En este estudio se presenta la modelación de la calidad del agua en el río Sinú, Colombia, en el tramo central entre la central hidroeléctrica de Urrá y la desembocadura al mar Caribe, usando el modelo QUAL2KW que incorpora el algoritmo genético PIKAIA, que permite la calibración de las constantes cinéticas. Específicamente, se presenta la metodología usada para la caracterización hidráulica, la segmentación de la corriente y el uso del método de muestreo Monte-Carlo para determinar los parámetros de calidad de agua de mayor sensibilidad, y demostrar que el modelo QUAL2KW no pudo ser calibrado para el río Sinú con la información de campo disponible, debido a que varias combinaciones de los parámetros producen soluciones igualmente óptimas.