Introducción a la ingeniería ambiental – M.Sc. Ing° Fernando M. Toribio Román

TEMA 1: CONCEPTOS BÁSICOS

Conceptos básicos

La ingeniería ambiental es la rama de la ingeniería que estudia los problemas ambientales de forma integrada, teniendo en cuenta sus dimensiones ecológicas, sociales, económicas y tecnológicas, con el objetivo de promover un desarrollo sostenible.

La ingeniería ambiental contribuye 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. Esta disciplina, en pleno desarrollo, ve cada vez más claro su objetivo y ha venido consolidándose como una necesidad, ya que proporciona una serie de soluciones propicias para enfrentar la actual crisis ecológica que vive el planeta. Por esto, es considerada por muchas personas como una profesión de gran futuro.

El ingeniero ambiental debe saber reconocer, interpretar y diagnosticar impactos negativos y positivos ambientales, evaluar el nivel del daño ocasionado en el ambiente (en el caso de un impacto negativo) y proponer soluciones integradas de acuerdo a las leyes medioambientales vigentes, así descubrir una relación ambiental más severa.

Desarrollo de la ingeniería ambiental

Desde que se hizo aparente que la salud y el bienestar de una población están estrechamente relacionados con la calidad de su medio ambiente, las personas han aplicado ciertos principios para intentar mejorar esta última. Los romanos construyeron acueductos para prevenir sequías y proveer a la ciudad de Roma de una fuente de agua limpia y saludable. En el siglo, Baviera creó leyes para restringir el desarrollo y la degradación de zonas alpinas críticas para el abastecimiento de agua de la región.

La ingeniería ambiental moderna tuvo sus comienzos en Londres a mediados del siglo XIX, cuando se estableció que una red de alcantarillado adecuada podría reducir la incidencia de enfermedades transmitidas por el agua como el cólera.  La introducción desde ese entonces de la purificación de agua y del tratamiento de aguas residuales ha transformado a las enfermedades transmitidas por el agua de principales causas de muerte a rarezas en los países industrializados.

En muchos casos, conforme las sociedades fueron creciendo, algunas acciones tomadas por ellas para lograr beneficios ambientales tuvieron un impacto negativo a largo plazo sobre otros aspectos de la calidad de su medio ambiente. Un ejemplo de esto es la aplicación generalizada del DDT para controlar pestes agrícolas en los años que siguieron a la Segunda Guerra Mundial. Mientras que los beneficios agrícolas y sanitarios del químico resultaron ser excepcionales (las cosechas crecieron dramáticamente, reduciendo así sustancialmente la incidencia del hambre en el mundo, y la malaria fue controlada más efectivamente que nunca), numerosas especies fueron empujadas al borde de la extinción debido al impacto del DDT sobre sus ciclos reproductivos. El libro Primavera silenciosa, en el cual Rachel Carson ofrece una vívida narrativa de estos hechos marca el nacimiento del movimiento ambientalista moderno y el desarrollo de la actual rama de la "ingeniería ambiental".

Desde hace tiempo varias sociedades han generado movimientos conservacionistas y leyes para restringir acciones públicas que podrían perjudicar al medio ambiente. Algunos ejemplos notables de esto son las leyes que decretaron la construcción de los alcantarillados en Londres y París en el siglo XIX, y la creación del sistema de parques nacionales de los Estados a principios del siglo XX.

En la actualidad la ingeniería ambiental juega un importante papel en la elaboración de proyectos, sometidos a procesos de evaluación de impacto ambiental.

En pocas palabras, el cometido principal de la ingeniería ambiental consiste en proteger al medio ambiente de mayor degradación, preservar las partes de éste que se encuentran en buenas condiciones, y mejorarlo y revitalizarlo donde sea necesario.

Actuación del ingeniero ambiental

Como cualquier ingeniero, el ingeniero ambiental tiene por función resolver problemas concretos recurriendo a la tecnología. Por este motivo, su mercado de trabajo es bastante heterogéneo y se distribuye entre la administración central, sus servicios descentralizados a nivel regional, la administración local, empresas industriales, empresas de consultoría, empresas de servicios, organizaciones no gubernamentales, instituciones de investigación y enseñanza superior.

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Una de las actividades que debe desarrollar el ingeniero ambiental es la evaluación de la duración, magnitud y reversibilidad de las alteraciones causadas por la actividad humana en el medio ambiente, independientemente de su naturaleza adversa o benéfica.

El ingeniero ambiental debe estar facultado para:

Planificar el uso sostenible del ambiente Proponer políticas medioambientales

Elaborar Estudios de Impacto Ambiental

Gestión Ambiental

Medidas de mitigación y control de procesos contaminantes

Diagnosticar y evaluar aspectos ambientales

Elaborar soluciones medioambientales

Fiscalizar procesos medioambientales

Monitorear recursos naturales

Proponer soluciones o administrar instalaciones de carácter ambiental, tales como plantas de disposición final de residuos peligrosos, plantas de disposición final de residuos comunes, estaciones de transferencia, etc.

Ejemplos del campo ocupacional

Organismos públicos a nivel de gobierno central, regional y municipal. En empresas del área de la minería, agricultura, construcción, energía, industria, agroindustrial, etc.

Empresas sanitarias, vertederos y estaciones de transferencia, el manejo y control de residuos.

Consultor independiente

Universidades.

Algunas Universidades en Lima que enseñan Ingeniería Ambiental

Universidad Alas Peruanas Universidad Científica del Sur Universidad Nacional Agraria La Molina Universidad Nacional de Ingeniería Universidad Nacional del Callao Universidad Nacional Federico Villarreal Universidad Peruana Unión UNTECS - Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima

Algunas Universidades en Provincias que enseñan Ingeniería Ambiental

Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo (Lambayeque) Universidad de Huánuco (Huánuco) Universidad de Lambayeque (Lambayeque) Universidad José Carlos Mariátegui (Moquegua) Universidad Nacional Daniel Alcides Carrión (Cerro de Pasco)

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Universidad Nacional de Cajamarca (Cajamarca) Universidad Nacional de Educación Enrique Guzmán y Valle (Lima) Universidad Nacional de la Amazonía Peruana - UNAP (Loreto) Universidad Nacional de Moquegua (Moquegua) Universidad Nacional de San Martin (Tarapoto) Universidad Nacional de Tumbes (Tumbes) Universidad Nacional del Centro del Perú (Huancayo) Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica (Ica) Universidad Nacional Santiago Antunez de Mayolo (Ancash) Universidad Privada San Carlos (Puno)

Tareas o actividades específicas que se realizan en la profesión

En el sector empresarial: Estudios de impacto ambiental de los procesos productivos para visualizar sus efectos sobre el entorno. Formula proyectos ambientales desde su estudio de base. Se encarga de los sistemas de gestión de calidad ambiental, salud y seguridad ocupacional del personal de la empresa. Establece métodos de control y vigilancia de la contaminación como sistemas de monitoreo, con la finalidad de minimizar

emisiones y residuos. Desarrolla, calcula y pone en práctica las diferentes soluciones técnicas que minimicen los efectos negativos del proceso

industrial sobre el medio ambiente.

Diseña o selecciona los equipos e instalaciones de tratamiento de materiales de desecho gaseosos, líquidos y sólidos, llevando a cabo su seguimiento y control.

Determina las medidas de mitigación que deben realizarse para contrarrestar las emisiones emitidas. Lleva a cabo evaluación de proyectos y asesoría legal a empresas.

En el sector público:

Colabora con el cumplimiento de la legislación vigente para proteger el medio ambiente conforme a las posibilidades económicas, sociales y políticas.

Lleva a cabo la *gestión integral de residuos. Lleva a cabo campañas de sensibilización ciudadana ambiental. Manejo de áreas silvestres protegidas como también protección de ecosistemas urbanos. Lleva a cabo el control de la contaminación del agua, suelo, aire y residuos en la ciudad Gestiona el óptimo uso de los recursos naturales para la obtención de productos y procesos *ecoeficientes. Diseña redes de abastecimiento y de saneamiento de aguas residuales en zonas urbanas, rurales, recreativas e industriales. Diseña infraestructuras de captación y tratamiento de aguas de consumo. Realiza auditorías ambientales en diversos sectores. Elige la mejor opción de tratamiento y realiza los cálculos necesarios para el diseño, operación, mantenimiento y gestión de

redes de alcantarillado y plantas depuradoras de agua. Interpreta y realiza cálculos de evaluación y cuantificación de contaminantes atmosféricos, así como el diseño de equipos y

procesos usados en su control. Elige la opción más *viable para la gestión de los residuos y suelos contaminados, así como el diseño de instalaciones de

tratamiento. Conduce grupos de trabajos interdisciplinarios en el ordenamiento y la planificación Territorial, analizando los complejos

sistemas de interrelación entre factores naturales, económicos y sociales. Como profesional independiente realiza estudios, evaluaciones, *auditorias, *dictámenes y *certificaciones ambientales para

todos aquellos sectores económicos y sociales que lo requieran. Docencia e Investigación.

Medio ambiente

Por medio ambiente se entiende todo lo que afecta a un ser vivo. Condiciona especialmente las circunstancias de vida de las personas o de la sociedad en su vida.1 Comprende el conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y en un momento determinados, que influyen en la vida del ser humano y en las generaciones venideras. Es decir, no se trata sólo del espacio en el que se desarrolla la vida, sino que también comprende seres vivos, objetos, agua, suelo, aire y las relaciones entre ellos, así como elementos tan intangibles como la cultura. El 5 de junio se celebra el Día Mundial del Medio Ambiente.

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Origen etimológico

Como sustantivo, la palabra medio procede del latín medium (género neutro); como adjetivo, del latín medius (género masculino). La palabra ambiente procede del latín ambiens, ambientis, del verbo ambere, "rodear", "estar a ambos lados". Se podría considerar a la expresión medio ambiente como pleonasmo porque las acepciones de los dos elementos de tales grafías son coincidentes con la acepción inherente a cuando van juntos. Sin embargo, algunas acepciones de ambas palabras por separado son diferentes. Lo que permite su comprensión es el contexto. Por ejemplo, otras acepciones, metafóricas, del término ambiente aluden a sectores sociales, como ambiente popular o ambiente aristocrático; o actitudes, como tener buen ambiente con los amigos.

Medio ambiente es un conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de, en un plazo corto o largo, causar efectos adversos directos o indirectos sobre los seres vivos y las actividades humanas.

Concepto de ambiente

En la Teoría general de sistemas, un ambiente es un complejo de factores externos que actúan sobre un sistema y determinan su curso y su forma de existencia. Un ambiente podría considerarse como un superconjunto en el cual el sistema dado es un subconjunto. Puede constar de uno o más parámetros, físicos o de otra naturaleza. El ambiente de un sistema dado debe interactuar necesariamente con los seres vivos.

Estos factores externos son:

Ambiente físico: Geografía Física, Geología, clima, contaminación. Ambiente biológico:

1. Población humana : Demografía.

2. Flora : fuente de alimentos o productores.

3. Fauna : consumidores primarios, secundarios, etcétera.

Ambiente socioeconómico:

1. Ocupación laboral o trabajo: exposición a agentes químicos, físicos.

2. Urbanización o entorno urbano y desarrollo económico.

3. Desastres : guerras, inundaciones.

Desarrollo histórico del concepto de ambiente

1. Hipócrates    (460-375 años antes de Cristo), en su obra Aires, aguas y lugares, resalta la importancia del ambiente como causa de enfermedad.

2. Thomas Sydenham    (1624-1689) y Giovanni Maria Lancisi (1654-1720) formulan la teoría miasmática, en la que el miasma es un conjunto de emanaciones fétidas de suelos yaguas impuras que son causa de enfermedad.

3. En el siglo XIX, con Chadwick William Farr (1807-1883), con la mortalidad de los mineros, John Snow (1813-1858) con "Sobre el modo de transmisión del cólera", se consolidan la importancia del ambiente en epidemiología y la necesidad de utilizar métodos numéricos.

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Amenazas al medio ambiente

Ahora bien, el medio ambiente, elemento clave para nuestra supervivencia está siendo afectado peligrosamente por las actividades del hombre. Existen innumerables factores que están amenazando a nuestro medio ambiente. Algunos de ellos son:

Degradación de la biodiversidad    El agujero en la capa de ozono    Degradación del agua    Deforestación    Contaminación    Ruidos molestos   

Contaminación ambiental

La contaminación es la alteración nociva del estado natural de un medio como consecuencia de la introducción de un agente totalmente ajeno a ese medio (contaminante), causando inestabilidad, desorden, daño o malestar en un ecosistema, en el medio físico o en un ser vivo.1El contaminante puede ser una sustancia química, energía (como sonido, calor, o luz), o incluso genes. A veces el contaminante es una sustancia extraña, o una forma de energía, y otras veces una sustancia natural.

Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio, y por lo general, se genera como consecuencia de la actividad humana considerándose una forma de impacto ambiental.

La contaminación puede clasificarse según el tipo de fuente de donde proviene, o por la forma de contaminante que emite o medio que contamina. Existen muchos agentes contaminantes, entre ellos las sustancias químicas (como plaguicidas, cianuro, herbicidas y otros.), los residuos urbanos, el petróleo, o las radiaciones ionizantes. Todos estos pueden producir enfermedades, daños en los ecosistemas o el medioambiente. Además existen muchos contaminantes gaseosos que son generadores de diferentes fenómenos como las lluvias ácidas, el agujero en la capa de ozono y el calentamiento global.

Hay muchas formas de combatir la contaminación, y legislaciones internacionales que regulan las emisiones contaminantes de los países que adhieren estas políticas. La contaminación esta generalmente ligada al desarrollo económico y social. Actualmente muchas organizaciones internacionales como la ONU ubican al desarrollo sostenible como una de las formas de proteger al medioambiente para las actuales y futuras generaciones.

Primeros registros de la contaminación

En 1272 Eduardo I de Inglaterra en una proclamación prohibió la quema de carbón en Londres, cuando la contaminación atmosférica en la ciudad se convirtió en un problema.

La contaminación del aire continuó siendo un problema en Inglaterra, especialmente con la llegada de la revolución industrial. Londres también registró uno de los casos más extremos de contaminación del agua con aguas residuales durante el Gran Hedor del Río Támesis en 1858, esto dio lugar que poco después a la construcción del sistema de alcantarillado de Londres. Fue la revolución industrial la que inició la contaminación como un problema medioambiental. La aparición de grandes fábricas y el consumo de inmensas cantidades de carbón y otros combustibles aumentaron la contaminación del aire y ocasionando un gran volumen de vertidos de producto químicos industriales al ambiente, a los que hay que sumar el aumento de residuos humanos no tratados.

En 1881 Chicago y Cincinnati fueron las dos primeras ciudades estadounidenses en promulgar leyes para garantizar el aire limpio. Otras ciudades estadounidenses siguieron el ejemplo durante principios del siglo XX, cuando se creó un pequeño Departamento de Contaminación del Aire, dependiente del Departamento del Interior. Los Ángeles y Donora (Pensilvania) experimentaron grandes cantidades de smog durante la década del 1940.

La contaminación, un problema global

Catástrofes internacionales como el hundimiento en 1978 del petrolero Amoco Cadiz en las costas de Bretaña y el Desastre de Bhopal ocurrido en 1984 han demostrado la universalidad de dichos eventos y la magnitud de ayuda requerida para remediarlos.

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La naturaleza sin fronteras de la atmósfera y los océanos ha dado como resultado que el problema de la contaminación sea considerado a nivel mundial, especialmente cuando se trata el asunto del calentamiento global. Recientemente ha sido utilizado el término contaminante orgánico persistente para describir un grupo de sustancias químicas entre los que se encuentran: los PBDE, los PFC, etc. Debido a la falta de experimentación sus efectos se desconocen en profundidad, no obstante, han sido detectados en varios hábitats ecológicos aislados de los centros de actividad industrial como el ártico, demostrando así su difusión y bioacumulación a pesar de haber sido usados de manera extensa por un breve periodo de tiempo.

La creciente evidencia de contaminación local y global, junto con un público cada vez más informado, han impulsado el desarrollo del movimiento ecologista, el cual tiene como propósito proteger el medio ambiente y disminuir el impacto de los humanos en la naturaleza.

Desarrollo sostenible

Los términos desarrollo sostenible, desarrollo perdurable y desarrollo sustentable se aplican al desarrollo socioeconómico, y su definición se formalizó por primera vez en el documento conocido como Informe Brundtland (1987), fruto de los trabajos de la Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas, creada en Asamblea de las Naciones en 1983. Dicha definición se asumió en el Principio 3º de la Declaración de Río (1992). Es a partir de este informe cuando se acotó el término inglés sustainable development, y de ahí mismo nació la confusión entre si existe o no diferencia alguna entre los términos desarrollo sostenible y desarrollo sustentable. A partir de la década de 1970, los científicos empezaron a darse cuenta de que muchas de sus acciones producían un gran impacto sobre la naturaleza, por lo que algunos especialistas señalaron la evidente pérdida de la biodiversidad y elaboraron teorías para explicar la vulnerabilidad de los sistemas naturales (Boullón, 2006:20).

La única diferencia que existe entre desarrollo sostenible y desarrollo sustentable es la traducción al español del término inglés: en el caso mexicano se tradujo como desarrollo sostenible y en otros países de habla hispana como desarrollo sustentable, pero nótese que siempre guarda la misma esencia y significado que se dio en el informe de Bruntland, donde se define como sigue:

Satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus propias necesidades. 

Meet the needs of the present generation without compromising the ability of future generations to meet their own needs. 

(Comisión del Desarrollo y Medio Ambiente citado en Ramírez et al, 2004: 55). (Comisión Brundtland): Nuestro Futuro Común

División de Desarrollo Sostenible de la ONU

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Comisión de la ONU para el Desarrollo Sostenible

En diciembre de 1992 la Organización de las Naciones Unidas (ONU) decide crear la Comisión para el Desarrollo Sostenible para asegurar un seguimiento eficaz de la histórica Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo de 1992, que se celebró en Río de Janeiro (Brasil) y que se conoce como Cumbre de la Tierra. Tras esta conferencia, que duró tres meses, los líderes de los Estados miembros de la ONU aprobaron el Programa 21,  un plan de 300 páginas cuyo objetivo era conseguir el Desarrollo Sostenible. El capítulo 36 de este programa está dedicado a la creación de una Opinión Pública.

La Comisión es “un foro excepcional de las Naciones Unidas que reúne a funcionarios públicos y representantes de muy diversos sectores de la sociedad civil para analizar y recomendar soluciones que promuevan el Desarrollo Sostenible”.  Por medio de ella, se transmitirán a los Estados miembros las directrices a seguir. De entre los temas que trata esta comisión, el que nos interesa en este caso es el de “La educación y la conciencia”. Este punto tiene su base en un programa que nace en 1996 y que se amplía en 1998.

El comité de expertos de las Naciones Unidas sobre Contabilidad Económico-Ambiental (UNCEEA) trabaja para hacer del Sistema de Contabilidad Económico Ambiental (SEEA) un estándar internacional para el año 2010 y a promoverlo para su puesta en práctica en los diferentes países. 

La Comisión de Desarrollo Sostenible depende del Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de la ONU.

Características de un desarrollo sostenible.-

Las características que debe reunir un desarrollo para que lo podamos considerar sostenible son: 

Busca la manera de que la actividad económica mantenga o mejore el sistema ambiental. Asegura que la actividad económica mejore la calidad de vida de todos, no sólo de unos pocos selectos.

Usa los recursos eficientemente.

Promueve el máximo de reciclaje y reutilización.

Pone su confianza en el desarrollo e implantación de tecnologías limpias.

Restaura los ecosistemas dañados.

Promueve la autosuficiencia regional 

Reconoce la importancia de la naturaleza para el bienestar humano.

Principales retos que plantea el desarrollo sostenible

La incapacidad de la especie humana para vivir en armonía con el planeta, la gran interacción entre el hombre y el sistema natural, son los grandes problemas medioambientales de hoy. Hasta nuestros días, ninguna especie, excepto el hombre, ha conseguido modificar tan substancialmente, en tan poco tiempo, las características propias del planeta.Así, se plantean los grandes problemas planetarios siguientes:

Superpoblación y desigualdades El incremento del efecto invernadero Destrucción de la capa de ozono Humanización del paisaje Preservación de la biodiversidad La erosión, la desertización y la destrucción de la selva Y a escala local: El sistema productivo El agua Los residuos domésticos Suministro energético El sistema de transportes