Casa ecológica

1)
Se utilizan  placas planas para calefacción; son baratos y es factible hacerlos en casa, porque solo es necesario hacer circular aire por la caja.
La mayor eficiencia se consigue si se construye la edificación de modo que funcione como colector solar. El principio básico consiste en situar las ventanas de lado del sol. En invierno la luz entra y caliente el interior. De noche se cierran cortinas o persianas para conservar el calor.

2)
Calentador solar de agua. En los climas en los que el agua no se congela, bastan sistemas simples de convección. Cuando no es el caso, se hace circular un fluido anticongelante.
Los colectores solares que se emplean- que se llaman colectores de placa plana- consiste en una “caja” delgada y ancha con tapa de vidrio o plástico tranparente; el fondo es oscuro y sostiene los tubos que conducen el agua. Orientado al sol, el fondo se calienta conforme absorbe la luz- así como se calienta el pavimento oscuro- y la tapa translucida impide que el calor escape. El agua que circula por lo tubos se calienta y va al tanque de almacenamiento. El agua caliente se impulsa por medio de una bomba.

El principio del colector de placa plana. Cuando es absorbida por una superficie oscura, la luz solar se convierte en calor. Una tapa de cristal o plástico tranparente permite la entrada de la luz y retiene el calor. Agua o aire se calienta a su paso por unos tubos montados sobre la superficie plana.

3)
La casa cuenta con paneles de celdas fotovoltaicas, que convierten la luz solar en electricidad.
 Las azoteas son lugares desaprovechados de casas y edificios. Se podrían aprovechar con la instalación de recolectores de energía.
La celda  solar mejor llamada celda fotovoltaica tiene la apariencia de una oblea con un cable arriba y otro abajo. Cuando la luz brilla en esta oblea, se genera una corriente eléctrica más o menos equivalente al flash de pila. Así, capta la luz y la convierte en electricidad en un solo paso.

4)

Recoger el agua de lluvia supone utilizar el espacio de los tejados y cubiertas de un edificio para captar el agua de lluvia. Esta agua será canalizada, filtrada y almacenada en un gran depósito o aljibe para su posterior uso cuando sea necesario. Los sistemas de captación de agua constan de los siguientes elementos:

Área de captación- Consistente normalmente en el tejado y las cubiertas así como de cualquier superficie impermeable. El material en que se realicen o que de mínimo la cubra las cubiertas deben ser inocuas para el agua (piedras, tejas de cerámica, etc.) y no contener ningún impermeabilizante que pueda aportar sustancias tóxicas a la misma.

Conductos de agua- Ya sea la propia inclinación del tejado y/o una serie de canalones o conductos que dirijan el agua captada al depósito. Deben de dimensionarse correctamente para evitar que se desborden y que se pueda desaprovecharse parte del agua.

Filtros- deben de eliminar el polvo y las impurezas que porte el agua. Existen múltiples sistemas de filtrado que van desde la simple eliminación de las impurezas mas gruesas hasta los sistemas que permiten la potabilización y el pleno uso del agua. También existen filtros que permiten desechar automáticamente los primeros litros de agua recolectados en cada lluvia para permitir un lavado de la superficie colectora que elimine las impurezas que pueda haber.

Depósitos o aljibes- Son los espacios en los que queda almacenada el agua recolectada. Serán de diferentes tamaños en función del agua que se pueda y quiera almacenar. Las paredes del depósito deben de ser de materiales que permitan la correcta conservación del agua. Tradicionalmente los aljibes se construían como un espacio enterrado delimitado por muros. En la actualidad existen también depósitos plásticos especialmente acondicionados para contener esta agua. (Tanques metálicos, depósitos plásticos etc.…) que también pueden ir enterrados.

Sistemas de control- Estos son sistemas opcionales que gestionan la alternancia de la utilización del agua de la reserva y de la red general. Es decir cuando el agua de lluvia se acaba pasa automáticamente a suministrar agua de la red. En el momento que vuelve a llover y se recarga el depósito pasa de nuevo a emplear el agua de la red.

Resumen de energía renovables y no renovables

**http://www.greenpeace.org/mexico/es/Noticias/2010/Junio/CFE-no-seas-carbon/

Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables).

Energías no renovables:
Son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo, el gas natural y el carbón).
Al principio, el principal combustible de las máquinas de vapor era la leña, pero lo sustituyó el carbón cuando la demanda de energía aumentó y se hizo escasa la madera en los alrededores de las zonas industriales. Además de alimentar a las máquinas de vapor, se consumía para calefacción, la cocina y los procesos industriales. En los años veinte, generaba alrededor del 80% de la energía que consumía el mundo.
El carbón y la máquina de vapor impulsaron la revolución industrial donde mucha gente mejoró su nivel de vida pero tuvo sus desventajas.
Los humos de la combustión del carbón contaminaban el aire de las ciudades mucho más de lo que ocurre hoy.
A finales del siglo XIX, la aparición simultánea de tres tecnologías (máquina  de combustión interna, perforación de pozos y la derivación de gasolina) abrió una alternativa a la máquina de vapor. El reemplazo del vapor por el petróleo en las maquinas y los hornos fue un gran paso. A parte de eso, la calidad del aire mejoró porque las ciudades se deshicieron del humo y el hollín de la combustión del carbón. (la contaminación de los motores de gasolina no se volvió problema hasta los años 60, con la proliferación de los automóviles).
En nuestros días, el petróleo cubre alrededor del 40% de la demanda de los energéticos del mundo. No obstante el carbono no ha quedado atrás, y es el principal fuente de energía para generar electricidad.
El gas natural, el tercero de los principales  combustibles fósiles (luego de los hidrocarburos y el carbón), viene asociado al petróleo o aparece cuando se perforan los pozos petroleros. Está compuesto sobre todo de metano, que sólo produce dióxido de carbono y agua cuando se quema, así que produce menos contaminantes que el petróleo, y en ese sentido es más práctico.

Buena parte de la energía total consumida es electricidad, que se designa como fuente secundaria de energía, pues depende de alguna fuente primaria que impulse el generador.
La técnica más difundida para generar electricidad consiste en utilizar una fuente primaria de energía para poner agua en ebullición. El vapor a presión impulsa una turbina acoplada al generador; el sistema recibe el nombre de turbogenerador.
Se aprovecha cualquier forma de energía primaria para hervir el agua; las más comunes son el carbón, el petróleo y la energía nuclear, combustión de basura, la energía solar y la geotérmica.

La razón de que el petróleo, el carbón y el gas natural se llamen combustibles fósiles es porque provienen de los restos de los organismos vivos. Hace 200 a 500 millones de años, pantanos de agua dulce y mares someros, que mantenían abundante vegetación y fitoplancton, cubrían vastas áreas  del globo. Las condiciones anaerobias de las capas inferiores de esas masas de agua impedían la respiración de los des componedores y por ende la putrefacción de los detritos. Entonces se acumularon grandes cantidades de materia orgánica, que al cabo de millones de años, quedó encerrada bajo capas de sedimentos y por la presión y el calor se convirtió en carbón, petróleo y gas natural.

Energía nuclear:
El objetivo de la tecnología nuclear es controlar reacciones atómicas de modo que liberen gradualmente energía térmica infrarroja. Al igual que en las plantas operadas con combustibles fósiles, esta energía sirve para poner agua en ebullición y producir vapor, que impulsa turbo generadores convencionales.
La energía nuclear comprende cambios atómicos por dos procesos: fisión o fusión. En la fisión, un átomo de un elemento pesado se divide en dos átomos de elementos diferentes. En la fusión, dos ´tomos ligeros se combinan y forman uno mayor que otro elemento.
En ambos  casos, la masa de os productos es menor que la de los elementos iniciales. La masa perdida se convierte en energía, de acuerdo con la equivalencia de Einsten. La cantidad de energía liberada es enorme, La fusión o fisión súbita de un kilo de material libera la devastador energía explosiva de una bomba atómica.

Energías renovables:

Principios de la energía solar.
La energía solar procede de la reacciones termonucleares de fusión que ocurren en el sol, -muy importante- se quedan todos los subproductos químicos y radiactivos, la luz que llega a la tierra es energía radiante que va de la ultravioleta- que es bloqueada en gran parte por la capa de ozono- a la visible y la infrarroja (energía térmica). La mayor parte de la radiación solar se encuentra en la región de la luz visible del espectro.
La cantidad de energía solar que llega a la tierra es casi inconcebible. Según un cálculo solo 30 días de esa luz equivale a la energía de todos los combustibles fósiles del planeta, conocidos o no.
Tomar parte de esta energía no altera el equilibrio energético de la biosfera. La energía solar que absorben el agua y el suelo se convierten en calor y se pierde luego en el espacio.

Calentamiento solar del agua.
Los colectores solares que se emplean- que se llaman colectores de placa plana- consiste en una “caja” delgada y ancha con tapa de vidrio o plástico tranparente; el fondo es oscuro y sostiene los tubos que conducen el agua. Orientado al sol, el fondo se calienta conforme absorbe la luz- así como se calienta el pavimento oscuro- y la tapa translucida impide que el calor escape. El agua que circula por lo tubos se calienta y va al tanque de almacenamiento. El agua caliente se impulsa por medio de una bomba.

Calefacción solar.
Se utilizan también de placas planas para calefacción; son baratos y es factible hacerlos en casa, porque solo es necesario hacer circular aire por la caja.
La mayor eficiencia se consigue si se construye la edificación de modo que funcione como colector solar. El principio básico consiste en situar las ventanas de lado del sol. En invierno la luz entra y caliente el interior. De noche se cierran cortinas o persianas para conservar el calor.

Producción solar de electricidad.
La energía solar también sirve para producir electricidad, por lo que es una alternativa del carbón y energía nuclear. Se cuenta con dos métodos viables: Las celdas fotovoltaicas y los canalones solares.
Celdas fotovoltaicas. La celda es solar mejor llamada celda fotovoltaica tiene la apariencia de una oblea con un cable arriba y otro abajo. Cuando la luz brilla en esta oblea, se genera una corriente eléctrica más o menos equivalente al flash de pila. Así, capta la luz y la convierte en electricidad en un solo paso.
Canalones solares. El futuro incluye centrales eléctricas basadas en el principio de aprovechar la energía solar para poner agua en ebullición y con el vapor impulsar turbogeneradores convencionales. Un sistema económico es el canalones solares, que recibe ese nombre porque los colectores son reflectores largos y ahondados inclinados hacia el sol. La curvatura del canalón es tal que la luz incidente se refleja en una tubería que corre por el centro y en la que circula aceite u otro líquido, que alcanza una temperatura muy elevada. El fluido caliente pasa por un sistema de intercambio térmico en el que hierve agua y se produce el vapor que impulsa el turbo generador. El segundo método es el de los estanques solares. Un estanque artificial se llena en parte con salmuera (agua cargada de sal) y luego se pone agua dulce. Como el agua salada es mucho más densa que esta permanece en el fondo y casi no se mezcla. La luz solar pasa por el agua dulce y la salmuera la absorbe y se calienta. El agua dulce funciona a modo de cobertor aislante que retiene el calor. El agua salada se hace circular por los sistemas de calefacción de los edificios o vaporiza fluidos con punto de ebullición bajos para impulsar turbogeneradores de poca presión.

Energía hidráulica.
Muy al principio de la edad tecnológica se descubrió que fuerza de gravedad e agua servía para hacer girar ruedas, que a su vez impulsaba maquinas para moler granos, cegar troncos y realizar otros labores pesados. La culminación moderna del concepto son las enromes presas hidroeléctricas, en las que en agua a presión al pie de las presas impulsa al pasar los turbogeneradores. La cantidad de electricidad producida es proporcional a la altura del agua. De lo que depende la presión- y al volumen que fluye.
La energía hidráulica es una fuente renovable que no contamina, pero construir las presas tare enormes desventajas, ecológicas, sociales y culturales.

Energía eólica.
El eje de la hélice engrana en un generador (en estos casos, el nombre turbina eólica, es más correcto que el de “molino de viento”).
Con la mejora en la confiabilidad y la eficiencia en las turbinas eólicas, el costo de la electricidad que producen a disminuido. Las fincas de viento, grupos de 50 o más de esas maquinas generan electricidad sostenible y que no contaminan hasta por / centavos de dólar el kilovatio, mas barato que las fuentes tradicionales.

Energía geotérmica.
En varias partes del mundo hay surtidores de los que brota el agua casi en ebullición. Ocurren cuando las rocas fundidas del interior están tan cerca de la superficie que caliente las aguas freáticas, como suele suceder en las regiones volcánicas. La base de la tecnología de la energía térmica esta en aprovechar este valor para calentar edificios o impulsar turbinas.

Bibliografía:
“Ciencias ambientales, Ecología y desarrollo sostenible.”
BERNARD J. NEBEL
RICHARD T. WRIGHT.
6ta edición.
Editorial Pretince Hall
pp 553-600.

* Conclusión del curso de Ingeniería ambiental.

En conclusión, se puede decir que la  ingeniería ambiental es la rama de la ingeniería que estudia los problemas ambientales de forma integrada, teniendo en cuenta sus dimensiones ecológicas, sociales, económicas y tecnológicas, con el objetivo de promover un desarrollo sostenible o desarrollo sustentable.

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. Esta disciplina, en pleno desarrollo, ve cada vez más claro su objetivo y ha venido consolidándose como una necesidad, ya que proporciona una serie de soluciones propicias para enfrentar la actual crisis ecológica que vive el planeta. Por esto, es considerada por muchas personas como una profesión de gran futuro.
Al finalizar el curso, tengo por seguro que varios de mis compañeros y yo, terminamos considerando la rama de ingeniería ambiental como una excelente opción de especialización.

** http://www.dforceblog.com/2009/06/29/hay-que-regresarle-la-vida-al-planeta/

VI. La energía y el medio.

Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables).

Energías no renovables:
Son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo, el gas natural y el carbón).
Al principio, el principal combustible de las máquinas de vapor era la leña, pero lo sustituyó el carbón cuando la demanda de energía aumentó y se hizo escasa la madera en los alrededores de las zonas industriales. Además de alimentar a las máquinas de vapor, se consumía para calefacción, la cocina y los procesos industriales. En los años veinte, generaba alrededor del 80% de la energía que consumía el mundo.
El carbón y la máquina de vapor impulsaron la revolución industrial donde mucha gente mejoró su nivel de vida pero tuvo sus desventajas.
Los humos de la combustión del carbón contaminaban el aire de las ciudades mucho más de lo que ocurre hoy.
A finales del siglo XIX, la aparición simultánea de tres tecnologías (máquina  de combustión interna, perforación de pozos y la derivación de gasolina) abrió una alternativa a la máquina de vapor. El reemplazo del vapor por el petróleo en las maquinas y los hornos fue un gran paso. A parte de eso, la calidad del aire mejoró porque las ciudades se deshicieron del humo y el hollín de la combustión del carbón. (la contaminación de los motores de gasolina no se volvió problema hasta los años 60, con la proliferación de los automóviles).
En nuestros días, el petróleo cubre alrededor del 40% de la demanda de los energéticos del mundo. No obstante el carbono no ha quedado atrás, y es el principal fuente de energía para generar electricidad.
El gas natural, el tercero de los principales  combustibles fósiles (luego de los hidrocarburos y el carbón), viene asociado al petróleo o aparece cuando se perforan los pozos petroleros. Está compuesto sobre todo de metano, que sólo produce dióxido de carbono y agua cuando se quema, así que produce menos contaminantes que el petróleo, y en ese sentido es más práctico.

Buena parte de la energía total consumida es electricidad, que se designa como fuente secundaria de energía, pues depende de alguna fuente primaria que impulse el generador.
La técnica más difundida para generar electricidad consiste en utilizar una fuente primaria de energía para poner agua en ebullición. El vapor a presión impulsa una turbina acoplada al generador; el sistema recibe el nombre de turbogenerador.
Se aprovecha cualquier forma de energía primaria para hervir el agua; las más comunes son el carbón, el petróleo y la energía nuclear, combustión de basura, la energía solar y la geotérmica.

La razón de que el petróleo, el carbón y el gas natural se llamen combustibles fósiles es porque provienen de los restos de los organismos vivos. Hace 200 a 500 millones de años, pantanos de agua dulce y mares someros, que mantenían abundante vegetación y fitoplancton, cubrían vastas áreas  del globo. Las condiciones anaerobias de las capas inferiores de esas masas de agua impedían la respiración de los des componedores y por ende la putrefacción de los detritos. Entonces se acumularon grandes cantidades de materia orgánica, que al cabo de millones de años, quedó encerrada bajo capas de sedimentos y por la presión y el calor se convirtió en carbón, petróleo y gas natural.

Energía nuclear:
El objetivo de la tecnología nuclear es controlar reacciones atómicas de modo que liberen gradualmente energía térmica infrarroja. Al igual que en las plantas operadas con combustibles fósiles, esta energía sirve para poner agua en ebullición y producir vapor, que impulsa turbo generadores convencionales.
La energía nuclear comprende cambios atómicos por dos procesos: fisión o fusión. En la fisión, un átomo de un elemento pesado se divide en dos átomos de elementos diferentes. En la fusión, dos ´tomos ligeros se combinan y forman uno mayor que otro elemento.
En ambos  casos, la masa de os productos es menor que la de los elementos iniciales. La masa perdida se convierte en energía, de acuerdo con la equivalencia de Einsten. La cantidad de energía liberada es enorme, La fusión o fisión súbita de un kilo de material libera la devastador energía explosiva de una bomba atómica.

Energías renovables:

Principios de la energía solar.
La energía solar procede de la reacciones termonucleares de fusión que ocurren en el sol, -muy importante- se quedan todos los subproductos químicos y radiactivos, la luz que llega a la tierra es energía radiante que va de la ultravioleta- que es bloqueada en gran parte por la capa de ozono- a la visible y la infrarroja (energía térmica). La mayor parte de la radiación solar se encuentra en la región de la luz visible del espectro.
La cantidad de energía solar que llega a la tierra es casi inconcebible. Según un cálculo solo 30 días de esa luz equivale a la energía de todos los combustibles fósiles del planeta, conocidos o no.
Tomar parte de esta energía no altera el equilibrio energético de la biosfera. La energía solar que absorben el agua y el suelo se convierten en calor y se pierde luego en el espacio.

Calentamiento solar del agua.
Los colectores solares que se emplean- que se llaman colectores de placa plana- consiste en una “caja” delgada y ancha con tapa de vidrio o plástico tranparente; el fondo es oscuro y sostiene los tubos que conducen el agua. Orientado al sol, el fondo se calienta conforme absorbe la luz- así como se calienta el pavimento oscuro- y la tapa translucida impide que el calor escape. El agua que circula por lo tubos se calienta y va al tanque de almacenamiento. El agua caliente se impulsa por medio de una bomba.

Calefacción solar.
Se utilizan también de placas planas para calefacción; sn baratos y es factible hacerlos en casa, porque solo es necesario hacer circular aire por la caja.
La mayor eficiencia se consigue si se construye la edificación de modo que funcione como colector solar. El principio básico consiste en situar las ventanas de lado del sol. En invierno la luz entra y caliente el interior. De noche se cierran cortinas o persianas para conservar el calor.

Producción solar de electricidad.
La energía solar también sirve para producir electricidad, por lo que es una alternativa del carbón y energía nuclear. Se cuenta con dos métodos viables: Las celdas fotovoltaicas y los canalones solares.
Celdas fotovoltaicas. La celda es solar mejor llamada celda fotovoltaica tiene la apariencia de una oblea con un cable arriba y otro abajo. Cuando la luz brilla en esta oblea, se genera una corriente eléctrica más o menos equivalente al flash de pila. Así, capta la luz y la convierte en electricidad en un solo paso.
Canalones solares. El futuro incluye centrales eléctricas basadas en el principio de aprovechar la energía solar para poner agua en ebullición y con el vapor impulsar turbogeneradores convencionales. Un sistema económico es el canalones solares, que recibe ese nombre porque los colectores son reflectores largos y ahondados inclinados hacia el sol. La curvatura del canalón es tal que la luz incidente se refleja en una tubería que corre por el centro y en la que circula aceite u otro liquido, que alcanza una temperatura muy elevada. El fluido caliente pasa por un sistema de intercambio térmico en el que hierve agua y se produce el vapor que impulsa el turbo generador. El segundo método es el de los estanques solares. Un estanque artificial se llena en parte con salmuera (agua cargada de sal) y luego se pone agua dulce. Como el agua salda es mucho más densa que esta permanece en el fondo y casi no se mezcla. La luz solar pasa por el agua dulce y la salmuera la absorbe y se calienta. El agua dulce funciona a modo de cobertor aislante que retiene el calor. El agua salada se hace circular por los sistemas de calefacción de los edificios o vaporiza fluidos con punto de ebullición bajos para impulsar turbogeneradores de poca presión.

Energía hidráulica.
Muy al principio de la edad tecnológica se descubrió que fuerza de gravedad e agua servía para hacer girar ruedas, que a su vez impulsaba maquinas para moler granos, cegar troncos y realizar otros labores pesados. La culminación moderna del concepto son las enromes presas hidroeléctricas, en las que en agua a presión al pie de las presas impulsa al pasar los turbogeneradores. La cantidad de electricidad producida es proporcional a la altura del agua. De lo que depende la presión- y al volumen que fluye.
La energía hidráulica es una fuente renovable que no contamina, pero construir las presas tare enormes desventajas, ecológicas, sociales y culturales.

Energía eólica.
El eje de la hélice engrana en un generador (en estos casos, el nombre turbina eólica, es más correcto que el de “molino de viento”).
Con la mejora en la confiabilidad y la eficiencia en las turbinas eólicas, el costo de la electricidad que producen a disminuido. Las fincas de viento, grupos de 50 o más de esas maquinas generan electricidad sostenible y que no contaminan hasta por / centavos de dólar el kilovatio, mas barato que las fuentes tradicionales.

Energía geotérmica.
En varias partes del mundo hay surtidores de los que brota el agua casi en ebullición. Ocurren cuando las rocas fundidas del interior están tan cerca de la superficie que caliente las aguas freáticas, como suele suceder en las regiones volcánicas. La base de la tecnología de la energía térmica esta en aprovechar este valor para calentar edificios o impulsar turbinas.

* México posee unos de los mayores proyectos de energía eólica del mundo. (Ventosa, Oaxaca)
El proyecto, denominado Central de Energía Eólica “Parques Ecológicos de México
Fotografía obtenida de (http://elpoderdemiami.com/2009/01/23/mexico-inaugura-parque-de-energia-eolica/)

V. Contaminación del suelo.

El suelo: La vida depende del suelo (capa superior de la litosfera) porque los nutrientes que hay en nuestros alimentos provienen de él. Éste nos proporciona madera, papel, algodón y todos los alimentos que son necesarios para la vida (trigo, arroz, papa, maíz) y además ayuda a purificar el agua que bebemos.

Tipos del suelo: Los suelos varían mucho en color, composición. tamaño de poros, acidez y espesor.

- Suelo desértico: (clima seco y caluroso), color pardo o rojizo con acumulaciones variables de arcilla, carbonato de calcio y sales solubles.

- Suelo de pradera: (clima semiárido) es alcalino, oscuro y rico en humus, es arcilloso y contiene compuestos de calcio.

- Suelo tropical húmedo: Es ácido, humus de color negro compuestos de hierro, aluminio, mezcla de arciilas.

- Suelo templado húmedo: Formado de capas con, mezcla de minerales y humus, tiene greda limosa de ligero color pardo con depósitos glaciales.

- Suelo de clima frío y húmedo (coníferas): Tiene capa de humus, es ácido y de color claro, compuestos de hierro y aluminio.

Erosión de los suelos: La erosión del suelo o edáfica es el movimiento de sus componentes, en especial del suelo superficial, de un lugar a otro. Las 2 causas principales de la erosión del suelo son el flujo del agua y el viento. Ésta se debe a la agricultura, tala forestal, construcciones, etc.

Contaminación del suelo: En forma genérica el suelo puede contaminarse por:

1. Salinización: Las tierras que trabajan con riego tienen algunos efectos perjudiciales, porque el agua de  riego contiene sales disueltas y en climas secos, gran parte del agua se evapora a la atmósfera, dejando concentraciones elevadas de sales como cloruro de sodio. El aumento de sales impide el desarrollo de los cultivos, disminuye los rendimientos y eventualmente mata a las plantas, volviendo improductivo al terreno.

2. Anegamiento y Saturación Húmeda: Cuando se aplica un exceso de agua para impedir que las sales destruyan los sistemas de raíces frágiles, el agua es acumulada en el subsuelo si es que no hay un adecuado drenaje. La saturación húmeda sucede en regiones con densa irrigación y en terrenos de baja permeabilidad y sin drenaje, creando un problema grave al elevar gradualmente el nivel fréatica y el agua salobre recubre las raíces de las plantas y las mata.

3. Contaminación del suelo por residuos: El suelo ha sido desde siempre el vertedero por excelencia, de una buena parte de los residuos originados por el hombre, dada su fácil accesibilidad. Los desechos de una sociedad toman la forma de gases, líquidos y sólidos. Los desechos gaseosos se liberan a la atmósfera, los líquidos y algunos sólidos discurren hacia las aguas residuales y la mayor parte de desechos sólidos, tanto industrial, doméstico como de oficinas son uno de los problemas de desechos sólidos más serios que enfrenta la sociedad, para desplazarlos de un lado a otro.

a. Residuos sólidos: Los residuos sólidos se definen como aquellos desperdicios que no son transportados por agua y que han sido rechazados porque ya no se van a utilizar. En el caso de los residuos sólidos municipales se aplican términos más específicos a los residuos de alimentos putrescibles (biodegradables), llamados basura, y a los residuos sólidos no putrescibles, los cuales se designan simplemente como desechos. Los desechos incluyen diversos materiales, que pueden ser combustibles (papel, plástico, textiles, etc.) o no combustibles (vidrio, metal, etc.).

b. Residuos urbanos: El más conocido desecho urbano es el proveniente de fuentes domésticas, comercialese industriales; tales desechos incluyen, latas. botellas, papeles, plásticos, automóviles convertidos en chatarra, basura y artículos de consumo usados. Entre los desechos de cocina están los desechos de alimento vegetales, residuos de carne, grasa de frituras, cortezas de cítricos y otras frutas; entre lo desechos de papel y productos de papel tenemos: cartón, periódicos, revistas, papel de envoltura, cartas, etc. Cuando se recogen estos desechos, casi siempre se vacían, sobre la tierra en algún lugar lejano de las zonas urbanas.

Recuperación de residuos urbanos:
Las investigaciones alentadas por el cambio climático, han originado usar lo diferentes desechos, conocidos como biomasa como fuente de un futuro combustible a base de alcohol. Los procesos de conversión de los tallos de maíz, los residuos fecales y desechos orgánicos de basura doméstica también se usarán para producir etanol, el cual mezclado con gasolina reducirá la amenaza del calentamiento global. Una forma de reducir la cantidad de basura generada en las urbes, es mediante el reciclaje al alcance de todos los ciudadanos. Es necesario que los municipios y/o empresas sistematicen la forma de re coleccionar los materiales recuperables, inicialmente con planes pilotos a fin de de que grupos familiares se acostumbren a recoger la basura de desechos en forma separada.

Relleno Sanitario: Un vertedero de seguridad, no es más que una instalación diseñada para albergar, en un terreno adecuado y en condiciones seguras, durante un tiempo indefinido, ciertos residuos originados por actividades antropogénica. Por condiciones de seguridad se entiende a que los residuos almacenados en el vertedero queden confinados dentro de sus límites. De tal manera que no exista posibilidad de dispersión hacia el exterior. Las principales vías de dispersión son:

* Arrastre por emanaciones gaseosas
*Arrastre por dispersión de polvo
*Arrastre por solubilización (lixiviación)
*Arrastre junto con el agua de percolación

4. Residuos peligrosos: Un residuo peligroso se define como cualquier sólido líquido o gas, capaz incendiarse con facilidad, ser corrosivo para la piel y los metales, ser inestable y poder estallar o liberar vapores tóxicos, así mismo tener concentraciones peligrosas de uno o más materiales tóxicos que pueden lixiviar o aflorar. De acuerdo al manejo de las sustancias tóxicas, estas se clasifican según:
-Su estado físico (gaseoso, líquido y sólido)
-Su composición química (hidrocarburo, alcohol, etc.)
-Su uso (plaguicidas, disolventes, aditivos para alimentos, etc.)
-El ambiente en el que se encuentran (áreas de trabajo, tipos de medio, etc.)
-El órgano que afecta (hígado, riñón, pulmones, etc.)
-Su efecto (cancerígeno, mutagénico, etc.)

Residuos Industriales La mayoría de los desechos sólidos industriales son los materiales que no se pueden aprovechar actualmente. El tratamiento de materias primas, tales como los metales, los combustibles fósiles o los productos agrícolas que sirven para fabricar aviones, zapatos, latas de cerveza o balones, etc. produce siempre desperdicios sólidos. Entre estos tenemos:

Residuos de cervecería, destilación y fermentación/ Desperdicios químicos/ Residuos de la manufactura de alimentos/ Residuos de fundición/ Residuos de curtido de pieles/ Residuos municipales/ Residuos de petróleo/ Residuos de cerámica

Contaminantes inorgánicos

Un metal pesado generalmente es aquel que tiene una gravedad específica mayor a 4 o 5 pero a menudo se refiere a aquellos que al ser usados se comportan como tóxico. La lista de metales pesados incluye aAl,As, Be, Bi, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Hg, Ni, Se, Sr, TI, Sn, Ti, y Zn. Contaminando el suelo se encuentran: Arsénico, Cadmio, Mercurio, Plomo, Cromo, nitratos y Nitritos.

Industria Minera: La explotación de los recursos minerales que se encuentran en la superficie, en el subsuelo, en

los lechos de los ríos, en la plataforma continental y en el fondo del océano, tales como: petróleo, carbón, hierro, cobre, plata, oro, plomo, zinc, aluminio, manganeso, arena, caliza, fertilizantes, etc., es una actividad de la cual depende el bienestar de la humanidad y exige la aplicación de procesos industriales específicos que contaminan considerablemente la tierra. Pero esta capacidad de extraer minerales con frecuencia da lugar a modificaciones rápidas del ecosistema circundante superando su capacidad de autodepuración, creando la contaminación ambiental, cuyas fuentes potenciales de mayor significación en la industria minera son:

 *Efluentes emitidos a la atmósfera por las operaciones mineras y metalúrgicas.
* Efluentes líquidos de las canchas de relaves.
* Efluentes líquidos generados en los procesos metalúrgicos.
* Drenaje de agua de mina.

Industria del petróleo: En el mundo se consumen para uso energético 70 millones de barriles diarios.

Existen derrames sobre el suelo, contaminando las aguas superficiales y subterráneas, dañando la tierra agrícola y forestal. Un caso típico de contaminante exógeno es el petróleo o sus productos derivados, los cuales son vertidos directamente al suelo, intencionada o accidentalmente, o bien su presencia se debe a fugas de tanques de almacenamiento de dichos productos. El comportamiento fisicoquímico del petróleo en el suelo depende del tipo del suelo, en concreto del tamaño de grano, de su porosidad, permeabilidad, del área superficial, del contenido en materia orgánica y de su capacidad de intercambio iónico. También depende de la composición química del petróleo y de sus propiedades fisicoquímicas, como son su solubilidad en el medio acuoso, su punto de ebullición, su coeficiente de difusión en el aire, de su presión de

vapor, etc.

Una vez en las capas inferiores del suelo, el petróleo se desplaza por tres mecanismos distintos:

- Por difusión hacia zonas de más baja concentración.

- Por advección hacia zonas de menor presión de vapor.

- Por dispersión mecánica.

Gracias a estos tres mecanismos de desplazamiento, los componentes del petróleo pueden volatilizarse y escapar a la atmósfera, adsorberse en los granos que forman los horizontes más superficiales del suelo, disolverse en el medio acuoso encerrado en los poros o bien en la capa hídrica que recubre las partículas.

Industria química

Uno de los desechos más nocivos de la industria química son las dioxinas, por ser demasiado tóxicas y encontrarse frecuentemente en los aceites de automóviles como el 2,3,7,8 tetraclorodi-benceno-p-dioxina. La dioxina se forma como impureza en la manufactura de diversas sustancias químicas y plaguicidas con una base de triclorofenol y cuando se queman plásticos. Otro de los desechos industriales tóxicos son los difenilos policlorados (PCB) -actualmente prohibidos- que forman parte de más de 70 hidrocarburos muy parecidos, son químicamente inertes, solubles en agua y no se descomponen a temperaturas normales. Los PCB tienen varios usos industriales, como fluido eléctrico para condensadores y transformadores industriales, en aplicaciones hidráulicas y de transferencia de calor, como plastificante, lubricantes en aditivo de cemento, pinturas, hules, adhesivos, etc.

** imagen obtenido (http://www.cnmnoticias.com/notas2010/info_municipios/cuautitlan_izcalli/bol_074/bol_074.htm)

*fotografía de la presa Madin (Atizapán), donde un grupo de jóvenes están limpiando la contaminación del suelo en dicha presa.

IV. Contaminación del agua.

El agua es un elemento fácilmente contaminable. Sus múltiples usos la ponen en contacto con sustancias que la hacen perder sus propiedades saludables para la vida.
Las principales actividades que contaminan el agua son: la industria, la agricultura, la ganadería, y los usos urbanos y domésticos.
La contaminación industrial se debe al uso que del agua se hace en los procesos industriales: lavado de maquinaria y productos, enfriamiento, arrastre de las materias primas sobrantes, etc. Una forma de contaminación indirecta es a través de las partículas que son expulsadas al aire. Estas partículas terminan por precipitarse, o incorporarse al agua dentro de las gotas de lluvia.
La contaminación agrícola se produce por medio de un uso excesivo de abonos, especialmente los abonos nitrogenados, que reducen considerablemente el oxígeno del agua. Aquella parte del abono que no se emplea en el crecimiento de las plantas es arrastrado por las aguas, contaminándolas.
También la ganadería es un agente contaminante importante, sobre todo en ciertos puntos. La ganadería como agente contaminante aparece con la estabulación y las explotaciones intensivas. Los principales problemas de contaminación provienen de los purines animales, muy difíciles de eliminar, y que ya no se emplean, como antaño, para abono de las tierras.
La contaminación doméstica se debe al uso en el hogar de detergentes, grasas y el aseo personal y del hogar. Se trata de productos variados y de muy diferentes características. Los residuos urbanos terminan en basureros, que suelen estar al aire libre. El agua que circula a través de ellos, agua de lluvia principalmente, termina muy contaminada por diversos productos.
La contaminación urbana se debe a usos del agua para higiene de la ciudad. En ese proceso arrastra polvo, grasas, gasolinas y otros líquidos de los vehículos, junto con otros desperdicios urbanos. Los humos de vehículos a motor y calefacciones se mezclan con el agua atmosférica y son arrastrados al suelo como lluvia ácida.
La sobreexplotación de los acuíferos genera, también, la contaminación de estos, especialmente si están dentro del ámbito de las filtraciones marinas. Cuando el nivel del acuífero queda por debajo del nivel de recarga, el agua procedente de otros lugares, que puede estar contaminada rellena el acuífero contaminándolo por completo. Este mecanismo es especialmente peligroso en las inmediaciones de la zonas industriales y los basureros.
Como el resto del agua presente en las tierras emergidas, el agua contaminante también termina bien en acuíferos, que quedan inutilizables para el ser humano, bien en lagos bien en el mar. Las zonas próximas a la costa presentan niveles de contaminación preocupantes en la mayoría de los países desarrollados.
Muchos son los productos que pueden contaminar el agua. Los más peligrosos son los metales pesados (mercurio, plomo, cinc, etc.), porque son bioacumulables, y entran a formar parte de la cadena trófica si esta agua es usada para regar o dar de beber a los animales. Detreminados productos químicos de uso común como los detergentes e insecticidas son tóxicos y cancerígenos. También aparecen entre el agua contaminada restos de medicamentos sobrantes, que terminan en el desagüe. Entre los contaminantes químicos el principal es el nitrato, que procede de fertilizantes y abonos químicos. El arsénico es uno de los contaminantes más peligrosos, ya que en pequeñas dosis puede ser letal. Proceder de la disolución de determinadas rocas, pero también de su uso para determinados procesos industriales. El mercurio es un metal muy contaminante, y que una vez en el organismo no se elimina. Hasta la década de 1980 era frecuente el uso del mercurio en diversos utensilios domésticos, como los termómetros. También aparece en la composición de la sosa cáustica, pero por su gran peligro en la actualidad está prohibido su uso. El aluminio es un metal muy común en nuestros días. Su extendido uso hace que esté presente en el agua. El cobre es uno de los elementos más utilizados en la industria, y está presente en todos los hogares.: cableado eléctrico, piezas de máquinas, utensilios de cocina, insecticidas, pinturas, fertilizantes, y alimentos, ya que es un nutriente esencial para el cuerpo, en dosis adecuadas. El plomo es un contaminante muy peligroso, sobre todo por su fácil oxidación. Muchas casas antiguas aún tienen cañerías de plomo, por las que circula el agua. El flúor y el cloro también están presentes en las aguas. Son un elemento esencial para su potabilización, pero en exceso pueden producir problemas de salud.
Las aguas contaminadas procedentes de los hogares, industria y ciudades es canalizada a través de alcantarillas de aguas residuales hacia las depuradoras, donde por diversos procesos recupera gran parte de sus propiedades naturales.
Las aguas contaminadas que circular por una red de alcantarillas, las aguas residuales de origen urbano, doméstico e industrial, han de ser dirigidas hacia una estación depuradora de aguas residuales, o planta de depuración, situada aguas abajo del punto contaminante. En la estación depuradora se tratarán las aguas por diversos procesos fisicoquímicos y biológicos, con el objeto de quitarles sus contaminantes, y devolverla a la naturaleza en el mejor estado posible. La mayor parte de las depuradoras tratan las aguas urbanas y domésticas, pero determinados sectores industriales han de tener su propia depuradora con procesos específicos para sus contaminantes, como es el caso de las farmacéuticas y las plantas químicas.
Desde el punto de vista de la depuración del agua se distinguen, por un lado los contaminantes que están en suspensión o flotación y por otro los que están disueltos en el agua. Además, están los contaminantes de origen orgánico y los de origen mineral. También hay que distinguir los contaminantes, que aún siéndolo, son biodegradables, y los que no.
El agua contaminada que llega a una planta pasa por diferentes balsas, canales, cisternas y procesos donde recibe distintos tratamientos. Los primeros tratamientos son los físicos. En las primeras balsas se quitan los elementos flotantes gruesos haciendo pasar el agua por rejillas cada vez más pequeñas. Tras el último tamiz el agua se vierte en una balsa de decantación donde, con el reposo, y por gravedad, los elementos finos que aún están en suspensión se depositan en el fondo.
El agua, ya decantada, pasa entonces a una balsa en la que es tratada con bacterias, que la liberan de gran parte de los contaminantes orgánicos, y parte de los minerales. Esta balsa ha de estar bien oxigenada, por lo que tiene mecanismos que mueven el agua y la airean.
Tras este tratamiento el agua ha de ser decantada de nuevo. Las técnicas en este segundo tratamiento son múltiples: fangos activos, lechos bacterianos, aireación prolongada, biodiscos, etc.
El agua puede recibir un tercer tratamiento, especialmente si se pretende utilizar para otros usos. Se trata de tratamientos físico-químicos que varían dependiendo de para qué se requiera el agua: higienización, para a eliminar virus y gérmenes, cloración, rayos ultravioleta, etc.
El proceso de depuración genera residuos (como los lodos) en los que la concentración de contaminantes es muy alta. El tratamiento de estos residuos requiere de una atención especializada, salvo los obtenidos en los primeros pasos, que es asimilable a las basura urbanas. Los lodos precisan de tratamientos como el espesamiento, la digestión y la deshidratación, para conseguir se que sean asimilables a los residuos sólidos urbanos, puedan se incinerados, o sirvan como abono para la agricultura. Como subproducto se produce metano, que en cantidades suficientes puede ser comercializado.
La instalación y el mantenimiento en buenas condiciones de una depuradora debe de ser una prioridad para todas las poblaciones. Desde tamaños de unos pocos cientos de personas la contaminación de las aguas puede suponer un peligro si se liberan en la naturaleza de manera indiscriminada. Por otro lado, las depuradoras tienen un plazo de vida útil limitado por lo que es necesario ir renovándolas, y planeando su sustitución con suficiente antelación. Normalmente la instalación y conservación de las depuradoras está en manos de los poderes municipales.


** Imagen obtenida de (https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiK-3B9QIG8Yer6RLNBhBSSE9sQa_6wurzxY1BpMy8TYlbRdAmXS5zn9OIkTBoBOXuiq3LhaHwqjqdIu-9Zq3grJrHgpQ3TuWXDOXtKB254RByDkN4LnH-O4t4HeP3WS_e1QGIhVYE8i4Gn/s1600/lago+gpe.png)
* En esta fotografía se puede observar algunos estudiantes del tecnológico de Monterrey (Campus Edo. México) tratando de limpiar la basura en el Lago de Guadalupe. (Cuautitlán Izcalli)