Simulación de la evolución de los parámetros físico - químicos del agua en las cuencas del departamento del Quindío, basada en redes complejas y ecuaciones en derivadas parciales

Abstract

En este trabajo se requiere determinar las zonas de las cuencas hidrográficas del departamento del Quindío, donde los niveles de algunos de los parámetros de calidad del agua comprometen el bienestar de la población aledaña, para esto se plantea como objetivo simular el comportamiento de los parámetros físico - químicos que intervienen en la calidad del agua en las cuencas del departamento del Quindío, usando la teoría de redes complejas y ecuaciones en derivadas parciales. Inicialmente, se construyó la red que representa la red hidrográfica del departamento del Quindío y se estudió su estructura por medio de algunas medidas de centralidad como: Degree centrality, Closeness centrality, Betweenness centrality, Pagerank centrality, las cuales pusieron en evidencia los lugares o nodos más sensibles o vulnerables en la red. Posteriormente, por medio de Ecuaciones Diferenciales Parciales (EDP) se simuló la dinámica de los parámetros de calidad de agua Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), Oxígeno Disuelto (OD), Coliformes Totales (CT), Sólidos suspendidos Totales (SST) y Sólidos Disueltos Totales (SDT). Los resultados obtenidos con las simulaciones se contrastaron con los de las entidades de control, especialmente la Corporación Autónoma Regional del Quindío (CRQ) y se identificaron las zonas de la cuenca donde los niveles de dichos parámetros puedan afectar la población local. (Texto tomado de la fuente)

In this work it is required to determine the areas of the hydrographic basins of the department of Quindío, where the levels of some of the water quality parameters compromise the welfare of the surrounding population, for this purpose it is proposed as an objective to simulate the behavior of the physical-chemical parameters involved in water quality in the basins of the department of Quindío, using the theory of complex networks and partial derivative equations. Initially, the network representing the hydrographic network of the department of Quindío was constructed and its structure was studied by means of some centrality measures such as: Degree centrality, Closeness centrality, Betweenness centrality, Pagerank centrality, which revealed the most sensitive or vulnerable places or nodes in the network. Subsequently, the dynamics of the water quality parameters Biochemical Oxygen Demand (BOD), Dissolved Oxygen (DO), Total Coliforms (TC), Total Suspended Solids (TSS) and Total Dissolved Solids (TDS) were simulated by means of Partial Differential Equations (PDE). The results obtained from the simulations were contrasted with those of the control entities, especially the Corporación Autónoma Regional del Quindío (CRQ), and the areas of the basin where the levels of these parameters may affect the local population were identified.