RETOS Y TENDENCIAS DE LA INGENIERÍA AMBIENTAL PARA EL SIGLO XXI

Lissette González Colón

INTRODUCCIÓN

La ingeniería ambiental, surge en los años setenta, cuando diversos acontecimiento hicieron que se tomara en cuenta la relación del hombre con el medio ambiente.

Tiene sus orígenes tiempo atrás cuando la ingeniera sanitaria se dedicaba a diseñar los sistemas que permitiesen tratar las aguas residuales.

Al observarse que los problemas ambientales no son exclusivos del agua si no que también están presentes en el aire y el suelo surge la Ingeniería Ambiental

A lo largo de esta presentación, se darán conocer retos y tendencias del siglo XXI a nivel mundial y nacional de la Ingeniería Ambiental, que se implementan, con el firme propósito de contribuir al cuidado y sostenimiento del medio ambiente

Retos Principales de la Ingeniería Ambiental para el Siglo XXI

Conseguir que la Energía Solar sea accesible Suministrar Energía a partir de la fusión Gestionar el Ciclo del Nitrógeno Suministrar acceso al agua potable Avanzar en la informática para la sanidad Prevenir el terror nuclear Proteger el ciberespacio Educación Ambiental

La tendencia principal en el siglo XXI para la ingeniería ambiental es pensar en procesos coeficientes, es decir, procesos que utilicen rutas sintéticas diferentes, como: cambios de solventes, uso de nuevas fuentes de energía. etc.… todo esto con la finalidad de tener productos mas baratos, que causen un menor impacto ambiental en su producción, distribución y disposición final.

Tendencias Principales de la Ingeniería Ambiental para el Siglo

XXI

PLANTEAMIENTO DEL DESARROLLO SOSTENIBLE

En el siglo XXI se crea la carta de la tierra como el programa estratégico para lograr el desarrollo sostenible desde el punto de vista ecológico, económico y social.

SOSTENIBILIDAD ECONOMICA

El manejo eficiente y gestión adecuada de los Recursos naturales permiten que sea atractivoContinuar con el sistema económico vigente.

SOSTENIBILIDAD SOCIAL

Los costos y beneficios son distribuidos de manera adecuada, tanto en el total de la población actual como con la futura.

SOSTENIBILIDAD ECOLOGICA

El ecosistema mantiene las características que le son esenciales para la sobrevivencia a largo plazo.

Dimensiones Sociales y Económicas

Fomento del desarrollo sostenible de los recursos humanos Dinámica demográfica y sostenibilidad Integración del medio ambiente y el desarrollo en la adopción de decisiones Evolución de las modalidades de consumo

Conservación y Gestión de los Recursos para el Desarrollo

Protección de la atmosfera Enfoque integrado de la planificación y ordenación de los recursos

de tierra Lucha contra la deforestación Ordenación de los ecosistemas frágiles: desertificación y sequía Ordenación de los ecosistemas frágiles: desarrollo sostenible de las

zonas montañosas Fomento de la agricultura y del desarrollo rural sostenible Conservación de la diversidad biológica Protección de los océanos, mares de todo tipo y zonas costeras,

utilización racional y desarrollo de sus recursos vivos.

Protección de los océanos, mares de todo tipo y zonas costeras, utilización racional y desarrollo de sus recursos vivos.

Protección de la calidad y suministro de los recursos de agua dulce Gestión ecológicamente racional de los productos químicos tóxicos y

desechos peligrosos. Gestión ecológicamente racional de los desechos sólidos y

radioactivos.

TECNOLOGIA AMBIENTAL

La tendencia en cuanto a tecnología ambiental es incorporar equipos cuyo objeto sea disminuir la cantidad de emisiones y descargas de contaminantes al ambiente.

Y realizar actividades que ayuden al sostenimiento del medio ambiente como:

Reciclaje Purificación del aguaTratamiento de aguas residualesTratamiento de gasesManejo de desechos sólidosEnergía renovable

Cambio de Combustibles en Calderas, Hornos y Equipos de Combustión

Uno de los primeros cambios para poder cumplir con la normatividad ambiental en materia de calidad del aire es el cambio de combustibles, tales como carbón y diesel con alto contenido de azufre, por aquellos que tengan pequeñas cantidades de este.

Con las recientes obras de distribución de gas natural mediante gasoductos, resulta que se tiene a la mano un combustible relativamente limpio que no requiere equipos periféricos para el control de la contaminación.

Cambio de Solventes

El uso de solventes es necesario para dispersar un compuesto sólido dentro de un liquido.

La tendencia actual es el reemplazo en ciertos porcentajes de solventes base agua, es decir utilizar solventes que no ocasionen daños al ambiente.

Avances en la Decoloración de Aguas Residuales

La decoloración de las aguas residuales es un problema a nivel mundial el cual se ha investigado mucho y se han probado diversas tecnologías.

Las altas concentraciones de color y turbiedad en los efluentes de la industria son particularmente problemáticos por que tienen un impacto visual negativo, debido que absorben la luz solar, la flora puede perecer y el ecosistema se puede afectar gravemente, además de se carcinogénicos y causantes de alergia.

La tendencia actual es el uso de técnicas electroquímicas que han eliminado la materia que causa una coloración en las aguas residuales y también se ha podido eliminar carga orgánica presente, como sólidos suspendidos y metales pesados.

Mezcladores Estáticos

Ante el creciente consumo de energía en los procesos químicos y de transformación en los cuales se involucran algunas operaciones unitarias tales como el mezclado, ya sea para tener mezcla de sólidos o líquidos, dispersiones, emulsiones, etc. Se están cambiando los grandes tanques o reactores con sistemas de agitación a otros tipos de sistemas.

Los tradicionales mezcladores o reactores de mezcla completa se están empezando a reemplazar por los llamados mezcladores estáticos, que son equipos que se intercalan directamente en una tubería y permiten mezclar dos o mas fluidos, consiguiendo uniformizar la mezcla y haciendo desaparecer las diferencias radiales en concentraciones.

Comparados con los tradicionales tanques de mezcla con agitadores mecánicos, se obtiene un ahorro de energía por año de 80% a 90%

Distribución del Agua

Otro importante problema medioambiental es el del nitrógeno. El ciclo biogeoquímico que extrae nitrógeno del aire para su incorporación a las plantas (nuestro alimento) ha sido alterado por las actividades humanas. Con la expansión del uso de fertilizantes y la combustión industrial a altas temperaturas, los seres humanos hemos doblado la tasa a la que el nitrógeno era sustraído del aire en la época preindustrial, contribuyendo a la aparición de fenómenos como la lluvia ácida o el calentamiento global. Urge por tanto el diseño de contramedidas para los problemas del ciclo del nitrógeno.

Asimismo, la calidad y la cantidad del agua resulta una cuestión esencial. Su escasez es muy grave en muchas regiones del mundo. El agua debe llegar a estar disponible y debe ser suministrada de manera sostenible para mantener la calidad de vida en la Tierra. Las nuevas tecnologías para la desalinización del agua del mar podría ayudar, pero las tecnologías a pequeña escala para la purificación del agua a nivel local podrían ser aun mas efectivas.

Chip Para Controlar los Cubos de Basura

Lo ultimo en tendencia para el reciclaje en reino unido son los cubos de basura equipados con microchips. Actualmente más de tres millones de hogares británicos ya cuentan con estos accesorios que registrarán el volumen de residuos no reciclables que generan las familias diariamente.

limitar el llamado correo basura o el abuso de bolsas de plástico en los supermercados, forma parte de un nuevo plan del Ejecutivo cuyo fin es reducir considerablemente los desechos que producen tanto las empresas como los particulares. El Reino Unido es actualmente el país de la Unión Europea que menos recicla: sólo un 18 por ciento del total de residuos frente a un 58 por ciento en el caso de Alemania.

TECNOLOGIA AMBIENTAL PARA LA CONSERVACION DEL SUELO

Biorremediación:

La tecnología de Biorremediación con Compostaje se fundamenta en la estimulación de la actividad biodegradadora de las poblaciones microbianas presentes en un suelo contaminado, mediante la adición de un compost, diseñado “a medida” según las características y requerimientos de cada suelo contaminado a tratar y enriquecido en poblaciones microbianas degradadoras de los contaminantes presentes en dicho suelo

los suelos contaminados suelen tener una actividad microbiana baja, básicamente debido a la falta de condiciones ambientales favorables, como la baja concentración de materia orgánica, oxígeno, nitrógeno y/o fósforo, etc. Así, la adición, durante el proceso de tratamiento on-site de los suelos contaminados, de composts diseñados “a medida”, enriquecidos en poblaciones microbianas biodegradadoras y con un alto porcentaje de materia orgánica biodegradable, provocará un aumento de la capacidad biorremediadora intrínseca de cada suelo contaminado, acelerando así el proceso de recuperación del emplazamiento.17

FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES

Las fuentes de erigía renovables son aquellas que generan de manera natural y algunas están sometidas a ciclos que se mantienen de forma mas o menos constante en la naturaleza.

Existen varias fuentes de energía renovable como son:

Energía MareomotrizEnergía HidráulicaEnergía eólicaEnergía solarEnergía de la biomasa

Energía Mareomotriz

Es la producida por el movimiento de las masas de agua provocado por las subidas y bajas de las mareas, así como las olas que se originan por la acción del viento.

Es una fuente de energía limpia, sin residuos y casi inagotable.

Central mareomotriz de La Rance (Francia)

Es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura ( que posee energía potencial gravitatoria)

Es la fuente de energía mas limpia, sin residuos y fácil de almacenar, además el agua almacenada en embalses situados en lugares altos permite regular el caudal del río.

Energía Hidráulica

Hidroeléctrica de grandes de salime (Austrias)

Energía Eólica

Es la energía producida por el viento, se transforma en electricidad por unos aparatos llamados aerogeneradores (molinos de viento especiales).

Es una fuente de energía inagotable, no contamina: al no existir combustión, no produce lluvia acida, no contribuye al aumento del efecto invernadero y no genera desechos.

aerogeneradores

Energía Solar

Es la que llega a la tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta) procedente del sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear.

Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados

Central Solar

Energía de la Biomasa

Es la que se obtiene de los compuestos orgánicos mediante procesos naturales.

Es una fuente de energía limpia y con pocos residuos que, además son biodegradables. También, se produce de forma continua como consecuencia de la actividad humana.

PLANTAS MACROFITAS

Las plantas macrofitas son un tipo de vegetación acuática que puede encontrarse adherida a los fondos o flotar en la superficie. Estas plantas sirven para depurar el agua indirectamente ya que, en realidad, son unas bacterias microbianas que se aglutinan en sus raíces las que purifican el agua. Estas bacterias sedimentan los contaminantes y materia orgánica depurándola de forma totalmente ecológica y natural.

El sistema para la utilización de las plantan macrofitas para el tratamiento del agua es a través de filtros mediante macrofitas en flotación. Esta nueva tendencia de depuración del agua consiste en convertir las plantas que se adhieren a las profundidades en flotantes de forma artificial.Para evitar algunos inconvenientes de las enraizadas (como su inmovilidad), el filtro tiene las raíces, rizomas, y parte del tallo, sumergidos mientras que el resto queda en la superficie. Las plantas para depurar el agua deben ser autóctonas o al menos que se puedan adaptar a la zona donde se implante este sistema de tratamiento del agua.Con estos filtros se obtiene tanto un tratamiento secundario como terciario del agua, suprime además de la materia orgánica, también el fósforo y el nitrógeno. También se ha descubierto que algunos tipos de macrofitas eliminan contaminación por metales pesados.Como crecen flotando los filtros se ubican de forma que ocupen el canal de agua de la laguna o canal a purificar de modo que el agua pase por las plantas que ejercen como filtros.

RETOS Y TENDECIAS DE LA INGENIERIA AMBIENTAL EN COLOMBIA

Gracias a la aprobación del régimen sancionatorio ambiental, el país cuenta hoy con las herramientas necesarias para sancionar las acciones que atentan contra el medio ambiente, los recursos naturales o la salud humana.

La ley 1333 del 21 de julio de 2009 establece el procedimiento sancionatorio ambiental y la titularidad de la potestad sancionatoria ambiental para imponer y ejecutar las medidas preventivas y sancionatorias que necesita el país.

Esta ley da fundamento a uno de los retos mas grandes en materia de protección ambiental en Colombia.

Normatividad Ambiental en Colombia a Partir del Siglo XXI

Ley 611 de 2000: Por la cual se dictan normas para el manejo sostenible de especies de Fauna Silvestre y Acuática.

Ley 1021 de 2006: Por la cual se expide la Ley General Forestal.

Ley 1011 de 2006: Por medio de la cual se autoriza y reglamenta la actividad de la Helicicultura y se dictan otras disposiciones.  

Ley 1333 de 2009: Por la cual se establece el procedimiento sancionatorio ambiental y se dictan otras disposiciones.

Leyes:

Decreto 309 de 2000: Por la cual se reglamenta la investigación científica sobre diversidad biológica.

Decreto 0302 de 2003: Por el cual se modifica el parágrafo 1º del artículo segundo del Decreto 309 de 2000, el cual reglamenta la investigación científica sobre diversidad biológica.

Decreto 1220 de 2005: Por el cual se reglamenta el Titulo VIII de la Ley 99 de 1993 sobre licencias ambientales.

Decreto 4741 de 2005: Por el cual se reglamenta parcialmente la prevención y manejó de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión integral.

Decreto 1200 de 2004: Por el cual se determinan los Instrumentos de Planificación Ambiental y se adoptan otras disposiciones.

Decretos:

Resolución 1115 de 2000: Por medio de la cual se determina el procedimiento para el registro de colecciones biológicas con fines de investigación científica.

Resolución 0601 de 2006: Por la cual se establece la Norma de Calidad del Aire o Nivel de Inmisión, para todo el territorio nacional en condiciones de referencia.

Resolución 1544 de 2010: Por la cual se acogen los términos de referencia para la elaboración del Estudio de Impacto Ambiental para los proyectos de perforación exploratoria de hidrocarburos y se toman otras determinaciones.

Resolución 909 de 2008: Por la cual se establecen las normas y estándares de emisión admisibles de contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas y se dictan otras disposiciones.

Resoluciones:

Resolución 1045 de 2003: Por la cual se adopta la metodología para la elaboración de los Planes de Gestión Integral de Residuos Sólidos, PGIRS, y se toman otras determinaciones.

Resolución 627 de 2006: Por la cual se establece la norma nacional de emisión de ruido y ruido ambiental.

Resolución 2188 de 2005: Control a la exportaciones de sustancias agotadoras de la capa de ozono.

Retos Agua 2011

El programa de conexiones intradomiciliarias para el servicio de agua potable estará a disposición de los colombianos más pobres, afirmó la ministra de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, Beatriz Uribe Botero, durante la presentación de los retos propuestos en el Plan Nacional de Desarrollo en materia de cobertura de agua potable, alcantarillado y saneamiento, en la segunda jornada de Diálogos de Gestión liderado por el Presidente Juan Manuel Santos.

"Se trata básicamente de intervenir dentro de los hogares y ayudarles a tener el servicio en los sitios de la casa donde se necesita" indicó la titular de la cartera. Este programa está proyectado para beneficiar a cerca de 90 mil hogares.

Se espera que el sector de agua potable y saneamiento básico contribuya a la generación de 30.000 empleos de manera directa y permanente por año. Igualmente, la titular de la cartera destacó la ampliación en la cobertura de servicios de acueducto en 2.8 millones de personas y 4.5 millones de personas en alcantarillado.

"Con relación a ola invernal se atenderán la totalidad de los municipios, hasta el momento se tienen cerca de 250 municipios reportados. Debemos esperar a que baje el nivel de las aguas en algunas regiones del país y valorar las condiciones de la infraestructura para poder intervenir" afirmó Uribe Botero.

Con respecto a los residuos sólidos afirmo:"se continuará con el esfuerzo para erradicar en Colombia los botaderos a cielo abierto y que todos los municipios del país cuenten con esquemas regionales eficientes

Protección de Ecosistemas Marinos

Colombia logró reducir en un 20 por ciento el uso de plaguicidas en los cultivos de banano, plátano, piña, fríjol y palma, gracias al proyecto Repcar “Reduciendo el escurrimiento de plaguicidas al mar caribe”

Repcar hace parte de un reto regional que busca preservar la vida marina del Caribe a través de prácticas limpias en cultivos de zonas costeras. Sin las prácticas adecuadas en uso, esto sería una amenaza para los arrecifes coralinos y las praderas de pastos marinos, poniendo en riesgo la importante actividad turística de la región, la salud de la población y los medio ambientes favorables para la reproducción de especies marinas. En el mundo moderno hay muy poca conciencia ambiental y es así como miles de toneladas de residuos llegan a este ecosistema marino.

El enfoque de este gran reto es trabajar en prácticas de manejo sostenible para el sector agrícola, monitoreo de residuos de plaguicidas en zonas costeras y sensibilización y capacitación a los agricultores del Caribe colombiano. Esta iniciativa fue financiada por el Fondo para el Medio Ambiente Mundial, GEF y coordinada por el Programa de las Naciones Unidas para el medio ambiente.

Educación Ambiental

El reto es darle un impulso a la formación y a la educación ambiental en el país, creando una red donde estén las universidades, colegios, las secretarias municipales y departamentales de educación, por que es importante crear ciudadanos ambientales.

Esta iniciativa de educación y de formación en temas ambientales, busca formar ciudadanos ambientales para garantizar el derecho de todos los colombianos, a vivir, a hacer sus vidas y prosperar en un ambiente sano

Propone una gestión ambiental integrada y compartida, en la cual todos los actores sociales y sectores se comprometen a construir una cultural ambiental para garantizar el desarrollo sostenible del país. "Y es ahí donde las CAR juegan un papel fundamental, porque son el brazo de ejecución de la política ambiental del país y todos sabemos los enormes retos que tenemos con las CAR, en términos de gobernabilidad, eficacia, eficiencia y transparencia", enfatizó el Ministro de Ambiente y Desarrollo Sostenible.

Esta iniciativa responde a la necesidad de replantear las estrategias de prevención y adaptación para evitar consecuencias adversas ante futuros eventos climáticos extremos. Y el gran reto de este propósito "es el cambio de mentalidad, cómo adaptamos nuestra forma de ser, nuestros valores, nuestras creencias, a unas conductas diferentes en la vida diaria que nos lleven a tener en nuestro país una verdadera política sostenible y de medio ambiente", concluyó el Ministro de Ambiente y Desarrollo Sostenible

Actualmente en Colombia Los propietarios de equipos y desechos contaminados con PCB están obligados a identificar y marcar sus existencias. Además, deberán inscribirlos en el inventario de PCB (Bifenilos Policlorados), ante la autoridad ambiental.

Los PCB son compuestos altamente tóxicos, con efectos agudos y crónicos en los organismos vivos y en el ambiente si no se gestionan y manejan de forma adecuada; sin embargo, por sus excelentes propiedades aislantes, su longevidad y por no ser inflamables, en el mundo fueron utilizados ampliamente en equipos eléctricos (transformadores y condensadores), intercambiadores de calor, sistemas hidráulicos y en la fabricación de pinturas y plásticos.

Plan para eliminar Residuos Peligrosos de PBC

Para avanzar en esta materia, el MADS a través de la Resolución 0222 del 15 de diciembre de 2011, dicta medidas para minimizar los riesgos derivados del uso, almacenamiento, manipulación, transporte, tratamiento y eliminación de equipos, aceites, desechos y suelos contaminados con PCB.

CONCLUSIÓN

La ingeniería ambiental contribuye a mantener la capacidad de sostenimiento del planeta y 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.

Puesto que se ha consolidado como una necesidad, un tarea inmediata de gran importancia para la ingeniería ambiental es la planeación a futuro y como lograrlo, mediante retos y tendencias que se establezcan a corto y largo plazo, con el fin de lograr la prosperidad de las próximas generaciones y la pervivencia de nuestro planeta.