Geotecnia Ambiental-Colombia e Ingeniería Ambiental

Geotecnia Ambiental-Colombia

La geotecnia ambiental es otra rama perteneciente a la ingeniería geotécnica, la cual se ocupa de cumplir con que el medio ambiente no sea vea perjudicado ni se halle en mal estado durante el inicio, transcurso y finalización de alguna obra o bien estudios aplicados de esta carrera, con lo que el profesional se compromete de mantener en buen estado el entorno que se halla a los alrededores de alguna obra.

El cambio climático ya no es una amenaza futura, hoy en día tiene un alto impacto en la humanidad, sin precedentes. Esta situación ha alcanzado la ocupación y preocupación de diferentes ciencias para localizar soluciones. Así, la Ingeniería Civil así como la Geotecnia dieron sitio a la Ingeniería Ambiental y la Geotecnia Ambiental que han podido vislumbrar técnicas para gestionar y evitar contaminaciones o afectaciones de la naturaleza, e incluso técnicas correctivas.

Los temas ambientales son un componente importante de la Ingeniería Geotécnica, de este modo, los ingenieros geotécnicos se han estado ocupando desde y también ciertas décadas de los temas ambientales de alguna forma, no obstante, ha sido poco sistemática. Los primordiales inconvenientes ambientales que encara la ingeniería geotécnica son el diseño y construcciones de nuevas instalaciones de contenedores de residuos y la evaluación y remediación de sitios contaminados por malas prácticas industriales y que representan una amenaza para la salud pública y el medioambiente.

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Rol de la Geotecnia en el campo de la Ingeniería Ambiental

Cuando se habla de temas de conservación de los terrenos o masas de agua en su estado natural, preservando la naturaleza y la salud, se puede charlar sobre Geotecnia Ambiental. Y no solo como prevención de la contaminación sino más bien asimismo como de su rehabilitación. Para lograr estos objetivos, esta área de la ingeniería efectúa diseños y construcciones, al mismo tiempo que realiza investigaciones de nuevas técnicas de recolección y predisposición de residuos, nuevos materiales para efectuar las construcciones-Colombia, como seguimientos y pruebas sobre las soluciones ya implementadas. Desde finales de la década de 1970 hasta principios de 1990, los ingenieros geotécnicos-Colombia empezaron a centrar sus esfuerzos en abordar las cuestiones relacionadas con la evaluación y remediación de sitios contaminados. Así, los ingenieros civiles e ingenieros geotécnicos-Colombia son capaces de contribuir con su conocimiento en los sistemas de ingeniería civil por lo general y el comportamiento de los suelos particularmente, al desarrollo y evaluación de sistemas de tratamiento para la remediación de sitios contaminados.

Los ingenieros geotécnicos ABC Geotecnia-Colombia tienen una enorme experiencia sobre el comportamiento del suelo como materiales de ingeniería, lo que proporciona impulso para la investigación encaminada a usar para la supresión de contaminantes para el suelo. Los ingenieros geotécnicos también se han adaptado velozmente en su experiencia, con técnicas de mejoramiento de suelos, utilizándolos para tratar las cuestiones ambientales relacionadas con la remediación, como la estabilización y solidificación de los contaminantes en el subsuelo.

Por otra parte, el ingeniero geotécnico ambiental deberá de hacer enfoque en que las ocupaciones de los ingenieros y geólogos no maltraten a la madre naturaleza, con lo que podrá mantener las oportunidades de conseguir trabajo en las investigaciones que se ejecutan ya antes de hacer alguna construcción de cualquier rama.

Geología Ambiental y Geotecnia Ambiental-Colombia

La geología ambiental es toda aquella agrupación de procedimientos y métodos que se ocupa de aplicar la geotecnia, por lo que hace énfasis en conseguir una solución a los problemas que se presenten con relación a las materias provenientes del ambiente al paso que se hace responsable de la protección de la misma y de eludir alguna deficiencia que pueda surgir.

Por otra parte, la geotecnia ambiental es la investigación y análisis de los procesos de materias y territorios ambientales, por lo que se rige por la aplicación de los conocimientos de distintas ramas de la ciencia para conseguir una respuesta a las fallas y de sostener en buen estado al ambiente.

Geotecnia Ambiental Aplicada a Rellenos Sanitarios 

Un relleno sanitario es una obra de ingeniería, en la que se emplean técnicas y maquinaria de movimiento de tierras similares a aquellas para edificar rellenos artificiales. Sin embargo, años atrás esto no se resolvía de este modo al emplear diseños y técnicas no apropiadas, y el día de hoy a pesar de los avances en el tema, ocurre lo mismo en ciertos proyectos en ejecución donde la fase de operación produce brechas muy importantes con la fase de diseño.

Investigaciones pioneras sobre esta materia fueron efectuadas a fines de los años setenta e comienzos de los años ochenta en la P. U Católica de Valparaíso (PUCV), y estaban relacionadas con el conocimiento de la capacidad de carga de este “suelo” (cobertura y residuos sólidos) y la posibilidad de emplearlo como suelo de fundación, lo que se presentó en los Congresos de Ingeniería Sanitaria de Viña del Mar y Temuco. Más tarde se realizaron múltiples investigaciones complementarias sobre los asentamientos de estos depósitos, con el fin de valorar su compresibilidad; capacidad de almacenamiento; posibles usos futuros y querer los movimientos de la masa, destacándose dos proyectos FONDECYT (mil novecientos ochenta y siete y 1991).

Los resultados de investigaciones en restos sólidos con presencia lixiviados y biogás, el día de hoy denominado lixigás por su relevancia en cuanto a las presiones intersticiales al interior de la masa de un relleno sanitario, así como las peculiaridades y heterogeneidad de los restos, demostraron influir sensiblemente en su estabilidad, compresibilidad, capacidad de soporte y comportamiento geotécnico. Se plantearon factores y modelos de cálculo y se desarrollaron experiencias conduzco de rehabilitación de rellenos sanitarios en proceso de cierre, las que fueron más tarde aplicadas en conjunto con otros países, eminentemente España, a casos reales a través de convenios a dos bandas.

Retos Geotécnicos en los Grandes Rellenos Sanitarios-Colombia

En los últimos años los rellenos sanitarios han crecido significativamente en tamaño, y sus desarrollos técnicos y económicos, reduciendo la contaminación a la atmósfera, a las comunidades cercanas, y siendo generadores de energías opciones alternativas, primordialmente eléctrica, lo que representa un avance para la sociedad. Sin embargo, no han ido acompañados de soluciones geotécnicas convenientes que disminuyan los riesgos que generan estas modernizaciones. Ahora, se especifican ciertos de estos nuevos retos geotécnicos:

1 Geometría, altura y sistemas de drenaje de los depósitos.

Los requerimientos o falta de terreno libre y minoración de costos en excavación o impermeabilización, han llevado a proyectos de mayores alturas en los rellenos, desconociéndose adecuadamente los efectos que esto pueda tener en la estabilidad de los rellenos, primordialmente por la debilidad en la determinación de factores representativos, en los modelos empleados o bien en el control sobre el proyecto. Esto ha llevado a geometrías inestables que, al lograr alturas del orden de 70 metros conforme la experiencia de estos autores, han empezado a fallar. Ello debido a las contrariedades de realizar un conveniente drenaje, de lixiviados y biogás para estas alturas. Uno de los factores que ha generado este efecto ha sido la baja eficiencia para los lixiviados del drenaje basal del relleno, de drenajes intermedios o bien de sistemas de bombeo para estos espesores y la ausencia de cómputos de agua representativos de la realidad en la operación. Se suma a lo precedente, la eficiencia de los sistemas de drenaje de gas, para disipar presiones internas más que para producir energía.

2 Lixiviados y biogás en el relleno.

El análisis de estabilidad tradicional normalmente contempla que las presiones debidas al lixiviado y biogás, se representen a través de presiones intersticiales generadas por un nivel freático, desconociendo la interacción de estos elementos en el interior de los restos por ausencia de tecnologías convenientes de monitoreo que permitan diferencias ambas presiones. Este nivel freático en general es definido por el diseñador, y no es controlado en la operación de los rellenos. Hoy día, el procedimiento principal para evitar la generación de presiones intersticiales por lixiviados, corresponde a la construcción de drenes basales, no obstante, la experiencia de operación señala que estos drenes son efectivos los primeros años, para luego ir  incrementándo la saturación del depósito. Esto conduce a que, en el futuro próximo, se deberá acentuar la investigación en la ejecución de drenes más efectivos.

Otro factor a tener en consideración y que es señalado en la bibliografía internacional, es la posibilidad de existencia de barreras impermeables en los residuos, como coberturas o bien bloques de basura encapsulada en recipientes plásticos, que generen especies de napas colgadas, que es un fenómeno que a la fecha no se considera en el diseño y podría modificar sensiblemente la estabilidad del depósito, debido a las hipótesis actuales de diseño.

3 Presencia de lodos en los rellenos.

La actual normativa no entrega una metodología precisa para la co-predisposición de lodos en los diversos géneros de rellenos sanitarios, entregando únicamente un límite de cantidad y humedad de colocación, siendo responsabilidad del operador del relleno desarrollar un método, que no siempre puede tener consideraciones para progresar la estabilidad del relleno. Existen registros de rellenos, principalmente construidos por el método de área, donde se ha desarrollado co-predisposición lográndose una distribución uniforme, al tiempo que en los rellenos del tipo depresiones o bien en quebradas, se pueden generar zonas de acumulación de lodos que acaban fluyendo hacia los puntos más bajos, favoreciendo la generación de planos de fallas.

En cuanto a la humedad de los lodos, experiencias internacionales indican que lodos con humedades bajas, podrían presentar un comportamiento afín a un suelo orgánico, al tiempo que aquellos más húmedos son verdaderos flujos interiores. En Chile, no se ha implementado una investigación real del efecto de estas propiedades sobre la estabilidad, más todavía cuando algunos lodos pueden haber sido dispuestos “encalados”, esto es con un alto contenido de cal que reduce la capacidad de humillación y mejoramiento de las propiedades mecánicas y puede producir una re-hidratación de lodos.

A la complicacion de determinar los parámetros mecánicos representativos de los residuos sin lodos, se suma una mayor dificultad para los rellenos con co-disposición, existiendo autores en la literatura que indican que éstos no poseen resistencia, y otros que les entregan valores afines a suelos residuales (cohesión cercana a diez kPa y ángulo de fricción cercanos a 10°.

Resumiendo, la presencia de lodos en un relleno sanitario con co-disposición es seguramente uno de los factores más influyentes en su pérdida de estabilidad, en tanto que no existe un consenso en el efecto real sobre como incorporarlos en los estudios de estabilidad. No obstante, existen evidencias directas de análisis posterior a fallas, que los lodos han sido las causas principales de los últimos deslizamientos ocurridos en Chile-Colombia y por lo tanto merece evaluar la factibilidad en la normativa. Mientras, estos autores recomiendan reducir o quitar esta práctica de disposición de lodos.

Retos de la Geotecnia Ambiental en Colombia

En Colombia la Geotecnia Ambiental tiene estos desafíos:

• Administración y Manejo y Tratamiento de restos sólidos.
• Reconocimiento de las aguas freáticas.
• Manejo del efecto sellante del subsuelo.
• El análisis de peligros de terremotos y otros peligros naturales.

Diferencia entre Ingeniería Ambiental y Geotecnia Ambiental

La principal diferencia entre la Ingeniería Ambiental y la Geotecnia Ambiental radica en el hecho que su único punto de intersección es la administración ambiental del suelo, ya que la Geotecnia no participa en la solución de problemas sobre el aire, la contaminación del agua o bien las emisiones, mientras que la Ingeniería Ambiental aborda todo problema ambiental indiferente de su naturaleza.

Aunque hay algunas similitudes en los campos de ingeniería geotécnica y la ingeniería ambiental, no son precisamente lo mismo, a pesar que los dos deben ver con el estudio de la tierra, los enfoques de estos ingenieros difieren en ciertos aspectos que hacen a estos campos diferentes.

La ingeniería ambiental no solamente se preocupa por el suelo, como se mencionó previamente, se trata primordialmente de proteger a las personas contra cualquier clase de efectos ambientales desfavorables. Claro, la ingeniería geotécnica puede incluir temas como la mitigación de terremotos-Colombia, pero la ingeniería ambiental se enfoca en más que eso; se trata de de qué forma los humanos pueden mitigar y disminuir los niveles de contaminación y sus efectos, de qué manera mejorar el reciclaje y la supresión de restos, cómo mejorar la calidad del agua y qué medidas se pueden tomar generalmente para progresar la salud y la seguridad pública desde un punto de vista ambiental.

Ingeniería Geotécnica-Colombia en la Prevención de Desastres Naturales

La ingeniería geotécnica juega un papel muy importante para hacer en frente de desastres naturales, como terremotos, sismos, inundaciones y más. La prevención o bien actuación rápida y adecuada no solamente nos salva del desastre, sino más bien también la resistencia y buena construcción de la edificación en la que nos hallamos.

Por su relevancia, las obras de infraestructura deben realizarse con un alto control de calidad, tanto en los materiales de construcción como en su proceso constructivo; Para ello, este país cuenta con leyes y normativas que establecen criterios y especificaciones para la proyección, diseño, cálculo, construcción y supervisión de obras. Este reglamento está vinculado a los estándares internacionales surgidos de la Organización de las Naciones Unidas (Organización de la Naciones Unidas), y este país, al formar parte de él, debe cumplir con lo prescrito en ellos.

ABC-Geotecnia-Colombia  cuenta con ingenieros geotécnicos experimentados con diversas especialidades: estructuralistas, hidráulicos, mecánica de suelos, construcción sanitaria, como los encargados de la obra, gerentes conjuntos de instalaciones (hidráulicas, sanitarias y de gas) y planificadores. Esta experiencia ha sido útil para actualizar continuamente nuestra normativa en materia de construcción de infraestructura y edificación, ya que se debe estimar que nuestro país tiene una pluralidad de peligros de emergencia como terremotos, ciclones y huracanes; Inundaciones por desbordamiento de ríos, corrientes de agua y deslizamientos de tierra en otras áreas; Erupciones volcánicas e incendios forestales, como incendios industriales en los campos de comburentes y químicos.

La ingeniería geotécnica participa de forma esencial para que las obras de infraestructura tengan la máxima protección y de esta forma evitar el peligro de desastres; la participación implica la inspección rigurosa y conveniente de cada obra en sus sistemas y procesos edificantes, verificando que se prosigan las normativas de cumplimiento, especificación edificante y lineamientos de control de calidad para permitir la detección de las fallas aplicables a los materiales y procesos edificantes. En el caso de los materiales, se debe observar su conveniente selección y control de calidad, como los equipos, herramientas y maquinaria y, naturalmente, los procesos de implementación de mano de obra y construcción están todos implicados en programas de seguridad para eludir incidentes o accidentes. Dependiendo del género de obra, los tipos de riesgos, tiempos y desastres (naturales o bien casuales) que se presenten en el área respectiva a lo largo de esta construcción.

Participación de la Ingeniería Geotecnica-Colombia en caso de Desastres Naturales

Los desastres que ocurren con más frecuencia en este país son sismos, terremotos, desbordamientos de ríos y desgajes de cerros. Debido a estas condiciones, la ingeniería Geotécnica-Colombia aporta elementos para ayudar a los diferentes organismos que intervienen en el caso de siniestros.

En caso de sismos, se efectúan inspecciones de los daños estructurales en casas, edificios, centros comerciales, estadios, auditorios, hospitales, mercados, vialidades, sistemas de drenaje y de distribución de agua potable, instalaciones de gas y eléctricas, para valorar su estabilidad y operatividad y, de ser preciso, tomar las medidas pertinentes a fin de que no aumenten los daños y de inmediato se restablezcan los servicios primarios de agua, drenaje, energía eléctrica y vialidades.

Es por este motivo que se crean brigadas que intervengan con maquinarias y equipos singulares en el caso de derrumbes y de afectación a vialidades, conforme con programas emergentes de ataque; es así como se logra evitar al límite el peligro, tanto para la población para los servicios públicos.

También, se hace una verificación singular de los helipuertos de rescate de urgencia, a fin de que en su instante brinden un apoyo efectivo en el veloz traslado de los lesionados a los centros de salud próximos. En cuanto a los aeropuertos, se revisan pistas, calles de rodaje y plataformas para evaluar la seguridad de la operación y garantizar el adecuado arribo de aviones con insumos de ayuda (comestibles, agua, medicinas, otras). En el caso de carreteras se realiza la inspección de pavimentos y se examina si hay desmoronamientos que obstruyan la circulación; de ser de esta forma, se establecen desvíos que aseguren su utilización, inspeccionando puentes y túneles. Para lo anterior se localizan con cierta antelación máquinas y personal capacitado para manejarlas y retirar el resto. Respecto a las obras sanitarias, se hacen inspecciones de los sistemas de bombeo y, en su caso, de los daños que pudieran presentar los sistemas de drenaje y las plantas de tratamiento de aguas residuales. Por otra parte se examinan los sistemas de distribución de agua, sus tanques de almacenamiento, así como los sistemas de bombeo y de conducción a la red de la población.

En el caso de inundaciones y desgajes, se fortalecen las riberas de los ríos y se establecen vías de abandono del área anegada. En los desgajes de cerros, se procede a remover el material con herramienta, equipo y maquinaria, tomando todas las precauciones para no poner en riesgo a los trabajadores. En lo que se refiere a las obras hidráulicas, se inspeccionan los diferentes tipos de presa y sus sistemas de operación para conocer si las afectaciones que padecieron pudieran poner en peligro su operación. De haber daños, se toman las medidas de urgencia pertinentes y se indica el desalojo de las poblaciones que pudieran estar en riesgo.

En todos y cada uno de los casos, es el ingeniero civil quien va a dar instrucciones de como efectuar las labores de inspección de las obras y, en su caso, las labores de rescate, remoción y prevención, todo ello con el objetivo de eludir daños mayores a los provocados por el desastre.

Fuentes:

• Oyarzún, A., y Rojas, L., (1979), U. Católica de Valpso. “El Relleno Sanitario y la Posibilidad de Recuperación y Utilización de un Suelo”. II Congreso Chileno de Ingeniería Sanitaria y del Ambiente, celebrado en Viña del Mar.
• Espinace, R. (1983) “Compresibilidad de Vertederos Sanitarios” y “El Vertedero Sanitario y su Empleo como Suelo de Fundación”, V Congreso Chileno de Ingeniería Sanitaria y del Ambiente, celebrado en Temuco.

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