Tema 1. aspectos generales de degradación del medio ambiente

Ingeniería y Gestión Ambiental – 3º Grado IQ

Curso 2011-2012

Tema 1. Aspectos Generales de degradación del Medio Ambiente Ingeniería y Gestión Ambiental – 3º Grado IQ

1. Medio ambiente Claves de la degradación ambiental

2. Ingeniería Ambiental

3. Situación del medio ambiente Agua/Hidrosfera

Aire/Atmosfera

Suelo/Litosfera

Impactos ambientales globales

Cambio climático

Agujero capa de ozono

Lluvia ácida

Eutrofización de masas de agua

Desertización

ÍNDICE

El medio ambiente es el conjunto de factores fisicoquímicos, ecológicos y

socioculturales que son simultáneamente condicionantes y consecuencia de

unas determinadas formas de vida, tomando generalmente como referencia

los conceptos, las necesidades y las actividades propias del hombre en cada

tiempo y lugar.

Acciones humanas sobre el medio Impacto ambiental

Contaminación: cambio indeseable en las características físicas, químicas o

biológicas del aire, el agua o el suelo que puede afectar de manera adversa a

la salud, la supervivencia o las actividades de los humanos o de otros

organismos vivos.

Factores ambientales: componentes del medio susceptibles de ser

perturbados.

1. Medio Ambiente


Materia

mineral,

H2S, CO2,

H2O

HIDROSFERA

BIOSFERA

ATMOSFERA

LITOSFERA

Biomasa,

nutrientes,

H2O, CO2,

O2

Nutrientes,

materia orgánica

Lluvia, energía, CO2, O2

Componentes del medio natural e interrelaciones entre ellos:

Acción del hombre

Calidad del medio ambiente

1. Medio Ambiente


Crecimiento explosivo de la población, aumento de la esperanza de vida.

Nuevos procesos industriales.

Urbanización.

Crecimiento explosivo del uso de la energía.


1. Medio Ambiente

Crecimiento explosivo de la población.


1. Medio Ambiente

Aumento de población especialmente en países en vías de desarrollo


1. Medio Ambiente

Distribución geográfica de la Población Mundial


1. Medio Ambiente

Renta per capita ($)

Crecimiento

explosivo del uso

de la energía.

Relación entre consumo energético mundial (en Mtep) y el crecimiento económico global (PIB), principal fuerza impulsora de la demanda energética. PERIODO 1971-2007

En los últimos 30 años: una subida del 1% en el PIB global se ha traducido en una subida media del 0,6% en el consumo de energía.

1. Medio Ambiente


1. Medio Ambiente


REGIONAL

LOCAL

GLOBAL

•No inmediatos

•Difíciles de cuantificar

•Causa-efecto no evidente

•Mayor transcendencia

•Inmediatos

•Visibles

•Fáciles de cuantificar

Década de los 60 comienza a prestarse atención a los problemas medio

ambientales.

1970 EE.UU. Environmental Protection Agency (EPA).

1972 Naciones Unidas Conferencia sobre medio ambiente.

Reconocimiento del problema ambiental

Conciencia medioambiental

INGENIERÍA AMBIENTAL y TECNOLOGÍA DEL MEDIO

AMBIENTE

La Ingeniería Ambiental trata de la selección y diseño de los métodos más

adecuados para la identificación, evaluación, prevención, control y corrección de la

contaminación ambiental como consecuencia de las actividades humanas.



Materia

mineral,

H2S, CO2,

H2O

Act. humana

HIDROSFERA

BIOSFERA

ATMOSFERA

LITOSFERA

Biomasa,

nutrientes,

H2O, CO2,

O2

Nutrientes,

materia orgánica

Lluvia, energía, CO2, O2

¿Cuál es la naturaleza de la contaminación?

¿Cuáles son las causas de la contaminación?

¿Quién es el receptor de la contaminación?



¿Cuáles son los efectos de la contaminación?

¿Cómo actuar contra la contaminación?

¿Cuál es el ámbito de la lucha contra la contaminación?

Agua: recurso que define los límites del desarrollo sostenible.

Ciclo hidrológico:

Energía

solar


3. Situación del Medio Ambiente: hidrosfera

Agua de los ríos, lagos y corrientes aprox. 0,0072 % de las reservas de

agua del planeta.



Agua: distribución irregular / disminución de las reservas.

Estrés hídrico menos de 1000 m3/habitante·año

Contaminación del agua. Calidad del agua Leyes

Tecnología



Estimación de recursos hídricos (m3/hab·año)



Contaminantes que llegan a los océanos

Transporte marítimo

AR Industriales

Vertidos petrolíferos

Residuos sólidos

Alcantarillado

Contaminantes atmosféricos

Escorrentías agrarias

Puntos rojos: localizaciones que tienen mayor escasez de agua limpia. África y la India

muestran la mayor concentración de gente sin

acceso a agua limpia.



Mapa de zonas afectadas por escasez física de agua

(por cuencas de ríos principales)

Aire: contaminación del aire:

Edad Media humo procedente de la quema de carbón.

Inglaterra contaminación industrial.


3. Situación del Medio Ambiente: atmósfera

Aire: contaminantes principales:

óxidos de azufre (SOx)

monóxido de carbono (CO)

óxidos de nitrógeno (NxOy)

compuestos orgánicos volátiles (COVs)

ozono (O3)

partículas



Smog fotoquímico: mezcla de contaminantes

primarios y secundarios

Dióxido de carbono: responsable principal del

cambio climático

Uso de combustibles fósiles

Cantidades relativamente pequeñas

No fácilmente asimilables

Volcanes, incendios forestales, descomposición materia orgánica

Cantidades muy grandes

Asimilables

Contaminante Natural (%) Antropogénico (%)

Aerosoles 89 11

SOx 57 43

CO 9 91

NO 89 11

Hidrocarburos 85 15



Origen de los contaminantes atmosféricos

Suelo: contaminación del suelo: agricultura, residuos, consumo de E, transporte,

emisiones gases. Otros efectos negativos:

Sellamiento

Erosión

Compactación


3. Situación del Medio Ambiente: suelo


3. Impactos ambientales: cambio climático

Fundamento físico del efecto invernadero:

Balance energético en un sistema complejo (litosfera-hidrosfera-atmósfera)


T superficie : Cte Balance energético E radiante sol <-> E emitida Tierra

Influencia de la atmósfera: Gases que absorben radiación IR

Sin efecto invernadero natural: -19ºC Tactual= 14-15ºC

Gases invernadero: H2Ov, CO2, CH4, N2O, HFC´s, PFC´s y SF6

H2Ov: es el más común (1%). Efecto del hombre: despreciable

Calor Emitido

Atmósfera

Calor Reflejado

Vapor de Agua

CO2

CH4

Otros Gases

NOX

SOX

CFCs


Correlación entre la concentración

de CO2 y la temperatura de

la tierra




CIC

LO D

EL C

AR

BO

NO

(G

tC/a

ño

)

Source: DOE, USA



Contribución de diferentes gases al efecto invernadero

Gas Acción relativa Contribución

real

Velocidad crecimiento

emisiones

CO2 1 (referencia) 76% 0,3 %

CFC’s 15.000 5% 5-8 %*

CH4 25 13% 1 %

N2O 230 6% 0,2-0,4 %

*Hasta principios de los 90


Proyecciones Futuras



La cobertura de nieve seguirá disminuyendo.

Aumentos extendidos de la profundidad de descongelación en la mayoría de las regiones de permafrost.

Se prevé una reducción de los hielos oceánicos tanto en el Ártico como en el Antártico.

En algunas proyecciones, el hielo ártico de final del verano desaparece por completo al final del siglo 21.

Muy probablemente continuarán las olas de calor, las temperaturas extremas y las precipitaciones intensas, e incluso se intensificarán.

Probablemente los futuros ciclones tropicales serán más intensos, con mayores velocidades del viento y mayores precipitaciones.

Informe del Panel Intergubernamental de

Cambio Climático (IPPC) reunido en París (2007)



En base a las actuales simulaciones, es muy probable que la circulación de las corrientes oceánicas del Atlántico Norte se frene durante el siglo 21.

A pesar de esos cambios en el Hemisferio Norte, se prevé que las temperaturas de esta zona seguirán aumentando por el mayor efecto de las emisiones de gases de efecto invernadero.

El aumento de las temperaturas y del nivel del mar de origen antropogénico continuará durante siglos debido a la escala temporal asociada a procesos climáticos, incluso si la concentración de gases de efecto invernadero se estabilizara.

Un aumento de las temperaturas entre 1,9 y 4,6ºC conduciría finalmente a la fusión de toda la capa de hielo de Groenlandia, produciendo un aumento del nivel del mar de 7 metros (situación comparable a hace 125.000 años).



Informe del Panel Intergubernamental de

Cambio Climático (IPPC) reunido en París (2007)

Cambios en la política energética

Avances tecnológicos

• Mayor énfasis en la

ahorro energético.

• Fomentar el uso y

desarrollo de energías

renovables.

• Fomentar el uso de la

energía nuclear.

• Reforestación.

• Desarrollo de las tecnologías de energías renovables.

• Mejora de la eficacia de obtención y transformación de energía

• Desarrollo de biocarburantes.

• Sustitución de las tecnologías del carbón y del petróleo por las de gas natural.

• Atrapamiento de CO2.





Objetivos: los países desarrollados tienen una meta global de 5% de reducción con respecto al nivel de 1990 (o de 1995), en el período 2008-2012 (media de los 5 años), en las emisiones de 6 gases de efecto invernadero: CO2, CH4, N2O, PFCs, HFCs y F6S

Metas individuales:

• E.E.U.U. - 7%. • Unión Europea: - 8%. • Japón: - 6%. • Federación Rusa: 0% • Australia: + 8%

Los países en desarrollo no tienen metas de reducción

Ozono:

Ozono troposférico contaminante del aire

Ozono estratosférico absorción de radiaciones UV energéticas.


3. Impactos ambientales: agujero de ozono

UVC (200-280 nm)

UVB (280-320 nm)

UVA (320-400 nm)

Energ

ía

PROTOCOLO DE MONTREAL (1987):

prohibición de producción de CFC’s.



Gases responsables:

Mecanismo:



Evolución del agujero de ozono. (1979-2008)

Unidad Dodson (UD) = 2,69 × 1020 moléculas/m²

Extensión en 2010: 22 millones de km2

Extensión máxima: 29 millones de km2 (año 2000)

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2d/Largest_ever_Ozone_hole_sept2000_with_scale.jpg

Definición: Precipitaciones más ácidas que debidas a CO2 (aq) (pH<5,5)

deposición seca (50%) gases (SO2), sales (NH4HSO4)

deposición húmeda (50%) gases (SO2), sales (NH4HSO4), ácidos (H2SO4, HNO3) precipitación ácida

Gases responsables: SOx (mayor solubilidad y mayor acidez, principal contribuyente), NOx

Principales focos: operaciones industriales

y combustibles fósiles

Problema transnacional: los gases pueden

desplazarse miles de km

SO2 + ½ O2 + H2O H2SO4(aq)

2 NO2 + ½ O2 + H2O 2 HNO3(aq)

3. Impactos ambientales: lluvia ácida


Lagos y corrientes: 75% lagos y 50% corrientes de EEUU

Peces: pH y Al arrastrado muy tóxicos

• Peso y tamaño

• pH=5 huevos no eclosionan pH < 5 muerte



Efectos:

Bosques:

• Daña hojas y limita nutrientes

• Lixiviación de nutrientes para plantas: Ca, Mg, K

• Movilización de metales tóxicos para plantas: Al compite en las raíces con elementos esenciales → Inhibición crecimiento

• Intercambio iónico con MP: Cd, Ni, Mn, Pb, Hg Toxicidad

• Regiones de montaña más expuestas (Selva Negra)



Materiales: corrosión de metales, deterioro de pinturas y piedras

• Construcciones, monumentos, puentes, estatuas

• Ensuciamiento de ciudad

• Coches: capas de pintura (Lluvia ácida + rocío,....)

Visibilidad: reducción por precipitaciones y deposiciones ácidas

Ser humano:

• No causa daño de forma directa

• SO2 y NOx: forman sulfatos y nitratos asma, bronquitis, etc.



Eutrofización

Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se

enriquecen en nutrientes, entonces crecen en abundancia plantas y

otros organismos, que cuando mueren, se pudren produciendo malos

olores. El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del

oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de

los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.


3. Impactos ambientales: eutrofización



Causas

Antropogénicas

Contaminación agropecuaria

(fertilizantes, excrementos)

Contaminación atmosférica

(NOx)

Contaminación urbana:

ARU-RSU

Naturales Degradación anaerobia de biomasa natural

Desertización

Fenómeno evolutivo de una región hacia unas condiciones parecidas a las del desierto.

La actividad humana ha favorecido la expansión de este proceso natural, principalmente

mediante la deforestación y la sobreexplotación agraria.


3. Impactos ambientales: desertización

Riesgo de desertización



Riesgo de desertización



España: 31% del territorio está en riesgo alto o muy alto.

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