La ingeniería verde aborda el diseño de productos y procesos mediante la aplicación de principios financiera y tecnológicamente viables para lograr uno o más de los siguientes objetivos: (1) disminución de la cantidad de contaminación generada por la construcción u operación de una instalación, (2) minimización de la exposición de la población humana a peligros potenciales (incluida la reducción de la toxicidad ), (3) usos mejorados de la materia y la energía a lo largo del ciclo de vida del producto y los procesos, y (4) mantenimiento de la eficiencia y viabilidad económicas. [1] La ingeniería verde puede ser un marco general para todas las disciplinas de diseño.
El concepto de ingeniería verde comenzó entre 1966 y 1970 en la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos bajo el nombre de “Los Diez Mandamientos Ecológicos para Ciudadanos de la Tierra”. [2] La idea se expresó visualmente como el siguiente ciclo que comienza con el primer mandamiento y termina con el décimo:
La idea fue presentada por Peter Menke-Glückert en la Conferencia de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura en París en 1968. Estos principios son similares a los Principios de la Ingeniería Verde en el sentido de que cada individuo tiene la responsabilidad intrínseca de defender estos valores. La Dra. Płotka-Wasylka cree que los Diez Mandamientos Ecológicos para Ciudadanos de la Tierra influyeron en los Principios de la Ingeniería Verde, que, según se dice, implican que todos los ingenieros tienen el deber de defender valores y prácticas sostenibles al crear nuevos procesos.
La ingeniería verde es parte de un impulso más amplio a favor de prácticas sustentables en la creación de productos como compuestos químicos. Este movimiento es más conocido como química verde y ha sido encabezado desde 1991 por Paul Anastas y John C. Warner . La química verde, al ser más antigua que la ingeniería verde, es un campo de estudio más investigado y comenzó en 1991 con la creación de los 12 principios de la química verde.
El 19 de mayo de 2003, Paul Anastas, junto con su futura esposa, Julie Zimmerman, crearon los 12 Principios de la Ingeniería Verde. Esto amplió los 12 Principios de la Química Verde para no solo incluir las pautas sobre lo que debería ser en teoría una sustancia química consciente del medio ambiente, sino también los pasos que se deben seguir para crear una alternativa consciente del medio ambiente a la sustancia química. [3] El pensamiento consciente del medio ambiente se puede aplicar a disciplinas de ingeniería como los ingenieros civiles y mecánicos al considerar prácticas con impactos ambientales negativos, como la hidratación del hormigón . Estos principios todavía se centraban en los procesos químicos, y aproximadamente la mitad pertenecían a los ingenieros. [4] Hay muchas formas en que interactúan tanto los 12 Principios de la Química Verde como los 12 Principios de la Ingeniería Verde, a las que Tse-Lun Chen et al. se refiere como "conexiones cruzadas". Cada principio de la ingeniería verde tiene una o más "conexiones cruzadas" correspondientes a los principios de la química verde. Por ejemplo, el principio 1 de la ingeniería verde es “inherente más que circunstancial”, lo que tiene conexiones cruzadas con los principios 1, 3 y 8 de la química verde. [5]
El 19 de mayo de 2003, durante una conferencia en el Sandestin Resort en Florida, un grupo formado por unos 65 químicos, ingenieros y funcionarios gubernamentales se reunió para crear un conjunto reducido de principios ecológicos relacionados con los ingenieros y la ingeniería. Después de 4 días de debates y propuestas, se creó la Declaración de Sandestin. [6] Esta declaración estableció los 9 Principios de la Ingeniería Verde, que restringieron el enfoque a los procesos que los ingenieros pueden cumplir, con un enfoque en el diseño de procesos y productos con el futuro en mente. Los 9 Principios resultantes fueron posteriormente apoyados y reconocidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos , la Fundación Nacional de Ciencias , el Departamento de Energía (Laboratorio Nacional de Los Álamos) y el Instituto de Química Verde ACS ® . [6]
" Ingeniería sustentable " e "ingeniería verde" son términos que a menudo se utilizan indistintamente. La principal diferencia entre ambos es que la ingeniería verde está "optimizada para minimizar los impactos negativos sin agotar los recursos disponibles en el entorno natural" y la ingeniería sustentable está "más orientada a construir un futuro mejor para las próximas generaciones". [7] La idea del desarrollo sustentable se entrelazó con la ingeniería y la química a principios del siglo XXI. Un libro que se cita a menudo y que acercó la idea del desarrollo sustentable a los ingenieros fue la publicación de "Infraestructura sustentable: principios en práctica", escrito por Charles Ainger y Richard Fenner.
La ingeniería verde sigue nueve principios rectores:
En 2003, la Sociedad Química Americana presentó una nueva lista de doce principios:
Muchas disciplinas de ingeniería se dedican a la ingeniería verde. Esto incluye el diseño sustentable , el análisis del ciclo de vida (LCA), la prevención de la contaminación, el diseño para el medio ambiente (DfE), el diseño para el desmontaje (DfD) y el diseño para el reciclaje (DfR). Como tal, la ingeniería verde es un subconjunto de la ingeniería sustentable . [11] La ingeniería verde implica cuatro enfoques básicos para mejorar los procesos y productos para hacerlos más eficientes desde un punto de vista ambiental. [12]
La ingeniería verde aborda el diseño desde una perspectiva sistemática que integra numerosas disciplinas profesionales. Además de todas las disciplinas de ingeniería, la ingeniería verde incluye la planificación del uso del suelo, la arquitectura, la arquitectura paisajística y otros campos del diseño, así como las ciencias sociales (por ejemplo, para determinar cómo los distintos grupos de personas utilizan los productos y servicios). Los ingenieros verdes se preocupan por el espacio, el sentido del lugar, la visión del mapa del sitio como un conjunto de flujos a través de la frontera y la consideración de las combinaciones de estos sistemas en regiones más grandes, por ejemplo, las áreas urbanas. El análisis del ciclo de vida es una herramienta importante de la ingeniería verde, que proporciona una visión holística de la totalidad de un producto, proceso o actividad, que abarca las materias primas, la fabricación, el transporte, la distribución, el uso, el mantenimiento, el reciclaje y la eliminación final. La evaluación de su ciclo de vida debe proporcionar una imagen completa del producto. El primer paso en una evaluación del ciclo de vida es recopilar datos sobre el flujo de un material a través de una sociedad identificable. Una vez que se conocen las cantidades de varios componentes de dicho flujo, se estiman las funciones e impactos importantes de cada paso en la producción, fabricación, uso y recuperación/eliminación. En el diseño sustentable, los ingenieros deben optimizar las variables que brinden el mejor desempeño en marcos temporales. [13]
El enfoque de sistema empleado en la ingeniería verde es similar a la ingeniería de valor (VE). Daniel A. Vallero ha comparado la ingeniería verde con una forma de VE porque ambos sistemas requieren que se consideren todos los elementos y vínculos dentro del proyecto general para aumentar el valor del proyecto. Cada componente y paso del sistema debe ser cuestionado. La determinación del valor general se determina no solo por la relación costo-efectividad de un proyecto, sino también por otros valores, incluidos los factores ambientales y de salud pública. Por lo tanto, el sentido más amplio de VE es compatible con y puede ser idéntico a la ingeniería verde, ya que la VE apunta a la efectividad, no solo a la eficiencia, es decir, un proyecto está diseñado para lograr múltiples objetivos, sin sacrificar ningún valor importante. La eficiencia es un término de ingeniería y termodinámica para la relación entre una entrada y una salida de energía y masa dentro de un sistema. A medida que la relación se acerca al 100%, el sistema se vuelve más eficiente. La efectividad requiere que se cumplan las eficiencias para cada componente, pero también que la integración de los componentes conduzca a un diseño eficaz basado en múltiples valores. [14] La ingeniería verde también es un tipo de ingeniería concurrente , ya que las tareas deben paralelizarse para lograr múltiples objetivos de diseño.
Un líquido iónico puede describirse simplemente como una sal en estado líquido, que presenta propiedades triboeléctricas que le permiten ser utilizado como lubricante. Los disolventes tradicionales están compuestos de aceites o compuestos sintéticos, como los fluorocarbonos que, cuando están en el aire, pueden actuar como un gas de efecto invernadero . Los líquidos iónicos son no volátiles y tienen una alta estabilidad térmica y, como afirma Lei, "presentan una alternativa "más ecológica" a los disolventes estándar". [15] Los líquidos iónicos también se pueden utilizar para la captura de dióxido de carbono o como un componente en la producción de bioetanol en el proceso de gasificación. [3]
La producción de baldosas cerámicas es un proceso que suele consumir mucha energía y agua. El fresado de baldosas cerámicas es similar al fresado de cemento para hormigón, en el que hay un proceso de fresado en seco y en húmedo. El fresado en húmedo suele producir baldosas de mayor calidad a un mayor coste de energía y agua, mientras que el fresado en seco produciría un material de menor calidad a un coste menor. [3]
Portal del cambio climático
Portal de ecología
Portal de ingeniería
Portal del medio ambiente
Portal de energías renovables