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domingo, 21 de noviembre de 2010

INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AMBIENTAL (Resumen)

CONTENIDO: 

        I.     El medio ambiente y la Ingeniería
      II.     Problemas de la Contaminación ambiental
    III.      Contaminación del Aire
    IV.       Contaminación del Agua
      V.      Contaminación del Suelo


I EL MEDIO Y LA INGENIERÍA

1.1 Ecosistema 

Es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (boicenosis) y el medio ambiente que los sustenta (biotipo) y los factores abióticos (determinan el espacio físico en el cual habitan los seres vivios).

1.1.1En un ecosistema existen los Niveles Tróficos:

1-      PRODUCTORES:  autótrofos
2-      CONSUMIDORES: heterótrofos  (primarios y secundarios)
3-      DESCOMPONEDORES: hongos, saprofitos
La biomasa respectiva de cada nivel (en los ecosistemas normalmente se encuentran 20 niveles trafico) es entre 90 y 99% menor en cada nivel trófico.

1.2 Recursos Naturales y Explotación
  • Primer Principio sustentabilidad; para su sustentabilidad los ecosistemas reciclan todos los elementos de modo que se libran de los desechos (Nutrientes)
  • Segundo Principio sustentabilidad; para su sustentabilidad los ecosistemas aprovechan la luz solar como fuente de energía
  • Tercer Principio sustentabilidad; para que haya sustentabilidad el tamaño de las poblaciones de consumidores deben ser tal que no haya pastoreo excesivo ni otros consumidores en exceso.

1.3 Fenómenos Demográficos

Países Desarrollados se consideran países industrializados muy desarrollados y de ingresos elevados los conforman el 21% de la población mundial y tienen aproximadamente el 80% de la riqueza y los países que están en vías de desarrollo lo conforman en 79% de la población y tienen el 20% de la riqueza.

1.4 Consideración Ambiental

Se refiere a prestar la atención adecuada a la conservación de la fauna silvestre, el control de la contaminación, la conservación, y uso eficiente de la energía y el reciclado de desechos para compensar en algún grado los efectivos negativos de estilo consumista.

1.4.1 Factores que causan la mayor dificultad para tener la consideración Ambiental
  • 1.       Aumento de la población
  • 2.       Estilo de vida tan orientado al consumo

1.5 La “Sustentabilidad” se alcanza si se logran los puntos siguientes;
  • 1.       Estabilizar la población
  • 2.       Disminuir el consumo
  • 3.       Aumentar la consideración ambiental


Ciclo de la Pobreza


II PROBLEMAS DE LA CONTAMINACION AMBIENTAL

 Fuente: http://norm-37.blogspot.com/2009/11/contaminacion-ambiental.html 

          -        Aire
CONTAMINACION                            -     Agua
ANTROPOGENICA:                             -     Suelo


La contaminación se define como 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.


2.1 PROBLEMAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE CONTAMINACIÓN
a)      Problemas de la contaminación Atmosférica
-Inversión térmica
-Capa de ozono
-Proviene de la contaminación atmosférica y pasa hacer contaminación del agua; lluvia acida

b)      Problemas de la contaminación del Agua 
-      Lluvia acida

c)       Problemas de la contaminación del Suelo
-          Contaminación por residuos peligrosos




III CONTAMINACIÓN DEL AIRE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

 Fuente : http://williamcontaminacion.netne.net/6cont.html
 
La contaminación del aire es la que se produce como consecuencia de la emisión de sustancias tóxicas. Puede causar trastornos tales como ardor en los ojos y en la nariz, irritación y picazón de la garganta y problemas respiratorios. Bajo determinadas circunstancias, algunas substancias químicas que se hallan en el aire contaminado pueden producir cáncer, malformaciones congénitas, daños cerebrales y trastornos del sistema nervioso, así como lesiones pulmonares y de las vías respiratorias. A determinado nivel de concentración y después de cierto tiempo de exposición, ciertos contaminantes del aire son sumamente peligrosos y pueden causar serios trastornos e incluso la muerte.
Se entiende por contaminación atmosférica a la presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza,  así como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables.

3.1 Principales contaminantes del Aire y efectos

Contaminante
Efecto-enfermedad
Bióxido de azufre
Daño pulmonar
Bióxido de carbono
Daño pulmonar
Óxidos de Nitrógeno
Daño pulmonar
Partículas suspendidas
Bronquitis, Irritación Nariz y garganta, mayor mortalidad en adultos mayores
Compuestos orgánicos volátiles
Cáncer, Malformaciones Congeniticas
Ozono
Congestión Nasal, Irritación de ojos, menor resistencia  a las infecciones
Plomo
Saturnismo, Daño en riñones, malformaciones genéticas

3.2 Control de la contaminación del Aire

Las características físicas de las partículas incluyen en los mecanismos de la eliminación de los contaminantes en el aire, las partículas muy pequeñas rebotan con movimientos aleatorios como las moléculas de un gas y si chocan con otras presentando cargas electrostáticas crecen por coagulación y se precipitan como partículas grandes, las partículas pequeñas que actúan como nucleos pueden caer dentro de una gota de lluvia y si esta puede chocar con las partículas contaminantes y recolectarlas durante su caída ocurre un proceso que se conoce como “llovido y arrastre”.
Los gases se pueden lavar en la atmosfera por precipitación a través de un proceso llamado absorción o adsorción (depositar) sobre partículas solidas y eliminarse por gravedad.

3.3 Equipos para eliminar aire contaminado

-            Cámaras de sedimentación por gravedad
-            Colectores iniciales
-            Colectores húmedos
-            Colectores de tela y esterilla fibrosa
-            Precipitados electrostáticos


3.4 LA CAPA DE INVERSIÓN

En un área urbana, por la misma actividad del hombre, se generan calor y contaminantes. El aire caliente sube y arrastra parte de dichos contaminantes. Por las afueras de la ciudad entra aire más fresco y limpio. De esta manera circula y se observan las "campanas de smog", grisáceas, sobre las grandes ciudades. Si en alguna mañana fría y húmeda queda una capa de aire frío sobre la ciudad y por encima de ella hay aire más cálido, se produce el fenómeno de inversión. El aire frío se enriquece con los gases y partículas contaminantes a medida que se inicia la actividad. Todo queda atrapado hasta que un fuerte viento normaliza la situación.

3.5 LA CAPA DE OZONO

Cuando la concentración de ozono disminuye mucho, esta radiación llega en mayor proporción a la Tierra. Afecta a las personas, aumentando el riesgo de cataratas y de cáncer de piel. También afecta a algunos cultivos, cuyo crecimiento disminuye, y al fitoplancton compuesto por algas en suspensión en mares, lagos y ríos, así como a algunos tipos de plancton en las aguas de la Antártica
 
IV CONTAMINACIÓN DEL AGUA

El agua es del todo fundamental para la vida tal como la conocemos. Sin agua es difícil imaginar alguna forma de vida.
 
4.1 El Ciclo Hidrológico del Agua



4.2 Términos empleados para describir el agua
  • Dulce 
  • Salada
  • Salobre 
  • Dura
  •  Blanda 
  • Purificada
·
      
4.3 OXÍGENO DISUELTO

a) Oligotrófica: Se limita el crecimiento  de fitoplancton,  la luz penetra, se favorece la flora béntica proporcionando alimento, hábitat y oxígeno disuelto.
b) Eutrófica: Si se aumenta la cantidad de nutrientes se logra el efecto contrario, aumenta el fitoplancton, no entre la luz solar, no hay fotosíntesis para la flora, disminuye el oxígeno disuelto, se genera la capa de detritos y de descomponedores.

4.4 MANEJO Y TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

Las aguas residuales no tratadas presentan el riesgo de diseminar enfermedades, y también la oportunidad de aprovecharlas como fertilizantes orgánicos para beneficio de la agricultura.
Microorganismos patógenos: protozoarios, bacterias, virus.

Enfermedad                                        Agentes infeccioso
Fiebre tifoidea                                 Salmonella typhi (bacteria)
Cólera                                              Vibrio cholerae (bacteria)
Poliomielitis                                     Virus de la polio
Giardiasis                                    Giardia intestinalis (protozoario)

4.5 TRATAMIENTO

4.5.1 Tratamiento Pre-liminar

Eliminación de residuos y cuerpos sólidos.
1. Cribar los residuos.
2. Asentar los sólidos

4.5.2 Tratamiento primario

Después del tratamiento preliminar, se separan las partículas de materia orgánica, haciendo fluir el agua por los tanques clarificadores primarios, a velocidad de  2 ó 3 m/h. El agua entra por el centro y sale por los vertederos  del borde. La materia orgánica se asienta, mientras que las grasas y aceites flotan. La materia asentada se bombea del fondo mientras que las grasas se desnatan de la superficie.

4.5.3 Tratamiento secundario o biológico

Eliminación de materia orgánica disuelta y en estado coloidal. Se utilizan microorganismos (descomponedores y saprofitos naturales). Los rotíferos y gusanos, protozoarios, bacterias y hongos descomponen la materia orgánica en dióxido de carbono y agua. Se pueden utilizar los filtros de goteo, y Sistema de lodos activados.

4.5.4 Limpieza y desinfección final

Las aguas residuales se someten a una última limpieza por filtración en una capa de arena y se desinfectan, quedando pocos microorganismos patógenos, sin embargo es necesario efectuar la cloración (gas cloro eficaz y barato), pero si se maneja cantidades mínimas a veces afectan a la fauna acuática. Puede reaccionar con compuestos orgánicos y formar hidrocarburos clorados (organocloruros, son tóxicos, no biodegradables). Se puede utilizar ozono, elimina microorganismos y aumenta la concentración de oxígeno en el agua, pero es inestable y explosivo, debe producirse en el lugar donde se utilizará (costo  alto).

4.6 PARÁMETROS PARA DETERMINAR LA CALIDAD DEL AGUA

a) Parámetros Fisicoquímicos:

·         Demanda química de oxigeno
·         Demanda bioquímica de oxigeno
·         Oxigeno disuelto
·         Sólidos totales
·         Turbiedad

b) Parámetros Biológicos:

·         Determinación de coliformes totales

4.7 AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES

a) Aguas Negras Sanitarias: constituida por los residuos que excretan los humanos
b) Aguas Negras Domésticas: provienen de zonas habitacionales incluyen residuos provenientes de cocinas, baños, lavados de roca y drenaje de pisos
c)Aguas Residuales Municipales: están conformadas por aguas negras domesticas mas los residuos líquidos de los establecimientos comerciales e industriales, se recogen en un sistema de alcantarillado público, en algunas ciudades se envían a los centros de tratamiento

V CONTAMINACIÓN 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.



5.1 Capacidades del suelo para sostener crecimiento:

a)      Cantidad de minerales y capacidad de retención de nutrientes.
b)      Agua y capacidad de retención.
c)       Aeración
d)      Acidez relativa
e)      Sales y absorción de agua.

5.2 Las necesidades para sostener un buen campo de cultivo son:

1. Tener un suministro adecuado de nutrientes y poseer la capacidad de retenerlos.
2. Permitir la infiltración y buena capacidad de retención de agua.
3. Contar con una estructura que facilite la aeración.
4. Tener un pH casi neutro.
5. Tener un contenido bajo de sales.

5.3 EROSIÓN

El fenómeno a través del cual el viento y agua desprenden y arrastran partículas del suelo. Si existe una capa vegetal el suelo está protegido de la erosión. El pasto es particularmente bueno para el   control de la erosión, el agua puede fluir sin dañar el suelo, se aminora la velocidad del viento y
hay retención de las partículas del suelo.

5.3.1 Causas y corrección de la erosión

Causas:                                        Corrección
Cultivo excesivo.                Sistema de rotación de cultivos
Pastoreo excesivo.              Mejor administración de tierras
Deforestación                     Reforestación



5.4 RELLENOS SANITARIOS

El relleno se ubica  muy por encima de la capa freática. El fondo esta sellado con arcilla compactada y un recubrimiento plástico . Se cubre con una capa de roca o grava, con tubos para desaguar el lixiviado. Los desechos se colocan en capas y el monto de cada día se cubre de tierra. También está provisto de pozos para supervisar las aguas freáticas.

5.4.1 Problemáticas de los rellenos sanitarios

a)Generación de lixiviados y contaminación de las aguas freáticas.
b) Producción de metano.
c) Descomposición incompleta
d) Asentamientos.

5.4.2 Mejoras de los rellenos sanitarios

a) Los nuevos rellenos se ubican en terrenos elevados, muy por arriba de la capa freática
b) El piso se perfila de manera que el agua escurra a una tubería recolectora de lixiviados
c) Se coloca capa tras capa de basura, hasta llegar a su máxima capacidad, al final se cubre con una capa de arcilla y una de mantillo y se siembra

5.5 UTILIDAD DE LA COMBUSTIÓN: GENERACIÓN DE ENERGÍA

5.5.1 Ventajas:

1)      Las sustancias tóxicas o peligrosas se concentran en dos flujos de ceniza
2)      Reduce el peso de la basura
3)      No hay necesidad de modificar los métodos de recolección ni el comportamiento de la gente
4)      Se genera electricidad en las plantas modernas

5.5.2 Desventajas de la Combustión:

1)      La basura no se quema de manera limpia
2)      Resulta caro
3)      Las cenizas llevan metales y otras sustancias peligrosas
4)      Las plantas deben recibir un flujo constante de desechos


5.6 NIVELES DE RECICLAJE

a) Reciclaje primario: los desperdicios originales forman el mismo material (papel en papel reciclado).
b) Reciclaje secundario: los desechos se convierten en otros productos (papel en cartón)

Se reciclan entre 34 y 40 millones de toneladas. Actualmente ya existe demanda por papel reciclado




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