Ciencia, ambiente y academia

De los diferentes casos analizados, el caño Maizaro es el cuerpo de agua que presenta la mayor afectación, debido a que su trayecto está intervenido por asentamientos humanos, principalmente zonas residenciales, industriales e institucionales, que no cuentan con un tratamiento adecuado de las aguas residuales vertidas directamente en el caño (Hernández y Páez, 2018), esta situación también fue manifiesta por Babativa y Caicedo (2018) y Morales y Avirama (2018), a través del estudio realizado en el río Ocoa, sobre el que desemboca el caño Maizaro, alterando la disponibilidad de oxígeno disuelto (coordenadas geográficas 4°6’31.86’’N y 73°30’39.88’’O).

Figura 1.2. Variabilidad espacial y temporal de la demanda bioquímica de oxígeno

Nota: las casillas sin registro corresponden a estaciones o temporadas no contempladas en la investigación. Fuente: elaborado a partir de los datos de Aguilar y Solano (2018), Barrero y Martínez (2018), Guerrero (2018), Hernández y Páez (2018), Montero y Ramírez (2018), y Montoya (2018).

Otro reporte que da cuenta de demandas de oxígeno considerable corresponde al punto más crítico (P2) de caño Pilatos, el cual coincide con lo registrado en la figura 1 para la temporada seca, con 3.53 mg/L de oxígeno disuelto frente a 15 mgO₂/L de DBO₅. Esto, de acuerdo con lo expresado por Montoya (2018), corresponde a los efectos del vertimiento de aguas de recambio de actividad piscícola.

En relación con contaminantes de baja degradabilidad y alta persistencia, los estudios acá abordados se focalizan en los metales pesados cromo (Cr), níquel (Ni), cadmio (Cd), plomo (Pb) y arsénico (As) sobre el río Ocoa, una de las cuencas más importantes del municipio de Villavicencio, que al cruzar el casco urbano, presenta actividad minera (extracción de material de arrastre) y es receptora de vertimientos de tipo doméstico e industrial, tal como lo señala su Plan de Manejo Ambiental (Cormacarena, 2006).

La presencia y distribución de estos contaminantes, de elevada importancia por su nivel de persistencia en el medio acuático y por su toxicidad, se muestra en la figura 1.3.

Figura 1.3. Variabilidad espacial y temporal de metales pesados (Cd, Cr, Ni, Pb) y metaloide (As) en el río Ocoa

Nota: La gráfica contiene un eje secundario para la concentración de As. Los casos en el que el Cd presenta una concentración de 2 mg/L corresponden a valores por debajo del límite de detección del método. Fuente: elaborado a partir de los datos de Babativa y Caicedo (2018) y Morales y Avirama (2018).

Cada uno de los contaminantes de la figura 3 tiene particularidades en cuanto a su origen, presencia, distribución y efectos al encontrarse en medios acuosos. Resultan de gran interés las considerables concentraciones de plomo y arsénico, con compartimientos diferenciales en relación con las condiciones de precipitación. En el caso del plomo, sobrepasa en cada uno de los reportes los valores permisibles por la normatividad colombiana (Decreto 1594 de 1984) y los referentes internacionales (Usepa, 2006; OMS, 2006), con lo que la ingesta podría provocar afectaciones en el sistema cardiovascular, renal y nervioso central (Molina et al., 2010). Su presencia se asocia a servicios de mecánica automotriz, al transporte vehicular y al uso de sistemas de alcantarillado y distribución en materiales que lo contengan (Babativa y Caicedo, 2018).

El arsénico, que de acuerdo con los resultados de Morales y Avirama (2018) tiene origen natural debido al tipo de rocas sedimentarias de composición cuarzosa presentes en la zona de estudio, varía según la temporalidad con registros superiores en época seca (51-126μg/L). La presencia de este elemento tóxico es altamente preocupante por: (i) las elevadas concentraciones (más de 1000 % por encima de las recomendaciones internacionales y la legislación colombiana); (ii) los efectos adversos sobre la salud humana, que incluso a muy bajos niveles se le cataloga en el grupo 1 de cancerígenos (OMS, 2006); y (iii) su baja biodegradabilidad.

Los resultados de la investigación formativa acá analizados, en relación con la calidad de agua, deja ver que los cuerpos de agua objeto de estudio requieren de manejo de vertimientos con el fin de disminuir las presiones. También, sugieren que los mayores aportes son producto de actividades domésticas, con lo que la conexión total al sistema de alcantarillado y el tratamiento de las aguas residuales son indispensables.

Se registran unos primeros avances en el reconocimiento de las cuencas y microcuencas a nivel regional, sobre todo en la capital del departamento del Meta. Sin embargo, también deja a la luz la urgencia de hacer mediciones sistemáticas sobre los cuerpos hídricos, principalmente en aquellos que son fuente de abastecimiento para consumo humano. Sin el conocimiento del estado de la calidad y las fuentes de contaminación, no es posible establecer medidas de control y recuperación.

5.2. Tratamiento de aguas residuales

Dentro del ODS-6: Agua limpia y saneamiento, es de vital importancia la disponibilidad de sistemas de tratamiento de agua residual adecuados para alcanzar este objetivo. En el departamento del Meta, es una realidad que hay una deficiencia en el tratamiento de las aguas residuales, por lo que se han desarrollado investigaciones encaminadas al monitoreo de este problema. Esta necesidad es clara en la principal área urbana del departamento, comprendida por el eje Villavicencio-Restrepo, donde el incremento de la actividad turística y poblacional en los últimos años ha causado un aumento de las descargas residuales y, por consiguiente, altos índices de alteración potencial del agua (Ideam, 2018). Sin embargo, otras zonas también presentan esta problemática. Esto ha hecho necesario que se haga monitoreo de las descargas producidas a los cuerpos de agua de estas áreas extraurbanas para controlar la calidad del agua y de las concentraciones de cargas orgánicas del sistema de alcantarillado para el diseño o ampliación de las ­soluciones ambientales existentes.

En el municipio de Guamal (Meta), existe una planta de tratamiento biológico y mixto operado por la empresa Edesa S.A. Originalmente planificada para una población de 9500 habitantes, hoy en día es insuficiente para las necesidades actuales y cesó operaciones en 2014. Se desconocen las condiciones actuales de descarga orgánica en el sistema de alcantarillado, datos indispensables para realizar la ampliación de la planta actual.

Esta planta de tratamiento cuenta con un sistema de desbaste y desarenado de 2 m de longitud en su pretratamiento. El tratamiento primario consiste en dos reactores anaerobios UASB (270 m₃). Para el tratamiento secundario existen dos reactores aerobios con las mismas dimensiones que el reactor UASB. Se finaliza el tratamiento en un decantador secundario de superficie circular con un área superficial de 125 m² y un volumen de 312 m³. El agua residual tratada se somete a un tratamiento terciario, el cual consiste en una desinfección por cloración por medio de mezcla horizontal (Crites y Tchobanoglous, 1999).

El análisis de la carga orgánica se realizó a través de la determinación de caudales, pH, temperatura, DBO, DQO, nitratos, nitritos, fósforo, grasas y aceites, sólidos sedimentables y suspendidos. De igual manera, se llevó a cabo el mismo análisis para las aguas residuales del alcantarillado generado por la vereda de la ciudad de Villavicencio (Ardila y Rojas, 2018). Esto con el propósito de diseñar una planta de tratamiento.

En la tabla 1.1, se observa cómo varían estos parámetros entre la temporada seca y la lluviosa para ambos casos, y su comparación con el promedio nacional. Es evidente el efecto en la época lluviosa, cuando muchos de los parámetros aumentan o disminuyen su concentración, a excepción de la temperatura y el pH, que se mantienen constantes en ambas temporadas.

Tabla 1.1. Características de las aguas del alcantarillado en el municipio de Guamal-Meta y en la vereda Los Balcones, vía Restrepo

Fuente: elaborada a partir de los datos de Pedraza y Buenaventura (2018), y Ardila y Rojas (2018).

Esto, aunado al crecimiento poblacional, dificulta el tratamiento de las aguas residuales en estas zonas. Para el periodo de estudio, se obtuvo una carga orgánica expresada en términos de DBO₅ de 708 a 1257 t/año y una en términos de DQO de 2647 a 3906 t/año en el caso de Guamal, valores considerados muy altos para Colombia, según el último Estudio Nacional del Agua (Ideam, 2018). Para el caso de Los Balcones (vía Restrepo), los valores de carga orgánica se encuentran por debajo del promedio nacional (DBO₅ de 52 a 155 t/año y la DQO de 95 a 182 t/año). Esto nos indica la gran variación en los parámetros que se pueden encontrar, así como la presencia de sustancias nitrogenadas (NO₃ y NO₂), lo que indica contaminación por fertilizantes residuales de actividades agrícolas, una de las actividades productivas más importantes del departamento del Meta.

Aunque las investigaciones formativas del programa sobre el recurso hídrico se han enfocado en el tratamiento de las aguas residuales domésticas y en la calidad de agua de las fuentes de agua del municipio de Villavicencio, se han realizado investigaciones en plantas de tratamiento industriales. La planta de tratamiento de aguas residuales no domésticas de la Central de Abastos de Villavicencio (CAV) fue analizada debido a las quejas de las comunidades circundantes por los olores emitidos en el sitio de la planta (Escobar y Escobar, 2018), cuyo efluente es vertido al caño Aguas Claras. Se realizó un trabajo exploratorio de los componentes y las dimensiones de la planta, ya que no se contaba con los planos originales. El sistema presentaba una configuración convencional (sedimentador, reactor anaerobio, sedimentador secundario y laguna aerobia de estabilización), que si bien cumplía los parámetros de remoción de la normativa, presentaba mal funcionamiento de la laguna anaerobia, debido a la proliferación de algas.

Otra investigación en el área de tratamiento de agua, pero en este caso de agua para uso industrial, fue el realizado por Linares y Rodríguez (2018) para disminuir el contenido de sílice, necesario para que esta agua pueda ser usada en los procesos de generación de energía de la Termoeléctrica de Ocoa (Termocoa) de Villavicencio. Esta se encuentra a 7 km en la vía Acacías y fue fundada en 1993. Mediante una evaluación técnico-económica ambiental con los operadores de Termocoa, se logró una mejora en la remoción de sílice, proponiendo el uso de ósmosis inversa y electrodiálisis, ya disponible en el sistema de tratamiento de aguas industriales actual. Tras diferentes tratamientos, se llegó a la conclusión de que un escenario con mayor presión y menor caudal en la fase de ósmosis inversa es el más favorable para la remoción de sílice (98.14 %), lo cual mantiene en niveles óptimos el contenido de hierro y la turbiedad.

5.3. Sistemas de tratamiento piloto

La investigación en innovaciones o nuevos avances en los sistemas de tratamientos de aguas residuales no es posible sin una investigación con sistemas piloto, en la que se puedan investigar nuevas formas de operación en un ambiente controlado para su posterior implementación en sistemas a gran escala (Crites y Tchobanoglous, 1999). Esto es de relevancia en el departamento del Meta, debido a su climatología particular, ya que se requiere una adaptación de las tecnologías convencionales de tratamiento de agua concebidas en contextos diferentes. Es así como dentro del programa de Ingeniería Ambiental se han desarrollado sistemas piloto para investigar mejoras o alternativas de tratamientos de agua residuales.

Una problemática que presentan los sistemas de tratamiento de aguas en la región es que en promedio oscilan entre 20 y 32 °C (Ideam, 2017), lo cual hace que disminuya la concentración de oxígeno disuelto en el agua siguiendo el principio de la Ley de Henry —el oxígeno disuelto un parámetro clave para cualquier sistema de tratamiento de aguas residuales—.

Por esta razón, se llevó a cabo una investigación formativa por medio de la creación de un reactor piloto de lodos activados con variación de presión (Cuadrado y Cuartas, 2018). Este reactor piloto era del tipo de lodos activados en suspensión, sistema usado en la mayoría de las plantas de tratamiento en Colombia (Ideam, 2018). El sistema está constituido por un tanque de alimentación de 1000 L, que a través de un Venturi alimenta al tanque principal construido en lámina de acero 14, el cual mantiene la presión en su interior, a diferencia de los fabricados en plástico. Considerando que el tanque principal (reactor de lodos activados) tiene un volumen líquido de 160 L, se evaluaron diferentes parámetros a diferentes tiempos de retención hidráulicos: 3, 4 y 6 h. Para mantener estables las condiciones experimentales, se usó un agua residual doméstica artificial (Rodríguez y Lozano, 2012), con una DQO de 374 mg/l O₂. Para evaluar el efecto de la presión sobre el proceso de tratamiento, se varió la presión dentro del tanque: 3, 5 y 8 psi. Los resultados obtenidos pueden observarse en la figura 1.4.

Aquí se aprecia claramente que la combinación de mayores tiempos de retención y de presión en el reactor incrementan los niveles de oxígeno; se destaca en este caso la presión de 5 psi, con unos porcentajes de remoción de materia orgánica superiores al 85 %. Para el rango óptimo obtenido, con un oxígeno disuelto entre 5 y 6 mg/L, se pueden obtener ahorros de energía en el sistema de aireación al optimizarse el oxígeno disuelto para las condiciones tropicales del Meta.

Figura 1.4. Niveles de oxígeno disuelto en función del TRH y la presión en un reactor de lodos activados presurizado con porcentaje de remoción en función del parámetro DQO

Fuente: elaboración propia a partir de los datos de Cuadrado y Cuartas (2018).

Otro ejemplo de implementación de sistemas piloto lo constituye el ensayo con especies autóctonas para la implementación de sistemas de tratamiento. Un ejemplo de ello se puede encontrar en la investigación del uso de la especie Heliconia psittacorum en la remediación de aguas domésticas rurales en el Piedemonte llanero (Rodríguez y Vargas, 2018). Esta especie vegetal está ampliamente distribuida en la zona tropical de Sudamérica y fue descubierta en el siglo XVIII por los primeros botánicos que exploraban la biodiversidad del continente (Linneo, 1782). Esta planta es de amplio crecimiento en la zona del Piedemonte llanero y es usada ampliamente en jardines de la ciudad de Villavicencio por su valor ornamental, debido a su floración amarillo-anaranjada (ver figura 1.5). Debido su rápido crecimiento, forma densos conglomerados de tallos de 0.8-1.5 m de altura, preferiblemente en zonas húmedas abiertas o riberas de cuerpos hídricos (Parr et al., 2014). Estas características la hacen un espécimen ideal para la utilización en sistemas de remediación, donde se ha evidenciado su papel en la remoción de cargas orgánicas en sistemas acuáticos de donde son naturales (Suaza, 2016). Para probar su desempeño en las condiciones de la región, se construyeron tres sistemas de humedales piloto. Estos sistemas son de flujo subsuperficial (FSS) horizontal, pues discurren el agua horizontalmente por un medio granular que sustenta la vegetación (rizomas y raíces). Las dimensiones del humedal piloto fueron de 0.85 x 0.55 x 40 m con un volumen total de 187 L que, sin embargo, se redujo a 40 L debido al espacio ocupado por el sustrato granular. Este espacio granular correspondió a grava de ½, gravilla de ¾ y arena negra siguiendo las proporciones de Pérez et al. (2017).

Figura 1.5. (A) Conjunto de Heliconia psittacorum presente en la ciudad de Villavicencio con su (B) característica inflorescencia

Fuente: elaboración propia.

Los humedales piloto fueron operados en un periodo de tres meses, alimentados con agua residual artificial (Lozano y Rodríguez, 2012). En cada humedal, se sembraron seis rizomas de la Heliconia psittacorum y se esperó un tiempo de trece semanas para su crecimiento, antes de comenzar las corridas experimentales por un periodo de tres meses. Se realizaron tres réplicas: un testigo sin plantas y dos humedales con dos concentraciones de carga orgánica diferente. En la figura 1.6 se observa la influencia de la carga orgánica sobre la cobertura vegetal en los humedales. Se observa claramente cómo la carga orgánica fue asimilada por la Heliconia psittacorum para su crecimiento, alcanzando un óptimo con el tiempo de retención de cinco días y una DQO de entrada al humedal de 340 mg/L O₂. Al analizar la eficiencia en la remoción, que estuvo por encima del 80 % en general, se concluye el buen funcionamiento de esta planta en las condiciones locales como medio de remediación. Esto es muy relevante en la región dada la ausencia de plantas de tratamiento, pues sus características rurales impiden la construcción de otros tratamientos convencionales debido a la dispersión de la población en fincas y viviendas rurales. Aunado a la extensión de la Heliconia psittacorum y a las condiciones climatológicas del Meta, es un método que podría ser fácilmente implementado para evitar la afectación de las aguas residuales en el medio rural.

Figura 1.6. Crecimiento vegetal de la especie Heliconia psittacorum en humedales piloto al aplicar carga orgánica y porcentaje de remoción en función de la DQO de entrada de 340 mg/L O2

Fuente: elaboración propia a partir de los datos de Rodríguez y Vargas (2018).

Entre las actividades económicas más importantes en el departamento del Meta se encuentra la cría de cerdos o porcicultura, actividad que tiene un gran impacto en los cuerpos hídricos de la región; es por esto que una de las tecnologías más usadas en la región para tratar estos desechos es la utilización de biodigestores rurales tipo pistón o mejor conocidos como tipo “salchicha”. Las condiciones que controlan el proceso de degradación de la materia orgánica, conocido como digestión anaerobia, presentan una gran cantidad de variables que cambian de acuerdo con el tipo de animal, lugar y operación (Deublein, 2018).

Figura 1.7. Biodigestores tubulares piloto en la Institución Educativa Agrícola de Guacavía

Fuente: Huertas y Cubillos (2018).

Sin embargo, uno de los parámetros de operación más importantes es la carga orgánica, que en el medio rural se refleja en la mezcla de excretas y agua que se emplea en los biodigestores. Aunque existen recomendaciones para esta mezcla (FAO, 2012), no siempre son las adecuadas para todas las condiciones. Debido a esto, se inició una investigación para determinar la mejor relación para las condiciones locales. Para ello se construyó un sistema piloto de digestión tubular en la Institución Educativa Agrícola Guacavía, en Cumaral-Meta (Huertas y Cubillos, 2018). Se construyeron tres biodigestores piloto de aproximadamente 300 L de volumen total, con una longitud de 1 m y un diámetro de 0.68 m (ver figura 1.7). Si bien se analizaron parámetros como DBO, DQO, SSV y ST>, estos no cumplieron con la normativa vigente en cuanto a la remoción, ya que el objetivo principal de esta tecnología es la producción de biogás y de un bioabono líquido (ODS-7: Energía asequible y no contaminante y ODS-11: Ciudades y comunidades sostenibles) que puede ser usado en los cultivos para no verterlos a los cuerpos de agua. Se realizaron corridas con diferentes relaciones en la mezclas excretas/agua: 1:4, 1:7 y 1:10, con diferentes tiempos de retención hidráulico: 5 y 8 días, para evaluar el mejor resultado en la digestión anaerobia.

Después de una serie de pruebas experimentales, se determinó que la mezcla que mejor resultados obtuvo en el proceso de digestión sin importar el tiempo de retención del sustrato en el reactor fue la de 1:7. Este valor es muy importante, ya que los valores recomendados por la FAO son de una mezcla 1:2; sin embargo, para la mezcla más cercana (1:4) los resultados no fueron óptimos. Esta diferencia permite dar a conocer un dato de vital importancia para el funcionamiento de este tipo de biodigestores en la región, donde las condiciones regionales le agregan especificidad tanto a la biomasa creada (bacterias anaerobias), como a las características del sustrato (excretas porcinas).

5.4. Modelamiento de cuerpos hídricos

A partir del siglo XXI, las herramientas informáticas (modelos matemáticos) se han abierto paso en el campo de la investigación de cuerpos hídricos, debido al avance en la implementación y la calidad de los modelos disponibles. Las investigaciones en esta área dentro del programa de Ingeniería Ambiental se han enfocado en el modelamiento de posibles escenarios futuros en el marco del cambio climático.

Comportamiento en la cuenca del río Blanco-Negro-Guayuriba

El cambio climático genera impactos en todos los componentes ambientales, siendo el recurso hídrico uno de los más afectados. Por lo tanto, se hace necesario evaluar estos impactos en los cuerpos hídricos que sirven de fuente de abastecimiento de agua potable a centros urbanos (en periodo de sequía), y que al mismo tiempo pueden implicar una amenaza por inundación (en periodo de lluvias), debido a los cambios de patrones climáticos que se han evidenciado a partir de la última década del siglo XX (Grupo Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático [IPCC], 2018). Estos cambios afectarán a las regiones de Colombia de diferente manera, por lo que es necesario realizar estudios puntuales en las diversasregiones del país.

Uno de los aspectos de importancia es la variación de los caudales máximos en cuerpos hídricos en tiempos de lluvia. Una manera de hacer este análisis es con la implementación de modelos matemáticos para explorar escenarios futuros y sus consecuencias, que permitan tomar medidas de mitigación en la actualidad. Parrado y Vivas (2018) desarrollaron un estudio sobre el río Guayuriba, el cual se forma a partir de la confluencia de los ríos Negro y Blanco. Esta cuenca hídrica abarca una zona importante del Parque Nacional Natural Chingaza llamada “zona productora”, ubicada mayormente en el departamento de Cundinamarca, donde se realizan aportes de caudal al cuerpo hídrico y hay una abundante cobertura vegetal. Aguas abajo está la llamada “zona consumidora” en los departamentos de Cundinamarca (cuenca media) y Meta (cuenca baja), en la cual se encuentra la demanda de agua por parte de actividades extractivas (minería), agropecuarias y de ganadería-pastoreo. Es en la cuenca alta donde pueden ocurrir caudales máximos en época de lluvias, lo que puede representar un riesgo de inundación.

Para resolver esta problemática, Llirán y Vivas (2018) implementaron un modelo matemático de lluvia-escorrentía (HEC-HMS: Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System), diseñado para simular este proceso en cuencas dendríticas. Se plantearon multiescenarios en función del cambio climático para el periodo 2011-2100, usando información secundaria para la simulación obtenida del POT, el Pomca y 27 estaciones climatológicas en la zona de estudio (datos históricos: 1995-2015), y de estimaciones proyectadas por el Ideam para los departamentos de Cundinamarca y Meta en este periodo. En adición a estos datos, se compilaron datos sobre las características morfológicas, topográficas y del uso del suelo. Para la validación del modelo, se utilizaron los datos de la estación Bajo Nare, con datos de aumento de volumen para el periodo 1999-2009 (Llirán y Vivas, 2018).

De esta forma, fue posible evaluar los problemas causados por el cambio climático, como las consecuencias de desbordamientos e inundaciones, y por consiguiente, la afectación de la capa vegetal y de infraestructuras circundantes (OECD, 2015). Así mismo, la disminución de caudal es de suma importancia para la “zona consumidora”, cuya oferta de agua está relacionada directamente con la disponibilidad de agua del río Guayuriba, afectando tanto la cobertura vegetal circundante, como las actividades entrópicas de la región.

El modelo matemático empleado es de tipo determinístico, ya que los datos numéricos introducidos (que consideran factores como tipo de cuenca, precipitación sobre la cuenca, caracterización de la cuenca y uso del suelo) son procesados para generar la precipitación y escorrentía de la forma más realista (HEC, 2017).

Para determinar el riesgo de inundación, se simularon hidrogramas generados por el programa HEC-HMS, usando el método de hidrograma unitario sintético propuesto por Mockus (1957).

En la figura 1.8, se observa que el cambio climático provocará un aumento en las precipitaciones sobre la cuenca alta, que al encontrarse muy focalizada en el río Blanco, provocará riesgo de inundaciones. En la cuenca baja de este sistema de ríos, la disminución de precipitaciones ya es evidente, en comparación con los patrones del siglo XX; sin embargo, este panorama no cambiará para el 2100, aunque sí la disponibilidad de agua en la cuenca alta.

Pronósticos de inundación en zonas urbanas

El incremento de las precipitaciones en las zonas bajas de las cuencas del Piedemonte llanero puede afectar igualmente las zonas urbanas, en especial a la ciudad de Villavicencio, donde gran cantidad de construcciones ilegales han sido edificadas en las zonas de protección de los ríos (Rodríguez et al., 2018; González, 2014; Calderón, 2017), ignorando las recomendaciones del Plan de Ordenamiento Territorial del Meta (POT, 2015).

Una de las zonas más afectadas en Villavicencio es el barrio El Rubí, que sufre el desbordamiento del río caño Grande, afluente del río Ocoa. Este problema fue abordado por la investigación desarrollada por Chilito (2018), en la que se consideró un tramo de 350 m en la sección del cuerpo hídrico que atraviesa el barrio.

Figura 1.8. Cambio de la precipitación promedio en las subcuencas pertenecientes a la cuenca Blanco-Negro-Guayuriba para el periodo 2011-2100 en un escenario de cambio climático moderado de 1.5 °C

Fuente: elaboración propia a partir de los datos de Llirán y Vivas (2018).

A este tramo se le realizó un monitoreo descriptivo de las variables hidrológicas (caudal, profundidad) y un levantamiento topográfico in situ, así como de fuentes secundarias para la descripción de las precipitaciones por las estaciones meteorológicas del Ideam ubicadas en Acacías, Sena y Unillanos. Al igual que en el trabajo de Llirán y Vivas (2018), se implementó el modelo matemático HEC-HMS para determinar los máximos de caudal de acuerdo con los datos de precipitación y escorrentía. Seguidamente, se utilizó el software ArcGIS© para el levantamiento de la elevación del terreno. Con la información obtenida, se realizó la simulación para el periodo 2017-2117con el programa HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center-River Analysis System). Al igual que en el estudio anterior, el tiempo de simulación fue de 5, 10, 25, 50 y 100 años, con los que se alcanzaron máximos de precipitaciones para cada caso a partir de histogramas obtenidos de curvas IDF (intensidad, duración y frecuencia).

Figura 1.9. Aumento de la precipitación máxima en la cuenca del río caño Grande para los próximos cien años

Fuente: elaboración propia a partir de los histogramas de Chilito (2018).

Al introducir estos datos en el programa HEC-RAS para el periodo de 100 años, se observan caudales máximos de 142.2 m³/s (Chilito, 2018) en la sección del río correspondiente al barrio El Rubí. Como se puede observar en la figura 1.9, este incremento es creciente y a medida que se realiza la prognosis hacia finales del siglo XXI, aumenta la variación positiva con respecto a los datos actuales, en concordancia con el trabajo de Llirán y Vivas (2018).

De acuerdo con el mapeo del área en el estudio realizado en ArcGIS©, se contabilizó un área inundable en el barrio El Rubí de 30 379.54 m². De acuerdo con las simulaciones realizadas, de esa zona está en riesgo un área de 10 638.24 m², la cual se encuentra entre 35 y 40 m de distancia de las riberas del río caño Grande. Es fácilmente observable que si se hubieran seguido las recomendaciones del POT, que aconseja una ronda hídrica de 30 m, gran parte de estas zonas urbanizadas ilegalmente no estarían en riesgo.