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Medio Ambiente e Ingenieria Civil, Monografías, Ensayos de Ingeniería Civil

Conocimiento sobre la construcción amigable con el medio ambiente

Tipo: Monografías, Ensayos

2018/2019

Subido el 20/09/2021

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Por:
JULIETH VIVIANA BASTIDAS DUARTE
DIEGO FERNANDO CALDAS DUEÑAS
Estudiante de Ingeniería Civil,
Universidad Santo Tomás, Seccional Tunja
julieth.bastidas@ustatunja.edu.co
Estudiante de Ingeniería Civil,
Universidad Santo Tomás, Seccional Tunja
diego.caldas@ustatunja.edu.co
Ingeniería
civil y
medio
ambiente
1. INTRODUCCIÓN
La gestión medioambiental no es una
idea nueva; sin embargo, recientemente el
ser humano ha comenzado a tomar mayor
interés en lo que a medio ambiente se refiere.
Los medios de comunicaci ón tambn
dedican parte de su espacio al aire, a los
fenómenos meteorológicos propios de cada
época del año ocasionados por la contamina-
ción, como por ejemplo el descongelamiento
de los polos a causa del calentamiento global
de la atmósfera, ciclones, nevadas, huracanes
o riadas, etc. Lo anterior es una manera clara
de ver cómo la naturaleza ha empezado a
mostrar las consecuencias del daño ocasiona-
do por el hombre durante siglos.
En la actualidad se ha observado la
problemática ambiental de una manera más
próxima, de modo que cada persona va
tomando conciencia del deterioro ambiental.
Comúnmente el ingeniero civil identifi-
ca las causas de contaminación, para dar
soluciones a esta problemática con herra-
mientas asociadas a la ingeniería, como el
man ejo del recu rso drico, la eco -
construcción, entre otras.
Es de vital importancia promover la
preocupación por el medio ambiente,
evitando consecuencias nefastas que
afectan al hombre de una manera
directa.
El impacto de las actividades
humanas sobre el medio ambiente tiene sus
principios desde el origen del hombre,
iniciando con la caza, que causó la extinción
de algunas especies y continuando con la
2. MEDIO AMBIENTE
L’esprit Ingénieux
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RESUMEN
Palabras Claves:
Desde la antigüedad, el ser humano ha
interactuado con el medioambiente,
logrando afectar la naturaleza; es por
eso que durante décadas se ha iniciado
una labor de recuperación y
mantenimiento del medio en donde
vivimos. Utilizando varias herramientas
en la preservación ambiental, el
ingeniero civil se ha convertido en una
persona competente en lo referente al
cuidado y mejoramiento de los recursos
naturales, tales como: la reforestación y
cuidado de la flora, el resguardo de
especies endémicas y/o en vía de
extinción, el saneamiento y tratamiento
de las aguas, el reciclaje de toda clase
de desechos, la prevención del
coleccionismo incontrolado (la
alteración de un ecosistema debido a
hurtos generados por el hombre). Se
espera que así se alcancen espacios
libres de polución y niveles de
contaminación sostenibles en el planeta.
Medio ambiente,
ingeniería civil, saneamiento,
estructuras, atmósfera, hidrosfera,
litosfera, seres vivos, agua, impacto
ambiental contaminación.
agricultura, que provocó la deforestación
para conseguir nuevos espacios cultivables.
Los antiguos griegos vislumbraron los
problemas que podrían acarrear la deforesta-
ción, la erosión de la tierra, la caza excesiva de
especies, etc. Platón escribió:” Lo que ahora
queda, comparado con lo que existió enton-
ces es como el esqueleto de un hombre
enfermo, toda la tierra gorda y suave tras ser
devastada, y solo quedando el desnudo
esqueleto de la tierra…Hay algunas montañas
que ahora no tienen nada más que comida
para las abejas, pero ellas tuvieron árboles no
hace mucho tiempo…” [1]
Durante la edad media, el tema
ambiental no era muy mencionado, ya que los
niveles de contaminación de esta época no
eran tan altos como los actuales. Más adelan-
te, en el siglo XIX, con el surgimiento de la
revolución industrial, la intranquilidad por el
cambio medio-ambiental se hacía mayor;
pese a esto, los seres humanos continuaban
intoxicando la tierra.
La primera sociedad ecológica fue
fundada en Gran Bretaña en 1913. Ya en el
siglo XX, junto con el permanente desarrollo
industrial y te cnológico, la conciencia
ambiental va creciendo dando inicio a grupos
interesados en desintoxicar el ambiente, tales
como: Earth Action, centro internacional de
enlace ambiental (ELCI), amigos de la tierra
(AT), programa de las naciones unidas para el
medio ambiente (PNUMA), movimiento
mundial por los bosques tropicales, entre
otros [2].
Actualmente, en Colombia existen
decenas de organizaciones protectoras del
me dio am biente com o: Fun dació n
Herencia verde, Fundación Tierra nueva,
Fundación natura Colombia, entre otras
[3].
La ingeniería civil ha asumido
un papel importante en lo que a
cuidado ambiental se refiere, entre
los asp ec tos más relevantes
tenemos:
3. PAPEL DEL INGENIERO
CIVIL
§Dióxido de Carbono y Acidificación:
debido a la combustión de grandes
cantidades de petróleo, carbón y gas
natural, la concentración de dióxido de
carbono en la atmósfera ha incrementa-
do considerableme nte en un 30%
durante los últimos 3 siglos aproximada-
mente [4], las plantas absorben CO2
pero, a medida que se talan los bosques la
temperatura de la tierra va aumentando,
este crecimi ento ha provocado el
fenó men o cono cido c omo efec to
invernadero.
Algunas técnicas para contrarrestar este
problema:
úDentro de la gestión ambiental que
están desarrollando los ingenieros civiles
tenemos la bioconstrucción; es un
término utilizado recientemente para
señalar aquellas construcciones que
buscan la armonía entre la naturaleza y la
edificación. La empresa Biohaus Goierri,
S.L., es la primera en diseñar materiales
de bioconstrucción, entre estos existe
una nueva fibra de madera denominada
GUTEX, [5] la cual ofrece numerosos
beneficios. El Gutex está constituido por
fragmentos de madera producto de la
siembra de árboles en la selva, por lo cual
no genera residuos; además no necesita
de ningún tipo de pegamento; estas y
otras cualidades del Gutex hacen de éste
un excelente material de bioconstruc-
ción.
ú Otra nueva alternativa es la construc-
ción de eco-ciudades, una iniciativa que
fue tomada por China y los Emiratos
Árabes. Al respecto, el periódico El
Espectador cita lo siguiente: “…Con el
Fig. 1. Contaminación del aire
Ingeniería civil y medio ambiente
Fuente Fotográfica:
http://castillasociali
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Fuente Fotográfica:
http://2tercios.files.word
press.com/2009/09/encu
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Por: JULIETH VIVIANA BASTIDAS DUARTE

DIEGO FERNANDO CALDAS DUEÑAS

Estudiante de Ingeniería Civil, Universidad Santo Tomás, Seccional Tunja julieth.bastidas@ustatunja.edu.co

Estudiante de Ingeniería Civil, Universidad Santo Tomás, Seccional Tunja diego.caldas@ustatunja.edu.co

Ingeniería

civil y

medio

ambiente

1. INTRODUCCIÓN

La gestión medioambiental no es una idea nueva; sin embargo, recientemente el ser humano ha comenzado a tomar mayor interés en lo que a medio ambiente se refiere. Los medios de comunicación también dedican parte de su espacio al aire, a los fenómenos meteorológicos propios de cada época del año ocasionados por la contamina- ción, como por ejemplo el descongelamiento de los polos a causa del calentamiento global de la atmósfera, ciclones, nevadas, huracanes o riadas, etc. Lo anterior es una manera clara de ver cómo la naturaleza ha empezado a mostrar las consecuencias del daño ocasiona- do por el hombre durante siglos.

En la actualidad se ha observado la problemática ambiental de una manera más próxima, de modo que cada persona va tomando conciencia del deterioro ambiental.

Comúnmente el ingeniero civil identifi- ca las causas de contaminación, para dar soluciones a esta problemática con herra- mientas asociadas a la ingeniería, como el manejo del recurso hídrico, la eco- construcción, entre otras.

Es de vital importancia promover la preocupación por el medio ambiente, evitando consecuencias nefastas que afectan al hombre de una manera directa.

El impacto de las actividades humanas sobre el medio ambiente tiene sus principios desde el origen del hombre, iniciando con la caza, que causó la extinción de algunas especies y continuando con la

2. MEDIO AMBIENTE

30 L’esprit^ Ingénieux

RESUMEN

Palabras Claves:

Desde la antigüedad, el ser humano ha interactuado con el medioambiente, logrando afectar la naturaleza; es por eso que durante décadas se ha iniciado una labor de recuperación y mantenimiento del medio en donde vivimos. Utilizando varias herramientas en la preservación ambiental, el ingeniero civil se ha convertido en una persona competente en lo referente al cuidado y mejoramiento de los recursos naturales, tales como: la reforestación y cuidado de la flora, el resguardo de especies endémicas y/o en vía de extinción, el saneamiento y tratamiento de las aguas, el reciclaje de toda clase de desechos, la prevención del coleccionismo incontrolado (la alteración de un ecosistema debido a hurtos generados por el hombre). Se espera que así se alcancen espacios libres de polución y niveles de contaminación sostenibles en el planeta.

Medio ambiente, ingeniería civil, saneamiento, estructuras, atmósfera, hidrosfera, litosfera, seres vivos, agua, impacto ambiental contaminación.

Fuente Fotográfica: http://2tercios.files.word press.com/2009/09/encu entro-agentes-medio- ambiente-copia.jpg

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agricultura, que provocó la deforestación para conseguir nuevos espacios cultivables.

Los antiguos griegos vislumbraron los problemas que podrían acarrear la deforesta- ción, la erosión de la tierra, la caza excesiva de especies, etc. Platón escribió:” Lo que ahora queda, comparado con lo que existió enton- ces es como el esqueleto de un hombre enfermo, toda la tierra gorda y suave tras ser devastada, y solo quedando el desnudo esqueleto de la tierra…Hay algunas montañas que ahora no tienen nada más que comida para las abejas, pero ellas tuvieron árboles no hace mucho tiempo…” [1]

Durante la edad media, el tema ambiental no era muy mencionado, ya que los niveles de contaminación de esta época no eran tan altos como los actuales. Más adelan- te, en el siglo XIX, con el surgimiento de la revolución industrial, la intranquilidad por el cambio medio-ambiental se hacía mayor; pese a esto, los seres humanos continuaban intoxicando la tierra.

La primera sociedad ecológica fue fundada en Gran Bretaña en 1913. Ya en el siglo XX, junto con el permanente desarrollo industrial y tecnológico, la conciencia ambiental va creciendo dando inicio a grupos interesados en desintoxicar el ambiente, tales como: Earth Action, centro internacional de enlace ambiental (ELCI), amigos de la tierra (AT), programa de las naciones unidas para el medio ambiente (PNUMA), movimiento mundial por los bosques tropicales, entre otros [2].

Actualmente, en Colombia existen decenas de organizaciones protectoras del medio ambiente como: Fundación Herencia verde, Fundación Tierra nueva, Fundación natura Colombia, entre otras [3].

La ingeniería civil ha asumido un papel importante en lo que a cuidado ambiental se refiere, entre los aspectos más relevantes tenemos:

3. PAPEL DEL INGENIERO

CIVIL

§ Dióxido de Carbono y Acidificación: debido a la combustión de grandes cantidades de petróleo, carbón y gas natural, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera ha incrementa- do considerablemente en un 30% durante los últimos 3 siglos aproximada- mente [4], las plantas absorben CO pero, a medida que se talan los bosques la temperatura de la tierra va aumentando, este crecimiento ha provocado el fenómeno conocido como efecto invernadero.

Algunas técnicas para contrarrestar este problema: úDentro de la gestión ambiental que están desarrollando los ingenieros civiles tenemos la bioconstrucción; es un término utilizado recientemente para señalar aquellas construcciones que buscan la armonía entre la naturaleza y la edificación. La empresa Biohaus Goierri, S.L., es la primera en diseñar materiales de bioconstrucción, entre estos existe una nueva fibra de madera denominada GUTEX, [5] la cual ofrece numerosos beneficios. El Gutex está constituido por fragmentos de madera producto de la siembra de árboles en la selva, por lo cual no genera residuos; además no necesita de ningún tipo de pegamento; estas y

otras cualidades del Gutex hacen de éste un excelente material de bioconstruc- ción. úOtra nueva alternativa es la construc- ción de eco-ciudades, una iniciativa que fue tomada por China y los Emiratos Árabes. Al respecto, el periódico El Espectador cita lo siguiente: “…Con el

Fig. 1. Contaminación del aire

Ingeniería civil y medio ambiente

Fuente Fotográfica: http://castillasociali sta.org/WordPress/ wp- content/uploads/ 07/09/stack.jpg

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consiste en disminuir la velocidad de las aguas negras para que de esa forma se puedan sedimentar los residuos sólidos. Por consiguiente a los dispositivos encargados de la sedimentación del agua los conocemos con el nombre de tanques de sedimentación. Mediante este tratamiento se dividen la mayoría de los sólidos suspendidos en las aguas negras mediante el proceso físico de asentamiento [7].

§Tratamiento Secundario : este tratamiento se realiza cuando las aguas negras ya han pasado por el tratamiento primario, con el fin de purificar más las aguas, debido a

que estas aún contienen sólidos orgáni- cos en suspensión. El tratamiento secundario depende principalmente de los organismos aerobios; el nombre aerobios proviene del griego aer, 'aire'; bios, 'vida'; es un organismo que sólo puede desarrollarse en presencia de oxígeno atmosférico. El uso de estos organismos es con el fin de lograr una descomposición de los sólidos orgánicos hasta transformarlos en sólidos inorgáni- cos. [7]

§Cloración: Este tratamiento se puede emplear para diversos propósitos, en todas las etapas de tratamiento de aguas negras y aun antes del tratamiento preliminar. El cloro se aplica con el fin de desinfectar o destruir organismos

patógenos, previniendo el olor y prote- giendo las estructuras de la planta [7].

§Tratamiento de lodos: el lodo en las aguas negras son una mezcla de sólidos sedimentarios y de aguas negras. El tratamiento de lodos tiene dos objetivos: uno, disminuir el volumen de lodo por eliminación de agua, y el otro, transfor- mar los sólidos orgánicos susceptibles a la putrefacción en sólidos inorgánicos más estables. Los lodos activados pueden variar desde un 1 a un 10%. Es conveniente tratar los lodos más concen- trados para economizar el espacio de almacenamiento en el digestor, para que disminuyan los requerimientos de Calor y Energía, para economizar capacidad en las bombas, etc. [8].

Los lodos y las aguas negras están constituidos por sólidos que se eliminan en las unidades de tratamiento primario y secundario, junto con el agua que es separa- da de ellos. En algunos casos, sin someter los lodos a tratamiento, se pueden acondicionar para disponer de ellos sin originar condicio- nes e inconvenientes. Este tratamiento consiste en eliminar parcial o totalmente el agua que contienen los lodos para disminuir su volumen, logrando así que se descompon- gan todos los sólidos orgánicos al transfor- marse en sólidos minerales o sólidos orgáni- cos relativamente estables.

El lodo activado es un proceso de tratamiento por el cual el agua residual y los microorganismos son mezclados y aireados en un tanque llamado reactor. En el proceso de lodos activados los microorganismos son completamente mezclados con la materia orgánica en el agua residual, de manera que ésta les sirve de base alimenticia. Es impor- tante indicar que la mezcla o agitación se efectúa por medios mecánicos superficiales o sopladores sumergidos, los cuales tiene doble función: producir mezcla completa y agregar oxígeno al medio para que el proceso se desarrolle.

Dentro de los principales elementos de gestión de aguas residuales y la relación con los ingenieros se tiene el diseño de grandes alcantarillas, y conductos para el transporte adecuado de aguas residuales [7].

Fig. 3. Separación de residuos sólidos por medio del decantador.

Ingeniería civil y medio ambiente

Fuente Fotográfica: http://www.fortunecity.es/felices/andorra/ 1/Decantador%20fondo%20p.Fangos.JPG

34 L’esprit^ Ingénieux 34

En el texto de Metcalf & Eddy (Ingenie- ría de aguas residuales), se mencionan únicamente tres tratamientos para las aguas residuales: tratamiento primario, secundario y terciario o avanzado. Cada uno de estos tratamientos coincide con lo contemplado en el manual de tratamiento de aguas negras.

La gestión del ingeniero civil está plasmada en la siguiente tabla:

5. PÉRDIDAS DE TIERRAS VÍRGENES Y

EROSIÓN DEL SUELO.

El ser humano ha intensificado sus labores agrícolas y ganaderas en los últimos períodos, devastando la capa superficial del suelo y dando origen al fenómeno conocido como erosión o desertificación.

Así como el hombre ha evolucionado en el ámbito científico y tecnológico, y ha buscado una mejor calidad de vida; debe tomar una mayor conciencia ambiental, para obtener un desarrollo sostenible en el mundo.

El ingeniero civil está en la obligación de cuidar el medio ambiente como los bosques, ríos, yacimientos de agua, etc. Por ejemplo: en la construcción de una estructura vial se debe tener en cuenta la reforestación de terrenos y darle prioridad a especies animales y vegetales endémicas.

Dentro de la guía de manejo ambiental de proyectos de infraestructura del Instituto Nacional de Vías (INVIAS), está contemplada:

§La restauración de la vegetación. Una vez finalizada la etapa de extracción de materiales, el contratista debe proceder a la conformación y recuperación paisajísti- ca de cada frente de explotación, y al levantamiento topográfico de la condición final. En este aspecto y cuando se trabaje con frentes únicos de explotación es posible realizar voladuras controladas en puntos estratégicos para conformar frentes de menor pendiente al pie de los mismos y pequeñas irregularidades en sus partes altas, que mejoran la textura y apariencia natural. Las discontinuidades producidas por las voladuras tienden a formar pequeñas salientes o repisas, que permiten la acumulación y sostenimiento del material los finos facilitando la recuperación o siembra de vegetación [9].

§Separación de materiales: la función de las instalaciones para la recuperación de materiales está basada en separarlos para la obtención de materiales útiles, tales como: papel, plásticos, vidrios y metales; estos se pueden recuperar para generar nuevos productos [10].

ELEMENTO TAREA DEL INGENIERO

Origen de las aguas residuales

Estimación de los caudales residuales, evaluación de las técnicas para su reducción y determinación de las características del agua residual.

Control en origen

Proyecto de plantas para el tratamiento parcial de las aguas antes de su vertido a la red de alcantarillado.

Sistemas de recogida

Proyecto de redes de alcantarillado para la evaluación del agua residual generada en los diferentes orígenes.

Transporte y bombeo

Proyecto de grandes alcantarillas, estaciones de bombeo y conductos de impulsión para el transporte de las aguas residuales a las plantas de tratamiento y demás instalaciones para su procesamiento.

Tratamiento agua residual y fango

Selección, análisis y diseño de operaciones y procesos de tratamiento para conseguir unos objetivos específicos de tratamiento relacionados con la eliminación de los contaminantes del agua residual.

Evacuación reutilización

Proyecto de instalaciones utilizadas para la evacuación y reutilización del efluente tratado en medio acuático y terrestre, así como la evacuación y reutilización de los fangos.

Sistemas de pequeño tamaño

Proyecto de instalaciones utilizadas de recogida, tratamiento, evacuación y reutilización de las aguas residuales de residencias individuales y pequeñas comunidades.

Tabla 1. Principales elementos de la gestión de aguas residuales y su relación con el ingeniero