación

del río de la carga contaminante en el proceso de nitrificación. No obstante, debe notarse

que valores de 10 mg/l de NH4 y 20 mg/l de DBO son valores altos que pueden generar

agotamiento de oxígeno disuelto en la cuenca media donde las condiciones

20 40 60 80 100 120 1403

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3



20 40 60 80 100 120 1400

10

20

30

40

50

60

70

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

DB

O [m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



geomorfológicas de menor pendiente y re-aireación son menos favorables a la

autodepuración de la corriente.

Figura 29 – Valores medios de NH4 en la Cuenca Alta del Río Bogotá para los escenarios 11, 12, 13 y 14.

Figura 30 – Valores máximos de NH4 en la Cuenca Alta del Río Bogotá para los escenarios 11, 12, 13 y 14.

Con respecto a los valores medios de SST, puede observarse en la Figura 31 que el río

puede alcanzar la Clase 3 del Acuerdo 46 de 2006 de la CAR, desde el kilómetro 45 para el

escenario de condiciones favorables. No se alcanza la Clase 2 definida en 10 mg/l.

20 40 60 80 100 120 1400

1

2

3

4

5

6

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario

20 40 60 80 100 120 1400

5

10

15

20

25

30

35

40

SIMULACIÓN TRAMO


Valores máximos

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario



Figura 31 – Valores medios de SST en la Cuenca Alta del Río Bogotá para los escenarios 11, 12, 13 y 14.

En las Figuras 32, 33 y 34 se presentan las curvas de excedencia del 90%, 50% y 10% del

tiempo de Coliformes Totales que resultan de la modelación de los escenarios 11 a 14 en

toda la Cuenca Alta. Resaltan principalmente dos resultados. El primero es la alta

asimilación que realiza el río de Coliformes Totales hasta la compuerta del Espino,

kilómetro 85, aguas abajo de Tibitóc, lo cual es favorable para la captación con fines de

potabilización. El segundo resultado es la alta contaminación que se alcanza a partir del Río

Negro que drena las aguas residuales de la PTAR de Zipaquirá y aguas residuales sin

tratamiento del mismo municipio, de tal manera que incluso para condiciones favorables a

2035, escenario 14, el 90% del tiempo el valor de CT igualado o excedido es mayor a

20000 UFC/100ml. Esto quiere decir que a partir del kilómetro 85 desde la entrada de este

afluente las aguas del río no se deben utilizar para riego agrícola ni para potabilización.

20 40 60 80 100 120 1400

20

40

60

80

100

120

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

SS

T [m

g/l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Figura 32 – Curva de excedencia del 90% de CT en la Cuenca Alta del Río Bogotá para los escenarios 11,

12, 13 y 14.


12, 13 y 14.

20 40 60 80 100 120 14010

0

101

102

103

104

105

106

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [U

FC

/10

0m

l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola

20 40 60 80 100 120 14010

0

101

102

103

104

105

106

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [U

FC

/10

0m

l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola




12, 13 y 14.

3.4 ZONA 4 – CUENCA MEDIA DEL RÍO BOGOTÁ

Los resultados de los 15 escenarios simulados en la Cuenca Media y Baja del Río Bogotá

son claros y contundentes. Cuando se analizan las condiciones más favorables de obras de

infraestructura de tratamiento en la Cuenca Alta y plantas de tratamiento secundarias en

Salitre y Canoas de 8 y 14 m3/s respectivamente, en la Cuenca media, escenarios 11, 12 y

13 se observa que el río no alcanza condiciones aerobias (ver Figura 35). Es decir no se

alcanzará el uso estético de la corriente!

Figura 35 – Perfil de oxígeno disuelto, valores máximos, en la Cuenca Media del Río Bogotá para los

escenarios 11, 12 y 13.

20 40 60 80 100 120 14010

0

101

102

103

104

105

106

SIMULACIÓN TRAMO



Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [U

FC

/10

0m

l]





Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola

160 170 180 190 200 210 220 2300

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

SIMULACIÓN TRAMO

R.B. Puente La Virgen -R.B. Puente SalSiPuedes

Valores máximos

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3





Estos resultados demuestran que, además de las PTAR’s previstas, es necesario mejorar

sustancialmente las condiciones de calidad del agua de los ríos afluentes Juan Amarillo,

Fucha, Tunjuelo y Soacha, eliminando al máximo de conexiones erradas de aguas

residuales a estos ríos. Esto se logrará solamente con la implementación de sistemas de

drenaje urbano sostenibles (SUDS, de su sigla en inglés, Davies y Butler, 2000).

No obstante no se alcanzan condiciones aerobias, los tratamientos en Salitre y Canoas

permiten reducir sustancialmente la carga de materia orgánica y SST alcanzando para las

condiciones favorables del escenario 13, un río de Clase 4 en Alicachín, incluso para

valores máximos y medios (ver Figuras, 36, 37 y 38).

Figura 36 – Perfil de valores máximos de DBO en la Cuenca Media del Río Bogotá para los escenarios 11,

12 y 13.

Figura 37 – Perfil de valores medios de DBO en la Cuenca Media del Río Bogotá para los escenarios 11, 12

y 13.

160 170 180 190 200 210 220 2300

20

40

60

80

100

120

140

160

SIMULACIÓN TRAMO


Valores máximos

Longitud [Km]

DB

O [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

160 170 180 190 200 210 220 2300

20

40

60

80

100

120

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

DB

O [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Figura 38 – Perfil de valores medios de SST en la Cuenca Media del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

Es claro que la falta de remoción de nutrientes en la Cuenca Media en los tratamientos

secundarios, genera valores muy altos de NH4 mayores a 15 mg/l (ver Figura 39 y 40), que

impiden junto con los valores medios de DBO de 20 mg/l, que el río pueda tener oxígeno

disuelto en las condiciones más favorables. Este resultado sugiere la necesidad de llevar la

PTAR Salitre a nivel de tratamiento terciario.

Figura 39 – Perfil de valores medios de NH4 en la Cuenca Media del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

160 170 180 190 200 210 220 2300

10

20

30

40

50

60

70

80

90

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

SS

T [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

160 170 180 190 200 210 220 2300

5

10

15

20

25

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario



Figura 40 – Perfil de valores mínimos de NH4 en la Cuenca Media del Río Bogotá para los escenarios 11, 12

y 13.

Estos valores tan altos de nutrientes de los efluentes de los tratamientos secundarios tienen

impactos negativos si el agua es utilizada para riego agrícola, por ejemplo en el Distrito de

Riego de la Ramada, como se indica en las Figuras 39 y 40.

En las condiciones más favorables del escenario 13 con tratamientos secundarios y

desinfección, se reduce el valor de CT sustancialmente, sin embargo no se alcanzan valores

medios inferiores a 20000 UFC/100 ml a la salida de la Cuenca Media en Alicachín (ver

Figura 41), aunque si valores mínimos inferiores a este estándar (Figura 42).

160 170 180 190 200 210 220 2300

2

4

6

8

10

12

14

16

18

SIMULACIÓN TRAMO


Valores mínimos

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario



Figura 41 – Perfil de valores medios de CT en la Cuenca Media del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

Figura 42 – Perfil de valores mínimos de CT en la Cuenca Media del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

3.5 ZONA 4 – CUENCA BAJA DEL RÍO BOGOTÁ

Los efectos de reducción de carga contaminante en la Cuenca Media, y del bombeo al

embalse del Muña, se hacen evidentes en la Cuenca Baja del Río Bogotá. A continuación se

analizan las condiciones más favorables de tratamiento sobre el efecto de la calidad del

agua en la Cuenca Baja. Se presentan los resultados desde el sitio de descarga de la cadena

nueva en la Guaca, hasta la estación Salsipuedes a la entrada de la ciudad de Girardot.

En las Figuras 43 y 44 se puede observar como para el escenario 13 de condiciones

favorables con tratamientos secundarios en ambas PTAR’s previstas de la Cuenca Media, el

160 170 180 190 200 210 220 23010

2

103

104

105

106

107

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [N

MP

/10

0m

l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola

160 170 180 190 200 210 220 23010

0

101

102

103

104

105

106

107

SIMULACIÓN TRAMO


Valores mínimos

Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [N

MP

/10

0m

l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola



río mantiene condiciones aerobias con valores mínimos y medios mayores a 1 mg/l hasta la

abscisa 330 kilómetros.

Figura 43 – Perfil de valores mínimos de OD en la Cuenca Baja del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

Figura 44 – Perfil de valores mínimos de OD en la Cuenca Baja del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

Para las condiciones favorables de los escenarios 12 y 13 la remoción de DBO y SST en el

embalse del Muña y en la Cuenca Baja es prácticamente completa para valores promedio

alcanzando niveles de concentración en el río correspondientes a la Clase 1 (ver Figura 45 y

46).

260 270 280 290 300 310 320 330 3400

1

2

3

4

5

6

7

SIMULACIÓN TRAMO


Valores mínimos

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3



260 270 280 290 300 310 320 330 3400

1

2

3

4

5

6

7

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

Oxig

en

o d

isu

elto

[m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3





Figura 45 – Perfil de valores medios de DBO en la Cuenca Baja del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

Figura 46 – Perfil de valores medios de SST en la Cuenca Baja del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

Por su parte es claro en los escenarios favorables 12 y 13 que ocurre la nitrificación del

NH4 (ver Figura 47). Es este proceso, junto con el de degradación de materia orgánica, lo

que genera el consumo de oxígeno disuelto en esta zona del río.

260 270 280 290 300 310 320 330 3400

10

20

30

40

50

60

70

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

DB

O [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5

260 270 280 290 300 310 320 330 3400

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

SS

T [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Figura 45 – Perfil de valores medios NH4 en la Cuenca Baja del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y 13.

Por su parte el decaimiento natural de organismos patógenos en la Cuenca Baja,

correspondiente a un río de montaña, es alto. Los valores de Coliformes Totales en el

escenario 13, en el cual se ha aplicado desinfección a los efluentes secundarios de las

PTAR, alcanzan valores infereiores a 5000 UFC/100 ml en el kilómetro 290 aguas arriba de

la bocatoma del Distrito de Riego de Tocaima (ver Figura 46). Esto se considera un aspecto

muy favorable del tratamiento con desinfección.

Figura 46 – Perfil de valores máximos de CT en la Cuenca Baja del Río Bogotá para los escenarios 11, 12 y

13.

260 270 280 290 300 310 320 330 3400

2

4

6

8

10

12

14

SIMULACIÓN TRAMO


Valores medios

Longitud [Km]

NH

4 [m

g/l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4

Clase 5



Uso agrícola

Uso pecuario

260 270 280 290 300 310 320 330 34010

2

103

104

105

106

107

SIMULACIÓN TRAMO


Valores máximos

Longitud [Km]

Co

lifo

rme

s T

ota

les [N

MP

/10

0m

l]




Clase 1

Clase 2

Clase 3

Clase 4



Uso agrícola



4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La cuenca del río Bogotá es una de las principales zonas de asentamiento de población y

desarrollo económico de Colombia. La creciente población en los grandes centros urbanos

y en las poblaciones vecinas de mediano y de menor tamaño en la cuenca ha generado una

alta presión por la demanda del recurso hídrico para el abastecimiento de agua potable, la

generación hidroeléctrica y el riego agrícola de más de 10 millones de habitantes.

Adicionalmente, el río Bogotá es el principal receptor de las aguas residuales municipales e

industriales contaminadas sin tratamiento, razón por la cual, es actualmente uno de los ríos

más contaminados del mundo. Claramente se requieren para su saneamiento grandes

inversiones en infraestructura de tratamiento de efluentes domésticos e industriales, y la

formulación e implementación de medidas estructurales y no estructurales sostenibles en

los sistemas de drenaje urbanos y rurales. La toma de decisiones de inversión es un

problema complejo, y con el fin de obtener soluciones sostenibles, costo-efectivas y

apropiadas técnicamente, se deben utilizar las mejores herramientas de planeación

disponibles, se debe tener claridad por qué es necesario tratar el agua y a qué nivel,

teniendo en cuenta una visión integral de cuenca, se deben conocer los usos actuales y

prospectivos del agua, y con alta certidumbre, la cantidad y calidad del agua residual

producida y la capacidad de asimilación de carga contaminante de la fuente receptora.

Este enfoque se ha venido desarrollando por parte de la Empresa de Acueducto y

Alcantarillado de Bogotá (EAAB) desde el año 2001 con un apoyo técnico y de

investigación de las universidades de Los Andes (e.g., EAAB-UNIANDES, 2001) y la

Universidad Javeriana (e.g. EAAB-JAVERIANA, 2002). En este estudio la

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA sede Bogotá ha aportado al conocimiento

del Río Bogotá en sus condiciones actuales y en las acciones requeridas para su

saneamiento hídrico.

En este estudio se ha contribuido mediante un modelo matemático dinámico de calidad del

agua apropiadamente calibrado con datos de campo a apoyar la toma de decisiones del

saneamiento del Río Bogotá. Se ha cumplido a cabalidad con el objetivo general de:

―Llevar a cabo la modelación dinámica de calidad del agua del Río Bogotá en su cuenca

alta, media y baja, en actividades conjuntas que permitan estimar la capacidad de

asimilación de carga contaminante del Río y determinar las condiciones del Río en la

actualidad y a futuro, contemplando las obras hoy proyectadas para el saneamiento del

mismo‖.

Los resultados del proyecto se han materializado en 7 productos técnicos para la

EMPRESA:



1) Producto 1: Plan operativo, análisis de información existente, definición de

requerimientos y alcance del modelo matemático de calidad del agua

2) Producto 2: Selección de puntos y metodología de campañas de monitoreo dinámico

del Río Bogotá

3) Producto 3: Resultados y análisis de resultados de las campañas de monitoreo.

Mediciones de 3 campañas a lo largo del río Bogotá en 131 estaciones

4) Productos 4a y 4b: Implementación y calibración del modelo matemático

Software desarrollado para el Río Bogotá

5) Producto 5: Determinación y simulación de escenarios y alternativas de

saneamiento del Río Bogotá y análisis de resultados

6) Producto 6: Estudios Complementarios: 3 Tesis de Maestría y una Propuesta de

Investigación (En realidad se desarrollan 7 tesis de maestría en el marco del

proyecto y no 3 como se pactó)

7) Producto 7: Publicación técnica: 2 libros, 5 artículos publicados y presentados en

Congresos Internacionales

Nótese que los productos 4, 6 y 7 son productos académicos pactados dentro del proyecto

de extensión. El Software desarrollado, el nuevo Modelo AMQQ, será publicado y

posiblemente patentado.

Un producto que se considera importante son las Tesis de maestría aprobadas y en

desarrollo:

1) Análisis de la capacidad predictiva del modelo dinámico integrado de calidad del

agua MDLC-ADZ-QUASAR. Caso Río Bogotá, Tramo Saucío-Puente Santander.

Estudiante de Maestría en Recursos Hidráulicos – UNAL, René Alexander

Camacho

2) Propuesta metodológica para la calibración del modelo dinámico de calidad del

agua MDLC-ADZ-QUASAR en Ríos. Caso Aplicación: Río Bogotá, Tramo

Cortijo-Puente Aeropuerto. Estudiante de Maestría en Ingeniería – UNIANDES,

Juan David Pérez Gutiérrez

3) Modelación del transporte de solutos en condiciones de flujo no permanente con

alta dispersión y zonas muertas en canales de baja pendiente – Aplicación al caso

del Río Bogotá en el tramo Puente Vargas – Puente la Virgen, Estudiante de

Maestría en Recursos Hidráulicos – UNAL, Mauricio Cantor Monroy

4) Modelación dinámica de la calidad del agua de efluentes de curtiembres, Río

Bogotá (Tramo Villapinzón – Chocontá), Estudiante de Maestría en Recursos

Hidráulicos – UNAL, Tania Fernanda Santos Santos – Tesis meritoria.

Tesis de maestría en ejecución:

1) Modelación integrada del Sistema de drenaje – PTAR - Río de la ciudad de Bogotá

– escenarios de control regional, Estudiante de Maestría en Recursos Hidráulicos –

UNAL, Juan Diego González



2) Modelación hidrodinámica y de calidad del agua del sistema integrado Embalse

Muña – Río Bogotá, Estudiante de Maestría en Recursos Hidráulicos – UNAL,

Sergio Armando Barbosa

3) Determinación de la influencia de los factores hidrodinámicos y de calidad del agua

en la demanda béntica de sedimentos de la cuenca media del Río Bogotá, Estudiante

de Maestría en Ingeniería Ambiental – UNAL, Sonia Isabel Mateus

Del proyecto se generarán dos libros o publicaciones con los resultados:

Libro 1: Calidad del agua del Río Bogotá - Tomo I Caracterización hidráulica,

hidrológica y de calidad del agua del Río Bogotá

Libro2: Modelación dinámica de calidad del agua del Río Bogotá. Calibración del

modelo y simulación de escenarios de saneamiento.

Adicionalmente a la fecha de entrega de este producto se han presentado los siguientes

artículos en el XXIV Latinoamericano de Hidráulica – Punta del Este Uruguay:

Artículo 1: Evaluación experimental de la demanda béntica y la toxicidad en el río

Bogotá (Colombia)

Artículo 2 - Calibración de modelos de transporte de solutos - caso río Bogotá

(Colombia)

Artículo 3 - Modelación dinámica de la calidad del agua con efluentes de curtiembres

Artículo 4 - Análisis de la capacidad predictiva de modelos dinámicos de calidad del

agua utilizando tasas de reacción constantes - caso río Bogotá (Colombia)

En este Producto 5 se entrega la base de datos de todos los escenarios simulados, resultados

que pueden ser analizados fácilmente con la Herramienta de Comparación de Escenarios

desarrollada.

En este Informe se han presentado y discutido los resultados principales de los escenarios

simulados. Las conclusiones principales resumidas del presente informe son:

El escenario planteado de tratamiento biológico de las efluentes de curtiembres y

demás industrias de la Cuenca Alta, junto con la implementación de los PSMV

definidos, todavía no oficialmente, para los municipios de la Cuenca Alta, se

considera NECESARIO, para mantener condiciones aerobias en la corriente y

condiciones favorables para potabilización y riego agrícola desde el Kilómetro 25

hasta el Kilómetro 85, justo aguas abajo de Tibitóc en la entrada del Río Negro.

Bajo los escenarios modelados no se alcanzará la Clase II planteada para la parte

alta de la Cuenca Alta del Río Bogotá, antes del kilómetro 25 en Suesca y en toda la



Cuenca Alta, razón por la cual se recomienda este límite sea revisado por la

autoridad ambiental CAR teniendo en cuenta los resultados del presente estudio.

No pueden, de acuerdo a la normatividad vigente, llevarse a cabo actividades de uso

agrícola en la parte alta del Río antes de Suesca, ni después de la confluencia del

Río Negro. Solamente para los escenario de condiciones favorables con tratamiento

secundario en la PTAR Salitre y la PTAR Canoas se presenta en la Cuenca Baja, a

la altura de Tocaima, la posibilidad de utilizar riego agrícola.

Los escenarios simulados en la Cuenca Alta y Media han demostrado la baja

capacidad de asimilación de carga contaminante del Río. Se demuestra con los

resultados obtenidos, que se debe implementar el máximo tratamiento posible y

factible a todos los vertimientos de aguas residuales industriales y municipales

efectuados sobre el río Bogotá y sus afluentes, tal como se ha realizado para

condiciones favorables en este estudio.

Además de tratamientos industriales y municipales en la Cuenca Alta definidos por

los PSMV´s a 2035, se considera necesario tratamiento terciario en la PTAR Salitre,

y la eliminación de las conexiones erradas de aguas residuales a los río Salitre,

Fucha y Tunjuelo, para devolver condiciones aerobias al Río Bogotá en la Cuenca

Media. Esto solo será posible con una gran cruzada en la cual se considere a la

Cuenca del Río Bogotá por parte del Gobierno Nacional y los Gobiernos Locales

como Cuenca Prioritaria en el tema de saneamiento hídrico, y se incorpore en los

Planes Maestro de Alcantarillado de cada municipio y la ciudad de Bogotá, la

obligación de implementar sistemas de drenaje sostenibles de control local y

regional.

4.1 RECOMENDACIONES

Se han desarrollado trabajos de investigación en temas relacionados con el Río Bogotá a

nivel de maestría de entendimiento de procesos de transporte y transformación de

contaminantes a lo largo del río Bogotá (Céspedes, 2004; Clavijo, 2004; Díaz, 2002,

Suárez, 2005; Camacho 2009; Pérez, 2009; Santos 2010; Cantor 2010), en temas de

hidrología urbana y modelación integrada del sistema de drenaje de Bogotá – la

infraestructura de tratamiento y el cuerpo receptor (e.g. Rodríguez, 2005; Hernández, 2004;

Rincón, 2005), en temas de tratamiento de aguas residuales y del impacto del bombeo del

agua del Río Bogotá al embalse del Muña (Díaz, 2005). La contribución de estos aportes se



ha resumido en artículos de investigación (Camacho et al., 2002; Camacho y Díaz-

Granados, 2003; Céspedes y Camacho, 2004; Rodríguez et al., 2009a, 2009b; Raciny et al.,

2008; DíazGranados et al., 2009a, 2009b; Camacho et al., 2010a, 2010b; Estupiñan et al.,

2010; Rogéliz et al., 2010; Díaz et al., 2010; Santos y Camacho, 2010) entre otros. Estos

trabajos, realizados la mayoría con financiación de la EAAB y la CAR, han permitido en

resumen mejorar el conocimiento del Río Bogotá, los procesos de transporte y

transformación de contaminantes, y del comportamiento del sistema de drenaje del Río

Bogotá, y la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) El Salitre, en búsqueda de

las mejores estrategias de saneamiento del Río Bogotá. Se han implementado y calibrado

con datos de campo, modelos de calidad del agua del río de estado estable (QUAL2K,

EAAB-Uniandes, 2002) y dinámico, en este estudio, (AMQQ, HecRas 4.0, Producto 4),

modelos lluvia – escorrentía y de drenaje urbano de las aguas combinadas para Bogotá

(SWMM, City-Drain, EAAB-UNIANDES, 2001; 2006, 2007, 2010) y revisado modelos

matemáticos del comportamiento de la PTAR Salitre (WRC, 2007), y se realizan

actualmente esfuerzos de modelación integrada de la Ciudad-PTAR-Río Bogotá (Díaz-

Granados et al., 2009; EAAB-UNAL, 2010; González, 2010) y del sistema Río Bogotá –

Embalse del Muña (Barbosa, 2010). Si bien estas herramientas constituyen potencialmente

la base de un sistema de soporte a las decisiones de planeamiento y diseño, de alternativas

de saneamiento, se considera aún necesario su perfeccionamiento en algunos aspectos

importantes, y su integración. Esto con el fin de alcanzar el estado propio de un Sistema de

Soporte a las Decisiones (DSS por sus siglas en inglés) que permita evaluar técnicamente

en forma completa e integral y diseñar y optimizar las inversiones y estrategias (medidas

estructurales y no estructurales) de saneamiento del río Bogotá. En particular es necesario

abordar en forma simultánea preguntas de investigación que permitan mejorar la

certidumbre de la predicción del impacto en la calidad del agua de alternativas de

tratamiento, e integrar las diferentes herramientas desarrolladas, para llevar a cabo

simulación de escenarios en forma completa e integral. Los temas de investigación que se

plantean hacia futuro con las herramientas desarrolladas en el proyecto son:

1. Estimación del comportamiento más probable de la demanda béntica en diferentes

sectores del río a medida que mejoran las condiciones de calidad del agua mediante

diferentes alternativas de tratamiento de las aguas residuales (continuar Tesis de

Sonia Mateus en desarrollo).

2. Estimación del tipo más probable de macrófitas que surgirán, su tasa de

crecimiento, y su capacidad de absorción de nutrientes y sustancias tóxicas bajo

escenarios y condiciones de recuperación de la calidad del agua del Río Bogotá.



3. Estimación de la calidad del agua en la entrega de la cadena hidroeléctrica Muña –

Paraíso – Guaca al río Bogotá una vez ha sido bombeada al embalse en el sector de

Alicachín, bajo diferentes escenarios de calidad del agua y condiciones de demanda

béntica en el embalse (continuar Tesis de Sergio Barbosa en desarrollo).

4. Estimación del impacto en la calidad del agua del Río Bogotá generado por la

implementación de alternativas de control regional y control local en el sistema de

drenaje de agua residual combinada en la ciudad de Bogotá (continuar Tesis de Juan

Diego González en desarrollo).

5. Planteamiento y estimación del impacto de alternativas sostenibles de drenaje y

tratamiento en zonas rurales de escorrentía superficial en la calidad del agua del Río

Bogotá.

6. Planteamiento, implementación y modelación del impacto del transporte y destino

de sustancias tóxicas vertidas al río Bogotá, como complementación a los modelos

de cloruros, sulfuros y cromo implementados para efluentes de curtiembres

(continuar Tesis de Tania Santos en desarrollo).

7. Planteamiento, implementación y aplicación de una herramienta DSS para la

evaluación técnica, diseño y optimización de estrategias de saneamiento del Río

Bogotá con interfaces de manejo de toda la información geográfica y visualización

de resultados de los escenarios modelados.

Como recomendación a corto plazo se propone la realización de 7 tesis de maestría, una por

cada tema de investigación planteado, desarrolladas en forma casi simultánea en el

programa de maestría en Ingeniería – Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de

Colombia. En este programa cada estudiante desarrolla su tesis en una duración de 2 años,

en dedicación de medio tiempo, durante sus estudios. Los resultados de todas las tesis y los

modelos hidrológicos de la cuenca, de calidad del agua del río Bogotá, del sistema de

drenaje de la ciudad de Bogotá, y del embalse del Muña se podrán integrar en una

herramienta DSS de la cuenca del Río Bogotá que permitirá optimizar, desde el punto de

vista, técnico ambiental y económico, las estrategias de saneamiento y las obras de

infraestructura de tratamiento requeridas. Como aporte del proyecto de investigación a la

sociedad y la región, se debería realizar la optimización de dichas estrategias, formular

recomendaciones y socializar los resultados con la comunidad técnica y la comunidad en

general.



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