El sistema de ingeniería ambiental es la rama de la ingeniería que se ocupa de la aplicación de los principios científicos y de ingeniería para la protección de poblaciones humanas contra los efectos de factores ambientales adversos; protección de entornos, tanto locales como globales, contra los efectos potencialmente nocivos de las actividades naturales y humanas; y mejora de la calidad ambiental.
El sistema de ingeniería ambiental también se puede describir como una rama de la ciencia y la tecnología aplicada que aborda los problemas de la conservación de la energía, la protección de los activos y el control de los desechos de las actividades humanas y animales. Además, se ocupa de encontrar soluciones plausibles en el campo de la salud pública, como las enfermedades transmitidas por el agua, implementando leyes que promuevan el saneamiento adecuado en áreas urbanas, rurales y recreativas. Implica la gestión de aguas residuales, control de la contaminación del aire, reciclaje, eliminación de desechos, protección radiológica, higiene industrial, agricultura animal, sostenibilidad ambiental, salud pública e ingeniería ambiental. También incluye estudios sobre el impacto ambiental de los proyectos de construcción propuestos.
El sistema de ingenieros ambientales estudia el efecto de los avances tecnológicos en el medio ambiente. Para ello, llevan a cabo estudios sobre la gestión de residuos peligrosos para evaluar la importancia de dichos peligros, asesorar sobre el tratamiento y la contención, y desarrollar reglamentos para evitar contratiempos. Los ingenieros ambientales diseñan el suministro de agua municipal y los sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales. Abordan cuestiones ambientales locales y mundiales, como los efectos de la lluvia ácida, el calentamiento global, el agotamiento de la capa de ozono, la contaminación del agua y la contaminación del aire de los escapes de automóviles y las fuentes industriales.
Muchas universidades ofrecen programas de ingeniería ambiental en el departamento de ingeniería civil o en el departamento de ingeniería química en las facultades de ingeniería. Los ingenieros ambientales «civiles» se enfocan en hidrología, gestión de recursos hídricos, biorremediación y diseño de plantas de tratamiento de agua. Los ingenieros ambientales «químicos», por otro lado, se enfocan en la química ambiental, las tecnologías avanzadas de tratamiento de aire y agua y los procesos de separación. Algunas subdivisiones de ingeniería ambiental incluyen ingeniería de recursos naturales e ingeniería agrícola.
Más ingenieros están obteniendo capacitación especializada en derecho (JD) y están utilizando su experiencia técnica en las prácticas de la ley de ingeniería ambiental.
La mayoría de las jurisdicciones también imponen requisitos de licencia y registro.
Desarrollo
Desde que las personas reconocieron por primera vez que su salud está relacionada con la calidad de su entorno, han aplicado principios para tratar de mejorar la calidad de su entorno. La antigua civilización india de Harappa utilizó las primeras alcantarillas en algunas ciudades hace más de 5000 años. Más específicamente, la Civilización del Valle del Indo (también llamada Civilización Harappa) había avanzado el control sobre el agua en su sociedad. Las estructuras de trabajo público encontradas en varios sitios en el área incluyen pozos, baños públicos, tanques de almacenamiento, un sistema de agua potable y un sistema de recolección de aguas residuales en toda la ciudad. También tenían una versión temprana de un sistema de irrigación de canales que era necesaria para su agricultura a gran escala. Los romanos construyeron acueductos para evitar la sequía y crear un suministro de agua limpia y saludable para la metrópoli de Roma. En el siglo XV, Baviera creó leyes que restringían el desarrollo y la degradación del país alpino que constituía el suministro de agua de la región.
El campo surgió como una disciplina ambiental separada durante el tercio medio del siglo 20 en respuesta a la preocupación pública generalizada sobre el agua y la contaminación y la degradación cada vez más extensa de la calidad del medio ambiente. Sin embargo, sus raíces se remontan a los primeros esfuerzos en ingeniería de salud pública. La moderna ingeniería ambiental comenzó en Londres a mediados del siglo XIX, cuando Joseph Bazalgette diseñó el primer gran sistema de alcantarillado que reducía la incidencia de enfermedades transmitidas por el agua como el cólera. 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.
En muchos casos, a medida que crecieron las sociedades, las acciones que tenían la intención de lograr beneficios para esas sociedades tuvieron impactos a más largo plazo que redujeron otras cualidades ambientales. Un ejemplo es la aplicación generalizada del pesticida DDT para controlar plagas agrícolas en los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial. Si bien los beneficios agrícolas fueron excepcionales y los rendimientos de los cultivos aumentaron drásticamente, lo que redujo sustancialmente el hambre en el mundo y el paludismo se controló mejor que nunca, numerosas especies llegaron al borde de la extinción debido al impacto del DDT en sus ciclos reproductivos. La historia del DDT, tal como se narra vívidamente en Silent Spring (1962) de Rachel Carson, se considera el nacimiento del movimiento ecologista moderno y del campo moderno de la «ingeniería ambiental».
Los movimientos de conservación y las leyes que restringen las acciones públicas que dañarían el medio ambiente han sido desarrollados por varias sociedades durante milenios. Ejemplos notables son las leyes que decretan la construcción de alcantarillas en Londres y París en el siglo XIX y la creación del sistema de parques nacionales de EE. UU. A principios del siglo XX.
Alcance
Los siguientes temas generalmente conforman un plan de estudios en ingeniería ambiental:
1. transferencia de masa y energía
2. Química ambiental
Química Inorgánica
Química Orgánica
Química Nuclear
3. Modelos de crecimiento
Consumo de recursos
Crecimiento de la población
Crecimiento económico
4. Evaluación de riesgo
Identificación de peligros
Evaluación de la dosis-respuesta
Asesoramiento de exposición
Caracterización del riesgo
Análisis de riesgo comparativo
5. Contaminación del agua
Recursos hídricos y contaminantes
Demanda de oxigeno
Transporte de contaminantes
Tratamiento de agua y aguas residuales
6. contaminación atmosférica
industria, transporte, emisiones comerciales y residenciales
Criterios y contaminantes atmosféricos tóxicos
Modelado de contaminación (por ejemplo, modelado de dispersión atmosférica)
Control de polución
Contaminación del aire y meteorología
7. Cambio global
Efecto invernadero y temperatura global
Ciclo de carbono, nitrógeno y oxígeno
Escenarios de emisiones del IPCC
Cambios oceánicos (acidificación de los océanos, otros efectos del calentamiento global en los océanos) y cambios en la estratosfera (ver Physical_impacts_of_climate_change)
8. Manejo de desechos sólidos y recuperación de recursos
Evaluación del ciclo de vida
Reducción de la fuente
Operaciones de recogida y transferencia
Reciclaje
Conversión de conversión de residuos en energía
Vertedero
Evaluación de impacto ambiental y mitigación
Los científicos tienen modelos de dispersión de la contaminación del aire para evaluar la concentración de un contaminante en un receptor o el impacto en la calidad del aire en general 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 de los procesos de combustión. Aplican principios científicos y de ingeniería para evaluar si es probable que haya impactos adversos a la calidad del agua, calidad del aire, calidad del hábitat, flora y fauna, capacidad agrícola, impactos del tráfico, impactos sociales, impactos ecológicos, impactos del ruido, visual (paisaje) impactos, etc. Si se esperan impactos, entonces desarrollan medidas de mitigación para limitar o prevenir dichos impactos. Un ejemplo de una medida de mitigación sería la creación de humedales en un lugar cercano para mitigar el relleno de humedales necesarios para el desarrollo de una carretera si no es posible redirigir la ruta.
En los Estados Unidos, la práctica de la evaluación ambiental se inició formalmente el 1 de enero de 1970, la fecha de vigencia de la Ley de Política Ambiental Nacional (NEPA). Desde ese momento, más de 100 naciones en desarrollo y desarrolladas han planeado leyes análogas específicas o han adoptado procedimientos utilizados en otros lugares. NEPA es aplicable a todas las agencias federales en los Estados Unidos.
Abastecimiento de agua y tratamiento
Los ingenieros evalúan el balance 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 apetecible. Los sistemas de distribución de agua están diseñados y construidos para proporcionar una presión de agua y tasas de flujo adecuadas para satisfacer las diversas necesidades del usuario final, como el uso doméstico, la supresión de incendios y el riego.
Tratamiento de aguas residuales
Existen numerosas tecnologías de tratamiento de aguas residuales. Un tren de tratamiento de aguas residuales puede consistir en un sistema clarificador primario para eliminar materiales sólidos y flotantes, un sistema secundario de tratamiento que consiste en un tanque de aireación seguido de floculación y sedimentación o un sistema de lodo activado y un clarificador secundario, un sistema biológico terciario de eliminación de nitrógeno y un proceso final de desinfección El sistema de cuenca de aireación / lodo activado elimina el material orgánico mediante el crecimiento de bacterias (lodo activado). El clarificador secundario elimina el lodo activado del agua. El sistema terciario, aunque no siempre se incluye debido a los costos, se está volviendo más frecuente para eliminar el nitrógeno y el fósforo y para desinfectar el agua antes de su descarga a una corriente de agua superficial o a una descarga oceánica.
Gestión de la contaminación del aire
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 del aire en general 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 de los procesos de combustión.
Agencia de Protección Ambiental
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (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.
Ingeniería ecológica para la agricultura sostenible en regiones áridas y semiáridas del oeste de África
La ingeniería ecológica ofrece nuevas alternativas para el manejo de sistemas agrícolas que están más adaptados a las necesidades sociales y ambientales en constante cambio en estas regiones. Esto requiere gestionar la complejidad de los agrosistemas, al tiempo que se esfuerza por imitar el funcionamiento de los ecosistemas naturales de las tierras áridas de África Occidental y aprovechar las prácticas tradicionales y el conocimiento local resultante de un largo proceso de adaptación a las limitaciones medioambientales.
Actuando en biodiversidad. La biodiversidad es esencial para la productividad de los ecosistemas y su estabilidad temporal bajo el impacto de las perturbaciones externas. Varios procesos ecológicos relacionados con la biodiversidad pueden intensificarse en beneficio de los sistemas agrosilvopastoriles: promover la diversidad y la actividad de los microorganismos del suelo para beneficiar a las plantas, asociando y utilizando los beneficios mutuos de las plantas
Utilizando materia orgánica y ciclos de nutrientes. La productividad de los agrosistemas con bajo uso de insumos químicos en las regiones de tierras secas se basa principalmente en la gestión eficiente de los recursos orgánicos y, a su vez, en los flujos de nutrientes y energía que inducen. De este modo, es posible intervenir en varios niveles: mejorar la integración de la agricultura y la ganadería para preservar los recursos naturales, restaurar la actividad biológica de los suelos a través de insumos orgánicos específicos, suministrar nutrientes a las plantas a nivel local.
Mejorando el uso de agua disponible. Los suministros de agua son limitados e irregulares en las zonas secas. El manejo actual de estos suministros -que implica capturar el agua de lluvia y la escorrentía superficial- podría mejorarse de varias maneras: adaptándose a las precipitaciones erráticas o riesgos de sequía centrándose en: (i) la organización de la granja y la comunidad (patrones de parcelas agrícolas en asociación con distribución aleatoria de lluvia, etc.), y en (ii) técnicas de cultivo para reducir las necesidades de agua (selección de plantas, deshierbe, etc.), preservar el agua en los campos de cultivo al dificultar la escorrentía, representando el papel esencial de los árboles en cuanto al suelo y agua en las tierras secas.
Gestión de paisajes y procesos ecológicos asociados. La regulación ecológica de las plagas de los cultivos por parte de sus enemigos naturales es un servicio ecosistémico proporcionado por la biodiversidad. Se podría considerar una mejor gestión de plagas en asociación con la promoción de la biodiversidad a diferentes escalas, por ejemplo, desde la planta hasta el paisaje.
Educación
Los cursos dirigidos al desarrollo de graduados con habilidades específicas en sistemas ambientales o tecnología ambiental son cada vez más comunes y se dividen en clases amplias:
Cursos de ingeniería mecánica orientados al diseño de máquinas y sistemas mecánicos para uso ambiental tales como instalaciones de tratamiento de agua, estaciones de bombeo, plantas de segregación de basura y otras instalaciones mecánicas;
Cursos de ingeniería medioambiental o sistemas medioambientales orientados hacia un enfoque de ingeniería civil en el que las estructuras y el paisaje se construyen para mezclarse con el medio ambiente o protegerlo;
Cursos de química ambiental, química sostenible o ingeniería química ambiental orientados a la comprensión de los efectos (buenos y malos) de los productos químicos en el medio ambiente. Se enfoca en los procesos de minería, contaminantes y comúnmente también cubre procesos bioquímicos;
Cursos de tecnología ambiental orientados a la producción de graduados electrónicos o eléctricos capaces de desarrollar dispositivos y artefactos capaces de monitorear, medir, modelar y controlar el impacto ambiental, incluyendo el monitoreo y la gestión de la generación de energía a partir de fuentes renovables.
Objetivos profesionales
Contribuir al control y prevención del deterioro de los recursos naturales generados por proyectos industriales, económicos o sociales.
Perfil del Profesional
Profesional con sólidos conocimientos en Ciencias Básicas orientadas al medio ambiente y su relación con los procesos productivos.
Lleva a cabo el estudio del impacto ambiental de los desarrollos industriales y tecnológicos, identificando sus puntos vulnerables y apoyando de manera práctica sus procesos para que cumplan con la normativa vigente.
Incluye el equilibrio entre el impacto ambiental generado por el proyecto y los requisitos del país para su desarrollo.
Tareas o actividades específicas que se llevan a cabo en la profesión.
En la empresa realiza
Estudios de impacto ambiental de los procesos de producción para visualizar sus efectos sobre el medio ambiente.
Formula proyectos ambientales a partir de su estudio base.
Está a cargo de los sistemas de gestión de calidad ambiental, salud y seguridad laboral del personal de la empresa.
Establece métodos de control y monitoreo de la contaminación como sistemas de monitoreo, con el fin de minimizar las emisiones y el desperdicio.
Desarrolla, calcula y pone en práctica las diferentes soluciones técnicas que minimizan los efectos negativos del proceso industrial sobre el medio ambiente.
Determina las medidas de migración que deben llevarse a cabo para contrarrestar las emisiones emitidas.
Realiza evaluación de proyectos y asesoría legal a empresas.
Cuidar el medio ambiente
Buscar alternativas sostenibles
En el sector público
Colabora con el cumplimiento de la legislación vigente para proteger el medio ambiente de acuerdo con las posibilidades económicas, sociales y políticas.
Llevar a cabo la gestión integral de los residuos.
Lleva a cabo campañas de concientización ambiental ciudadana.
Manejo de áreas silvestres protegidas y protección de ecosistemas urbanos.
Lleva a cabo el control de la contaminación del agua, el suelo, el aire y los residuos en la ciudad
Gestiona el uso óptimo de los recursos naturales para obtener productos y procesos ecoeficientes.
Realiza auditorías ambientales en varios sectores.
Interpretar y realizar cálculos para la evaluación y cuantificación de contaminantes atmosféricos, así como el diseño de los equipos y procesos utilizados en su control.
Elija la opción más viable para la gestión de residuos y suelos contaminados.
Lleva a cabo grupos de trabajo interdisciplinario en planificación y planificación territorial, analizando los complejos sistemas de interrelación entre factores naturales, económicos y sociales.
Como un profesional independiente
Realiza estudios, evaluaciones, auditorías, opiniones y certificaciones ambientales para todos aquellos sectores económicos y sociales que lo requieran.
Enseñanza e investigación.
Rendimiento del ingeniero ambiental
Como cualquier ingeniero, el ingeniero ambiental tiene la función de resolver problemas específicos usando tecnología. Por esta razón, su mercado laboral es bastante heterogéneo y se distribuye entre la administración central, sus servicios descentralizados a nivel regional, la administración local, empresas industriales, firmas consultoras, empresas de servicios, organizaciones no gubernamentales, instituciones de investigación y docencia superiores.
Una de las actividades que debe desarrollar el ingeniero ambiental es la evaluación de la duración, magnitud y reversibilidad de las alteraciones causadas por la actividad humana en el ambiente, independientemente de su naturaleza adversa o beneficiosa.
El ingeniero ambiental debe estar facultado para:
Planifica el uso sostenible del medio ambiente.
Proponer políticas ambientales.
Preparar estudios de impacto ambiental.
Gestión ambiental.
Medidas de mitigación y control de procesos contaminantes.
Diagnosticar y evaluar aspectos ambientales.
Desarrollar soluciones ambientales.
Monitorear los procesos ambientales.
Monitorear los recursos naturales.
Proponer soluciones o administrar instalaciones ambientales, como plantas de disposición final para residuos peligrosos, plantas de disposición final para desechos comunes, estaciones de transferencia, etc.
Campo ocupacional
Organismos públicos a nivel de gobierno central, regional y municipal.
En empresas del área de minería, agricultura, construcción, energía, industria, agroindustrial, etc.
Empresas de salud, vertederos y estaciones de transferencia, gestión y control de residuos.
Consultor independiente.
Universidades
En el campo de la ocupación, es como una carrera de amplio alcance también una carrera económicamente bien remunerada para los profesionales que desempeñan sus funciones en cualquier sector