Geotecnia Ambiental-México e Ingeniería Ambiental

Geotecnia Ambiental-México

La definición de geotécnica ambiental no ha sido establecida de forma clara ni planificada, y en su defecto se ha llegado al ejercicio de esta práctica profesional a través de la reaccion a dificultades ambientales encontrados en la Ingeniería Geotécnica o bien Geotecnia propiamente dicha.

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 encontrar soluciones. Así, la Ingeniería Civil junto con la Geotecnia dieron sitio a la Ingeniería Ambiental y la Geotecnia Ambiental que han podido atisbar técnicas para gestionar y evitar contaminaciones o bien afectaciones de la naturaleza, e incluso técnicas correctivas.

Los temas ambientales son un componente importante de la Ingeniería Geotécnica, así, los ingenieros geotécnicos se han estado ocupando desde e ciertas décadas de los temas ambientales de alguna forma, sin embargo, ha sido poco sistemática. Los primordiales problemas 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 ambiente.

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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 hablar sobre Geotecnia Ambiental. Y no solo como prevención de la polución sino también como de su rehabilitación. Para conseguir estos objetivos, esta área de la ingeniería realiza diseños y construcciones, al tiempo que realiza investigaciones de técnicas nuevas de recolección y disposición de residuos, nuevos materiales para realizar las construcciones-México, así como seguimientos y pruebas sobre las soluciones ya implementadas. Desde finales de la década de mil novecientos setenta hasta principios de 1990, los ingenieros geotécnicos-México empezaron a centrar sus sacrificios en abordar las cuestiones relacionadas con la evaluación y remediación de sitios contaminados. Así, los ingenieros civiles e ingenieros geotécnicos-México son capaces de contribuir con su conocimiento en los sistemas de ingeniería civil en 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-México tienen una enorme experiencia sobre el comportamiento del suelo como materiales de ingeniería, lo que da impulso para la investigación encaminada a utilizar para la supresión de contaminantes para el suelo. Los ingenieros geotécnicos asimismo se han adaptado velozmente en su experiencia, con técnicas de mejoramiento de suelos, usándolos para tratar las cuestiones ambientales relacionadas con la remediación, tales como la estabilización y solidificación de los contaminantes en el subsuelo.

Por consiguiente, el ingeniero geotécnico ambiental deberá hacer enfoque en que las ocupaciones de los ingenieros y geólogos no maltraten a la madre naturaleza, con lo que va a poder sostener las oportunidades de lograr trabajo en las investigaciones que se ejecutan ya antes de realizar alguna construcción de cualquier rama.

Geología Ambiental y Geotecnia Ambiental-México

La geología ambiental es toda aquella agrupación de procedimientos y métodos que se encarga de aplicar la geotecnia, con lo que hace énfasis en conseguir una solución a los inconvenientes que se presenten en relación con las materias provenientes del medioambiente al tiempo que se hace responsable de la protección de la misma y de evitar 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 solucion a las fallas y de mantener en buen estado al medio 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 construir rellenos artificiales. Sin embargo, años atrás esto no se resolvía de esta forma al emplear diseños y técnicas no apropiadas, y hoy pese a 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 vanguardistas sobre esta materia fueron efectuadas a fines de los años 70 y también inicios de los años 80 en la P. U Católica de Valparaíso (PUCV), y estaban relacionadas con el conocimiento de la capacidad de carga de este “suelo” (cobertura y restos 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 varias investigaciones complementarias sobre los asentamientos de estos depósitos, con el objetivo de valorar su compresibilidad; capacidad de almacenamiento; posibles usos futuros y apreciar los movimientos de la masa, destacándose 2 proyectos FONDECYT (1987 y mil novecientos noventa y uno).

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

Desafíos Geotécnicos en los Grandes Rellenos Sanitarios Chile

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 próximas, y siendo generadores de energías alternativas, primordialmente eléctrica, lo que representa un avance para la sociedad. No obstante, ellos no han ido acompañados de soluciones geotécnicas convenientes que disminuyan los peligros que generan estas modernizaciones. Ahora, se especifican ciertos de estos nuevos desafíos geotécnicos:

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

Los requerimientos o bien 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 efectuar un adecuado drenaje, de lixiviados y biogás para estas alturas. Uno de los factores que ha generado este efecto ha sido la baja efectividad para los lixiviados del drenaje basal del relleno, de drenajes intermedios o bien de sistemas de bombeo para estos espesores y la ausencia de balances de agua representativos de la realidad en la operación. Se suma a lo precedente, la eficacia de los sistemas de drenaje de gas, para disipar presiones internas más que para generar energía.

2 Lixiviados y biogás en el relleno.

El análisis de estabilidad tradicional generalmente contempla que las presiones debidas al lixiviado y biogás, se representen mediante presiones intersticiales generadas por un nivel freático, ignorando la interacción de estos elementos dentro de los restos por ausencia de tecnologías convenientes de monitoreo que permitan diferencias ambas presiones. Este nivel freático generalmente es definido por el diseñador, y no es controlado en la operación de los rellenos. Hoy en día, el procedimiento primordial para eludir la generación de presiones intersticiales por lixiviados, corresponde a la construcción de drenes basales, sin embargo, la experiencia de operación señala que estos drenes son efectivos los primeros años, para entonces 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 restos, como coberturas o bloques de basura encapsulada en recipientes plásticos, que generen especies de napas colgadas, que es un fenómeno que a la data no se considera en el diseño y podría modificar considerablemente la estabilidad del depósito, debido a las hipótesis actuales de diseño.

3 Presencia de lodos en los rellenos.

La presente normativa no entrega una metodología precisa para la co-disposición de lodos en los diversos tipos de rellenos sanitarios, entregando solamente 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, eminentemente construidos por el procedimiento de área, donde se ha desarrollado co-disposición lográndose una distribución uniforme, al tiempo que en los rellenos del tipo depresiones o en quebradas, se pueden producir 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 similar a un suelo orgánico, al paso que aquellos más húmedos son verdaderos flujos interiores. En Chile, no se ha incorporado un estudio real del efecto de estas propiedades sobre la estabilidad, más aún cuando ciertos lodos pueden haber sido preparados “encalados”, o sea con un alto contenido de cal que reduce la capacidad de degradación y mejoramiento de las propiedades mecánicas y puede generar una re-hidratación de lodos.

A la dificultad de determinar los parámetros mecánicos representativos de los residuos sin lodos, se aúna una mayor complicad para los rellenos con co-disposición, existiendo autores en la literatura que indican que estos no poseen resistencia, y otros que les entregan valores similares a suelos residuales (cohesión próxima a 10 kPa y ángulo de fricción próximos a 10 grados.

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

Retos de la Geotecnia Ambiental en México

En Mexico la Geotecnia Ambiental tiene estos desafíos:

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

Diferencia entre Ingeniería Ambiental y Geotecnia Ambiental

La principal diferencia entre la ingeniería ambiental y la geotecnia ambiental radica en que su único punto es la administración ambiental del suelo, puesto que la geotecnología no contribuye a resolver los inconvenientes de contaminación del aire, del agua o de emisiones. Al paso que la ingeniería ambiental se dirige a todos los ambientes. Problemas independientemente de su naturaleza.

Hay algunas similitudes en los campos de la ingeniería genotécnica y la ingeniería ambiental si bien en realidad no son iguales, a pesar que ambasse relacionan con el estudio de la tierra, el enfoque de estos ingenieros difiere en algunos aspectos lo que meridianamente hace a estos campos diferentes.

La ingeniería ambiental no solo se encarga del suelo, como se mencionó anteriormente, se trata primordialmente de resguardar a las personas de cualquier tipo de efectos ambientales adversos. Lógicamente, la ingeniería geotécnica puede cubrir temas como la mitigación de terremotos{localidades}, pero la ingeniería ambiental se enfoca más en eso; se trata de de qué forma se pueden reducir y atenuar los niveles de contaminación y sus efectos, cómo progresar el reciclaje y la supresión de residuos, cómo progresar la calidad del agua y qué medidas se pueden tomar en general para hacer pública la salud y la seguridad desde el punto de vista ambiental.

Ingeniería Geotécnica-México en la Prevención de Desastres Naturales

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

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 esto, nuestro 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 (ONU), y nuestro país, al formar parte de él, debe cumplir con lo prescrito en ellos.

ABC-Geotecnia-México  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, en tanto que se debe estimar que este país tiene una pluralidad de riesgos de urgencia como terremotos, ciclones y huracanes; Inundaciones por desbordamiento de ríos, corrientes de agua y deslizamientos de tierra en otras áreas; Erupciones volcánicas y también incendios forestales, como incendios industriales en los sectores de comburentes y químicos.

La ingeniería geotécnica participa de manera esencial para que las obras de infraestructura tengan la máxima protección y de esta forma evitar el riesgo de desastres; la participación implica la inspección estricta y adecuada de cada obra en sus sistemas y procesos edificantes, comprobando que se prosigan las normativas de cumplimiento, especificación constructiva 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 adecuada selección y control de calidad, como los equipos, herramientas y maquinaria y, como es lógico, los procesos de implementación de mano de obra y construcción están todos involucrados en programas de seguridad para evitar incidentes o accidentes. En dependencia del tipo de obra, las clases 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-México 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-México aporta elementos para ayudar a los diferentes organismos que intervienen en caso de siniestros.

En caso de sismos, se efectúan inspecciones de los daños estructurales en casas, edificios, centros comerciales, estadios, auditorios, centros de salud, 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 esta razón que se crean brigadas que intervengan con maquinarias y equipos especiales en el caso de deslizamientos y de afectación a vialidades, conforme con programas emergentes de ataque; así es como se logra eludir al límite el riesgo, tanto para la población para los servicios públicos.

Asimismo, se hace una verificación singular de los helipuertos de rescate de urgencia, para que en su instante brinden un apoyo efectivo en el veloz traslado de los lesionados a los centros de salud próximos. En lo que se refiere a los aeropuertos, se examinan pistas, calles de rodaje y plataformas para valorar la seguridad de la operación y asegurar 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. Con 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 revisan los sistemas de distribución de agua potable, sus tanques de almacenamiento, 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 inundada. En los desgajes de cerros, se procede a remover el material con herramienta, equipo y maquinaria, tomando todas y cada una de las precauciones para no poner bajo riesgo a los trabajadores. En cuanto a las obras hidráulicas, se inspeccionan los diferentes tipos de presa y sus sistemas de operación para conocer si las afectaciones que padecieron pudiesen poner en peligro su operación. De haber daños, se toman las medidas de emergencia 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 dará instrucciones de como efectuar las tareas de inspección de las obras y, en su caso, las tareas de rescate, remoción y prevención, todo ello con la intención de evitar 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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