Modelo de evaluación de la contaminación descargada en humedales producto de la escorrentía urbana: metales pesados en sedimentos viales

Este estudio presenta los resultados de un modelo de evaluación de la contaminación por metales pesados en el Humedal Capellanía, enfocándose en su correlación con los sólidos totales. A través del análisis de componentes principales, se identificó que los sólidos totales eran una variable significativa en relación con los metales pesados, lo que llevó al desarrollo de cinco modelos de regresión lineal para cada metal específico (cromo, cobre, níquel, plomo y zinc). Posteriormente, se utiliza un software de modelado dinámico para establecer la conexión entre el comportamiento hidrológico del humedal y los resultados de los modelos de regresión lineal. Esto permite la cuantificación de las concentraciones de metales pesados dentro del humedal, ya que esta variable no suele medirse en las evaluaciones de rutina de la calidad del agua. Al integrar la dinámica hidrológica y los modelos de regresión, se puede lograr una comprensión integral de la contaminación por metales pesados en el humedal. Utilizando resultados de pruebas granulométricas realizadas en diversas localidades, se desarrollan regresiones lineales mediante el software R®, obteniendo valores de coeficiente de determinación que oscilan entre el 0,48% y el 0,99% de porcentaje explicado. Estos resultados resaltan la capacidad de los modelos para explicar la relación existente entre los sólidos totales y los metales pesados en el humedal. Además de considerar estas relaciones, el modelo también incorporó otras variables relevantes, como el área de la cuenca aferente del humedal, su área, volumen, profundidad, caudal de ingreso y salida, precipitación media anual, tasa de resuspensión, tasa de sedimentación y tiempo hidráulico de retención, todos ellos cruciales para el modelado dinámico realizado mediante el software Vensim®, donde se calculó que ingresan 25,4 toneladas anuales de metales pesados al humedal. Para validar el modelo, se emplearon dos métodos. El primer método involucró el uso del software Vensim®, donde se aplicó el método de Monte Carlo para evaluar la sensibilidad. El segundo método consistió en una comparación directa entre los datos reales obtenidos de la documentación secundaria y los datos modelados. Esta comparación arrojó las siguientes métricas estadísticas: errores cuadráticos medios (MSE) y errores absolutos medios (MAE), que oscilaron entre 0,0001 y 0,003, y entre 0,6 % y 3,9 %, respectivamente. Estos valores indican la precisión del modelo en la predicción de la contaminación y su variabilidad. La combinación de estos enfoques de validación permitió una evaluación integral del rendimiento del modelo y su capacidad para representar con precisión la dinámica de la contaminación por metales pesados en el humedal.

• Autores: Osorio Sánchez, Juan David Sebastián
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2023
• Institución: Universidad Distrital Francisco José de Caldas
• Repositorio: RIUD: repositorio U. Distrital
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repository.udistrital.edu.co:11349/39338
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/11349/39338
• Palabra clave: Metales pesados; Humedal; Modelación dinámica; Sedimentos viales; Calidad del agua; Maestría en Desarrollo Sustentable y Gestión Ambiental -- Tesis y disertaciones académicas; Contaminación por metales pesados; Escorrentía urbana y sedimentos viales; Humedales urbanos; Modelación hidrológica; Evaluación de la calidad del agua; Heavy metals; Wetland; Dynamic modeling; Road sediments; Water quality
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