Análisis Hidráulico y Sedimentológico de La Bocana de La ...

Análisis Hidráulico y Sedimentológico de La Bocana de La Ciénaga de La Virgen -Cartagena de Indias- Proyecto de Grado

Jorge Mario Tinoco Devia Ingeniería Ambiental Diciembre de 2006

Análisis Hidráulico y Sedimentológico de La Bocana de La Ciénaga de La Virgen IAMB 200620 26

Jorge Mario Tinoco Devia

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INDICE GENERAL

CAPITULO Página

1. INTRODUCCIÓN 5

2. MARCO TEÓRICO

2.1 Bocana Estabilizada de Marea 8

2.2 Ciénagas 9

2.2.1 Definición

2.2.2 Características y Funciones

2.3 Oxidación de la Materia Orgánica

en Cuerpos de Agua 14

2.4 Coagulación y Floculación 16

2.4.1 Comportamiento de los Coloides

2.4.2 Potencial Zeta

2.4.3 Desestabilización de Coloides

2.4.4 Test de Jarras

2.5 Sedimentación 21

2.6 Transporte Litoral de Sedimentos 26

3. DESCRIPCIÓN DE LA CIÉNAGA DE LA VIRGEN 30

3.1 Cuenca de la Ciénaga de La Virgen



3

4. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA “LA BOCANA"

4.1 Funcionamiento Hidráulico 33

4.1.1 Oleaje del mar y la ciénaga

4.1.2 Interacción ciénaga-mar

4.1.3 Tiempo de Lavado

4.1.4 Esclusas (Compuertas)

4.1.5 Caño Juan Angola y La Boquilla

4.2 Comportamiento Morfológico 44

4.2.1 Transporte Litoral y Espolones

4.2.2 Entrada de Sedimentos

4.3 Monitoreo, Operación y Mantenimiento 46

4.3.1 Calidad de Agua

4.3.2 Monitoreo Morfológico

4.3.3 Monitoreo de Infraestructura

4.4 Vertimiento de Aguas Residuales 49

4.4.1 Estaciones de Bombeo

4.4.2 Coliformes Totales en la Ciénaga

5. MEDICIONES DE CAMPO

5.1 Muestreo y caracterización de lodos 51

5.1.1 Distribución de Velocidades de la Ciénaga

5.1.2 Ciclo de Marea

5.2 Test de Jarras 53

6. BALANCE DE MASA (SÓLIDOS ENTRANTES

AL SISTEMA) 56



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7. ANÁLISIS DE RESULTADOS 57

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 59

REFERENCIAS

ANEXO I GRÁFICAS

ANEXO II FOTOS

ANEXO III RESULTADOS DE LA CARACTERIZACIÓN

DE LODOS (CARDIQUE)

ANEXO IV TEST DE JARRAS



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1. INTRODUCCIÓN

La Ciénaga de la Virgen en la ciudad de Cartagena ha sido durante muchos años uno de los

recursos más importantes que ha influido en el desarrollo de esta ciudad. Actividades como

la pesca en esta ciénaga son el sustento de muchas familias en Cartagena, además de ser la

fuente de agua para uso doméstico de familias que viven alrededor de ella. Pero esta

ciénaga ha venido maltratándose desde hace muchos años; con la construcción de la vía al

mar que comunica a la ciudad de Cartagena con la ciudad de Barranquilla, la ciénaga se

estaba secando hasta el punto que se consideró como muerta, dejando decenas de peces

muertos y aves sin hábitat. Afortunadamente este problema ya se encuentra solucionado

con una serie de ductos que permiten la entrada del mar hacia ésta, pero por otro lado, la

ciénaga también se vio afectada debido a que el 60% de las aguas residuales domésticas de

la ciudad de Cartagena son vertidas a la ciénaga sin ningún tipo de tratamiento previo y

esto estaba causando un sin número de impactos negativos sobre el ecosistema como

eutroficación, muerte de peces, hipersalinidad y problemas de salud a los habitantes

aledaños a la ciénaga.

En el año 2000 la embajada de Holanda junto con el Ministerio de Transporte y la alcaldía de

C artagena, entregaron una obra a la ciudad llam ada “La B ocana”, la cual serviría para

limpiar la ciénaga mediante la construcción de un canal que comunica al mar con la ciénaga,

permitiendo el paso de oxígeno del mar hacia esta misma mediante unas compuertas que

regulan el intercambio de aguas y de esa manera permitir la descomposición de la materia

orgánica. Actualmente en La Bocana se encuentra desde hace varios meses una draga que

está extrayendo el material sedimentado en la trampa de arena ubicada en la dársena del

proyecto, debido a que los levantamientos batimétricos elaborados recientemente indicaron

que nivel de sedimentos era el máximo permitido, lo que implica que el caudal de entrada

diseñado para el proyecto podría verse afectado y por ende el funcionamiento estable de La

Bocana también.

La parte interesante de este suceso es que según los estudios realizados por las empresas

consultoras encargadas de la construcción y plan de operación del proyecto, se describe la

necesidad de una draga cada 8 años para extraer material del orden de 50.000 m³ y

levantamientos batimétricos cada 6 meses para determinar el nivel del material

sedimentado en la dársena y establecer si se necesita o no el dragado. Pero no han pasado



6

4 años y ya se requirió la utilización de la draga, y ¿por qué hacer levantamientos

batimétricos cada 6 meses si se predecía una acumulación de material máxima en 8 años?

El objetivo general de este proyecto de grado es contribuir a encontrar la respuesta a:

“¿por qué está ocurriendo una sedim entación acelerada en la dársena de La

Bocana de la Ciénaga de La Virgen en la ciudad de Cartagena?”. Así mismo, evaluar

los impactos económicos, sociales y medio ambientales que este problema puede estar

generando y poder avanzar en un primer paso a lo que sería una solución al problema.

La metodología que se siguió a lo largo del proyecto se basa principalmente en cuatro

etapas: 1) un planteamiento de hipótesis para una primera aproximación de lo que puede

estar sucediendo; 2) una revisión bibliográfica de las memorias técnicas del proyecto

(hidráulicas, hidrológicas, morfológicas y de operación); 3) un análisis de calidad de agua y

de lodos de la ciénaga; y 4) un test de jarras. Esto con el fin de entender y describir el

funcionamiento general del sistema (Dársena-Canal-Ciénaga), sus características físico

químicas y los fenómenos físicos y químicos que ocurren en la ciénaga, para posteriormente

llegar a una conclusión final de lo que probablemente está sucediendo y afirmar la hipótesis

más relacionada.

Las hipótesis que se plantearon para tener claridad de cuales eran los fines de cada

actividad a desarrollar para el proyecto fueron las siguientes:

1. El transporte litoral de la costa cartagenera se ha incrementado en un porcentaje

notable y esto ha generado una mayor intrusión de sedimentos a la dársena de La

Bocana de la ciénaga de la Virgen.

2. Las descargas constantes de agua residual sobre la ciénaga han generado un gran

aporte de sedimentos sobre ésta y probablemente esté ocurriendo un transporte de

sedimentos desde la ciénaga hacia la trampa de arena (o dársena) de La Bocana.

3. El constante choque entre las aguas de mar cargadas con iones positivos y las aguas

de la ciénaga cargadas con iones negativos por los vertimientos de aguas negras,

puede estar ocasionando un proceso de coagulación y floculación el cual a su vez,

está convirtiendo el material disuelto y en suspensión, en material sedimentado.



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Finalmente planteado el problema y escogido ya una metodología a seguir para cada una de

las hipótesis, se procedió a desarrollar este proyecto de grado cuya fase de trabajo de

campo y obtención de la información tuvo lugar en la ciudad de Cartagena y posteriormente

tuvo su fase de análisis y conclusiones en la ciudad de Bogotá.

El siguiente documento trata de hacer una breve introducción a nuevas tecnologías de

ingeniería en búsqueda de la estabilidad en cuanto a cantidad y calidad de cuerpos de agua

naturales, además de describir concretamente como se llegó a la conclusión del “por qué” de

un problema medioambiental vigente que podría ocurrir nuevamente en cualquier parte del

mundo y que posiblemente colabore e incentive el inicio de una investigación detallada y por

consiguiente un proceso que tenga como objetivo la depuración total de dicho problema.



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2. MARCO TEÓRICO

2.1 Bocana Estabilizada de Marea

Una bocana estabilizada de marea es una conexión artificial permanente entre el mar y

cuerpos de agua que son abastecidos por este mismo (lagos, lagunas, pantanos, ciénagas

etc.) y que garantiza el flujo y reflujo de las corrientes de marea, para de esa manera

permitir un intercambio constante de las aguas de estos sistemas.

Para lograr un intercambio constante entre los cuerpos de agua, se construye una serie de

esclusas o compuertas que regulan la entrada o salida de agua dependiendo del nivel del

agua en cada cuerpo (nivel de marea y nivel en el cuerpo receptor) y de un caudal de

entrada de marea, que es determinado según el concepto de diseño, que es a su vez

definido de acuerdo al objetivo específico de la construcción de la obra.

Existen básicamente tres motivos u objetivos para construir una bocana estabilizada de

marea: 1) lograr una estabilidad del nivel en el cuerpo de agua receptor, 2) permitir un

caudal de flujo en el cuerpo para evitar sedimentación y/o 3) depurar las aguas afectadas en

el cuerpo de agua a causa de intervención humana mediante los procesos de oxigenación y

dilución sobre el cuerpo.

La Bocana Estabilizada de Marea de La Ciénaga de La Virgen en Cartagena tiene como

objetivo la integración de los tres conceptos y su principio de operación se basa en la

oxidación de la materia orgánica proveniente de las aguas residuales de la ciudad de

Cartagena a través de procesos biológicos aerobios, logrando así, autodepurar el medio

acuático por la asimilación de los nutrientes. A su vez, el aporte de agua de mar influye en

las características fisicoquímicas del agua, permitiendo que se estabilice la salinidad y

propiciando un medio no apto para la permanencia de coliformes en este cuerpo de agua. Al

subir la marea, el agua de mar entra a la ciénaga a través de 6 compuertas; ésta es

direccionada mediante una pantalla metálica hasta la zona donde se encuentran las

descargas de aguas negras, realizando un intercambio dinámico de aguas entre el mar y la



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ciénaga (dilución de los cuerpos de agua) y luego, al bajar la marea el agua de la ciénaga

sale al mar a través de 4 compuertas de salida. 1

2.2 Ciénagas

“La información que se encuentra en este subcapítulo de Ciénagas contiene afirmaciones,

descripciones y datos que se basan principalmente en información recopilada y traducida al

español del Capítulo 13 (Chapter 13th - Wetlands) del libro Water Resources Handbook del

autor Larry W. Mays, editorial McGrawHill”

2.2.1 Definición

Tratar de definir lo que el térm ino “ciénaga” significa es algo que en teoría es muy difícil de

identificar, puesto que “ciénaga” es una palabra única y exclusivamente de origen español

que se le ha asignado a cuerpos en la superficie terrestre poco profundos que están llenos

de humedad y de lodo, pero no se hace referencia a las características físicas, químicas e

hidrológicas de estos cuerpos de agua.

Para hacer una aproximación de una descripción completa de lo que una ciénaga puede ser

y qué procesos naturales están asociados a ella, es necesario que primero se describa la

familia de ecosistemas a la cual pertenece que son los humedales.

Los hum edales o “w etlands” son un término que se ha utilizado para describir una infinita

variedad de ecosistemas cuya formación se le atribuye al agua existente en la tierra. Estos

ecosistemas no tienen un flujo permanente y su profundidad media no sobrepasa los 2

metros; de lo contrario el cuerpo ya no se considera como un humedal. Han existido muchas

definiciones de humedal a lo largo de la historia hechas por hidrólogos, botánicos, biólogos y

especialistas en el tema, pero solo hasta 1979 hubo una primera aproximación de una

definición universal para estos ecosistemas hecha por la U.S FWS (United States Fish & Wild

Services), pero esta definición tuvo muchos problemas en cuanto a términos legales de

definición de la jurisdicción de estos ecosistemas, por lo cual tuvo que surgir una nueva

definición que sería adoptada después por todo el mundo como la definición universal. La

1 Beltrán P., Bocana Estabilizada de Marea como proceso aerobio de auto depuración en la Ciénaga de La Virgen, año 2003.



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definición hecha en 1989 por la EPA (Environmental Protection Agency), SCS (Soil

Conservation Service) y la FWS antes mencionada, es la que en el mundo se considera la

más acertada y utilizada:

“El término humedales se refiere a esas áreas inundadas o donde el suelo se encuentra

totalmente saturado, con una frecuencia y duración de este estado, lo suficiente como para

permitir y soportar la existencia de vegetación típica de suelos saturados.”

La Ilustración 1 es una clasificación de estos ecosistemas de acuerdo a las fuentes de agua

que los suministran y la presencia de nutrientes.

Ilustración 1.Clasificación de Humedales (Fuente: Larry W Mays, Water Resources Handbook)



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De la Ilustración 1 se puede identificar que los ecosistemas más acertados al término

“ciénaga”, son los que la literatura am ericana ha denominado como “sw am ps” y “m arshes”,

que en inglés traduce pantanos. Siguiendo la traducción, se podría identificar qué traduce

cada uno de los sistemas más similares a las ciénagas, para de esa manera poder entrar un

poco más en detalle de cuáles son las funciones de estos ecosistemas y qué procesos

naturales se asocian a ellas:

Mangrove Swamps – Ciénagas con Mangle

Tidal Marshes – Ciénagas de Marea o Ciénagas Costeras

Riverine Swamps – Ciénagas Fluviales

A su vez, la FWS ha clasificado estos ecosistemas en 5 tipos o clases diferentes: 1) marinos,

2) estuarios, 3) ribereños o riverinos, 4) lacustres y 5) palustres, donde los marinos son

asociados a zonas costeras profundas como los arrecifes; los estuarios son sistemas poco

profundos que también se encuentran en zonas costeras, como zonas de intercambio de

marea (bocanas naturales), ciénagas de mangle y pantanos; los ribereños se asocian con un

poco más de profundidad que los estuarios y su fuente de abastecimiento es por lo general

ríos de agua fresca; los lacustres son cuerpos de agua lentos como: lagos, lagunas y

pantanos con vegetación, y por último los palustres son esos ecosistemas pantanosos que

comprenden más del 90% de los humedales existentes en el mundo.

2.2.2 Características y Funciones

El valor que se le da a estos ecosistemas está enmarcado dentro de una visión muy

antropocéntrica que considera que estos cuerpos de agua tienen un valor notable por ser

habitats propicios para la pesca, la cacería, tala de árboles para construcción, asimilación de

aguas residuales, calidad de agua y control de crecientes. Sin embargo, estos valores

antropocéntricos indirectamente surgen de las cualidades ecológicas de estos cuerpos, por

ejemplo: una ciénaga en condiciones anaerobias (sin oxígeno) es capaz de convertir nitratos

( 3NO ) en óxidos nitrosos ( ON2 ) y llevarlos a la atmósfera, permitiendo que las ciénagas

puedan asimilar aguas residuales municipales y vertimientos de aguas con fertilizantes

provenientes de la agricultura.



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También se considera que los humedales son los ecosistemas con mayor tasa de crecimiento

de plantas en el mundo, y que las ciénagas de agua salada y mangle, son los ecosistemas

más productores de biomasa que sirve como alimento de organismos tanto acuáticos como

terrestres. Además, las plantas que llegan al fin de su ciclo se fragmentan formando

residuos de planta que se convierten después en material orgánico básico para la cadena

alimenticia de macro y microorganismos tales como el zooplancton, peces, insectos etc. Así

mismo, las ciénagas descomponen más lentamente las plantas y animales muertos que

otros ecosistemas, debido a que hay un bajo contenido de oxígeno y bajo pH, que a su vez

lo que hace es que los organismos que descomponen la materia mueran por la no resistencia

al medio y existan bacterias anaeróbicas que obtienen energía ineficientemente de la

fermentación.

Las ciénagas son habitats donde conviven cientos de especies entre aves, anfibios, reptiles y

mamíferos, aunque la diversidad meteorológica de estos ecosistemas hace que las especies

entre una ciénaga y otra varíen. El clima y la posición geográfica juegan un papel importante

a la hora de determinar las especies que predominan en la ciénaga. Por ejemplo, las

ciénagas de clima templado pueden llegar a tener muchísima más diversidad de especies

que en otros climas. Por lo general las ciénagas son propicias para desarrollar una cadena

alimenticia perfecta que va desde el zooplancton, las plantas, la materia orgánica, peces y

llega hasta aves acuáticas como los patos y los gansos, y hasta mamíferos, aunque en las

ciénagas costeras habita de manera abundante el pelícano o alcatraz y la garza.

Ciclo Bio-Físico-Químico

Una de las habilidades más importantes que poseen las ciénagas es su capacidad de

almacenar, transformar y recircular nutrientes. Estos ecosistemas tienen una gran capacidad

de oxidar y reducir compuestos, permitiendo que dentro de estas ciénagas se procesen iones

como: 4PO (fosfatos), 3NO (nitratos), 4SO (sulfatos) y C (carbono); y logren convertirse

en gases tales como: 2N , O , S , SH 2 , 4CH y 2CO , causando problemas de lluvia ácida y

efecto invernadero.

Estos ecosistemas además de servir como transformadores y asimiladores de compuestos

tanto inorgánicos como orgánicos, funcionan a su vez como cajas de almacenamiento de



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nutrientes y como sedimentadores. A continuación se describen cada una de las funciones o

habilidades que las ciénagas poseen:

- Sedimentadores: Estos ecosistemas pueden llegar a remover entre un 60 % y un 90 %

de sólidos suspendidos provenientes del agua de escorrentía urbana y de aguas

residuales, eventualmente. Esto se debe a que por ser cuerpos de agua cuya área

superficial es grande en comparación con su profundidad, funcionan perfectamente

como sedimentadores promoviendo la eliminación de metales pesados y compuestos

tóxicos presentes en el agua.

- Transformadores: transformaciones bióticas, abióticas, anaerobias o aerobias no son

problema para estos ecosistemas, pues pueden convertir nutrientes como el nitrógeno

(N), el fósforo (P) y el potasio (K), en cualquiera de las combinaciones que puedan

existir entre las condiciones anteriormente mencionadas. La razón de ello es que estos

ecosistemas poseen una gran diversidad de organismos y especies químicas que

subsisten en condiciones anaerobias y otros(as) en aerobias, ya que estos cuerpos

poseen dos capas con estas características: la capa anaerobia predomina en todo el

suelo y parte del lecho del sistema, siendo la capa reductora de compuestos, mientras

que la capa aerobia comprende una parte del lecho (parte superior) y parte del agua

de fondo, siendo ésta la capa la oxidante.

- Cajas de almacenamiento: La mayoría de los nutrientes que entran a las ciénagas por

diferentes fuentes son almacenados en su lecho y en la turba, aunque las plantas se

consideran también como un sitio importante de almacenamiento de nutrientes. Se

dice que el 55% del total de nutrientes (N, P y K) es almacenado en el lecho y la turba,

el resto se distribuye entre las plantas y el agua. El hecho es que varios análisis

realizados en diferentes partes del mundo encontraron que existen grandes diferencias

entre la entrada de nutrientes a la ciénaga y la salida de éstos, y que la eficiencia del

almacenamiento depende de condiciones climáticas, hidrológicas y geológicas de los

diferentes ecosistemas; también se determinó que la tasa de almacenamiento

promedio anual de nitrógeno (N) y fósforo (P) es relativamente baja en estos

ecosistemas.



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Función Hidrológica

La función hidrológica que estos ecosistemas cumplen está determinada por varios factores:

por el tipo de humedal, su posición topográfica, su tamaño y los tipos de conexiones con

aguas superficiales. Se dice que estos ecosistemas funcionan como bombas de agua para el

ambiente, ya que pueden perder por evaporación hasta 2/3 del contenido de su agua

anualmente y otro 30% en escorrentía o en recarga de aguas superficiales, aunque también

se considera que la interacción con acuíferos permite que se puedan recargar o

eventualmente perder agua.

Otra función importante que estos ecosistemas aportan al sistema hidrológico de las zonas

en que se encuentran es la amortiguación de crecientes a causa de la lluvia. La parte

superior del suelo de algunos de estos ecosistemas funciona perfectamente como una

esponja que absorbe y después de que se llena descarga lentamente el agua retenida;

además, a esto se le agrega que las áreas superficiales de estos ecosistemas son bastante

grandes, lo que le permite recibir y asimilar lentamente la creciente.

2.3 Oxidación de la Materia Orgánica en Cuerpos de Agua

Actualmente el término “materia orgánica” se asocia a todo aquel material que en su

estructura molecular contiene en sus enlaces dos elementos básicos: el carbono (C) y el

hidrogeno (H). Este material se encuentra presente de manera natural y artificial en los

suelos, plantas y animales, como por ejemplo las proteínas y los carbohidratos, que son las

principales fuentes de energía para los seres vivos. Pero lastimosamente el uso

antropocéntrico de este material ha generado que haya una perturbación en el ambiente, ya

que se genera un desbalance en los ecosistemas al entregarles toda la carga de la materia

orgánica que los seres humanos consideramos que ya no es aprovechable.

La mayoría de la materia orgánica contaminante de origen antropocéntrico proviene de los

desechos alimenticios, de las aguas residuales domésticas y no domésticas, así como las de

las industrias. Sin embargo, en la naturaleza existen macro y microorganismos que

descomponen la materia orgánica que los humanos desechamos, para de esa manera

obtener su energía mediante reacciones químicas que pueden requerir o no requerir oxígeno

(medio aerobio y medio anaerobio), para generar reacciones de oxidación y reducción

respectivamente. En este caso en particular, a continuación se hace referencia a la materia



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orgánica que es degradada en presencia de oxígeno (oxidación) en cuerpos de agua y que

de aquí en adelante se denominará “aerobiosis”.2

Para entrar más en detalle de cómo es que la materia orgánica se encuentra presente en las

aguas y mediante qué procesos se logra depurar el efecto adverso que ocasionan las altas

cargas recibidas en estos ecosistemas por este material, es necesario que se definan dos

términos que son comúnmente usados en este campo: la DQO y la DBO. La DQO (Demanda

Química de Oxígeno) hace relación a la cantidad de oxígeno que es requerida para degradar

la materia orgánica mediante procesos químicos; y la DBO (Demanda Bioquímica o Biológica

de Oxígeno) es la cantidad de oxígeno requerida para degradar la materia orgánica

biológicamente con ayuda de reacciones químicas (por ejemplo: por acción de los

microorganismos y su metabolismo). Ambas se expresan en miligramos de oxígeno por litro

de agua (mg O2/L) y ambas son una medida indirecta de la cantidad de materia orgánica

presente en los cuerpos de agua, pues a mayor oxígeno requerido en un litro de agua,

quiere decir que el contenido de materia orgánica en el agua es más alto. Se dice también

que la DQO lleva implícita la DBO, es decir, cuando se habla de una “D Q O ” ese valor es la

suma de los dos procesos.

La aerobiosis puede tener como elemento objetivo a degradar una gran variedad de

compuestos, pues la materia orgánica comprende un amplio rango de diferentes moléculas y

cada una de ellas permite que los elementos o compuestos (productos) de la degradación

sean distintos, así como también influyen en qué tan rápida o efectiva puede ser la reacción.

Un ejemplo claro de ello puede ser las reacciones de aerobiosis para degradar la glucosa y

las proteínas mostradas en las Ecuaciones 1 y 2.

2 Lomeli, Maria Guadalupe. Contaminación por materia orgánica, U.N.A.M 2006. Página web: http://www.sagan-gea.org/hojredAGUA/paginas/16agua.html

DQO

DBO



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Ecuación 1. Oxidación de la glucosa. (Fuente: Lomeli, María Guadalupe. Contaminación por Materia Orgánica, U.N.A.M 2006)

OHCOOOHC 2226126 666

Ecuación 2. Oxidación de proteínas. (Fuente: Lomeli, María Guadalupe. Contaminación por Materia Orgánica, U.N.A.M 2006)

2442222 SONHOHCOOSNOHC ZYX

Como se puede ver, las reacciones cambian completamente y así como cambian de

compuestos, también cambia el tipo de organismo que genera la reacción. Por lo general en

los cuerpos de agua naturales se encuentran presentes una gran cantidad y diversidad de

macro y microorganismos, los cuales compiten constantemente por adquirir la energía

necesaria para crecer, vivir y reproducirse, lo que permite que los cuerpos de agua naturales

sean unos buenos aceptores de materia orgánica. Cabe aclarar que esto depende de las

características físicas, químicas y biológicas de cada cuerpo, y además, para que este

sistema de degradación sea efectivo y constante, los cuerpos de agua necesitan que exista

un flujo constante de oxígeno, pues si no ocurre esto, el oxígeno consumido en la aerobiosis

agotará el existente en el cuerpo de agua y producirá la muerte de éste y de los organismos

que conviven en él, pues la carga de materia orgánica entrante sobrepasaría la tasa de

oxígeno entrante y el oxígeno disponible.

2.4 Coagulación y Floculación

“La información que se encuentra en este subcapítulo de Coagulación y Floculación contiene

afirmaciones, descripciones y datos que se basan principalmente en información recopilada y

traducida al español del Capítulo 12 (Chapter 12th - Coagulation) del libro Physical-Chemical

Treatment of Water & Waste Water de los autores Arcadio Sincero y Gregoria Sincero,

editorial IWA Publishing-CRC Press”

Los coloides son aglomerados de átomos o moléculas cuyos tamaños son muy pequeños y

por ello la fuerza de la gravedad no tiene mayor efecto sobre éstos y en consecuencia,

tienden a estar suspendidos y en estado estable en el agua. La razón de esta estabilidad se

debe a la repulsión misma entre estas pequeñas partículas; sin embargo, existen métodos

para desestabilizar los coloides y uno de ellos es el proceso de coagulación.



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El objetivo de la coagulación es el de agregar químicos al medio donde estén presentes los

coloides y lograr desestabilizar esa repulsión de partículas para permitir que éstas se unan.

No obstante, para que este objetivo tenga éxito es necesario que la coagulación esté ligada

a otro proceso llamado floculación, que es el que realmente permite que las partículas

puedan unirse y hacerse más grandes para hacer que la fuerza de la gravedad tenga mayor

efecto y actué sobre ellas. Este proceso de floculación no es más que permitir una agitación

del medio para que de manera muy suave las partículas coloidales ya desestabilizadas

puedan encontrarse y aglomerarse.

2.4.1 Comportamiento de los Coloides

La mayoría del material en suspensión encontrado en las aguas naturales está compuesto

por sílice y/o materiales similares, con una gravedad específica de 2,65. En tamaños entre

0,1 y 2 mm, este material se sedimenta muy rápidamente; sin embargo, en rangos del

orden de 510 mm el asentamiento puede durar años y tan solo podría caer una distancia de

1 mm.

El sistema coloidal está compuesto por dos fases: el soluto y el solvente. Estas dos fases

pueden estar a su vez en cualquiera de los tres estados de la materia: sólida, líquida o

gaseosa; por ejemplo: el solvente puede ser un líquido y el soluto un sólido, y así en todas

las combinaciones que puedan existir, con excepción de la de gas y gas. Cuando se está

hablando del proceso de coagulación se tratan solamente los sistemas coloidales líquido

(solvente) - sólido (soluto) y éstos a su vez se componen en dos tipos: liofílicos y liofóbicos,

en donde los liofílicos son aquellos coloides que se ligan al solvente y los liofóbicos los que

no; cuando el solvente es el agua, entonces se habla de hidrofílicos e hidrofóbicos

respectivamente. La afinidad de los hidrofílicos al agua se debe a los grupos polares que

estos coloides poseen en sus superficies, tales como: -OH (hidroxilo), -COOH (carboxílico) y

2NH (amino), lo que permite que exista una capa de agua que se encuentra atada a estos

grupos. Por otro lado, los coloides hidrofóbicos no tiene afinidad por el agua y por ello estos

no tienen una capa de agua en su superficie y por lo general, los coloides inorgánicos son

hidrofóbicos.



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2.4.2 Potencial Zeta

La propiedad repulsiva de las partículas coloidales se debe a las fuerzas eléctricas que éstas

poseen y a la distancia a que se encuentren, como se puede observar en la Ilustración 2.

Estas fuerzas son generadas debido a las cargas que estas partículas tienen en sus

superficies llam adas “cargas prim arias”, y son producidas por dos fenóm enos: la disociación

de los grupos polares y/o la adsorción de iones provenientes del solvente. Para los coloides

hidrofóbicos (inorgánicos), las cargas se deben a la adsorción de iones del medio, pero para

los coloides hidrofílicos (orgánicos), las cargas son generadas por los grupos carboxílico (-

COOH) y amino ( 2NH ), y estas cargas primarias pueden ser tanto positivas como

negativas. En el caso de los coloides hidrofílicos (orgánicos), las cargas dependen de su pH;

por ejemplo si el pH del solvente es alto la partícula seguramente va a estar cargada

negativamente y viceversa.

Ilustración 2. Fuerzas de atracción y repulsión (Fuente: www.frank.germano.com/images/vor_4.gif )

Estas cargas primarias a su vez atraen otros iones con carga contraria provenientes de la

solución, los cuales son capaces de formar una capa alrededor de las cargas primarias, solo

http://www.frank.germano.com/images/vor_4.gif



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si la capa de cargas primarias es lo suficientemente larga. Esta capa de cargas contrarias a

las primarias también puede a su vez atraer cargas contrarias a ésta, es decir, también

puede atraer iones con carga igual a la primaria formando otra capa, pero solo la capa de

carga contraria a la primaria es la que se mueve junto con la partícula, aunque siempre va a

existir un plano en el cual comparten sitio las cargas contrarias a las primarias y las de igual

carga que la primaria, como se puede ver en la Ilustración 3.

Ilustración 3. Capas de un coloide y sus cargas

(Fuente: mazinger.sisib.uchile.cl/.../images)

Debido a que las cargas son eléctricas, éstas poseen un potencial electroestático que

depende de la distancia de la superficie de la partícula; a mayor distancia el potencial

decrece y entre más cerca se esté de la superficie, mayor es ese potencial. A su vez existe

un potencial zeta, que es ese potencial electroestático que comprende la zona desde la

superficie de la partícula hasta donde comienza ese plano compartido que ya se describió

anteriormente. Este potencial zeta es el que le da esa estabilidad a la partícula y esa

capacidad de repeler a las demás partículas (ver Ilustración 4).



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Ilustración 4. Potencial Electroestático (Fuente: mazinger.sisib.uchile.cl/.../images)

2.4.3 Desestabilización de Coloides

La estabilidad de las partículas coloidales está dada por dos fuerzas que interactúan en ellas:

Las fuerzas de van der Waals’s (atracción) y las fuerzas de repulsión . Las fuerzas de

repulsión como ya se mencionó antes, dependen de las cargas que se encuentran en la

superficie de la partícula, y las fuerzas de van der W aal’s, son fuerzas inherentes en los

cuerpos y que son causadas por el desbalance de las fuerzas atómicas en las superficies. Lo

que se busca con la coagulación es reducir ese potencial zeta que poseen las partículas

coloidales, agregando químicos para desestabilizar las capas de la superficie, y por lo

general, siempre se utilizan químicos con iones de carga contraria a la carga primaria de las

partículas.



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2.4.4 Test de Jarras

El test de jarras es más comúnmente utilizado para encontrar qué coagulante (químico

desestabilizador), qué dosis y qué pH óptimo se deben utilizar para una proceso de

coagulación efectivo.

Consiste en 4 o 6 beakers de 1000 ml cada uno, los cuales son llenados con el agua a tratar

y se les agrega una dosis de coagulante diferente para cada beaker. Luego se mezcla

rápidamente entre 60 y 80 rpm durante 1 minuto y después una mezcla lenta a 30 rpm

durante 15 minutos. Se observa cual beaker respondió mejor a la dosis de coagulante, es

decir, en cual beaker hubo una mayor formación de flocs (partículas coloidales aglomeradas)

y se vuelve a repetir el ensayo para pH diferentes y la dosis encontrada anteriormente. La

combinación entre el mejor pH y la mejor dosis es la respuesta del test de jarras.

2.5 Sedimentación

Una de las principales características fisicoquímicas de los cuerpos de agua, es el contenido

del total de sólidos que contiene. Esos sólidos pueden ser considerados como material

flotante o en suspensión, material sedimentable, material coloidal y material diluido o en

solución; una clasificación más detallada de los sólidos presentes en el agua está descrita en

la Tabla 1.

Tabla 1. Sólidos presentes en el agua. Adaptado de Standard Methods (1998)

SÓLIDOS DESCRIPCIÓN

Totales Son aquellos residuos que quedan después de evaporar y secar

una muestra de agua a temperaturas entre 103 y 105 °C.

Volátiles Totales Son la fracción de los sólidos totales que pueden ser volatilizados

y quemados a 500 ± 50 °C.

Fijos Totales Son el residuo que resulta después de quemar los sólidos

volátiles totales.

Suspendidos Totales Es la porción de los sólidos totales que es retenida por un filtro

con un tamaño de poros de 1,58 µm

Volátiles Suspendidos Son la fracción de los sólidos suspendidos totales que pueden ser

volatilizados y quemados a 500 ± 50 °C.



22

Fijos Suspendidos Son el residuo que resulta después de quemar los sólidos

volátiles suspendidos.

Disueltos Totales Estos sólidos son la diferencia entre los sólidos totales y los

sólidos suspendidos totales. Son conformados típicamente por

material coloidal.

Volátiles Disueltos Son la fracción de los sólidos disueltos totales que pueden ser

volatilizados y quemados a 500 ± 50 °C.

Fijos Disueltos Son el residuo que resulta después de quemar los sólidos

volátiles disueltos.

Sedimentables Son aquellos sólidos suspendidos que dejan de estar en

suspensión después de reposar una muestra de agua por un

período de tiempo y se expresan en mililitrosl/litro.

Cuando se está hablando del tratamiento fisicoquímico de aguas, se encuentra que estos

sólidos presentes en los cuerpos de agua son objetivo de remoción casi total y los procesos

para su remoción dependen de sus características, aunque finalmente todos son removidos

en los procesos de sedimentación y filtración. Por ejemplo, a través los procesos de

coagulación y floculación, el material coloidal, el diluido y algo del flotante pueden llegar a

ser fácilmente sedimentables y la fracción que no puede ser sedimentada seguramente

podrá ser filtrada; sin embargo, se dice que el mayor porcentaje de remoción de sólidos se

encuentra en el proceso de sedimentación. Por lo tanto, uno de los procesos que mayor

importancia tiene en la separación de los sólidos de las corrientes de agua, es el proceso de

sedimentación, también conocido como la teoría de la separación por gravedad.

La sedimentación es aquel proceso de separación en el que los sólidos suspendidos que se

encuentran en el agua y tienen un mayor peso que el agua, pueden ser removidos por

acción de la fuerza de gravedad. De igual forma, los fenómenos causados por la fuerza de la

gravedad en los procesos de sedimentación, pueden dividirse en diferentes tipos de

sedimentación los cuales dependerán de las características de las partículas a sedimentar.

Los diferentes fenómenos de sedimentación son sedimentación discreta, floculenta, con

polímeros, de zona, compresiva, acelerada y flotante (ver Tabla 2).



23

Tabla 2. Tipos de fenómenos gravitacionales utilizados en el tratamiento de aguas residuales. Adapt ado de Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: tratment and reuse (2003)

TIPO DE

SEPARACIÓN

DESCRIPCIÓN APLICACIÓN

Sedimentación

Discreta

Se considera a aquella sedimentación

de partículas suspendidas con baja

concentración, de manera individual y

en un campo constante de

aceleración. No existe una interacción

de partículas considerable.

Remoción de arenas en un

agua residual.

Sedimentación

Floculenta

Es aquella sedimentación en la que las

partículas chocan durante su

sedimentación haciendo una partícula

de mayor tamaño y más fácil de

sedimentar.

Remueve gran porción de

los sólidos suspendidos

totales y los flocs

resultantes de los procesos

de coagulación y

floculación.

Sedimentación

con Polímeros

Como su nombre lo dice es un

proceso en el cual se añade un

polímero, el cual promueve una

especie de conglomerados de

partículas suspendidas y por lo tanto

promueve una sedimentación más

rápida de ellas.

Reduce gran parte de los

sólidos suspendidos totales

de las aguas residuales

industriales y también de

alcantarillados combinados

(Reduce DBO y fósforo)

Sedimentación

de zona

Esta sedimentación ocurre cuando las

fuerzas entre partículas comienzan a

actuar lo suficiente como para atraer

partículas vecinas y sedimentase

como una unidad.

Sedimentación

Compresiva

Esta sedimentación ocurre en las

zonas donde la concentración de

partículas es alta y logran formar una

estructura o una capa que hace que

las partículas ubicadas en la capa

inferior se compriman por el mismo

peso de la estructura.



24

Sedimentación

Acelerada

Es la remoción de partículas

suspendidas por acción de la

gravedad.

Remoción de arenas en un

agua residual.

Flotación Se considera también un fenómeno de

separación por gravedad, ya que las

partículas menos densas que el agua

logran permanecer en suspensión.

Remoción de grasa y

aceites presentes en los

sólidos suspendidos.

El modelo matemático que describe el proceso de sedimentación de partículas está basado

principalmente en las leyes clásicas de Newton y Stokes, que relaciona la velocidad terminal

de una partícula con las fuerzas de la gravedad y la de fricción, como se describe en las

Ecuaciones 3, 4 y 5.

Ecuación 3. Fuerza Gravitacional Fuente: Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: treatment and reuse (2003)

]/*.[

)(2smkgF

gVolumenF

G

particulaaguaparticulaG

Ecuación 4. Fuerza de Fricción. Fuente: Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: treatment and reuse (2003)

]/*[2

2smkgF

velocidadAreaCF

d

particulaaguapartículaarrastred

Ecuación 5. Velocidad Terminal de la Partícula Fuente: Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: treatment and reuse (2003)

]/[)(

)1(3

43

4)(

smtv

dpespecíficagravedadC

gdpC

gtv

p

partículaarrastreagua

aguapartícula

arrastrep

Teniendo en cuenta que el coeficiente de arrastre varía dependiendo de las características

del flujo donde se halle la partícula, es decir, si se encuentra en la capa laminar o turbulenta

del flujo, este coeficiente puede tomar distintos valores y como consecuencia la velocidad

terminal también. De acuerdo con el número de Reynolds (NR) se definen las diferentes



25

condiciones de flujo y los diferentes coeficientes de arrastre para cada caso. Para un NR < 1,

el flujo es laminar, para un NR entre 1 y 2000, el flujo es transicional y para NR > 2000, el

flujo es turbulento. En la Ilustración 5 se presentan los distintos coeficientes de arrastre.

Ilustración 5. Coeficientes de Arrastre

Fuente: Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: treatment and reuse (2003)

Así mismo las Ecuaciones 6, 7 y la Ilustración 6 describen las velocidades terminales para

los diferentes tipos de flujo.

Ecuación 6. Velocidad Terminal de Partícula para Flujo Laminar Fuente: Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: treatment and reuse (2003)

18)( 2

9 dpgv aguapartícula

p

Ecuación 7. Velocidad Terminal de Partícula para Flujo Turbulento Fuente: Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: treatment and reuse (2003)

dpgvagua

aguaparticulap

33,3



26

Ilustración 6. Velocidad Terminal de Partícula para Flujo Transicional Fuente: Metcalf & Eddy, Waste Water Engineering: treatment and reuse (2003)

2.6 Transporte Litoral de Sedimentos

El transporte litoral de sedimentos hace referencia al estudio realizado en las costas para

determinar qué tipo de material, en qué cantidades y en qué dirección se dirigen los

materiales que son transportados y/o arrastrados por las mareas y corrientes de litoral en lo

largo de todo el margen de la costa en estudio y que son potencialmente sedimentables en

las playas y demás relieves costeros.

En general existen dos clases de transporte de sedimentos en las zonas costeras: el

transporte normal a la costa y el transporte a lo largo de la costa. Básicamente se

diferencian por el tipo de ola involucrada en cada proceso; las olas más agresivas cuya

relación equivaldría a decir que el cociente entre su altura y longitud sobrepasa los 0,025



27

(H /L ≥ 0,025), son las olas encargadas de realizar el transporte a la costa, es decir, estas

olas pueden formar o destruir los perfiles de las playas, pues en los períodos de calma estas

olas aportan sedimentos a las playas, mientras que en los períodos de tormenta arrastran el

material hacia el mar, pero en general este tipo de transporte no remueve en forma

permanente los materiales sedimentarios, tan solo los mueve temporalmente hacia el mar; y

las olas más calmadas con una relación entre altura y longitud inferior a 0,025, son las

encargadas de realizar el transporte del material sedimentable a lo largo del litoral, el cual

permite mover cantidades significativas de material de un lugar a otro en la costa y ambos

transportes actúan conjuntamente para llevar a cabo el transporte de sedimentos en general

en la costa. Las olas más agresivas causan una remoción inicial del material en la playa y

luego forman una componente longitudinal de su energía, que es la que forma esa corriente

paralela a la playa y que va a ocasionar posteriormente el transporte a lo largo de la costa.3

Como ya se mencionó anteriormente, uno de los aspectos a estudiar cuando se habla de

transporte litoral, es la dirección de ese transporte en la costa. Esta dirección del transporte

está directamente relacionada con la dirección predominante del oleaje en la costa; sin

embargo, en muchos lugares del mundo inferir la dirección del transporte a partir de la

dirección del oleaje puede tener un amplio rango de incertidumbre, y por esa razón, los

estudios de transporte litoral utilizan varios métodos para constatar la dirección real.

Algunos de estos métodos son: configuración de la playa en la vecindad de promontorios de

roca; configuración de las bocas de los ríos y lagunas en la zona; patrones de depositación y

erosión en estructuras ya construidas; características de las playas y sus sedimentos;

medición de corrientes, y uso de trazadores naturales o artificiales. 4

Otro aspecto importante a tener en cuenta en el transporte de sedimentos, es los tipos de

materiales que conforman las playas. En general, cuando se habla de transporte litoral se

refiere a material sedimentario y éste se divide en 6 tipos de material de acuerdo con su

tamaño: cantos, guijarros, gravas, arenas, limos y arcillas. Así mismo, estos tipos de

materiales a su vez tienen clasificaciones en ellos, debido a que el rango de tamaño de cada

uno es muy variable, entonces se clasifican en finos, medios y gruesos. La Tabla 3 es una

clasificación de los materiales según la clasificación unificada de Wentworth.

. 3 Ing. Jaime Iván Ordoñez, Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia. Procesos Sedimentológicos en la Ingeniería de Costas, 1982. 4 IBID



28

Tabla 3. Clasificación de Sedimentos Adaptado de: Procesos Sedimentológicos en Ingeniería de Costas, Ing. Jaime Iván Ordoñez

-8 25676,2 2"

-6 64

19 3/4"4,76 No. 4

-2 4

-1 2 No. 10

0 1

1 0,50,42 No.40

2 0,25

3 0,125

0,074 No. 2004 0,0625

8 0,00591

12 0,00324

Limo

Arcilla

Coloide

Limo o Arcilla

Media

Fina

Arenas

US Standard Size Clasificación Unificada

Guijarros

Gruesa

Fina

Gravas

Gruesa

Gruesa

Fina

Media

Muy Fina

Escala ф Diámetro (mm)

Arenas

Escala Wentworth

Cantos

Guijarros

Gravas

Gravillas

Muy Gruesa

Usualmente estos materiales sedimentarios de costa están compuestos generalmente por

cuarzo, lo que les da la capacidad de ser inertes y durar largos períodos de tiempo sin ser

afectados químicamente. También se considera que dentro de esta familia de materiales

costeros se encuentran composiciones de carbonatos, feldespatos y materia orgánica,

además de minerales de hierro, magnesio y calcio. La composición es importante en el

estudio de transporte de sedimentos pues la composición está directamente relacionada con

las densidades de los materiales.5

5 Ing. Jaime Iván Ordoñez, Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia. Procesos Seimentológicos en la Ingeniería de Costas, 1982.



29

La Tabla 4 muestra las diferentes densidades y pesos específicos de los materiales que

componen las costas.

Tabla 4. Densidad de Materiales de Playa

Adaptado de: Procesos Sedimentológicos en Ingeniería de Costas, Ing. Jaime Iván Ordoñez

CuarzoCalcita

Minerales Pesados

Arena UniformeArena Suelta 90 118Arena Densa 109 130Arena MixtaMixta Suelta 99 124Mixta Densa 116 135

ArcillaDura, Glacial 129

Blanda, Orgánica 89

Material Seco Saturado

Peso Específico

Densidad (lb/pie³)

2,652,72

2,87 - 5,20

En general, el objetivo de las investigaciones del transporte litoral sobre las costas es el de

tener información primordial para el diseño de estructuras sobre las costas, como por

ejemplo la construcción de espolones para la protección de las costas.



30

3. DESCRIPCIÓN DE LA CIÉNAGA DE LA VIRGEN

La Ciénaga de la Virgen, Juan Polo o Tesca, como también se le conoce a esta ciénaga, es un

humedal de gran importancia local y regional ubicado en los límites del norte de la ciudad de

Cartagena. En su longitud bordea la vía al mar que comunica las ciudades de Cartagena y

Barranquilla, abarcando desde el Km 0 hasta aproximadamente el Km 3 de la vía, de

manera que si se viaja por esta carretera se observa durante el inicio de ella que al costado

izquierdo está el Mar Caribe y al costado derecho la Ciénaga de la Virgen. De igual forma, en

su amplitud es bastante extensa puesto que puede ser un poco más grande que la pista del

aeropuerto Rafael Núñez de la ciudad de Cartagena, que a su vez bordea la ciénaga en gran

parte del costado sur y occidental de la ciénaga, formando un espejo de agua de

aproximadamente 25 km². Su profundidad es bastante variable, pues hay zonas donde su

profundidad no sobrepasa los 100 cm, pero como pueden haber zonas donde puede llegar a

ser de 2,5 m.

Este humedal ha sido el hogar y fuente de trabajo de un porcentaje amplio de la población

cartagenera. Pescadores, conjuntos recreacionales y hasta hoteles se pueden observar en

las orillas de esta ciénaga, convirtiéndose así en una fuente económica, de recreación y

turismo de la ciudad de Cartagena. Gran parte del pescado que se encuentra en el comercio

informal (playas y restaurantes corrientes) de Cartagena, proviene de la Ciénaga de La

Virgen, brindando la posibilidad a muchas personas de encontrar en ella un estilo de vida y

una posibilidad de negocio. Todo esto hace necesariamente que el ecosistema de la Ciénaga

de La Virgen sea considerado muy importante, como parte de los bienes y servicios

ambientales de la ciudad y que sea considerado por la normatividad y la política ambiental

nacional y regional com o un “hum edal” prioritario para la ordenación y el m anejo sostenible.

3.1 Cuenca de La Ciénaga de La Virgen

La cuenca de La Ciénaga de La Virgen se encuentra ubicada en la zona norte del

departamento de Bolívar y está conformada principalmente por los municipios de Turbaco,

Santa Rosa y Villanueva. Limita al norte y oeste con la eco-región Zona Costera, al este con

el departamento del Atlántico y al sur con la eco-región del Canal del Dique; y tiene una

extensión aproximada de 48.111 hectáreas y una población de 85.118 habitantes.



31

Esta cuenca se caracteriza por el drenaje de gran número de arroyos que llegan a la Ciénaga

de La Virgen, dentro de los cuales se distinguen los arroyos de Matute - Ternera, Limón,

Chiricoco, Hormiga, Las Tablas, Tabacal, Palenquillo y Meza, los cuales son principalmente

invernales y nacen en los municipios que conforman la cuenca. Esta cuenca presenta gran

diversidad geomorfológica, desde relieves montañosos en el municipio de Villanueva,

mesetas localizadas en el municipio de Turbaco y hasta lomas, las cuales constituyen el

relieve más abundante en la zona y con mayor presencia en el municipio de Santa Rosa,

aunque también en este municipio se pueden encontrar llanuras costeras.

Los activos ambientales que enriquecen esta cuenca están representados por el área y

extensión del Jardín B otánico “G uillerm o Piñeres”, los arroyos Tabacal y Hormiga, el sistema

de Serranías y Lomeríos de Turbaco y el cerro El Peligro. Este último es el sistema de

acuíferos y aguas subterráneas presentes en la zona.6

En la Ilustración 7 podemos observar el mapa general de la cuenca de la Ciénaga de La

Virgen (color azul verdoso), en donde su relieve más elevado se encuentra identificado con

los tonos más intensos del color verde y siendo los menos intensos los relieves de llanura.

También se pude apreciar en el costado izquierdo del mapa a la ciudad de Cartagena (zona

delineada en rosado) y en color azul intenso algunas fuentes hídricas que hacen parte de la

ecorregión.

6 CARDIQUE, Ordenamiento Cuencas Canal del Dique y Ciénaga de la Virgen. Conservación internacional-Colombia



32

Ilustración 7. Cuenca de La Ciénaga de La Virgen

(Fuente: Corporación Autónoma del Canal del Dique, CARDIQUE)



33

4. D ESCR IPCIÓ N D EL SISTEM A “LA B O CA N A ”

El sistema de La Bocana de la Ciénaga de La Virgen está conformado principalmente por 7

componentes o sectores: mar Caribe, dársena (trampa de arena), box culver (puente), canal

de intercambio, esclusas, la Ciénaga de La Virgen y la pantalla o dique direccional. Cada uno

de ellos cumple con una función específica dentro del sistema y unas características propias

que fueron diseñadas bajo criterios técnicos hidráulicos, hidrológicos y morfológicos del

entorno. A continuación se dará una breve explicación de cada uno de los criterios técnicos

evaluados para la construcción de esta bocana estabilizada de mareas y cómo es el

funcionamiento integral de cada uno de sus componentes con el fin de visualizar más

claramente como es que funcionan estos innovadores sistemas de tratamiento y manejo de

recursos hídricos.

4.1 Funcionamiento Hidráulico

4.1.1 Oleaje del mar y la ciénaga

Se dice que el principal factor que influye en el comportamiento y el origen de las mareas en

todo lugar el mundo son las fuerzas de atracción que ejercen la Luna y el Sol sobre el

planeta Tierra. Por esa razón, la posición geográfica de las costas influye directamente sobre

la características que predominan en el régimen de mareas en las costas de toda ciudad. En

la ciudad de Cartagena de Indias, se habla que la marea posee un régimen semi-diurno, el

cual está compuesto por dos picos altos y dos picos bajos o valles por día, los cuales

corresponden a luna creciente y luna menguante respectivamente, aunque también se habla

de picos extremos, es decir, picos demasiado altos o picos demasiado bajos, que

corresponden a luna llena y luna nueva respectivamente.

El oleaje promedio de la ciudad de Cartagena se encuentra alrededor de 1.5 m de altura de

ola, con una dirección predominante hacia el noreste (ver Foto 1. del ANEXO II). Sin

embargo, la Tabla 5 muestra cuales son las posibles mareas que se pueden presentar en la

ciudad de Cartagena junto con su frecuencia de ocurrencia en cada dirección.



34

Tabla 5. Oleaje Cartagena (Fuente: ROYAL HASKONING, Memoria Hidráulica, Proyecto La Bocana)

Los cuerpos de agua como los lagos, las lagunas, los embalses y las ciénagas también tienen

un comportamiento de oleaje que es causado por el viento existente sobre la superficie de

éstos, de manera que la velocidad y la dirección del viento muy seguramente darán las

condiciones de oleaje sobre ellos; sin embargo, para el caso de las ciénagas costeras el

oleaje está determinado más que por el viento, también por el oleaje proveniente del mar.

El análisis del oleaje que ocurre en estos tipos de cuerpos se denom ina el “fetch”, el cual

determina cual es la distancia y la dirección en la cual una ola es capaz de viajar dentro de

estos cuerpos y el intervalo de tiempo que pueden durar como ola. A continuación las Tablas

6 y 7 presentan las características del viento sobre la Ciénaga de La Virgen y su olaje

respectivamente.

Tabla 6.Comportamiento del viento en la Ciénaga de la Virgen (Fuente: ROYAL HASKONING, Memoria Hidráulica, Proyecto La Bocana)

NNE

VELOCIDAD MÁX. [m/s] 15,8 6,1 10,9 5,3 9,2 5,8 10 8,1

ESE E ENE NEDIRECCION VIENTO

S SSE SE

SSW

VELOCIDAD MÁX. [m/s] 15,8 6,1 10,9 5,3 9,2 5,8 10 8,1

WNW W WSW SWDIRECCION VIENTO

N NNW NW

W NW N NE % % % %

6 0,50 0,13 0,18 0,50 3,23 6 1,50 0,18 0,28 1,45 20,61 7 2,50 0,02 0,12 0,51 13,87 8 3,50 0,00 0,04 0,10 3,98 9 5,00 0,00 0,00 0,08 1,19 11 7,00 0,02 0,02 0,00 0,17 13 9,00 0,00 0,00 0,00 0,03

Aguas profundas Período en

seg Altura en m



35

Tabla 7. Oleaje de la Ciénaga de la Virgen

(Fuente: ROYAL HASKONING, Memoria Hidráulica, Proyecto La Bocana)

Fetch (km) 7,00 5,50 4,70 4,30 4,40 4,40 5,20 8,50Altura (m) 0,35 < 0,25 0,30 < 0,25 0,25 < 0,25 0,25 0,25Período (s) 2,40 1,60 2,00 1,50 1,80 1,50 2,00 2,00

Fetch (km) 7,00 5,50 4,70 4,30 4,40 4,40 5,20 8,50Altura (m) 0,35 0,25 0,35 0,25 0,40 0,40 0,40 0,40Período (s) 2,10 2,00 2,00 1,90 2,20 2,20 2,30 2,50

SSW

DIRECCION VIENTO

S SSE SE ESE E ENE NE NNE

WNW W WSW SWDIRECCION VIENTO

N NNW NW

Finalmente, de acuerdo con las características del viento sobre la ciénaga y el

comportamiento de las mareas de la costa de la ciudad de Cartagena, Royal Haskoning

determinó que la Ciénaga de La Virgen posee un oleaje predominante de aproximadamente

0,4 metros de altura en dirección nor-noreste, con un fetch de 8.5 km para estas olas (ver

Foto 2. del ANEXO II).

4.1.2 Interacción ciénaga-mar

La interacción del Mar Caribe con la Ciénaga de La Virgen es el proceso principal y sobre el

cual se fundamenta el funcionamiento del sistema de La Bocana. Este proceso es un proceso

cíclico el cual inicia en periodos de marea creciente y finaliza en períodos de marea bajante.

Para esclarecer este proceso es necesario explicar el esquema general del sistema mostrado

en la Ilustración 8.



36

Ilustración 8. Esquema General de La Bocana

(Fuente: ROYAL HASKONING)

De acuerdo con la Ilustración 8 cuando el oleaje en el Mar Caribe aumenta, el agua del mar

entra hacia la dársena y el canal del sistema (flechas señaladas en azul claro), pasando por

las esclusas de entrada, para luego ser transportada por el dique direccional que va a llevar

esta agua rica en oxígeno disuelto hacia las aguas de la ciénaga contaminadas con la

materia orgánica (M.O) de las aguas residuales provenientes de la ciudad, para ser oxidadas

mediante el proceso de aerobiosis. Para que el proceso de aerobiosis sea efectivo tienen que

ocurrir dos procesos principales: dilución y descomposición; cada uno de ellos y su

efectividad dependen del caudal y del tiempo de retención óptimos para cada proceso, pues

se requiere de un tiempo de retención alto y caudales bajos para poder darle tiempo a los

procesos biológicos para oxidar y descomponer la materia orgánica; pero por otro lado,

también se necesita tiempos de retención bajos y caudales altos para que haya una dilución

entre las dos masas de agua. En caso de que los tiempos de retención sean muy altos, no



37

habrá proceso de dilución y no habrá oxígeno suficiente para degradar la materia orgánica,

ya que en algún momento las aguas residuales excederían la capacidad de dilución; y por

otro lado, si los tiempos de retención son muy bajos, no habrá acción microbiana y el agua

contaminada seguirá igual pero más diluida y muy seguramente estará ubicada en otro lugar

de la ciénaga. Por lo anterior, mediante modelaciones de calidad de agua con el modelo

MIKE21 y modelaciones hidráulicas con el modelo RUBICON, la empresa de consultoría

holandesa ROYAL HASKONING estimó un tiempo de retención óptimo para el proceso

general, para una serie de caudales medios en el sistema, haciendo énfasis que para este

caso específico el efecto de dilución prima sobre el de oxidación, pues se concluyó que para

tiempos de retención bajos y caudales altos la calidad del agua en la ciénaga mejora

notablemente (ver Tabla 8).

Tabla 8. Especificaciones Hidráulicas de La Bocana

TRH [días] Qmedio-ciénaga [m³/s] Qmedio-entrada [m³/s] Qmedio-salida [m³/s] V-entrada [m³]7 34 86 49 2500000

Qmáx-entrada [m³/s] TRH máx [días] Qmín-entrda [m³/s] TRH mín [días]115 4,5 65 9,5

Por último, el ciclo termina una vez que la marea haya disminuido en el mar y la ciénaga se

haya llenado. Entonces el sistema deja salir toda esa agua que entró a la ciénaga en el

período de marea subiente y la descarga dejándola salir por las esclusas de salida y luego

por el canal y la dársena para terminar en el mar Caribe cumpliendo con características

fisicoquímicas para contacto secundario establecidas por el Decreto 1594 del año 1984 para

vertimiento de aguas.

Cabe aclarar que el tiempo de retención hidráulico (TRH) es independiente del tiempo o

período en el que se demora el ciclo de marea subiente a marea bajante, es decir, en

cambiar de flujo el sistema. El TRH es más bien una medida del tiempo en el que se demora

una partícula de agua en entrar al sistema hasta que sale de él. La Ilustración 9 presenta el

ciclo ideal que debería ocurrir normalmente en un período de 24 horas para regular el

balance hídrico del sistema.



38

Ilustración 9. Ciclo de Niveles de Marea y Ciénaga (Fuente: ROYAL HASKONING, Manual de Operación y Mantenimiento, Proyecto La Bocana)

Aunque el anterior ciclo sea el ideal, ROYAL HASKONING también elaboró un modelo

matemático de mareas para la ciudad de Cartagena, que describe los niveles de agua del

mar de acuerdo a la fecha calendario del año en transcurso, es decir, la ecuación que

determina la altura del mar depende del tiempo del calendario, por ejemplo: si se está a las

13:00 p.m en el día 27 del mes de Septiembre del año XXXX, entonces el tiempo que se le

debe introducir al modelo corresponde a 6469 horas, puesto que desde el 1 de Enero del

año XXXX hasta esa fecha han transcurrido 6469 horas; finalmente el modelo arrojará la

altura para esa hora (ver modelo en Ecuación 8).



39

Ecuación 8. Modelo Marea Astronómica (Fuente: ROYAL HASKONING)

mHmínmHmáx

ttO

ttK

ttS

ttM

tOtKtStMtH

26,0;26,0

180170

82,252cos06,0)(

180165

93,232cos10,0)(

180257

122cos02,0)(

180352

42,122cos08,0)(

)()()()()(

1

1

2

2

1122

4.1.3 Tiempo de Lavado

El tiempo de lavado significa el tiempo en el que se demora el agua en salir o entrar al mar

Caribe o a la ciénaga después de cada cambio de flujo. Se dice que el volumen de lavado es

aproximadamente de unos 250.000 m³, que corresponde a toda el agua ocupada por el

canal y la dársena.

Existen dos tipos de lavado: lavado de salida y lavado de entrada. El tiempo de lavado de

salida corresponde al tiempo en el que se demora el agua de la ciénaga en ocupar el espacio

ocupado por agua de mar en el canal y la dársena, justo después del cambio de flujo

entrante a flujo saliente; y el tiempo de lavado de entrada, es el tiempo que le cuesta al mar

llenar el volumen ocupado por agua de la ciénaga justo después del cambio de flujo saliente

a flujo entrante (ver Ilustración 10).



40

Ilustración 10. Tiempos de Lavado. Adaptado de Memora Hidráulica Proyecto LA Bocana, ROYAL

HASKONING

Lavado de Salida (t=3 horas) Lavado de Entrada (t=1,5 horas)

4.1.4 Esclusas (Compuertas)

El sistema de esclusas de La Bocana está conformado principalmente por una estructura en

concreto colocada en forma transversal al canal. Esta estructura es la que divide la ciénaga

de las demás partes del sistema y es la encargada de soportar las 10 compuertas de madera

que regulan el intercambio de aguas. Estas compuertas de madera funcionan única y

exclusivamente por hidráulica, es decir, no poseen ningún tipo de sistema mecanizado que

las abra o las cierre. Estas compuertas abren y cierran de acuerdo a la presión hidrostática

que ejercen las aguas que le llegan y el momento con el que estas masas de agua llegan a

dichas compuertas. Pero ¿cómo hacer para que estas compuertas sirvan para salida y para

entrada al mismo tiempo?, parece ser que la ingeniería holandesa para el manejo de

recursos hídricos lleva la vanguardia en el mundo, pues la empresa ROYAL HASKONING

diseñó para este sistema de esclusas un método muy sencillo para que 4 compuertas

sirvieran de salida y 6 sirvieran de entrada, tan solo basándose en la posición que debieran

ser colocadas (ver Ilustración 11).



41

Ilustración 11. Sistema de Esclusas (Fuente: ROYAL HASKONING)

Ilustración 12. Compuerta con presión sobre el lado opuesto. (Fuente: ROYAL HASKONING)



42

De la Ilustración 12 se puede observar que en caso que si ésta fuera una compuerta de

salida, es decir, que permite que el agua de la ciénaga salga hacia el mar; pero el mar está

ejerciendo una presión sobre ella, pues la posición de la compuerta no va a permitir que la

presión que ejerce el mar sobre la compuerta sea mayor que la de la ciénaga, debido a que

las fuerzas axiales de las compuertas hacen una fuerza de reacción que logra igualar a la de

la presión hidrostática, entonces es muy poco probable que una compuerta de salida pase a

ser una de entrada. Lo contrario ocurre si la presión se encuentra del otro lado, es decir, del

lado para el que fueron diseñadas (ver Ilustración 13).

Ilustración 13. Compuerta con presión del lado correcto (Fuente: ROYAL HASKONING)

En este caso no existen fuerzas opuestas a la hidrostática, entonces las compuertas van a

abrirse seguramente. Estos sistemas de entrada y salida de agua están divididos a su vez

por la pantalla o dique direccional que divide las 6 compuertas de entrada de las 4

compuertas de salida, permitiendo que siempre exista la diferencia de cabeza hidráulica

necesaria entre los dos sistemas (entrada y salida) para ocurra un correcto funcionamiento.



43

4.1.5 Caño Juan Angola y La Boquilla

La Ciénaga de La Virgen además de estar conectada con el mar Caribe por el sistema de La

Bocana, también está comunicada por una boca natural llam ada “La B oquilla” y por el caño

Juan Angola que comunica a la ciénaga con la bahía de Cartagena. De estas dos corrientes

depende también el balance general del sistema de La Bocana. Para regular la corriente del

caño Juan Angola, existe una compuerta justo a la altura del barrio Chambacú que permite

solo el paso de la corriente en dirección hacia la bahía con un caudal de 8 m³/s, para de esa

manera permitir al mismo tiempo la regeneración de la aguas de este caño. Por otro lado, el

aporte del flujo en La Boquilla se considera que es nulo, pues debido a la construcción de la

vía al mar que comunica a Cartagena con el resto de la costa Caribe hacia el norte, La

Boquilla sufrió un proceso de sedimentación que hizo que esta boca natural dejara de

funcionar correctamente, aunque en épocas de lluvias puede llegar a abrirse un poco y

permitir el ingreso de agua del mar Caribe, pero el caudal que fluye por ella es bastante

pequeño. De acuerdo con estas suposiciones (Q boquilla =0; Q j.a = 8 m³/s), los caudales

descritos anteriormente en la Tabla 8, fueron modelados de acuerdo a unas condiciones para

La Boquilla y el caño Juan Angola (ver Tablas 9 y 10).

Tabla 9. Resultados de la modelación hidráulica 1. (Fuente: ROYAL HASKONING, Memoria Hidráulica, Proyecto La Bocana)

Chambacú3030414433334447

0,70,68

0,730,99 0,27 0,7CERRADA 15 m0,89 0,27

20 m0,89 0,270,99 0,28

0,27 0,610,99 0,28 0,6

0,26 0,630,99 0,27 0,61

101110158159

114124147148

0,99

17819017518719120418820120 m

ABIERTA

CERRADA

0,890,990,890,990,890,990,89

Canal Bocana (salida) Canal Bocana (entrada)CAUDALES DE DISEÑO (TR = 1/100) [m³/s]

CONDICIÓN BOQUILLA

ANCHO JUAN A

COEFICIENTE DE DESCARGA ESCLUSAS Canal Bocana Ciénaga

NIVELES DE DISEÑO (TR = 1/100) [MSL]

CONDICIÓN BOQUILLA

ANCHO JUAN A

COEFICIENTE DE DESCARGA ESCLUSAS

ABIERTA 15 m0,89

20 m0,89

15 m

20 m

15 m



44

Tabla 10. Resultados de la modelación hidráulica 2. (Fuente: ROYAL HASKONING, Memoria Hidráulica, Proyecto La Bocana)

15 m 34 159 4 14 32 89 2 5120 m 35 159 5 16 31 89 2 5115 m 34 160 5 13 33 8820 m 34 160 5 15 33 88

ABIERTA

CERRADA

Medio [m³/s] Máximo [m³/s]

CAUDAL DE ENTRADA EN LA CIÉNAGA

CAUDAL DE SALIDA EN CHAMBACÚ

CAUDAL DE SALIDA EN LA BOCANA

CAUDAL DE SALIDA EN LA BOQUILLA



CONDICIÓN

BOQUILLA

ANCHO

JUAN

ANGOLA Medio [m³/s] Máximo [m³/s]

1,191,291,181,28

1,151,231,131,22

0,770,99 0,93 0,83

0,530,99 0,95 0,57CERRADA 15 m0,89 0,89

20 m0,89 0,87

0,770,99 0,88 0,82

0,590,99 0,89 0,64ABIERTA 15 m0,89 0,83

20 m0,89 0,82

CONDICIÓN BOQUILLA

ANCHO JUAN A

COEFICIENTE DE DESCARGA ESCLUSAS Canal Bocana Ciénaga (entrada)

VELOCIDADES DE DISEÑO (TR = 1/100) [m/s]Ciénaga (salida)

De acuerdo con las Tablas 9 y 10, el estado del ancho del caño Juan Angola se prefirió de 15

m debido a que a lo largo del caño existen muchos puentes y estructuras que no permiten

que el caño se erosione y más bien que se sedimente en las orillas, además que las orillas

de este caño han sido el sitio predilecto para invasiones de población desplazada por la

violencia proveniente del sur del departamento de Bolívar. También se sugirió que se

escogieran los resultados de la modelación para condiciones de La Boquilla en estado

cerrado, pues la mayoría del tiempo pasa en este estado.

4.2 Comportamiento Morfológico

4.2.1 Transporte Litoral y Espolones

El transporte litoral de la sección de la costa Caribe en la que se iba a construir La Bocana,

jugaba un papel importante en dos aspectos: diseño de los espolones que conforman la

dársena; y la tasa de entrada de sedimentos hacia el sistema de La Bocana. Los efectos que

podían causar la construcción de los espolones de la dársena sobre la costa eran de un gran

impacto, pues la erosión o la sedimentación de la playa, eran los principales aspectos a

tener en cuenta para el diseño de las longitudes de los espolones.

Mediante simulaciones con un modelo de línea de costa calibrado con cartografía de la línea

de costa de 1990 y 1932, se procedió a diseñar cuales iban a ser las mejores longitudes



45

para los tres espolones que se iban a construir a partir del transporte litoral. Este transporte

litoral se determinó mediante un modelo llamado DELFT HYDRAULICS UNIBEST, el cual

determina la tasa de transporte y su dirección. Finalmente se determinó que la tasa de

transporte litoral de sedimentos de la costa en estudio tiene un valor promedio de 20.000

m³/año en la dirección sur y un valor neto máximo de 75.000 m³/año en condiciones de

oleaje promedio.

Tabla 11. Diseño de espolones (Fuente: ROYAL HASKONING, Memoria Morfológica, Proyecto La Bocana)

Situation Accretion (m) By pass (m³/año)

Accretion (m)

By pass (m³/año)

Accretion (m)

By pass (m³/año)

Accretion (m)

By pass (m³/año)

Accretion (m)

By pass (m³/año)

Accretion (m)

By pass (m³/año)

To 18730 20050 20861 20760 21351 21799T1 (l =300m) 1371 80 1188 113 1027 152 1276 210 926 254 1253T2 (l =200m) 65 2166 78 1910 111 1661 148 2099 190 6234 198 11824T3 (l =100m) 62 5943 72 6078 90 9228 98 15900 99 18314 99 19624T4 (l =250m) 67 1742 80 1563 111 1766 151 1352 207 1664 239 5000T5 (l =200m) 65 2164 79 1946 110 1634 148 1662 190 6243 197 11838

YEAR 10 20 301 2 5

So observamos la Tabla 11 podemos notar que ROYAL HASKONING evaluó principalmente

tres longitudes de diseño: 100, 200 y 300 m, para cada uno de los espolones; y con cada

una se evaluó el impacto que podía tener dicha construcción para un período de 30 años. Se

tuvo en cuenta el grado de acreción sobre los espolones y cuánta iba a ser la tasa de

sedimentos que iba a lograr pasar por encima de los espolones (by pass), para que no

hubiera erosión de la playa inmediatamente después de los espolones.

Ilustración 14. Acreción y By Pass en espolones (Fuente: ROYAL HASKONING)



46

Las flechas en color negro en la Ilustración 14 representan el transporte litoral de la costa.

Para lograr un equilibrio entre la acreción y el by pass, se escogieron finalmente longitudes

de 250, 200 y 200 metros para los espolones.

4.2.2 Entrada de Sedimentos

Los sedimentos que entran al sistema de La Bocana provienen tanto de la marea entrante,

como de un porcentaje de la parte del transporte litoral que pasa por encima de los

espolones. Se dice que esos sedimentos están principalmente conformados por arena gruesa,

arena fina y limos, donde la porción de arena gruesa se deposita en la dársena de forma

uniforme, pero las porciones de arena fina y limos siguen por el canal depositándose en el

sector de las esclusas y en la ciénaga. Esto llevó a que se diseñara una trampa de arena en

la dársena, que cumpliera con una eficiencia de retención de 50 % del total de arenas finas

y limos que entran al sistema, para evitar perturbaciones en el funcionamiento de las

esclusas o en el caso extremo, una sedimentación de la ciénaga; esta trampa de arena

posee aproximadamente unos 80.000 m³ de capacidad.

Sin embargo, los depósitos de sedimento en la dársena y trampa de arena muy

seguramente llevarían a un grado de colmatación de la trampa, lo que llevaría a que los

caudales de entrada fueran muy distintos a los diseñados para que el proceso de

oxigenación de la ciénaga se diera efectivamente. Por lo tanto, se planteó la necesidad de

que esta trampa iba a tener que ser dragada cada vez que se colmatara para que el sistema

no perdiera su correcto funcionamiento. Cabe aclarar que las consideraciones de entrada de

sedimentos solo se determinaron a partir de sedimentos provenientes del mar, puesto que

se infiere que las ciénagas son cuerpos de agua con velocidades muy lentas y relaciones de

área/profundidad muy grandes, lo que hace que éstas funcionen como perfectos

sedimentadores y por ello no permitan que los materiales sedimentables salgan de ellas.

4.3 Monitoreo, Operación y Mantenimiento

4.3.1 Calidad de agua

Para verificar que el sistema de La Bocana está funcionando correctamente, mensualmente

se realizan muestreos fisicoquímicos y microbiológicos en varios puntos de la ciénaga

escogidos por la firma consultora ROYAL HASKONING, los cuales se consideraron los más



47

representativos de la ciénaga (ver Gráfico 1.del ANEXO I). El monitoreo se realiza con al

ayuda de un GPS (Global Position System) para ubicar los puntos en la ciénaga, recipientes

para el almacenamiento de las muestras, equipo de monitoreo para medición directa y

neveras para preservar las muestras (ver Fotos 3, 4, y 5 del ANEXO II). Finalmente los

resultados de los análisis de laboratorio elaborados por la corporación autónoma regional del

canal del dique (CARDIQUE), se compilan en un informe semestral que evalúa las

condiciones de la ciénaga en cuanto a calidad de agua, si se están cumpliendo los objetivos

del proyecto y si se está cumpliendo con el Decreto 1594 del año 1984. Los parámetros que

se evalúan para determinar la calidad de agua se presentan en la Tabla 12.

Tabla 12. Parámetros de monitoreo de calidad de agua

(Fuente: La Bocana de La Ciénaga de La Virgen, Informe Trimestral 2006)

BAHIA MAR J. POLO2 4 5 6 7 8 10 22 28 11 13 24 30 32

Temperatura 29,7 27,8 28,2 28,9 27,9 27,7 29,6 27,6 25,7 27,7 28,6 27,8 26,7 27,5Conductividad

Salinidad 14,0 31,0 36,0 34,0 36,0 34,0 38,0 36,0 40,0 34,0 33,0 34,0 34,0 41,0PH 8,07 7,96 8,17 8,18 8,14 8,30 8,37 8,21 8,09 8,05 8,27 8,11 8,05 8,13

Oxig. Disuelto 1,51 5,82 5,92 7,21 7,92 8,19 5,13 3,29 3,46 5,32 9,23 8,13 7,99 4,91N.T(Nitritos) 0,0141 0,0217 0,0135 0,0162 0,013 0,008 0,007 0,008 0,008 0,0167 0,0159 0,0041 0,007 0,017Fosforo Total 0,92 0,61 0,39 0,94 0,26 0,14 0,16 0,17 0,24 0,46 0,21 0,07 0,2 0,2

Clorofila 6,14 5,87 13,62 43,25 13,35 9,08 8,81 6,14 3,2 75,83 34,98 4,54 6,14 38,18Amonio 3,76 0,51 0,75 1,92 0,66 0,24 0,18 0,25 0,22 0,11 0,36 0,4 0,4 0,28DBO5 4,7 3,05 5,1 10,92 1,2 2,4 2,44 1,2 3,78 6,6 5,04 1,2 3,14 13,58

Solidos Susp. 55,3 44 44 46,1 42,2 35 26 38,2 17,6 29,5 21 10,6 89 40Colif. Fecales 44000 46000 110000 2100 3 3 3,6 3,6 910 11000 2300 1500 3 3Colif. Totales 2,40E+06 2,40E+05 2,40E+05 2,40E+04 3 3 9,1 23 2300 2,40E+05 4300 2100 36 91

PARAMETROSCIENAGA CAÑOS

4.3.2 Monitoreo Morfológico

Para el monitoreo morfológico se determinaron tres puntos claves a estudiar: la costa, la

trampa de arena y La Boquilla. Para el monitoreo en la costa se tiene en cuenta que el

transporte litoral de sedimentos se presenta con mayor intensidad en los meses de

Diciembre, Enero, Febrero y Marzo, y que muy ocasionalmente este transporte cambia de

flujo, es decir, pasa de ser de norte a sur, a ser de sur a norte y adicionalmente se considera

la posibilidad de presencia de huracanes que pueden alterar el transporte litoral de manera

notable. En general, el monitoreo morfológico sobre la costa se enfoca principalmente en

observar los cambios que ha sufrido la playa arriba de los espolones e inmediatamente

después de éstos, teniendo en cuenta que la playa arriba de los espolones de la dársena

debe crecer lentamente y la playa aguas abajo debe permanecer estable.



48

El monitoreo de la trampa de arena se basa principalmente en levantamientos batimétricos

en la dársena con una frecuencia de cada 6 meses. Este levantamiento batimétrico

determina en cierta forma el grado de colmatación de la trampa de arena, para que cuando

los 80.000 m³ de la trampa de arena estén parcialmente llenos (entre 60% y 70% de

llenado - 50.000 m³) de sedimento, se autorice inmediatamente la solicitud de la draga

para que extraiga todo ese material y en lo posible lo coloque en la playa que se encuentra

aguas abajo de la dársena, pues es la más afectada por la erosión. De acuerdo con las

estimaciones hechas, este grado de colmatación de la trampa debe de ocurrir

aproximadamente cada 8 años, lo que implica que según los costos de dragado para el año

2000, la administración de La Bocana deberá ahorrar 6 millones de pesos mensuales (70

millones/año) para poder cubrir el costo del dragado cada vez que se necesite, aunque estos

costos dependen del material que es dragado, pues se asumió que el material a ser dragado

iba ser arenas y limos, pero si llegase a ser lodos podría ser un poco más costoso.

Para el sector de La Boquilla se determinó que la construcción de La Bocana iba afectar

directamente a esta boca natural, pues el flujo del agua de mar iba preferir al camino de La

Bocana que el de La Boquilla. Este impacto afectaría al sector pesquero de la zona pues su

mejor zona era ésta, debido al grado de contaminación de la ciénaga, pero con la

regeneración de las aguas de la zona los peces iban abundar en la ciénaga y los pescadores

podrían pescar con gran éxito. Adicionalmente a esto la sedimentación en La Boquilla iba a

ser seguramente mucho mayor, aunque como ya se mencionó anteriormente, las épocas de

lluvia podrían depurar el impacto de la sedimentación en ella. Finalmente en los planes de

manejo del proyecto se planteó que en el caso que La Boquilla se cerrara, se construirían

una serie de espolones en la playa de La Boquilla.

4.3.3 Monitoreo de Infraestructura

El monitoreo de infraestructura se refiere básicamente al mantenimiento de las compuertas

y la pantalla metálica. Se espera que la pantalla metálica presente agujeros en su estructura

entre 25 y 30 años, aunque se estima que la zona que puede sufrir más el efecto de la

corrosión de los iones del agua de mar es la parte superior de la pantalla, pues es la que

está en contacto con la atmósfera y la superficie del agua lo que permite la acción tanto de

corrosión como de oxidación.



49

Para el caso de las compuertas se establece un mantenimiento que evita la putrefacción de

las mismas y las limpie de todo ese material que viene tanto de la ciénaga como del mar y

que posiblemente se acumula en las compuertas (algas y troncos). Para este mantenimiento

es necesario que las compuertas sean bajadas de su sitio y se interrumpa cualquier tipo de

flujo en el sector de las esclusas, lo que restringe el mantenimiento a épocas poco lluviosas

y de marea baja.

4.4 Vertimiento de Aguas Residuales

4.4.1 Estaciones de Bombeo

En la ciudad de Cartagena, el 60 % de las aguas residuales domésticas se vierten en la

Ciénaga de La Virgen mediante estaciones de bombeo, debido a que no hay cabeza

hidráulica topográfica suficiente como para dejar escurrir las aguas residuales por pendiente

o gravedad. Para las aguas que son vertidas en la ciénaga existen en la actualidad 5

estaciones de bombeo llamadas San Francisco, María Auxiliadora, Tabú, Ricaurte y Paraíso

(ver Grafico1. Del ANEXO I), y cada una tiene un caudal de bombeo diferente (ver Tabla 13).

Tabla 13. Caudales de Bombeo de Agua Residual (Fuente: Aguas de Cartagena)

Estación San Francisco Estación María Auxiliadora Estación Tabú Estación Ricaurte Estación ParaísoCaudal (m³/hora) 1700 1929 3708 1420

Para la estación San Francisco no se lograron encontrar los datos de caudal de bombeo; sin

embargo, se puede decir de acuerdo con los anteriores resultados, que a la Ciénaga de La

Virgen le llega un flujo de aguas residuales de aproximadamente 10.000 m³/hora. De igual

forma para tener mayor certeza en la definición del caudal de aguas residuales que se vierte

en la ciénaga, se realizó un estimativo de acuerdo a los parámetros presentados en las

Tablas 14 y 15.

Tabla 14. Productores de Aguas Residuales de Cartagena. Adaptado del Sistema Único de Información de Servicios Públicos y del CENSO 2005 elaborado por el DANE Población

Cartagena

Suscriptores

Industriales del Servicio

de Alcantarillado

Suscriptores

Comerciales del Servicio

de Alcantarillado

Suscriptores Oficiales del

Servicio del Servicio de

Alcantarillado

895.400 52 6.589 469



50

Tabla 15. Caudales de Producción de Aguas Residuales Adaptado del Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS) PPC de Aguas

Residuales

Contribución por

Industria

Contribución por

Comercio

Contribución por

Oficiales

140 L/hab.día 1,0 L/seg.ind 0,45 L/seg.com 0,45 L/seg.ofic

Teniendo en cuenta que a la Ciénaga de La Virgen se vierte el 60% de la producción de

aguas residuales de la ciudad de Cartagena, el estimativo arrojó como resultado que el

caudal de aguas residuales vertido sobre la ciénaga es de 10.106 m³/hora, lo que concuerda

perfectamente con la Tabla 13.

4.4.2 Coliformes Totales en La Ciénaga

Uno de los parámetros a medir para relacionar la calidad del agua en la ciénaga es los

coliformes totales presentes en ella. Mediante modelaciones de calidad de agua con el

modelo MIKE21 se han presentado los resultados obtenidos por la construcción de La

Bocana en los cuales se puede observar que la ciénaga antes del año 2000, período en el

cual fue entregado el proyecto al municipio, los coliformes totales en la ciénaga podían ser

de hasta más de 100.000 NMP/100 ml en las peores zonas, mientras que para

inmediatamente después de la construcción de La Bocana los coliformes totales no

ascienden a más de los 30.000 NMP/100 ml. (ver Gráficas 2 y 3 del ANEXO I).



51

5. MEDICIONES DE CAMPO

Con el fin de determinar si en realidad existe un transporte interno de sedimentos en el

sistema de La Bocana, más que todo un transporte entre la ciénaga y la dársena para

comprobar la hipótesis 2, se realizó una caracterización de los lodos de fondo de la ciénaga,

dársena y exteriores de los espolones (playa), para tener un panorama más claro de cuales

son los sedimentos existentes y relacionarlos con los que deberían sedimentase en la

dársena (arenas y limos).

5.1 Muestreo y Caracterización de Lodos

Para la caracterización de los lodos de la ciénaga se escogieron 7 puntos representativos

para el muestreo y en cada punto se requirió analizar los contenidos de fósforo total, nitritos,

nitratos, NTK (Nitrógeno Total Kjeldahl) y materia orgánica. Para ello fue necesario seguir el

mismo plan de monitoreo de calidad de agua establecido por La Bocana, pero para este caso

de lodos se tuvo que implementar el uso de una draga manual que fue suministrada por el

CITEC de la Universidad de los Andes (ver Foto 10 del ANEXO II).

El muestreo de lodos se realizó para dos escenarios: mar entrando a la ciénaga (flujo

entrante) y ciénaga saliendo hacia el mar (flujo saliente), para las fechas de Septiembre 27

y 28 de 2006. Las muestras fueron también analizadas en los laboratorios de calidad

ambiental de la Corporación Autónoma Regional del Canal del Dique (CARDIQUE), cuyos

resultados se pueden apreciar mejor en las Gráficas 4 y 5 del ANEXO I.

5.1.1 Distribución de Velocidades de la Ciénaga

Para tener un análisis más concreto de la caracterización de lodos y si existe un transporte o

no de sedimentos, es necesario conocer cómo son las velocidades promedio para cada punto

muestreado en la ciénaga y determinar a partir de estos resultados, si éstas son suficientes

para transportar el material sedimentado en el fondo de la ciénaga.

Mediante el análisis de uno de los resultados de las modelaciones hidráulicas elaboradas por

ROYAL HASKONING, se logró establecer las velocidades en cada punto de la ciénaga. Este

análisis consistió en medir con reglas y transformar a escala real, la cartografía obtenida de



52

la distribución espacial de velocidades resultado de la modelación hidráulica (ver Gráficas 8 y

9 del ANEXO I), y que dio como resultado las Gráficas 6 y 7 del ANEXO I.

5.1.2 Ciclo de Marea

Para determinar con mayor detalle los estados del flujo para el sistema de La Bocana, con el

fin de determinar en que punto del ciclo de marea se encontraba el muestreo realizado para

la caracterización de lodos y poder saber que tanto podría ser el caudal promedio que se

estaba dando en ese preciso momento, fue necesario investigar cuales fueron los niveles de

marea horarios para el 27 y 28 de Septiembre de 2006. Desafortunadamente el CIOH

(Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas de Colombia), no pudo

suministrar la información. Lo único que se pudo obtener fue tan solo lo dos datos de la

marea que son publicados diariamente en la página web del CIOH (ver Tablas 16 y 17).

Tabla 16. Mareas 27 de Septiembre (Fuente: Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas CIOH)



53

Debido a que tan solo con dos de los niveles de marea en un día no se puede elaborar el

ciclo de marea diario, se tuvo que recurrir a los datos de los niveles de marea para el país de

Panamá y relacionar el comportamiento de esta marea con el de los puntos obtenidos para

Cartagena, pues no debe de ser mucha la diferencia. De igual forma, en la bitácora de La

Bocana se encuentran registrados las horas del día en las cuales hubo cambio de flujo para

cada día, lo que luego serviría para determinar en qué puntos el ciclo de nivel en la ciénaga

es mayor que el nivel de marea y viceversa. Finalmente, se construyó el ciclo para la marea

en Cartagena y la Ciénaga de La Virgen, para determinar qué tan grande podría ser la

diferencia de niveles en ambos cuerpos de agua y establecer cualitativamente cuanto podría

ser el caudal que pasó en ese momento del muestreo (ver Gráfica 10 del ANEXO I).

5.2 Test de Jarras

Con el objetivo de sustentar la tercera hipótesis, fue necesario elaborar un test de jarras

para comprobar si efectivamente el agua de mar podría servir como coagulante de aguas

Tabla 17. Mareas 28 de Septiembre (Fuente: Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas CIOH)



54

residuales o más bien, de aguas contaminadas como las de la ciénaga. Para ello se requirió

de un muestreo pequeño de agua de mar en el sector de la playa y de agua contaminada en

el peor sector de la ciénaga (punto 4 de la ciénaga).

El procedimiento a seguir para este test de jarras no fue el tradicional debido al poco

volumen que se tenía, pues tan solo eran 5 litros de cada muestra. Entonces lo que se logró

hacer fueron varios test de jarras, donde solo habían dos beakers de agua contaminada y en

cada test que se iban agregando distintas dosis de agua de mar y en cada uno se iba

observando en que dosis se formaban los flocs más grandes y la turbiedad más baja.

Tabla 18. Resultados Test de Jarras

pH inicial 7,38Turbidez inicial 33 NTU

Muestra Adición de Agua de Mar (ml) Acumulado (ml) Turbidez (NTU) pH ° T (°C)

1 0,5 0,5 332 0,5 1 31 7,583 2 3 21,5 7,6 14,74 2 5 24,7 7,5 16,45 1 6 25 7,66 17,61 250 250 20,8 7,83 13,42 150 400 19,6 7,93 14,63 100 500 15,6 8,05 15,8

Muestra Adición de Agua de Mar (ml) Acumulado (ml) Turbidez (NTU) pH ° T (°C)

1 2,5 2,5 32,8 7,58 15,52 0,25 2,75 25,9 7,62 16,83 0,25 3 24,1 7,4 184 0,25 3,25 20,8 7,54 18,81 3,5 3.5 31,6 7,6 15,22 0,25 3.75 30,8 7,5 16,23 0,25 44 0,25 4,25

Beaker 1

Beaker 2

Beaker 1

FASE No. 1

Beaker 2

FASE No. 2 (Optimización de la Fase No. 1)

Los resultados resaltados en color amarillo de la Tabla 18 fueron en los que los flocs se

podían notar mejor y de igual manera se había reducido la turbiedad en una buena cantidad.



55

De los anteriores resultados se puede concluir que en realidad el agua de mar si es un

coagulante de aguas contaminadas aunque en proporciones muy bajas, ya que la relación de

coagulación optima (dosis óptima) está entre [3 – 3,25] mililitros de agua de mar por cada

litro de agua residual o contaminada. De igual forma si se adiciona una dosis que esté por

fuera del rango optimo, la muestra no cambia considerablemente su turbiedad y/o se

comienza a incrementar (si se añade menos o si se añade más), así como también se

demostró que si el agua de mar es abundante la muestra contiene menos turbiedad a causa

de que la muestra pasa a convertirse en una dilución en la cual el agua de mar, la cual es

más clara, predomina y por ello la muestra pasa a ser más transparente.



56

6. BALANCE DE MASA (SÓLIDOS ENTRANTES AL SISTEMA)

Elaborar un balance de masa de los sólidos suspendidos totales (SST) que entran a la

ciénaga y que provienen de las aguas residuales que son descargadas en ésta, dará

seguramente un panorama más claro de lo que podría estar generando una carga de

sedimentos mayor a la planteada para la trampa de arena. Para ello se realizaron las

siguientes suposiciones:

1) La concentración de SST para las aguas residuales de Cartagena es de 250 mg/litro

2) El 70% de esos SST es sedimentable

3) El 60% de los SST sedimentables es biodegradado

4) El peso específico de los SST está entre 1,3 y 1,4 N/m³

Con base en las suposiciones anteriores y para un caudal promedio de aguas residuales de

10.000 m³/h, en la ciénaga se depositan 1050 kg de sólidos/h, lo que indicaría a su vez que

estos sólidos serían capaces de ocupar un volumen de 6’677.480 m³/año. Si se analiza el

área superficial de la ciénaga, que es de aproximadamente 25 Km², se puede identificar un

tasa de cambio en la altura de fondo por año, estimando el cociente entre el caudal de

sólidos y el área superficial de la ciénaga, asumiendo que estos sólidos no son transportados

hacia otro lugar. Finalmente se obtiene una tasa de cambio de aproximadamente 0,2671

m/año (27 cm/año) en la altura del lecho de la ciénaga, lo que indica que si no existe un

transporte de sedimentos en la ciénaga, desde que se iniciaron las obras en el año 2000

hasta el día de hoy, el lecho ha tenido que elevarse en aproximadamente en 162 cm.

Sin embargo, la ciénaga tiene 3 posibilidades para descargar o transportar esos sólidos que

se están sedimentando en su fondo: la primera es dejarlos ir por el canal de La Bocana, la

segunda es que se transporten hacia La Boquilla y la tercera es que estos sedimentos

lleguen al caño Juan Angola. Debido a la posición de cada uno de estos tres caminos y el

perfil de velocidades elaborado para La Bocana (ver Gráficas 8 y 9 del ANEXO I) la

probabilidad de que el camino preferido por los sedimentos sea el del canal de La Bocana, es

mayor que la del caño Juan Angola y esta a su vez mayor que la de La Boquilla; y

probablemente ocurran las tres posibilidades al tiempo.



57

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Revisando los resultados obtenidos en el muestreo y la caracterización de los lodos de fondo

de la ciénaga (ver Gráficas 4 y 5 de ANEXO I), se puede observar que en primera instancia

el material que es dragado en la trampa de arena de La Bocana no corresponde a limos y

arenas como se planteó inicialmente, pues al hacerse el muestreo se pudo observar que ese

material es más bien un lodo. Adicional a esto, los resultados obtenidos en el laboratorio de

CARDIQUE, demuestran que este lodo es el que más contenido de materia orgánica tiene, lo

que afirma una vez más que no es limo y arena y de paso descarta la posibilidad que

hubiera sido mal calculado el transporte litoral y la entrada de sedimentos al sistema, sino

más bien que seguramente no se tuvo en cuenta que podría llegar sedimento de otros

lugares, ya que al mismo tiempo el material muestreado en los puntos fuera de los

espolones sí corresponden a limos y arenas. Entonces no hay más explicación para decir que

el material sedimentado en la dársena no solo proviene del mar Caribe sino de la ciénaga

también.

Pero por otro lado, la distribución de velocidades en cada punto de la ciénaga y el ciclo de

niveles de marea y ciénaga ocurrido durante el muestreo, ponen en duda la teoría de que las

corrientes de la ciénaga sean capaces de resuspender el material de fondo y llevarlo hacia la

trampa de arena para sedimentarlo allí, pues estas velocidades son extremadamente bajas.

Aunque la sustentación de la hipótesis del transporte de sedimentos de la ciénaga aún sea

un poco turbia, los resultados obtenidos en el test de jarras demuestran por otro lado que la

coagulación del agua de la ciénaga a causa de los choques con el mar existe, por lo tanto no

se debe dejar de considerar la teoría de que en vez de ser el material de fondo de la ciénaga

el encontrado en la dársena, probablemente sea material en suspensión que luego pasa a

sedimentarse por los efectos de coagulación y sedimentación. Si bien la dosis óptima de

coagulación es muy baja y los choques de masas de agua son de igual proporción, es decir,

el volumen de agua de mar que choca con el agua de la ciénaga es de igual volumen que el

agua de la ciénaga, el ensayo del test de jarras elaborado consideró solamente los choques

del agua más concentrada con iones positivos (agua de la playa) y el agua más concentrada

con iones negativos (el agua más contaminada de la ciénaga), cuando en realidad dentro del



58

sistema de La Bocana esta posibilidad es muy poco probable debido al efecto de dilución

entre ambas masas de agua.

De igual manera, el balance de masa hecho para los sólidos suspendidos que llegan a la

ciénaga, demuestra que si el lecho ha incrementado su altura en 162 cm, entonces las

partes en la ciénaga cuya profundidad es de 100 cm los sedimentos han logrado colmatar

dichas zonas y aquellas con una profundidad de 2,5 m deberían de estar con una

profundidad de 93 cm. Actualmente ninguna de las dos situaciones está ocurriendo en la

ciénaga, lo que indica que es muy probable que estas cargas de sedimentos que llegan a la

ciénaga, un porcentaje alto de ellos hayan sido transportados por el canal de La Bocana y

terminado en las playas y/o en la trampa de arena, porque de otra manera ¿en dónde está

todo ese material que viene de las aguas residuales?, si no está en la ciénaga, si no existen

partes colmatadas de sedimentos en ella y si se consideró un porcentaje de

biodegradabilidad de éstos, ¿dónde más pueden estar estos sólidos?, excepto que en el caño

Juan Angola o en La Boquilla, pero como lo demuestran las Gráficas 8 y 9 del ANEXO I, la

distribución de velocidades indica que estos dos últimos caminos no son los más preferidos

por el flujo de agua que entra y sale de la ciénaga.



59

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La causa de la sedimentación acelerada en la dársena de La Bocana probablemente es una

combinación entre los efectos de coagulación, floculación, sedimentación y el posible

transporte de sedimentos desde la ciénaga hacia la dársena, pues ambas teorías pueden ser

verdaderas.

La coagulación y la floculación son procesos de inmediata respuesta, es decir, suceden en un

instante o no suceden, lo que podría explicar que este proceso puede estar ocurriendo

referiblemente justo en el canal y la dársena. Pero si lo anterior es posible, ¿en qué tiempo

estas partículas logran sedimentase?. En el único momento que todo esto puede estar

ocurriendo al mismo tiempo y en el mismo lugar, es durante el tiempo de lavado del sistema,

ya que se presenta el choque con una fuerza mecánica no muy brusca y a su vez es un

proceso lento que seguramente permite la sedimentación de los flocs conformados durante

el choque de las dos masas de agua.

Aunque las velocidades de la ciénaga son muy bajas, estas velocidades fueron estimadas a

través de una modelación, lo que tiene seguramente un grado de incertidumbre y por lo

tanto no se puede confiar mucho en ello. Pero si se logra observar directamente en campo,

cuando el flujo pasa de entrante a saliente (ciénaga saliendo hacia el mar) hay un momento

en el que el flujo en la ciénaga cercano al sector de las esclusas (punto 22 de la ciénaga) es

lo suficientemente rápido como para arrastrar una persona que está nadando cerca de ese

sector, lo que pone en duda por qué no puede ser posible que haya algo de transporte de

sedimentos desde el punto 22 de la ciénaga hasta la dársena en ese momento. Muy

seguramente si haya un transporte de sedimentos desde la ciénaga hasta la dársena; sin

embargo, los análisis elaborados no permiten estimar una cantidad o una tasa de este

transporte como para inferir que esta sea la principal causa, pues puede que sea una tasa

muy baja.

A pesar de que el proyecto presentado fue realizado bajo condiciones muy limitadas y

demasiado puntuales de información, los análisis de los resultados elaborados son

finalmente un intento bastante aproximado de lo que puede estar ocurriendo en La Bocana



60

de la Ciénaga de La Virgen de la ciudad de Cartagena. Si bien, las teorías expuestas pueden

estar acertadas o equivocadas, el problema de la sedimentación acelerada en La Bocana

está demandando una cantidad de recursos económicos que podrían ser utilizados con otros

fines más provechosos y de beneficio comunitario. Por lo tanto, es recomendable que estas

hipótesis planteadas en el proyecto se puedan tomar como una buena aproximación para la

respuesta a este problema y sean la iniciativa para que se desarrollen investigaciones más

detalladas, con mejor información, mayor dedicación de recursos y mejor calidad y detalle

de los resultados. Algunas de las recomendaciones a seguir podrían ser las siguientes:

1. Se deben realizar análisis de coagulación, floculación y sedimentación para diferentes

escenarios de La Bocana (diferentes días, horas y caudales) y para diferentes

muestras que pueden ser escogidas en los puntos que se consideren en los que

probablemente estén ocurriendo los procesos de coagulación y sedimentación.

2. Se debe realizar una nueva modelación en la que se describa una distribución

espacial más actualizada y detallada de las velocidades de todo el sistema de La

Bocana.

3. Finalmente con ayuda de la distribución de velocidades obtenida se podría modelar el

transporte de sedimentos de la ciénaga con los modelos más adecuados.



61

REFERENCIAS

ROYAL HASKONING (2000). Memoria Técnica Hidráulica, Proyecto: Bocana

Estabilizada de Marea par La Ciénaga de La Virgen, ciudad de Cartagena de Indias.

ROYAL HASKONING (2000). Memoria Técnica Morfológica, Proyecto: Bocana


ROYAL HASKONING (2000). Memoria de Modelación Bidimensional, Proyecto: Bocana


ROYAL HASKONING (2000). Manual de Monitoreo, Operación y Mantenimiento,

Proyecto: Bocana Estabilizada de Marea par La Ciénaga de La Virgen, ciudad de

Cartagena de Indias.

Conservación Internacional de Colombia, Ordenamiento Cuencas Canal del Dique y

Ciénaga de la Virgen (2006).

CARDIQUE 2006, Ecorregion Cuenca de La Ciénaga de La Virgen.

Arcadio P. Sincero, Gregoria A. Sincero. Physical-Chemical Treatment of Water &

Waste Water, Chapter 12TH – Coagulation. IWA Publishing-CRC Press, 2003.

Larry W. Mays. Water Resources Handbook, Chapter 13TH – Wetlands. Editorial

MacGraw-Hill, 1996.

Biol. Maria Guadalupe Lomeli, I.Q Ramón Tamayo. Contaminación por Materia

Orgánica. Universidad Nacional Autónoma de Mexico U.N.A.M. página web:

http://www.sagan-gea.org/hojared_AGUA/paginas/16agua.html, visitada el 23 de

Noviembre de 2006.

Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Chapter 5-5 Gravity

Separation Theory. Editorial McGraw-Hill, 2003.

http://www.sagan-gea.org/hojared_AGUA/paginas/16agua.html



62

ANEXO I

GRAFICAS



63

Gráfica 1. Mapa General de La Bocana (Fuente: ROYAL HASKONING)



64

Gráfica 2. Coiformes Totales antes de La Bocana (Fuente: ROYAL HASKONING)



65

ANEXO II TABLAS

A

Gráfica 3. Coliformes Totales después de construida La Bocana (Fuente: ROYAL HASKONING)



66

Gráfica 4. Caracterización de Lodos Flujo Entrante (Fuente: ROYAL HASKONING)



67

Gráfica 5. Caracterización de Lodos Flujo Saliente Adaptado de Mapa General de La Bocana, ROYAL HASKONING



68

Gráfica 6. Velocidades Flujo Entrante Adaptado de Mapa General de La Bocana, ROYAL HASKONING

Gráfica 7. Velocidades Flujo Saliente Adaptado de Mapa General de La Bocana, ROYAL HASKONING



69

Gráfica 8. Perfil de velocidades Flujo Saliente (Fuente: ROYAL HASKONING, Modelación Bidimensional, Proyecto La Bocana)



70

Gráfica 9. Perfil de velocidades Flujo Entrante (Fuente: ROYAL HASKONING, Modelación Bidimensional, Proyecto La Bocana)



71

Gráfica 10. Mareas de Panamá



72

ANEXO II

FOTOS



73

Foto 1. Oleaje Cartagena. Fuente: Memoria Fotográfica, ROYAL HASKONING

Foto 2. Fetch Ciénaga. Fuente: Memoria Fotográfica, ROYAL HASKONING



74

Foto 6. Draga 1

Foto 3. GPS

Foto 4. Equipo de Monitoreo

Foto 5. Recipientes y Neveras



75

Foto 7. Draga 2

Foto 8. Pantalla Metálica (dique direccional)

Foto 9. Pantalla Metálica



76

Foto 10. Draga Manual



77

ANEXO III

RESULTADOS DE LA

CARACTERIZACIÓN DE

LODOS (CARDIQUE)



78

Nombre de la E,presa LA BOCANA - Cienaga de la VirgenNIT E.P.A 806 - 013999 - 2Lugar de Muestreo Cienaga de la VirgenCodigo de entrada al Laboratorio: LA 2177-2178Reporte de Análisis No 0375-06

Naturaleza de la Muestra LODOS# de Muestras 11# de Análisis 55Fecha de Toma de Muestras Septiembre 29 del 2006Recolector LA BOCANA - Cienaga de la VirgenFecha de Recibo Septiembre 29 del 2006Fecha de Emision de Informe Octubre 10 del 2006Tipo de Caracterización ServicioPágina 1 de 3

Parametros UNI Métodos Pto 1 Pto 2 Pto 3 Pto 4 Pto 5 Pto 6 Pto 7 Pto 8Fósforo Total mg/Kg S.M 4500 -P- E <LD <LD <LD <LD <LD <LD 18,00 <LDNitrito +Nitrato mg/Kg S.M 4500-NO2 7,16 1,40 2,47 1,27 15,85 5,68 1,76 2,31NKT mg/Kg S.M 4500-NH3-F 42,34 48,24 92,77 84,80 51,00 61,68 17,53 57,84

Nitrogeno Total mg/Kg Nitrito+Nitrato+NKT 49,50 49,64 95,24 86,07 66,85 67,36 19,29 60,15Materia Organica mg/Kg Espectrofotometria 436,0 172,0 273,0 182,0 3128,0 305,0 56,0 181,0Humedad % Gravimetria 38,70 36,90 28,70 45,60 37,90 41,20 30,60 34,90

S.M Standar Methods Edición 20Limite de detección

Resultado válido únicamente para la muestra Analizada.Este documento no debe ser reproducido sin la autorización escrita del Laboratorio de Calidad Ambiental de CardiqueEl Laboratorio de Calidad Ambiental de CARDIQUE asegura la CONFIDENCIALIDAD de los resultados presentados en este informe

ALBERTO ANIBAL ARNEDO MARRUGOJefe de oficina Lab. de Calidad Ambiental de Cardique

ISO 17025

CORPORACION AUTONOMA REGIONAL DEL CANAL DEL DIQUECARDIQUE

LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL

NUESTRO LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL CUMPLE LOS ESTANDARES DE LA NORMA



79



Parametros UNI Métodos Pto 9 Pto 10 Pto 11Fósforo Total mg/Kg S.M 4500 -P- E <LD 14,16 <LDNitrito +Nitrato mg/Kg S.M 4500-NO2 0,62 0,77 12,46NKT mg/Kg S.M 4500-NH3-F 15,08 12,90 60,56

Nitrogeno Total mg/Kg Nitrito+Nitrato+NKT 15,70 13,67 73,02Materia Organica mg/Kg Espectrofotometria 47,0 46,0 969,0Humedad % Gravimetria 40,30 38,60 37,90

S.M Standar Methods Edición 20Limite de detección

Resultado válido únicamente para la muestra Analizada.Este documento no debe ser reproducido sin la autorización escrita del Laboratorio de Calidad Ambiental de CardiqueEl Laboratorio de Calidad Ambiental de CARDIQUE asegura la CONFIDENCIALIDAD de los resultados presentados en este informe




ISO 17025NUESTRO LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL CUMPLE LOS ESTANDARES DE LA NORMA



80



IDENTIFICACION DE PUNTOS

S.M Standar Methods Edición 20Limite de detecciónResultado válido únicamente para la muestra Analizada.Este documento no debe ser reproducido sin la autorización escrita del Laboratorio de Calidad Ambiental de CardiqueEl Laboratorio de Calidad Ambiental de CARDIQUE asegura la CONFIDENCIALIDAD de los resultados presentados en este informe



NUESTRO LABORATORIO DE CALIDAD AMBIENTAL CUMPLE LOS ESTANDARES DE LA NORMA


P10:Fuera TardeP11: Darsena Tarde

ISO 17025

P1: M1 MañanaP2: M1 Tarde

P3: M4 P4:M7

P5: M22 MañanaP6: M22 Tarde

P7:M30 MañanaP8: M30 Tarde

P9: Fuera Mañana



81

ANEXO IV

TEST DE JARRAS



82

Foto 11. Equipo Test de Jarras

Foto 12. Turbidimetro



83

Foto 13. Montaje

Foto 14. Muestras



84

Foto 15. Adición de Agua de Mar

Foto 16.Medicion de Turbidez



85

Foto 17. Formación de Flocs

Análisis Hidráulico y Sedimentológico de La Bocana de La ...

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