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A nivel mundial, los problemas de contaminación tanto en suelos como en agua y aire se deben principalmente a acciones antropogénicas; entre las que cabe destacar la extracción de recursos naturales, en este caso en particular de hidrocarburos. Esta situación incluye la contaminación de fuentes hídricas, fauna y flora deterioradas o cambios drásticos en el paisaje.

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Los hidrocarburos impiden el intercambio gaseoso con la atmosfera, iniciando una serie de procesos físico-químicos simultáneos, como evaporación y penetración, que dependiendo del tipo de hidrocarburo, temperatura, humedad, textura del suelo y cantidad vertida pueden ser procesos más o menos lentos lo que ocasiona una mayor toxicidad; generando de esta manera graves consecuencias ambientales tanto en la flora como en la fauna. Dichas sustancias tienden a acumularse y a formar una capa hidrofóbica, induciendo la fragmentación de los agregados, causando reducción, inhibición de la cobertura vegetal y la modificación de las poblaciones microbianas del ambiente edáfico.

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El crecimiento de la población, las actividades agrícolas, ganaderas y el desarrollo industrial son las causas principales del aporte de residuos y efluentes que contaminan las aguas subterráneas, los ríos, los lagos y los mares, destruyendo la fauna y la flora, generando desequilibrio en el ecosistema destruyéndose la armonía entre el hombre y su medio.

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Cuando se vierte una sustancia contaminante al medio ambiente, ésta no permanece en el lugar donde se realiza el vertido sino que se produce su dispersión, pues se da toda una serie de fenómenos físicos, químicos y biológicos que provocan tanto el transporte dentro de un mismo compartimento ambiental como el paso al resto. Los compartimentos ambientales en los que puede dispersarse una sustancia son hidrósfera, suelo, atmósfera y biota(plantas y animales).

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La utilización de modelos matemáticos para simular los procesos de transporte y dispersión de los contaminantes vertidos en medios receptores, ha experimentado un auge en las últimas décadas. Esto debido a la necesidad de estudiar o evaluar la contaminación generada por las aguas vertidas y su impacto en el medio receptor, ya que afecta el desarrollo de las actividades humanas y, en general, la calidad del medio ambiente. De esta forma la modelación matemática de la calidad del agua se ha convertido en una herramienta que contribuye a la planificación integral de los recursos hídricos.

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Los lagos son la principal fuente de agua dulce continental, proveen el agua para el consumo humano y permiten realizar una serie de funciones ambientales sumamente valiosas y la eutrofización se está convirtiendo en un problema ambiental cada vez más grave. En los últimos años, los ecosistemas de agua dulce, estuarios y marinos han sido degradados, por lo que la vulnerabilidad de los cuerpos de agua se ha acrecentado. Por esta razón el control de la eutrofización de los lagos se ha convertido en una tarea urgente en el campo de la protección de los recursos hídricos y la gestión de la seguridad del agua.

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Las señales de la eutrofización varían en diferentes cuerpos de agua, pero es el crecimiento excesivo de malezas acuáticas y fitoplancton (aguas turbias), floraciones de algas dañinas y efectos en las poblaciones de peces que causan mayor preocupación pública. La eutrofización de un sistema lo retrocede, en términos de la sucesión, a un estado inicial de florecimiento súbito de algas y macrófitas, produciendo el deterioro de la calidad del agua.

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En el caso de los embalses, estos son reservorios de agua utilizados para satisfacer las necesidades de la sociedad y medio ambiente. Entre las más destacadas figuran la generación de energía, la provisión de agua para consumo humano, animal y riego, la atenuación de crecientes, la recarga de napas subterráneas, la provisión de hábitat para una gran cantidad de especies animales y vegetales. Entre los problemas ambientales de lagos y embalses, la eutrofización es uno de los más frecuentes.

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La morfología de los ríos aluviales es el resultado de la interacción entre el flujo hídrico y el cauce de material granular sedimentario que lo contiene. Tal interacción origina complejos procesos de transporte de sedimentos y procesos de erosión-sedimentación a lo largo de los cauces fluviales. Se trata de sistemas naturales dinámicos, cuyas respuestas son complejas y varían en el tiempo y en el espacio con diferentes escalas, lo cual implica la inexistencia de una única solución para los problemas reales que plantea la Hidráulica Fluvial.

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El balance de oxígeno (OB o OB%) mide la existencia de la cantidad de dioxígeno necesaria para conseguir una oxidación completa de los productos de reacción. Una sustancia, o mezcla de sustancias, con un balance de oxígeno equilibrado puede realizar la oxidación completa de forma autónoma; es decir: si se calienta en un recipiente sellado sin suministro externo de dioxígeno quedan productos completamente oxidados, completamente quemados, sin restos de agente oxidante.

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La constante cinética de desoxigenación total, comúnmente denotada como Kc o K1, mide la tasa o velocidad de degradación de la materia orgánica presente en un sistema acuático; este coeficiente debe estimarse a partir de la cuantificación de la Demanda Biológica de Oxigeno (DBO) durante un tiempo adecuado; usualmente 20 días. La constante de desoxigenación Kc es indispensable para conocer la manera como se utiliza el oxígeno en la oxidación de la materia orgánica.

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El coeficiente de reaireación puede determinarse por medio de relaciones empíricas que incluyen características físicas e hidráulicas de la corriente, o mediante ensayos de trazadores, en los cuales es necesario el conocimiento de las condiciones que regulan la dinámica de mezcla y transporte en el cuerpo de agua.