UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE Laureate International Universities Tema: Modelos Ambientales Curso: Tecnología y Gestión Ambiental Docente: Ing. Diana Patricia Quispe Silva Alumnos: Abanto Aliaga, María de los Ángeles Alcalde Paredes, Susan Alvares Guevara, Daniel Chilón Idrugo, Sherlay Chingay Paredes, Lesly Huamán Tunante, Edison Hernández Román, Junior Salazar Arribasplata, Juan Yépez Silva, Cristian Modelos Ambientales Tabla de Contenido Objetivos 3 Introducción 4 Desarrollo del Tema 5 Modelos Ambientales 5 1. Definición 5 2. Clasificación de los modelos ambientales 6 3. Tipos de modelos ambientales 7 3.1 Modelos de los Calidad del Agua 7 3.2 Modelos del Calidad del Aire 7 3.3 Modelos de Calidad de Suelos 7 4. Componentes de los modelos ambientales 8 4.1 Declaración de propósitos 8 4.2 Lista de acontecimientos 8 4.3 Diagrama de contexto 9 5. Problemas ambientales a escala mundial 9 6. Modelos aplicables a derrames de petróleo en ecosistemas terrestres 7. El medio ambiente desde la perspectiva sanitaria 10 11 7.1 Estudios de las consecuencias sobre la salud de los factores ambientales y su prevención 12 7.2 Intervención política para elevar los niveles de calidad de vida Gestión Ambiental 12 2 Modelos Ambientales Conclusiones 13 Objetivos 1. Objetivo General Analizar y Conocer los tipos de modelos ambientales, sus aplicaciones, sus ventajas y desventajas. 2. Objetivos Específicos Analizar los medios de evaluación recomendables relacionados con el impacto Ambiental y que estén dentro de los modelos ambientales estudiados. Determinar cuáles deben ser las características de un modelo ambiental para reproducir la realidad. Definir qué medidas se deben adoptar para mitigar los impactos en el ambiente. Gestión Ambiental 3 Modelos Ambientales Introducción Actualmente nos encontramos en una situación de deterioro medioambiental que obliga a replantearse una nueva óptica en las relaciones hombre-entorno. Existen diferentes modelos ambientales pero todos comportan ciertos puntos de vista comunes. Los modelos ambientales tienen por objeto la predicción de comportamiento de un contaminante en el ambiente. Este conocimiento es esencial en la prevención de los efectos perjudiciales para el ecosistema, principalmente para los humanos y otros organismos vivos. El grado de complejidad que el modelo ambiental alcance es función directa del grado de complejidad de la situación planteada y de los objetivos finales que se persigan con su aplicación. Los primeros trabajos, a nivel internacional, desarrollados, tuvieron por objeto el tratamiento de problemas relativos a la contaminación de cursos de agua y a la importante polución del aire en las grandes ciudades. Estos últimos dieron origen al desarrollo de modelos que predicen la evolución de contaminantes gaseosos y particulados en la atmósfera. Por lo que este trabajo quiere resumir los aspectos más importantes de los Modelos Ambientales. Gestión Ambiental 4 Modelos Ambientales MODELOS AMBIENTALES 1. Definición Un modelo es una representación simplificada de un objeto de investigación, elaborado con la finalidad de descripción, explicación, previsión o planificación. Un modelo espacial es un modelo de un objetivo en un espacio matemático con dos aspectos: el geográfico y el valor temático. Modelo Ambiental: una representación simplificada de una cuestión de interés ambiental en la que se hace uso de los métodos matemáticos y de su representación. Campos de aplicación de los Modelos Ambientales: Atmosféricos: circulación general, previsión, meteorología, clima global, regional y local difusión de contaminantes. Hidrológicos: aguas superficiales lluvias escorrentías, simulación de flujos de corrientes, hidráulicas de flujos, modelos de aguas subterráneas, modelos de transporte y flujos de variables saturadas. Tierras, procesos en superficie/subsuelo: crecimiento de vegetación, erosión, salinización, contaminación del suelo. Modelos Integrados: combinación entre cualquiera de los modelos anteriores Básicamente un modelo ambiental o modelo matemático es una función que puede tener la siguiente expresión. Gestión Ambiental 5 Modelos Ambientales 2. Clasificación de los modelos ambientales Existen diversas formas de clasificación según qué aspecto del modelo se tenga en cuenta. a) De acuerdo a la extensión de las aproximaciones hechas se clasifican en : Fenomenológicos: son modelos en donde cada uno de los términos o grupos de términos se basan en las leyes fundamentales de la Química y la Física. Los empíricos, utilizan las mediciones experimentales de X, P, Y y V para obtener una expresión analítica que reemplace a la función f desconocida. Como intermedio entre ambos existen los modelos semiempíricos que tratan de aprovechar las ventajas de ambos extremos. b) De acuerdo a ausencia o presencia de variables probabilísticas: Se clasifican en determinísticos o estocásticos. Un ejemplo simple de variables probabilísticas es la representación funcional de la frecuencia temporal y de la cuantificación de la cantidad de lluvia para la zona en estudio. c) De acuerdo a la forma matemática del abordaje de la función f Se clasifican en analíticos o numéricos. Los analíticos logran una expresión exacta de la función f, mientras que los numéricos logran una expresión de f por aproximaciones sucesivas. Si la variable tiempo es tratada o no se clasifican en dinámicos o estáticos. Desde el punto de vista práctico han demostrado tener mejores resultados los modelos ambientales semiempíricos estocásticos y dinámicos. Debido a que permiten la utilización de información de campo y/o laboratorio con lo cual se puede lograr un mejor ajuste entre la teoría, las experiencias en laboratorio y lo Gestión Ambiental 6 Modelos Ambientales que efectivamente sucede en el campo. Y por otro lado, siempre suele ser necesario contar saber cómo será la evolución temporal en el ambiente el contaminante estudiado. 3. Tipos de modelos ambientales 3.1 Modelos de Calidad del Agua Modelos Unidimensionales o de Flujo de agua. Modelos Bidimensionales o de ancho de corrientes de agua. Modelos Tridimensionales aplicados a aguas subterráneas o sistemas complejos de aguas superficiales. Ejemplos de Modelos de Calidad del Agua: Modelos de Zona de Mezcla. Modelo de Oxígeno Disuelto. Modelo para descargas térmicas. Modelo de Escorrentía. Modelos de Aguas subterráneas. Modelos de Calidad del Agua: Qual II, WASP, SWMM, HEC – 1 y HEC – 2. 3.2 Modelos de Calidad del Aire Se dividen en dos tipos: Modelos Físicos: reproducen físicamente el fenómeno a estudiar en escala apropiada. Modelos Numéricos: simuladores en computador del fenómeno a estudiar. Ejemplos de Modelos de Calidad del Aire: Modelos Gaussianos Modelos Puff Modelos de Línea Modelos de difusión para fuentes móviles en ciudades Modelos Estadísticos para difusión de partículas 3.3 Modelos de Calidad de Suelos Gestión Ambiental 7 Modelos Ambientales Analizan erosión, características, contaminación, salinización y degradación de suelos. Ejemplos de Modelos de Calidad de Suelos Métodos paramétricos: infieren la susceptibilidad a la degradación de los suelos. Modelos matemáticos: estudian procesos degradativos como erosión. 4. Componentes de los modelos ambientales 4.1 Declaración de propósitos Es la declaración textual breve y concisa del propósito del sistema, dirigida al nivel administrativo superior, la administración de los usuarios, y otros que no están. 4.2 Lista de acontecimientos Es una lista narrativa de los estímulos que ocurren en el mundo exterior a los cuales el sistema debe responder. 4.2.1 Características: Ocurren en el ambiente del sistema Generan una respuesta preplanteada del sistema. Ocurren en un tiempo determinado. 4.2.2 Puede ser: Evento externo: Es detectado en el sistema como consecuencia de la llegada de un flujo de información. Evento temporal: Es detectado por el sistema como consecuencia del tiempo. Gestión Ambiental 8 Modelos Ambientales 4.2. 3 Se pue de ver como: Primero se identificará las entidades externas y temporales cada una de ellas para determinar los eventos y para identificar las respuestas que produce el sistema. Para un evento externo: Entidad externa + verbo + objeto Ejemplo: Un cliente solicita informe de precios. En donde cliente es la Entidad Externa, solicita es el verbo e informe de precios es el objeto Para un evento temporal: Tiempo o período + verbo + objeto. Ejemplo: Todos los meses enviar listado de resumen a los clientes. En donde Todos los meses es el tiempo o período, enviar es el verbo y listado de resumen a los clientes es el objeto. 4.3 Diagrama de contexto Es un caso especial de diagrama de flujo de datos, en donde una sola burbuja representa todo el sistema Gestión Ambiental 9 Modelos Ambientales 5. Problemas ambientales a escala mundial Los problemas ambientales no se limitan a la contaminación, sino que abarcan toda una serie de circunstancias en las que el hombre en gran medida genera y sufre de sus acciones erróneas sobre el ambiente. Los problemas más importantes son: Explosión demográfica: en el mundo existen 6000 millones de personas y 5000 millones viven en países del tercer mundo Hambre: 1300 millones de personas no tienen alimentos Deforestación: 50-60% de los bosques del planeta han sido destruidos Desertización: 2000 millones de hectáreas Problema del agua Extinción de especies animales y vegetales: descenso de 1.000.000 Consumo creciente de minerales Aumento de la demanda de existencias Aumento de la contaminación atmosférica Destrucción de patrimonio técnico-artísticos Armamento y conflictos bélicos 6. Modelos aplicables a derrames de petróleo en ecosistemas terrestres En el caso particular de derrames de petróleo, existen dos aspectos que evidencian la complejidad del problema planteado. Gestión Ambiental 10 Modelos Ambientales Primero, que por tratarse el petróleo de una compleja mezcla de hidrocarburos las propiedades fisicoquímicas del mismo varían en forma apreciable y segundo, que debido a los procesos involucrados, su composición química es una función del tiempo. Por otro lado la presencia, en el caso del petróleo, de más de un tipo de sustancia química trae aparejado el problema de que esto influencia el comportamiento en el ambiente de cada una de ellas por la presencia de las otras. Sin embargo es posible estimar como puede modificarse dicho comportamiento teniendo en cuenta, por ejemplo, algunas leyes fundamentales de la química como la ley de Raoult. Como sucede frecuentemente en la resolución de problemas complejos, es necesaria la realización de simplificaciones que garanticen un abordaje concreto de resultados evaluables. Para el caso de las simulaciones de derrames de petróleo son frecuentes, las siguientes estrategias aplicadas a las estimaciones de su comportamiento (10): Propiedades promedio: en este caso se trata al petróleo como único componente y las propiedades tale como presión de vapor, solubilidad en agua, etc, se calculan en base a la composición de la mezcla. Propiedades por grupo: en este caso se divide a los componentes del petróleo por grupos de propiedades fisicoquímicas distintas (aromáticos, alifáticos, compuestos polares, etc.) y se promedian las propiedades de interés para dicho grupo. Una variante es tomar como representativo las propiedades fisicoquímicas de aquel constituyente de cada grupo que e encuentre en mayor proporción. Propiedades por grupo de interés y el resto: es este caso se trata en forma separada aquel grupo (ej.: PAHs, hidrocarburos aromático policíclicos) que presentan mayor interés según el problema estudiado. Gestión Ambiental 11 Modelos Ambientales Propiedades estimadas en base a la fracción soluble o no del petróleo: esta es una aproximación muy útil para ciertos casos específicos relacionados con la evolución de dicha fracción en cuerpos de agua. 7. El medio ambiente desde la perspectiva sanitaria Las personas como todos los seres vivos dependen de una compleja serie de factores ambientales. Los seres humanos ocupan diversos sistemas ambientales con unas características ambientales: a. Su ambiente no es sólo físico y biológico, sino que también es sociocultural b. Somos capaces de modificar el ambiente físico y biológico para adaptarlo a nuestras necesidades Estas modificaciones pueden ir acompañadas se alteraciones de los equilibrios naturales con deterioro del medioambiente y por extensión de la calidad de vida humana. La sanidad actual presenta dos líneas de actuación: 7.1 Estudios de las consecuencias sobre la salud de los factores ambientales y su prevención Salud y ambiente físico o Contaminación abiótica del aire o Contaminación del agua, suelo y alimentos o Contaminación por radiaciones o Contaminación por el ruido Salud y ambiente biológico o Contaminación biótica o Enfermedades transmisibles 7.2 Salud y ambiente sociocultural Intervención política para elevar los niveles de calidad vida Gestión Ambiental 12 Modelos Ambientales En este sentido, cabe destacar el notable incremento de interés de distintas organizaciones internacionales en el desarrollo de programas y líneas de actuación educativas y políticas Conclusiones Dentro de los medios de evaluación recomendables para utilizar en una EIA (Evaluación del Impacto Ambiental) están los modelos ambientales que además pueden servir como una excelente herramienta de gestión especialmente durante las etapas de estudios de factibilidad, del proyecto de ingeniería y de definición de las formas operativas recomendables. También serán de mucha ayuda durante las tareas de definición de las medidas a adoptar para mitigar los impactos, para el control de descargas masivas accidentes y como herramientas de control al implementar el plan de seguimiento que se adopte dentro de este contexto Esta tarea no es sencilla y debe convocar a un conjunto interdisciplinario de especialistas que, para cada situación problemática planteada, sepa adoptar con el mejor criterio posible las estimaciones, correlaciones y aproximaciones y experiencias de campo y/o laboratorio necesarias para poder efectivamente lograr el modelado del ecosistema estudiado. Gestión Ambiental 13 Modelos Ambientales Gestión Ambiental 14
