INTRODUCCION A LA INGENIERA AMBIENTAL
OBJETIVO: El alumno analizara la influencia del hombre y la ingeniería en el medio capacitándolo para realizar una planeación integral de las obras de construcción que le incumben.
UNIDAD 1 EL MEDIO Y LA INGENIERIA
La ingeniería ambiental, contribuye a mantener la capacidad del sostenimiento del planeta y a garantizar mediante la conservación y preservación de los recursos naturales una mejor calidad de vida para la generación actual y para las generaciones futuras.
Pero es evidente, que el medio se ve afectado por estas diversas construcciones, que van encaminadas al beneficio personal del hombre, pero no así del planeta tierra por igual.
El impacto ambiental es la alteración que se produce en el ambiente cuando se lleva a cabo un proyecto o una actividad. Las obras públicas como la construcción de una carretera, un pantano o un puerto deportivo; las ciudades; las industrias; una zona de recreo para pasear por el campo o hacer escalada; una granja o un campo de cultivo; cualquier actividad de estas tiene un impacto sobre el medio.
La alteración no siempre es negativa. Puede ser favorable o desfavorable para el medio.
Por un lado, los ingenieros, con la construcción de obras alteran sustancialmente el medio ambiente. En los últimos años, algunas grandes obras de ingeniería han sido muy cuestionadas por razones ambientales.
Por otro lado, algunos aspectos de la mejora de la calidad ambiental son normalmente, un problema práctico que han de resolver los ingenieros.
En los impactos ambientales hay que tener en cuenta:
- Signo: si es positivo y sirve para mejorar el medio ambiente o si es negativo y degrada la zona.
- Intensidad: según la destrucción del ambiente sea total, alta, media o baja.
- Extensión: según afecte a un lugar muy concreto y se llama puntual, o a una zona algo mayor parcial, o a una gran parte del medio -impacto extremo- o a todo -total-. Hay impactos de ubicación crítica: como puede ser un vertido en un río poco antes de una toma de agua para consumo humano: será un impacto puntual, pero en un lugar crítico.
- El momento en que se manifiesta y así distinguimos impacto latente que se manifiesta al cabo del tiempo, como puede ser el caso de la contaminación de un suelo como consecuencia de que se vayan acumulando pesticidas u otros productos químicos, poco a poco, en ese lugar. Otros impactos son inmediatos o a corto plazo y algunos son críticos como puede ser ruido por la noche, cerca de un hospital;
- Persistencia. Se dice que es fugaz si dura menos de 1 año; si dura de 1 a 3 años es temporal y pertinaz si dura de 4 a diez años. Y por ultimo permanente.
- Recuperación. Según sea más o menos fácil de reparar distinguimos irrecuperables, reversibles, mitigables, recuperables, etc.
- Suma de efectos: A veces la alteración final causada por un conjunto de impactos es mayor que la suma de todos los individuales y se habla de efecto sinérgico. Así, por ejemplo dos carreteras de montaña, pueden tener cada una su impacto, pero si luego se hace un tercer tramo que, aunque sea corto, une las dos y sirve para enlazar dos zonas antes alejadas, el efecto conjunto puede ser que aumente mucho el tráfico por el conjunto de las tres.
- Periodicidad. Distinguimos si el impacto es continuo como una cantera, por ejemplo; o discontinuo como una industria que, de vez en cuando, desprende sustancias contaminantes o periódico o irregular como los incendios forestales
Estas obras de ingeniería civil, están destinadas a dar una mejor distribución, satisfacción y mejor calidad de vida que cada vez va en aumento, el aumento de la población o explosión demográfica, es una de las partes de los fenómenos demográficos.
La explosión demográfica es el aumento elevado y repentino de la población de seres humanos. Es frecuentemente asociada a avances tecnológicos, teniendo la mayor de ellas ocurrido el siglo XX de la era cristiana. El aumento brusco de la población lleva a un aumento también brusco del territorio ocupado, y tiene algunos efectos ambientales y económico-sociales catastróficos. Las explosiones demográficas son observadas en dos situaciones:
· la introducción de nuevas tecnologías que reduzcan la mortalidad (aumento en la producción de alimentos o cura de enfermedades importantes);
· en periodos de guerra o grandes calamidades, en que la supervivencia de la sociedad está amenazada, se registra importantes aumentos de las tasas de natalidad.
A medida que la población humana se expande, manteniéndose al mismo tiempo el ritmo de desarrollo económico global, crece la demanda de alimento, de agua, de combustibles fósiles, de minerales y de otros recursos naturales. En muchos casos estos recursos son escasos, y cada vez mayor la competencia para obtenerlos. La distribución de la tierra, de los alimentos, de la energía y de la riqueza en el mundo muestra que el sistema demográfico mundial está lejos del equilibrio.
Por esto, debemos buscar nuevas políticas he ideologías, para tratar de revertir esto, esto se puede lograr Urbanizando las nueva poblaciones, para que tengan un crecimiento ordenado, además de que la educación forma un papel importante en esto, ya que formando personas con más criterio y juicio propio, podremos evitar problemas como la explosión demográfica, entre otros.
Un ejemplo de políticas que se pueden implantar es la Integración regional que consiste en la formación de este tipo de bloques nace básicamente de una necesidad funcional, en que cada uno de los Estados que decide integrarse a un bloque, lo hace porque ve en ello una oportunidad de aumentar el bienestar de sus ciudadanos o simplemente por una cuestión de interés nacional. Es por esta razón que se ha optado por analizar los procesos de integración desde la perspectiva que nos entrega la teoría funcionalista de las relaciones internacionales, la cual parte del supuesto de la incapacidad del estado moderno de satisfacer las cada vez más complejas necesidades de interés nacional. UNIDAD 2 PROBLEMAS DE LA CONTAMINACION AMBIENTAL
La contaminación es cualquier sustancia o forma de energía que puede provocar algún daño o desequilibrio (irreversible o no) en un ecosistema, en el medio físico o en un ser vivo. Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio ambiente, y por tanto, se genera como consecuencia de la actividad humana. Para que exista contaminación, la sustancia contaminante deberá estar en cantidad relativa suficiente como para provocar ese desequilibrio. Esta cantidad relativa puede expresarse como la masa de la sustancia introducida en relación con la masa o el volumen del medio receptor de la misma. Este cociente recibe el nombre de concentración. Los agentes contaminantes tienen relación con el crecimiento de la población y el consumo (combustibles fósiles, la generación de basura, desechos industriales, etc.), ya que, al aumentar estos, la contaminación que ocasionan es mayor.
La contaminación puede surgir a partir de ciertas manifestaciones de la naturaleza (fuentes naturales) o bien debido a los diferentes procesos productivos del hombre (fuentes antropogénicas) que conforman las actividades de la vida diaria.
Tipos de contaminación.
CONTAMINACIÓN DEL AIRE
Es la contaminación de la atmósfera por residuos o productos secundarios gaseosos, sólidos o líquidos, que pueden poner en peligro la salud de los seres humanos y producir daños en las plantas y los animales, atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. Entre los contaminantes atmosféricos emitidos por fuentes naturales, sólo el radón, un gas radiactivo, es considerado un riesgo importante para la salud. Subproducto de la desintegración radiactiva de minerales de uranio contenidos en ciertos tipos de roca, el radón se filtra en los sótanos de las casas construidas sobre ella.
CONTAMINACIÓN DEL AGUA
Es la incorporación al agua de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos, o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos.
CONTAMINACION DEL SUELO
Esta contaminación generalmente aparece al producirse una ruptura de tanques de almacenamiento subterráneo, aplicación de pesticidas, filtraciones de rellenos sanitarios o de acumulación directa de productos industriales. Los químicos más comunes incluyen derivados del petróleo, solventes, pesticidas y otros metales pesados. Éste fenómeno está estrechamente relacionado con el grado de industrialización e intensidad del uso de químicos.
UNIDAD 3 CONTAMINACION DEL AIRE
El aire que respiramos está compuesto por 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 0.093% de argón y una porción de vapor de aire, cuando hablamos de contaminación del aire, nos referimos a la alteración de esta composición.
Los contaminantes se pueden dividir en 2 grupos:
· Contaminantes primarios: son los que se emiten directamente a la atmósfera.
· Contaminantes secundarios: son aquellos que se forman mediante procesos químicos atmosféricos que actúan sobre los contaminantes primarios o sobre especies no contaminantes en la atmósfera.
Ambos contaminantes, primarios y secundarios pueden depositarse en la superficie de la tierra por deposición seca o húmeda e impactar en determinados receptores, como personas, animales, ecosistemas acuáticos, bosques, cosechas y materiales. En todos los países existen unos límites impuestos a determinados contaminantes que pueden incidir sobre la salud de la población y su bienestar. También los aerosoles formaban parte de un contaminante muy agresivo para la capa de ozono, un aerosol es a una mezcla heterogénea de partículas solidas o líquidas suspendidas en un gas como el aire de la atmósfera. Anteriormente, los aerosoles contenían grandes cantidades de CFC (cloro flouro carbonados) que más adelante fueron prohibidos al descubrirse el daño que se hacía a la atmosfera.
Efectos de la contaminación del aire.
· Inversión térmica: es una derivación del cambio normal de las propiedades de la atmósfera con el aumento de la altitud. Usualmente corresponde a un incremento de la temperatura con la altura, o bien a una capa (capa de inversión) donde ocurre el incremento.[ El aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior. Una inversión térmica puede llevar a que la contaminación aérea, como el smog, quede atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud. Una inversión también puede detener el fenómeno de convección, actuando como una capa aislante. Si por algún motivo esta capa se rompe, la convección de cualquier humedad presente puede ocasionar violentos temporales. También este fenómeno puede llevar a una tormenta de hielo en climas fríos.
· Lluvia ácida: se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida. Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, siendo trasladados por los vientos cientos o miles de kilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar importantes deterioros en el ambiente.
· Efecto invernadero: fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera planetaria, retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado por la radiación solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmósfera. De acuerdo con la mayoría de la comunidad científica, el efecto invernadero se está viendo acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debido a la actividad humana.
Efectos en la salud
Una de las principales molestias ocasionadas por la contaminación del aire, es la irritación de los ojos, debido sobre todo a la presencia de ozono en el aire y de innumerables partículas de polvo en suspensión.
Mecanismos de solución de la contaminación del aire.
· Precipitadores electrostáticos: se utilizan para atrapar partículas mediante la ionización, se usan para reducir la contaminación atmosférica producida por humos y otros desechos industriales gaseosos, especialmente en las plantas que funcionan en base a combustibles fósiles.
· Lavador venturi: se utilizan para atrapar partículas, pero con el principio de un tubo venturi y bernoulli
· Colectores inerciales: Están formados básicamente por un recipiente cilíndrico vertical donde se introduce tangencialmente el gas portador, cargado de partículas de polvo. La corriente se desvía en círculo y por efecto de la fuerza centrífuga, las partículas se lanzan al exterior al formar la mezcla gaseosa un remolino vertical descendente. Esta corriente en espiral del gas cambia de dirección al llegar al fondo del recipiente y sale por el conducto situado en el eje.
· Lavadores y absorbedores húmedos: son equipos en los que se transfiere la materia suspendida en un gas portador a un líquido absorbedor en la fase mezcla gas-líquido, debido a la colisión entre las partículas de polvo y las gotas de líquido en suspensión en el gas.
UNIDAD 4 CONTAMINACION DEL AGUA
El agua es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura. El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial, empleándose en tareas de refrigeración, transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas. El consumo doméstico absorbe el 10% restante.
El agua dulce tiene un proceso de purificación natural conocido como el ciclo del agua, Si este ciclo se llega a alterar, muy probablemente el agua no se purificara por completo. Por lo tanto el agua estará contaminada.
Principales contaminantes del agua.
· Agentes patógenos: Bacterias, virus, protozoarios, parásitos que entran al agua proveniente de desechos orgánicos.
· Desechos que requieren oxígeno: Los desechos orgánicos pueden ser descompuestos por bacterias que usan oxígeno para biodegradarlos.
· Sustancias químicas inorgánicas: Ácidos, compuestos de metales tóxicos (Mercurio, Plomo etc.).Sedimentos o materia suspendida: · Partículas insolubles de suelo que enturbian el agua, y que son la mayor fuente de contaminación.
· Calor: Ingresos de agua caliente que disminuyen el contenido de oxígeno y hace a los organismos acuáticos muy vulnerables.
Efectos de la contaminación del agua.
· Eutrofización: se refiere específicamente al aporte más o menos masivo de nutrientes inorgánicos en un ecosistema acuático, aumentando así la cantidad de fitoplancton, lo que provoca la pérdida de transparencia del agua y aumenta así la descomposición de la materia orgánica Esto provoca la disminución en la concentración de oxigeno. Esta disminución de oxígeno provoca la muerte de organismos aerobios, también pueden aumentar las fermentaciones y como resultado se desprenden gases tóxicos como lo pueden ser metano y el amoníaco.
· Aguas residuales: es el agua que está contaminada con sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación. A las aguas residuales también se les llama aguas servidas, fecales o cloacales. Son residuales, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo; y alcantarilladas porque son transportadas mediante alcantarillas, nombre que se le da habitualmente al colector de agua publica. Principales enfermedades provocadas por la contaminación del agua
· Amebiasis: provocado por heces humanas, aguas residuales.
· Giardiasis: provocado por heces humanas, agua residual domestica.
· Colera: provocado por heces y vómitos humanos, aguas residuales domesticas.
· Gastroenteritis: provocado por heces humanas, aguas residuales domesticas.
· Epatitis A: provocado por heces y orina humanas, agua residuales domesticas.
Todo esto debido al tratamiento inadecuado de las aguas residuales.
Mecanismos de solución de solución de contaminación de agua.
Proceso de tratamiento de aguas residuales: consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reúso.
El tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación primaria que separe los sólidos suspendidos existentes en el agua residual. Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación, que se utilizan para eliminar plomo y fósforo principalmente. A continuación sigue la conversión progresiva de la materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biológica es separada o removida (proceso secundario), el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratmiento terciario) como desinfección, filtración, etc. El efluente final puede ser descargado o reintroducidos de vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u otro ambiente (terreno superficial, subsuelo, etc.). Los sólidos biológicos segregados experimentan un tratamiento y neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada.
Proceso de potabilización del agua:
· Cloración es el nombre que se da al procedimiento para desinfectar el agua más comúnmente usado, utilizando el cloro o algunos de sus derivados como los hipocloritos de sodio o de calcio. En los abastecimientos de agua potable se emplea el gas cloro mientras que para abastecimientos medianos o pequeños se utilizan hipocloritos. El proceso mas sencillo de esterilización y barato es la cloración, la acción del cloro es de poca profundidad y las partículas en suspensión la dificultan. Punto critico de cloración, si en la cloración sobrepasa el mínimo de cloro, se habla de cloración critica, dañina para la salud y causante de enfermedades tales como cáncer.
· Ozonización, el ozono en contacto con sustancias oxidables se descompone rápidamente en oxígeno naciente y oxígeno diatómico inactivo. El primero destruye la materia orgánica. Si el agua no se encuentra muy cargada de materias en suspensión, puede bastar un filtrado como única depuración. Para cantidades pequeñas se fabrican filtros portátiles que pueden transportarse con todos sus accesorios.
· Depósitos de decantación: se emplean en la purificación previa de aguas muy sucias, por ejemplo, corrientes superficiales haciéndolas pasar antes, en caso necesario, a través de rejillas y desarenadores. Las plantas de filtración para agua potable, utilizan un tratamiento de agua que se compones de Filtro Multimedia, Filtro de carbón activado, Suavizadores, Filtración por osmosis Inversa y desinfección
· por osmosis Inversa y desinfección
UNIDAD 5 CONTAMINACION DEL SUELO
Esta contaminación generalmente aparece al producirse una ruptura de tanques de almacenamiento subterráneo, aplicación de pesticidas, filtraciones de rellenos sanitarios o de acumulación directa de productos industriales. Los químicos más comunes incluyen derivados del petróleo, solventes, pesticidas y otros metales pesados. Éste fenómeno está estrechamente relacionado con el grado de industrialización e intensidad del uso de químicos. En lo concerniente a la contaminación de suelos su riesgo es primariamente de salud, de forma directa y al entrar en contacto con fuentes de agua potable. La delimitación de las zonas contaminadas y la resultante limpieza de esta son tareas que consumen mucho tiempo y dinero, requiriendo extensas habilidades de geología, hidrografía, química y modelos a computadora. Se considera material peligroso a aquel material que presente las siguientes propiedades:
INFLAMABILIDAD: Sustancias que se prenden con facilidad.
CORROSIVIDAD: Sustancias que corroen los tanques de almacenamiento y el equipo.(ácidos).
REACTIVIDAD: Sustancias químicamente inestables que llegan a explotar o generar humos tóxicos cuando se mezclan con agua (explosivos, fósforo, Acido Sulfúrico).
TOXICIDAD: Sustancias perjudiciales para la salud si se ingieren o inhalan (cloro, amoniaco, formaldehído, etc).
Este tipo de sustancias no se reutilizan de ninguna manera, y solo se debe contemplar que después de que cumplan sus funciones para los cuales fueron elaborados, sean llevarlos a un lugar seguro donde no causen problemas. Algunas de estas sustancias son los compuestos orgánicos sintéticos tóxicos que aparecen a menudo en los desechos químicos. Tales como los hidrocarburos halogenados, los más comunes son los clorados, y estos son muy peligrosos para la salud humana porque no son biodegradables y tienden a acumularse, algunos de ellos son: diclorobenceno, cloroformo, tetrecloruro de carbono, tricloroetileno.
MECANISMOS DE SOLUCION PARA LA CONTAMINACION DEL SUELO.
Para este tipo de desechos existen 3 posibles soluciones, y estas son:
· Eliminación de residuos peligrosos por inyección de posos profundos.
Consiste en iniciar una construcción de pozos profundos, después estos son recubiertos con concreto, de alta resistencia, para evitar fracturas, después los desechos son vertidos en los pozos, y se cierran.
· Depósito superficial
Consiste en la construcción de extensos estanques de agua, en los que el fondo se encuentran materiales impermeables que aseguran que el agua no se filtrará en el suelo. Los desechos peligrosos se arrojan al estanque y luego se espera que por medio de la evaporación natural del agua los materiales peligrosos queden asentados en el fondo de este estanque, que después son recolectados.
· Eliminación de residuos peligrosos en rellenos sanitarios.
Los desechos son colocados dentro de un depósito bajo tierra que se cosntruyeespecialmente para estas sustancias, y estas deben estar contenidas en tanques que aseguren su correcto almacenamiento. Existe otro método que es en el cual se incineran los residuos pero esto es muy caro, por lo que casi no es utilizado en nuestro país.
POR: ALAN YAIR TREJO GUTIERREEZ
ASIGNATURA: INGENIERIA AMBIENTAL
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLAN
PROFA: ANDREA SUAREZ
BIBLIOGRAFIA:
1 APUNTES DE CLASE
4 CIENCIAS AMBIENTALES. ECOLOGIA Y DESARROLLO SUSTENTABLE
BERNARD J NEBEL, ED PRITENCE HALL
