La ingeniería ambiental es una disciplina de ingeniería profesional relacionada con las ciencias ambientales . Abarca amplios temas científicos como química , biología , ecología , geología , hidráulica , hidrología , microbiología y matemáticas para crear soluciones que protegerán y también mejorarán la salud de los organismos vivos y mejorarán 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 está enfocada principalmente a 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 calidad de vida humana relacionada con el medio ambiente. [1] Los ingenieros ambientales idean soluciones para la gestión de aguas residuales , el control de la contaminación del agua y del aire , el reciclaje , la eliminación de residuos y la salud pública . [2] [4] Diseñan sistemas municipales de suministro de agua 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 desechos peligrosos para evaluar la gravedad de dichos peligros, asesoran sobre el tratamiento y la contención y desarrollan regulaciones para prevenir contratiempos. 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 cuestiones ambientales locales y mundiales como la lluvia ácida , el calentamiento global , el agotamiento de la capa de ozono , la contaminación del agua y del aire procedente de los gases de escape de los automóviles y de 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 entorno 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 usó 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 medio ambiente. [13]
La segunda parte de la frase ingeniero ambiental tiene raíces latinas y se usó en el francés del siglo XIV como engignour, que significa constructor de motores militares como trabuquetes , arcabuces , arcos largos , cañones , catapultas , balistas , estribos , armaduras y otros. artilugios mortales o belicosos. La palabra ingeniero no se utilizó para hacer referencia a obras públicas hasta el siglo XVI; y probablemente entró en la lengua vernácula popular con el significado de un creador de obras públicas durante la época de John Smeaton .
Ingeniería ambiental es el nombre del trabajo que se ha realizado desde las primeras civilizaciones, cuando las personas aprendieron a modificar y controlar las condiciones ambientales para satisfacer sus necesidades. [4] [14] A medida que las personas reconocieron que su salud estaba relacionada con la calidad de su entorno , construyeron sistemas para mejorarla [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 obra pública encontradas 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 para toda la ciudad. [14] [15] También tenían un antiguo sistema de riego por canales que permitía la agricultura a gran escala. [dieciséis]
Del 4000 al 2000 a. C., muchas civilizaciones tenían sistemas de drenaje y algunas tenían instalaciones sanitarias, entre ellas el Imperio mesopotámico , Mohenjo-Daro , Egipto, Creta y las islas Orcadas en Escocia. [4] Los griegos también tenían acueductos y sistemas de alcantarillado que utilizaban la lluvia y las aguas residuales para irrigar y fertilizar los campos. [4]
El primer acueducto de Roma se construyó en el año 312 a. C. y, a partir de ahí, continuaron construyendo acueductos para riego y suministro urbano seguro de agua durante las sequías. [4] También construyeron un sistema de alcantarillado subterráneo ya en el siglo VII a. C. que desembocaba en 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 caída de Roma hasta el siglo XIX, donde las mejoras vieron esfuerzos crecientes 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 importante de alcantarillado 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 una rareza. [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 del 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 Silent Spring (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 hidrología, gestión de recursos hídricos, biorremediación y 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 necesaria ] Algunas subdivisiones de la ingeniería ambiental incluyen la ingeniería de recursos naturales y la ingeniería agrícola .
Los cursos para estudiantes se dividen en algunas clases amplias:
Los siguientes temas conforman un plan de estudios típico en ingeniería ambiental: [21]
Los ingenieros ambientales evalúan el equilibrio hídrico dentro de una cuenca y determinan el suministro de agua disponible, el agua necesaria para diversas necesidades en esa cuenca, los ciclos estacionales del movimiento del agua a través de la cuenca y desarrollan sistemas para almacenar, tratar y transportar agua para diversos usos. .
El agua se trata para lograr 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 de agua agradable. Los sistemas de distribución de agua [22] [23] están diseñados y construidos para proporcionar presión y caudal de agua adecuados para satisfacer diversas necesidades del usuario final, como uso doméstico, extinción de incendios e irrigación .
Existen numerosas tecnologías de tratamiento de aguas residuales . Un tren de tratamiento de aguas residuales puede constar de un sistema clarificador primario para eliminar materiales sólidos y flotantes, un sistema de tratamiento secundario compuesto por un estanque de aireación seguido 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 final de desinfección . El sistema de tanque de aireación/lodos activados elimina la materia orgánica mediante el crecimiento de bacterias (lodos activados). El clarificador secundario elimina los lodos activados del agua. El sistema terciario, aunque no siempre se incluye debido a los costos, se está volviendo más frecuente para eliminar nitrógeno y fósforo y desinfectar el agua antes de descargarla a una corriente de agua superficial o a un emisario al océano. [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 gases de escape de los vehículos y las emisiones de gases de combustión industriales . Hasta cierto punto, este campo se superpone al deseo de disminuir el dióxido de carbono y otras emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de los procesos de combustión.
Los ingenieros ambientales aplican principios científicos y de ingeniería para evaluar si es probable que se produzcan impactos adversos 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, entonces desarrollan medidas de mitigación para limitar o prevenir dichos impactos. Un ejemplo de medida de mitigación sería la creación de humedales en un lugar cercano para mitigar el relleno de humedales necesario para el desarrollo de una carretera si no es posible desviar la carretera.
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 de Política Ambiental Nacional (NEPA). Desde entonces, más de 100 países desarrollados y en desarrollo han planificado leyes análogas específicas o han adoptado procedimientos utilizados en otros lugares. NEPA es aplicable a todas las agencias federales de los Estados Unidos. [25]
La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) es una de las muchas agencias que trabajan con ingenieros ambientales para resolver problemas clave. Un componente importante 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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