La ingeniería ambiental es una disciplina de ingeniería profesional relacionada con las ciencias ambientales . Abarca amplios temas científicos como la química , la biología , la ecología , la geología , la hidráulica , la hidrología , la microbiología y las matemáticas para crear soluciones que protejan y también mejoren la salud de los organismos vivos y mejoren la calidad del medio ambiente. [1] [2] La ingeniería ambiental es una subdisciplina de la ingeniería civil y la ingeniería química . Mientras que por parte de la ingeniería civil, la ingeniería ambiental se centra principalmente en la ingeniería sanitaria . [3]
La ingeniería ambiental aplica principios científicos y de ingeniería para mejorar y mantener el medio ambiente para proteger la salud humana, proteger los ecosistemas beneficiosos de la naturaleza y mejorar la mejora relacionada con el medio ambiente de la calidad de vida humana. [1] Los ingenieros ambientales idean soluciones para la gestión de aguas residuales , el control de la contaminación del agua y el aire , el reciclaje , la eliminación de residuos y la salud pública . [2] [4] Diseñan sistemas de suministro de agua municipal y tratamiento de aguas residuales industriales , [5] [6] y diseñan planes para prevenir enfermedades transmitidas por el agua y mejorar el saneamiento en áreas urbanas, rurales y recreativas. Evalúan los sistemas de gestión de residuos peligrosos para evaluar la gravedad de dichos peligros, asesoran sobre el tratamiento y la contención, y desarrollan regulaciones para prevenir accidentes. Implementan la ley de ingeniería ambiental , como en la evaluación del impacto ambiental de los proyectos de construcción propuestos.
Los ingenieros ambientales estudian el efecto de los avances tecnológicos en el medio ambiente, abordando problemas ambientales locales y mundiales como la lluvia ácida , el calentamiento global , el agotamiento de la capa de ozono , la contaminación del agua y la contaminación del aire por los escapes de los automóviles y fuentes industriales . [2] [7] [8] [9]
La mayoría de las jurisdicciones imponen requisitos de licencia y registro para ingenieros ambientales calificados. [10] [11] [12]
La palabra ambiental tiene su raíz en la palabra francesa de finales del siglo XIX environ (verbo), que significa rodear o abarcar. La palabra ambiente fue utilizada por Carlyle en 1827 para referirse al conjunto de condiciones en las que vive una persona o cosa. El significado cambió nuevamente en 1956 cuando se utilizó en el sentido ecológico, donde la ecología es la rama de la ciencia que se ocupa de la relación de los seres vivos con su entorno. [13]
La segunda parte de la frase ingeniero ambiental tiene origen latino y se utilizaba en el francés del siglo XIV como engignour, que significaba constructor de máquinas militares como trabuquetes , arcabuces , arcos largos , cañones , catapultas , balistas , estribos , armaduras y otros artilugios mortíferos o belicosos. La palabra ingeniero no se utilizó para referirse a obras públicas hasta el siglo XVI; y probablemente entró en el lenguaje popular como un inventor de obras públicas durante la época de John Smeaton .
La ingeniería ambiental es un nombre para el trabajo que se ha realizado desde las primeras civilizaciones, a medida que las personas aprendieron a modificar y controlar las condiciones ambientales para satisfacer las necesidades. [4] [14] A medida que las personas reconocieron que su salud estaba relacionada con la calidad de su medio ambiente , construyeron sistemas para mejorarlo [4] . La antigua civilización del valle del Indo (3300 a. C. a 1300 a. C.) tenía un control avanzado sobre sus recursos hídricos . [14] Las estructuras de obras públicas que se encuentran en varios sitios de la zona incluyen pozos, baños públicos, tanques de almacenamiento de agua, un sistema de agua potable y un sistema de recolección de aguas residuales en toda la ciudad. [14] [15] También tenían un sistema de riego por canales temprano que permitía la agricultura a gran escala. [16]
Entre el 4000 y el 2000 a. C., muchas civilizaciones contaban con sistemas de drenaje y algunas con instalaciones sanitarias, entre ellas el Imperio mesopotámico , Mohenjo-Daro , Egipto, Creta y las islas Orcadas en Escocia. [4] Los griegos también contaban con acueductos y sistemas de alcantarillado que utilizaban la lluvia y las aguas residuales para regar y fertilizar los campos. [4]
El primer acueducto de Roma se construyó en el año 312 a. C. y los romanos siguieron construyendo acueductos para el riego y el suministro seguro de agua urbana durante las sequías. [4] También construyeron un sistema de alcantarillado subterráneo ya en el siglo VII a. C. que alimentaba el río Tíber, drenando pantanos para crear tierras de cultivo y eliminando las aguas residuales de la ciudad. [4] [14]
Se observaron muy pocos cambios desde la decadencia del Imperio Romano hasta el siglo XIX, cuando las mejoras vieron un aumento de los esfuerzos centrados en la salud pública. [14] [17] La ingeniería ambiental moderna comenzó en Londres a mediados del siglo XIX cuando Joseph Bazalgette diseñó el primer sistema de alcantarillado importante después del Gran Hedor . [14] El sistema de alcantarillado de la ciudad transportaba aguas residuales sin tratar al río Támesis , que también suministraba la mayor parte del agua potable de la ciudad, lo que provocó un brote de cólera . [14] La introducción del tratamiento del agua potable y el tratamiento de aguas residuales en los países industrializados redujo las enfermedades transmitidas por el agua de las principales causas de muerte a rarezas. [18]
El campo surgió como una disciplina académica separada a mediados del siglo XX en respuesta a la preocupación pública generalizada sobre la contaminación del agua y el aire y otras degradaciones ambientales . A medida que la sociedad y la tecnología se volvieron más complejas, produjeron cada vez más efectos no deseados en el medio ambiente natural. Un ejemplo es la aplicación generalizada del pesticida DDT para controlar las plagas agrícolas en los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial . La historia del DDT, tal como se cuenta vívidamente en Primavera silenciosa (1962) de Rachel Carson , se considera el nacimiento del movimiento ambientalista moderno , [19] que condujo al campo moderno de la "ingeniería ambiental".
Muchas universidades ofrecen programas de ingeniería ambiental a través del departamento de ingeniería civil o ingeniería química y también incluyen proyectos electrónicos para desarrollar y equilibrar las condiciones ambientales. Los ingenieros ambientales en un programa de ingeniería civil a menudo se centran en la hidrología, la gestión de los recursos hídricos, la biorremediación y el diseño de plantas de tratamiento de agua y aguas residuales. Los ingenieros ambientales en un programa de ingeniería química tienden a centrarse en la química ambiental, las tecnologías avanzadas de tratamiento de aire y agua y los procesos de separación. [20] [ cita requerida ] Algunas subdivisiones de la ingeniería ambiental incluyen la ingeniería de recursos naturales y la ingeniería agrícola .
Los cursos para estudiantes se dividen en unas cuantas clases generales:
Los siguientes temas conforman un plan de estudios típico en ingeniería ambiental: [21]
Los ingenieros ambientales evalúan el balance hídrico dentro de una cuenca hidrográfica y determinan el suministro de agua disponible, el agua necesaria para diversas necesidades en esa cuenca hidrográfica, los ciclos estacionales del movimiento del agua a través de la cuenca hidrográfica y desarrollan sistemas para almacenar, tratar y transportar agua para diversos usos.
El agua se trata para alcanzar los objetivos de calidad del agua para los usos finales. En el caso de un suministro de agua potable , el agua se trata para minimizar el riesgo de transmisión de enfermedades infecciosas , el riesgo de enfermedades no infecciosas y para crear un sabor agradable al paladar. Los sistemas de distribución de agua [22] [23] están diseñados y construidos para proporcionar la presión y los caudales de agua adecuados para satisfacer diversas necesidades de los usuarios finales, como el uso doméstico, la extinción de incendios y el riego .
Existen numerosas tecnologías de tratamiento de aguas residuales . Un tren de tratamiento de aguas residuales puede constar de un sistema de clarificación primaria para eliminar los materiales sólidos y flotantes, un sistema de tratamiento secundario que consta de una cuenca de aireación seguida de floculación y sedimentación o un sistema de lodos activados y un clarificador secundario, un sistema terciario de eliminación biológica de nitrógeno y un proceso de desinfección final . La cuenca de aireación/sistema de lodos activados elimina el material orgánico mediante el crecimiento de bacterias (lodos activados). El clarificador secundario elimina el lodo activado del agua. El sistema terciario, aunque no siempre se incluye debido a los costos, es cada vez más frecuente para eliminar el nitrógeno y el fósforo y desinfectar el agua antes de su descarga a una corriente de agua superficial o un emisario marítimo. [24]
Los científicos han desarrollado modelos de dispersión de la contaminación del aire para evaluar la concentración de un contaminante en un receptor o el impacto en la calidad general del aire de los escapes de los vehículos y las emisiones de gases de combustión industriales . En cierta medida, este campo coincide con el deseo de reducir las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero de los procesos de combustión.
Los ingenieros ambientales aplican principios científicos y de ingeniería para evaluar si es probable que haya algún impacto adverso en la calidad del agua, la calidad del aire, la calidad del hábitat , la flora y la fauna , la capacidad agrícola, el tráfico , la ecología y el ruido. Si se esperan impactos, desarrollan medidas de mitigación para limitar o prevenir dichos impactos. Un ejemplo de una medida de mitigación sería la creación de humedales en una ubicación cercana para mitigar el relleno de humedales necesario para el desarrollo de una carretera si no es posible desviar la ruta.
En los Estados Unidos, la práctica de la evaluación ambiental se inició formalmente el 1 de enero de 1970, fecha de entrada en vigor de la Ley Nacional de Política Ambiental (NEPA). Desde entonces, más de 100 países en desarrollo y desarrollados han planificado leyes análogas específicas o han adoptado procedimientos utilizados en otros lugares. La NEPA es aplicable a todos los organismos federales de los Estados Unidos. [25]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) es una de las muchas agencias que trabajan con ingenieros ambientales para resolver problemas críticos. Un componente esencial de la misión de la EPA es proteger y mejorar la calidad del aire, el agua y el medio ambiente en general para evitar o mitigar las consecuencias de los efectos nocivos.
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