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Ciencia e Ingeniera Ambiental. Tema 1

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TEMA 1: Riesgo medioambiental y

contaminacin.

1. Medio Ambiente

1.1. Conceptos bsicos

Medio Ambiente: Es el conjunto de medios fsicos, qumicos,

biolgicos y de factores sociales que pueden causar, directa o indirectamente, efectos a

corto o largo plazo sobre las actividades humanas.

Contaminacin: Es la introduccin de un factor extrao en el

Medio Ambiente o la modificacin de los existentes de forma negativa para el hombre.

1.2. Evolucin histrica de la problemtica medioambiental

Intensificacin de los problemas medioambientales

Principales causas:

-Crecimiento exponencial de la poblacin, que trajo consigo una

intensificacin de la agricultura y un aumento en nmero y volumen de las grandes

ciudades.

-Extensin e intensificacin de la industrializacin.

-Cambio de hbitos de poblacin (urbanizacin).

-Aumento del consumo energtico.

-Accidentes medioambientales.

Episodios de contaminacin

Ao Lugar Tipo de vertido

1873 Londres (Inglaterra)

Formacin de nieblas derivadas de las emisiones de las

calefacciones domsticas y la industria (268 vctimas

mortales)

1930 Valle del Mosa (Blgica) Formacin de nieblas debido a la alta actividad industrial

de la zona durante 3 das (60 vctimas mortales)

1931 Manchester (Inglaterra) Formacin de nieblas debido a la alta actividad industrial


1948 Donora (EE.UU.) Formacin de nieblas debido a la alta actividad industrial


1952 Londres (Inglaterra) Smog qumico (2000 vctimas mortales)

1953 B Minamata (Japn) Intoxicacin debida al consumo de pescado con un alto

contenido de Hg

1957 Liverpool (Inglaterra) Incendio de un reactor nuclear militar (33 vctimas

mortales)

1957 Kyshtym (U.R.S.S.) Explosin de un tanque conteniendo residuos radiactivos

(10000 evacuados)


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Del espacio interior

Del espacio exterior

Minimizacin

1966 Torrey Canyon (RU) Derrame de 550000 barriles de crudo al mar

1976 Seveso (Italia) Escape de dioxinas

1979 Pennsylvania (EE.UU.) Fallo del sistema de refrigeracin de un reactor nuclear

(144000 evacuados)

1984 Bophal (India) Escape de isocianato de metilo (3000 vctimas mortales)

1986 Chernobil (U.R.S.S.) Explosin de un reactor nuclear (20000 muertos y 135000

evacuados)

1986 Basilea (Suiza) Vertido de plaguicidas al Rhin

1989 Exxon Valdez (Alaska) Derrame de crudo al mar

1991 Guerra del Golfo Vertido al mar y combustin incontrolada de grandes

masas de petrleo

1998 Aznalcllar (Espaa) Ruptura de balsa de residuos mineros

2000 Danubio (Hung.-Rum) Vertido de cianuros a afluentes del Danubio

2002 Costa Galicia y Cantbrica Derrame de crudo al mar

2011 Fukushima (Japn) Fusin de reactores nucleares con contaminacin marina

1.3. Perturbaciones medioambientales

Las hay de tres tipos:

- Naturales:

- Antropognicas:

Nivel local (neblinas fotoqumica y cida)

Segn extensin Nivel regional (lluvia cida)

Nivel global (capa de ozono, calentamiento

global)

Urbana

Segn fuentes Industrial

Agrcola

2. Los entornos de la contaminacin

2.1. Contaminacin Industrial

Todo lo que no es eficacia es contaminacin.

o Causas

-Materias primas

-Contaminacin inherente al proceso

-Contaminacin puntual o espordica

o Estrategias

-Prevencin

-Reduccin en origen

-Reciclado


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-Tratamiento

-Vertido

2.2. Contaminacin Urbana

o Causas

-Residuos urbanos

-Aguas residuales

-Contaminacin atmosfrica

o Estrategias

-Sistemticas de tratamiento desarrolladas

Contaminacin asociada al transporte

o Causas

-Transporte de mercancas peligrosas

-Contaminacin sonora

-Residuos: VFU, aceites

2.3. Contaminacin Agrcola

o Causas

-Residuos: purines

-Pesticidas

-Eutrofizacin

o Estrategias

-Solo aplicables sistemticas preventivas

3. Agentes contaminantes

3.1. Clasificacin segn su naturaleza

Materiales: inertes y reactivos.

Inmateriales (energticos): de tipo magntico, mecnica y trmico.

4. Ciclos biogeoqumicos

Un ciclo biogeoqumico se refiere a la vinculacin de la composicin de la tierra (y

sus elementos qumicos, orgnicos e inorgnicos) con la vida.

Tipos:


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Atmosfricos: los nutrientes circulan principalmente entre la atmsfera y

los organismos vivos. En la mayora de estos ciclos los elementos son reciclados

rpidamente, con frecuencia en horas o das. (O,N)

Sedimentarios: los nutrientes circulan principalmente en la corteza

terrestre, la hidrosfera y los organismos vivos. Son reciclados mucho ms lentamente.

Los elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante un largo periodo en

frecuencia de miles a millones de aos. (P,S)

Mixtos: el agua circula entre el ocano, la atmsfera, la tierra y los

organismos vivos. Este ciclo adems distribuye el calor solar sobre la superficie del

planeta (H2O, C)


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5. Evaluacin de riesgos medioambientales

Determinacin de la gravedad de un episodio de contaminacin

Se lleva a cabo siguiendo una serie de etapas:

1) Recoleccin de datos

2) Evaluacin de Exposicin

En esta etapa se van a determinar las dosis diarias de exposicin

para cada contaminante o conjunto de contaminantes a los que van a estar

sometidos los organismos receptores.

La dosis diaria de exposicin se puede calcular:

Donde:

-CDI: dosis diaria de exposicin (=) mg/kgda

-C: concentracin de contaminante en el medio considerado (=) (mg/kg, mg/L)

-IR: tasa de consumo por ingestin, absorcin o inhalacin accidental (=) (mg/da,

L/da)

-EF: frecuencia de la exposicin (=) das/ao

-ED: duracin de la exposicin (=) aos

-BW: peso corporal del individuo (=) kg

-AT: tiempo promedio sobre el cual se promedia la exposicin (=) das

3) Evaluacin de Toxicidad

En esta etapa se avala la relacin dosis-respuesta existente entre la

sustancia txica y un organismo expuesto a la misma.

Esta relacin representa la correspondencia entre la cantidad de

txico y la magnitud del efecto y se realizan ensayos de toxicidad para las 3 vas

de exposicin posibles: oral, cutnea o por inhalacin.

La valoracin cuantitativa de los ensayos de toxicidad que sirven

para determinar la relacin dosis-respuesta es diferente si el compuesto txico es

cancergeno o no.

4) Caracterizacin del riesgo


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Aqu se van a integrar los resultados de las dos etapas anteriores, es

decir, la informacin toxicolgica de los contaminantes presentes y la valoracin

estimada de la dosis de exposicin de cada uno, con el objetivo de determinar de

manera cuantitativa el riesgo que supone la situacin evaluada.

5) Gestin del riesgo

6. Interdisciplinariedad de la Ingeniera Ambiental

6.1. Concepto de Ingeniera Ambiental: interrelacin con otras disciplinas

Ingeniera ambiental: Campo de la tecnologa que tiene por objeto la

concepcin, diseo e implementacin de soluciones para minimizar los efectos de las

actividades humanas sobre el Medio Ambiente.

Ingeniera sanitaria: Es la rama de la Ingeniera Ambiental que aplica los

principios bsicos de la ciencia y de la Ingeniera a los problemas de control de las

aguas contaminadas.

6.2. Diferencias entre IQ y TMA

Parmetro Procesos qumicos Ingeniera Ambiental

Concentraciones

de reactivo

Altas, fcilmente

manipulables

Muy bajas. No son variables

manipulables

Temperatura y

presin

Intervalos muy

amplios.

Manipulables

Habitualmente cercanos a condiciones

ambientales. La manipulacin no suele

resultar econmica

Caudales/volme

nes

Dependen del

proceso Muy altos en la mayora de los casos

Conversin Motivaciones

econmicas Motivaciones legales

6.3. Objetivos de la Ingeniera Ambiental

Entornos de la problemtica medioambiental

Adecuacin de corrientes procedentes del medio natural

(especialmente aguas) para su consumo (domstico, industrial, etc).

Tratamiento de emisiones contaminantes (end-of-pipe technologies)

Prevencin de la contaminacin (green technologies)

Gestin del Medio Ambiente


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6.4. Herramientas de la Ingeniera Ambiental

Balances de materia

Balances de energa (menos importancia, contaminacin trmica, efecto

invernadero, diseo de incineradoras)

Equilibrios qumicos

Fenmenos de transporte

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