Se refiere al estudio a escala reducida de los fenómenos, estados y procesos relevantes del flujo de agua. Se emplea en aquellos casos en que no es posible realizar modelación matemática y se requiere del estudio del comportamiento de una obra hidráulica y la revisión y análisis de obras propuestas, propendiendo por la innovación en los diseños planteados.

Como soporte a la gestión integral del riesgo el GTA ha desarrollado estudios sobre zonas inundables, riesgos por inundación y determinación de rondas hídricas.

La complejidad de los ríos andinos es abordada por el GTA, mediante estudios de la dinámica fluvial, transporte de sedimentos, procesos de erosión y socavación. Todo lo anterior con fines de la restauración fluvial de los ríos de nuestra región.

Se investiga la aplicación de la oxidación química para la remoción de contaminación orgánica e inorgánica de aguas blancas y residuales, se evalúan los tratamientos aerobios y anaerobios, nuevos métodos para la remoción de contaminación del agua mediante el uso de coagulantes naturales y sintéticos, oxidación biológica y tratamientos no convencionales.

En ésta línea se estudian los niveles de contaminantes en aire ambiente, con especial interés en los contaminantes criterio, los compuestos orgánicos persistentes y la lluvia ácida. Además, se analizan las emisiones de contaminantes provenientes de fuentes naturales y antropogénicas, mediante el cálculo de inventarios de emisiones y el análisis de datos. Se trabaja en la modelización de contaminantes atmosféricos, para entender los fenómenos de dispersión, transporte y transformación de los mismos en la atmósfera, y la influencia que generan las condiciones meteorológicas. Así mismo, desde la línea de calidad del aire se apoyan redes internacionales de monitoreo de contaminantes que contribuyen a establecer tendencias globales de contaminación atmosférica.

Se constituyen en una herramienta fundamental para la toma de decisiones relacionada con el lineamiento de políticas ambientales, la definición de objetivos y metas, y la evaluación de planes, programas o proyectos. En esta línea se estudian las herramientas conceptuales para el modelado y simulación del transporte, transformación y destino final de sustancias de interés ambiental a través del agua, el aire y el suelo. Igualmente se lleva a cabo una aproximación a la simulación de procesos de tratamiento. Abarca diferentes campos como son la calidad del aire, la contaminación de corrientes, la generación de lixiviados en rellenos sanitarios, la modelación hidrológica e hidráulica en corrientes, la modelación de amenazas naturales y la estimación de efectos de impactos del cambio climático empleando modelos de circulación global.

Se investigan los comportamientos del clima en Caldas donde se realiza monitoreo continuo por medio de más de 100 estaciones ubicadas en todo el departamento, estaciones de entidades como la Universidad Nacional, Corpocaldas, Aguas de Manizales, Alcaldía de Manizales y Gobernación de Caldas. Con estos datos se analizan tendencias históricas, se realizan boletines diarios para informar a las entidades tomadoras de decisiones y así ayudar en la generación alertas tempranas. También se busca comprender la dinámica del clima de la región usando modelación e investigación especializada.

Esta línea de investigación busca dar soluciones a los problemas generados por los residuos sólidos, dando prioridad al manejo integral de los mismos, enfocándose en el aprovechamiento, valorización y adecuada disposición final, con criterios técnicos suficientes para garantizar la sostenibilidad. La línea de investigación se basa en el conocimiento técnico de temas relacionados con la clasificación y caracterización de residuos sólidos (teórico - práctico), el diseño de sistemas de disposición final y un importante aporte al conocimiento de sistemas de aprovechamiento y valorización de residuos sólidos, propendiendo por una integración y acople dentro de las necesidades, incentivos y políticas nacionales. La línea de investigación permite a sus integrantes construir una visión general de la problemática, identificar las oportunidades que presentan los residuos como fuente de recursos y establecer criterios para la eliminación de prácticas nocivas para el medio ambiente, a través de la correcta implementación de sistemas integrales de manejo de residuos sólidos.

Esta línea se enfoca en el diseño, montaje, operación y gestión de instrumentación adecuada a las características propias de las cuencas colombianas, de redes de monitoreo de variables hidroclimatológicas. Esta línea de investigación es esencial en los procesos de administración del ambiente. Según los objetivos de monitoreo se pueden establecer líneas base, tendencias ambientales, observar variaciones temporales, realizar comparaciones o determinar correlaciones entre variables y predecir comportamientos. Esta línea de investigación soporta otras líneas ya que permite el desarrollo de indicadores, la definición de parámetros de entrada necesarios para los modelos ambientales y por ende la planificación y gestión de las cuencas.