Un modelo numérico con MATLAB para simular la autodepuración de un río

Authors

  • David Ernesto Marón Domínguez Centro de Estudios Matemáticos (CEMAT). Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría (Cujae), Cuba.
  • Dayana Lugones Rodríguez Centro de Investigaciones Hidráulicas (CIH), Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría (CUJAE).
  • Tania Herrera Achón Centro de Investigaciones Hidráulicas (CIH), Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría (CUJAE).
  • Teresita de Jesús Romero López Centro de Investigaciones Hidráulicas (CIH), Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría (CUJAE).

Keywords:

self-purification, finite elements, numerical model, rivers

Abstract

This work proposes a 1D numerical model for evaluating water quality in rivers and canals. It is based on the application of the Finite Element Method (FEM) to the differential equations of Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Dissolved Oxygen (DO) under steady-state conditions. The FEM model was implemented in MATLAB, coupled with an optimization algorithm for calibrating the kinetic parameters and the dispersion coeffcient. The application is shown to a real case of a river in Cuba. Its application demonstrates the model’s ability to predict pollutant dynamics, supporting the sustainable management of water resources. Furthermore, its implementation will facilitate decision-making regarding wastewater discharges, contributing to river protection.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Benjumea Hoyos, C. A. (2018). Determinación de coeficientes de degradación de materia orgánica en el río Negro (municipio de Rionegro, Colombia). Revista Bionatura, 3(1), 10. https://doi.org/10.21931/RB/2018.03.01.10

Chaparro, E. (2020). Determinación de la capacidad de autodepuración de un tramo del río Tunjuelo respecto al pH y la Demanda Biológica (DBO) [Trabajo de grado].

Escobar Verbel, M. (2021). Modelación Hidrodinámica y de la Calidad del Agua para evaluar la capacidad de asimilación de vertimientos del río Sinú [Trabajo de grado]. Universidad de Córdoba, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Ambiental.

Marón Domínguez, D. E. (2001). Aplicación del M.E.F. y del M.D.F. en modelos de flujo y de transporte de contaminantes con densidad constante o variable en medios porosos saturados [Tesis doctoral]. Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría”.

Martín-Monerris, M., & Marzal-Doménech, P. (2010). Modelación de la calidad del agua. Universidad Politécnica de Valencia.

Morales Castillo, M. d. C. (2025). Calibración con MATLAB de un modelo numérico de la depuración natural de ríos [Publicación continua]. Revista de Ciencias Químicas del CENIC, 56, 135-146.

Pestana, A. J. (2016). Propuesta de Análisis de un modelo matemático para la determinación de la calidad del agua de las aguas superficiales.

Streeter, H. W., & Phelps, E. B. (1925). A study of the pollution and natural purification of the Ohio river. Public Health Bulletin.

Szymkiewicz, R. (2010). Numerical Modeling in Open Channel Hydraulics. Springer.

Velázquez, R. M. (2013). Modelos Matemáticos de Calidad del Agua en Lagos y Embalses. División de Ingenierías Civil y Geomática.

Published

2026-10-22

How to Cite

Marón Domínguez, D. E., Lugones Rodríguez, D., Herrera Achón, T., & Romero López , T. de J. (2026). Un modelo numérico con MATLAB para simular la autodepuración de un río. Ingeniería Hidráulica Y Ambiental, 46(4), 33–43. Retrieved from https://riha.cujae.edu.cu/index.php/riha/article/view/725

Similar Articles

1 2 3 4 5 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)