AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL

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1 Henry Antonio Mendiburu Díaz AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Aplicación de la automatización industrial y el control de procesos, en la protección y conservación del medio ambiente Lima, Perú MMIII

2 AUTOMATIZACIÓN ME DIOAMBIE NTAL Derechos reservados conforme a Ley Partida Registral N Asiento 01, Expediente N INDECOPI PERÚ (VERSIÓN E-BOOK) Copyright Henry Antonio Mendiburu Díaz Impreso en Perú Mayo/2003 Formato: 25x18cm, 319 páginas No se permite la reproducción total o parcial de este libro, ni el almacenamiento en un sistema informático, ni la transmisión mediante cualquier medio electrónico, mecánico, fotocopia, por registro u otro, sin la autorización previa del titular del Copyright. Para mayor información visitar

3 PROLOGO Las ciencias ecológicas y medioambientales han sido cultivadas por el ser humano en su afán por conocer e integrarse con el ambiente que lo rodea; del mismo modo el conocimiento humano ha permitido el progreso de la ciencia y la creación de nuevas tecnologías. Las actividades que realiza el hombre son los principales agentes que van a afectar al medio ambiente, mediante la automatización el hombre se ve reemplazado por las máquinas, por lo que las máquinas autómatas se convierten en los pilares en la lucha por la defensa del medio ambiente. La minimización de la contaminación debe ser también un objetivo de la industria, puesto que cada fase del proceso productivo ofrece posibilidades para trabajar aspectos medioambientales Mediante esta obra se plantea poner mayor atención al uso y aplicación de los procesos automatizados, para que de este modo la gestión medioambiental obtenga las mismas ventajas que los procesos productivos cuyas variables y parámetros de operación están debidamente controlados y permanecen dentro de un rango de operación que garantiza la mayor performance del sistema. Henry Mendiburu

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5 Henry Antonio Mendiburu Díaz ÍNDICE Capítulo I : SISTEMAS DE CONTROL 1. GENERALIDADES ELEMENTOS DE UN SISTEMAS DE CONTROL Elementos de Control en Procesos Industriales Elementos de un Sistema de Control Automático Tipos de Variables Señales de Comunicación TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL Sistemas de Control de Lazo Abierto (Open loop) Sistemas de Control de Lazo Cerrado (Feedback) Sistemas en Tiempo Continuo y Tiempo Discreto CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL CARACTERÍSTICAS DEL CONTROL MÉTODOS DE CONTROL Métodos de Control Clásico Métodos de Control Moderno Métodos de Control Avanzado Estrategias de Control 26 Capítulo II : AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL 1. PANORAMA DE LA AUTOMATIZACIÓN SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN Elementos de una Instalación Automatizada Autómatas Programables Ciclos del Programa Procesos de Operación del Sistema Seguridad de Funcionamiento del Sistema INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Especificaciones Técnicas Clases de Instrumentos Representación y Simbolismo LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN REDES INDUSTRIALES Niveles de jerarquía en una Red Industrial 51 I

6 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 5.2. Clasificación de las Redes Tipos de Redes Industriales Protocolos para Buses de Campo SISTEMAS SCADA Funciones Principales Transmisión de la Información Elementos del Sistema INGENIERÍA ASISTIDA POR COMPUTADORA Diseño Asistido por Computadora (CAD) Manufactura Asistida por Computadora (CAM) Integración CAD/CAM Control Numérico Computarizado (CNC) Componentes y Aplicaciones del Sistema CIM Control de Calidad Asistido por Computador (CAQ) 67 Capítulo III : MEDIO AMBIENTE 1. MEDIO AMBIENTE Y ECOLOGÍA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Contaminación del Agua Contaminación del Aire Contaminación del Suelo Contaminación Sonora Contaminación Térmica Contaminación Visual DAÑO AMBIENTAL Administración de los Residuos Sólidos Deterioro de la Capa de Ozono Efecto Invernadero Lluvia Ácida PERTURBACIONES AMBIENTALES Radiactividad Deforestación Pérdida de biodiversidad NECESIDAD DE CONSERVAR EL MEDIO AMBIENTE Consecuencias sobre la Salud Consecuencias sobre el Confort Equilibrio en los Ecosistemas Nuevas Necesidades 107 II

7 Henry Antonio Mendiburu Díaz Capítulo IV : INGENIERÍA MEDIOAMBIENTAL 1. MISIÓN DE LA INGENIERÍA MEDIOAMBIENTAL DESARROLLO HUMANO Sobrepoblación en el Mundo Migración y Crecimiento Urbano Desarrollo Industrial Necesidad Energética GESTIÓN AMBIENTAL Sistemas de Gestión Ambiental Principios de un Sistema de Gestión Ambiental Medios para la Gestión Ambiental IMPACTO AMBIENTAL Estudios de Impacto Ambiental Generalidades de los Estudios de Impacto Ambiental Clasificación del Impacto Ambiental Metodología para el Estudio Políticas de Prevención y Corrección AUDITORIA AMBIENTAL Concepto y Generalidades Clasificación de la Auditoría Ambiental Instrumentos de la Auditoría Ambiental Fases de una Auditoría Ambiental 156 Capítulo V : CIENCIA MEDIOAMBIENTAL 1. ECOLOGÍA SOCIAL Y POLÍTICA Generalidades Gestión de Ecosistemas Gestión Adaptativa de Ecosistemas Sistemas de Información Ecológicos ECONOMÍA AMBIENTAL Economía de los Recursos Naturales Costos vs Beneficios Métodos de Valoración Monetaria Eficiencia Económica LEGISLACIÓN AMBIENTAL Acuerdos Internacionales Evolución de la Legislación Ambiental Peruana Normas Generales de la Legislación Peruana 180 III

8 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 3.4. Normas Sectoriales de la Legislación Peruana Convenios Internacionales en la Legislación Peruana Legislación Ambiental en Latinoamérica NORMATIVA ISO Introducción a las Normas ISO Normas ISO Medioambientales Conformación de la ISO ECOLOGÍA INDUSTRIAL Generalidades Producción más limpia Diseño Industrial Simbiosis Industrial ETICA Y CONCIENCIA AMBIETAL 209 Capítulo VI : RECURSOS TECNOLÓGICOS 1. SENSORES Y REGISTRADORES Sensores para Líquidos Sensores para Gases Sensores para Sólidos Sensores Varios/Mixtos EQUIPAMIENTO Y ACCESORIOS Equipos y Herramientas Sistemas Integrados 245 Capítulo VII : AUTOMATIZACIÓN APLICADA 1. PROCESOS AUTOMATIZABLES Procesos Contaminantes Automatizables Automatización del Tratamiento de Residuos Industriales Automatización del Tratamiento de Aguas Residuales Automatización del Tratamiento de Gases Tóxicos Métodos de Tratamiento DISEÑO DE PLANTAS Consideraciones de Diseño Ubicación y Distribución Modernización de Plantas Sistemas de Emisión Cero OPERACIONES DE MANTENIMIENTO Generalidades 282 IV

9 Henry Antonio Mendiburu Díaz 3.2. Tipos de Mantenimiento Políticas de Mantenimiento Vida Útil y Depreciación DISEÑO DE EQUIPOS, PROCESOS y SISTEMAS 288 a) Sistemas de Compostaje 288 b) Sistema de Digestión Anaerobia 289 c) Incinerador de Residuos 290 d) Sistema Automático para Contenedores 292 e) Sistema de Tratamiento de Residuos Inorgánicos 293 f) Proceso de Tratamiento de Aceites Usados 294 g) Proceso de Oxidación con Aire Húmedo 294 h) Lavador Venturi para gases 295 i) Vertederos: Proceso de Solidificación 296 j) Condensador de Gases 297 k) Torres de Absorción de Gases 298 l) Filtración de Gases 299 m) Precipitador Electrostático 300 n) Lavadores de Gas 301 REFLEXIÓN FINAL 302 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 304 REFERENCIAS DE INTERNET 308 V

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11 Henry Antonio Mendiburu Díaz Capítulo I SISTEMAS DE CONTROL 1. GENERALIDADES En muchos procesos industriales la función de control es realizada por un operario (ser humano), este operario es el que decide cuando y como manipular las variables de modo tal que se obtenga una cadena productiva continua y eficiente. La eficiencia productiva implica el constante aumento de los niveles de producción de la maquinaria instalada, el mejoramiento de la calidad del producto final, la disminución de los costos de producción, y la seguridad tanto para el personal como para los equipos. Para lograr esto es necesario que los procesos productivos se realicen a la mayor velocidad posible y que las variables a controlar estén dentro de valores constantes. Debido a estas exigencias, la industria ha necesitado de la utilización de nuevos y más complejos procesos, que muchas veces el operario no puede controlar debido a la velocidad y exactitud requerida, además muchas veces las condiciones del espacio donde se lleva a cabo la tarea no son las más adecuadas para el desempeño del ser humano. Frente a este panorama, surge la automatización y los sistemas de control como una solución que va a permitir llevar a la producción a estándares de calidad mucho mejores. Actualmente en el mundo, se ve una introducción de las computadoras y de la microelectrónica en la industria y en la sociedad, esto trae consigo una extensión del campo de la automatización industrial ya que permite a través del manejo de la información (señales, datos, mediciones, etc.) transformar los mecanismos de producción y procesos productivos de algunas industrias. Se continúa y extiende así el proceso de automatización electromecánica que se inicia a principios del siglo, la nueva era de la automatización se basa en la fusión de la electrónica con los antiguos mecanismos automáticos que funcionaban utilizando diferentes medios mecánicos neumáticos, etc. dando origen a los robot., a las máquinas y herramientas computarizadas, a los sistemas flexibles de producción. Para el diseño y control de la producción se desarrollaron programas de computación para el dibujo (CAD), para asistir el diseño (CADICAE), para la manufactura (CAM), para asistir el manejo de proyectos, para asistir la planeación de 1

12 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL requerimientos, para la programación de la producción, para el control de calidad, etc. Definiciones Básicas CONTROL : Acción ejercida con el fin de poder mantener una variable dentro de un rango de valores predeterminados. SISTEMA DE CONTROL : Conjunto de equipos y componentes, que van a permitir llevar a cabo las operaciones de control. OPERACIONES DE CONTROL : Conjunto de acciones que buscan mantener una variable dentro de patrones de funcionamiento deseados. CONTROL AUTOMÁTICO : Es el desarrollo de la acción de control, sin la participación directa de un ser humano (operario). AUTOMÁTICO : Es todo aquello que se mueve, regula, y opera, por sí solo, independiente del medio que lo rodea. AUTOMATIZACIÓN : Consiste de un sistema de control automático, por el cual el sistema verifica su propio funcionamiento, efectuando mediciones y correcciones sin la interferencia del ser humano. SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN : Conjunto de equipos, sistemas de información, y procedimientos que van a permitir asegurar un desempeño independiente del proceso, a través de operaciones de control y supervisación. SUPERVISIÓN Y MONITOREO : Es el proceso de lectura de valores de las diversas variables del proceso, con el objetivo de identificar el estado en el que se viene desarrollando el proceso en un tiempo actual. 2. ELEMENTOS DE UN SISTEMAS DE CONTROL 2.1. Elementos de Control en Procesos Industriales Dependiendo del tipo de proceso industrial y la función de control requerida, los sistemas de control van desde los más simples como mantener el nivel de agua o de temperatura en un tanque, hasta los más complicados en los cuales se hace uso de equipos sofisticados y conjuntos de algoritmos de control optimal, control robusto, inteligencia artificial, etc. Se realiza el control de un proceso, cuando es posible regular el valor de la variable de salida, variando el valor de la señal de control. 2

13 Henry Antonio Mendiburu Díaz PERTURBACIONES SEÑALES DE CONTROL PROCESO INDUSTRIAL VARIABLES DE SALIDA PLANTA Planta : Es el ambiente donde se encuentran los equipos y donde se lleva a cabo el proceso. Se puede decir que es el conjunto de objetos físicos, en los cuales es necesario desarrollar acciones especialmente organizadas con el fin de lograr los resultados de funcionamiento y performance deseados; estos objetos van a ser controlados por medio de acciones. Señales de control : Son aquellas acciones elaboradas por el sistema de control, o dadas por un operario, a través de las variables manipuladas (por ejemplo si se desea mantener un tanque a una temperatura constante, se deberá manipular el nivel de voltaje que recibe la resistencia que brinda calor al tanque). Perturbaciones : Son aquellas acciones que no dependen del sistema de control ni del operario, pero intervienen positiva o negativamente en el proceso (por ejemplo para el caso anterior si se desea mantener una temperatura constante en un tanque, la temperatura ambiental actuará e interferirá con el calor del tanque) Variables de salida : Son aquellas que caracterizan el estado de los procesos dentro de la planta, estas variables son guiadas por variables controladas. Por ejemplo, si se cuenta con un recipiente de agua en el cual la variable de salida será el nivel, entonces la variable controlada será el flujo de líquido que ingresa al recipiente. Proceso industrial : Es la sucesión de cambios graduales (en el tiempo) de materia y energía, todo proceso implica una transformación; generalizando se puede decir que es todo fenómeno físico que se puede medir y controlar. Pueden ser procesos continuos (siderúrgica, petroquímica), procesos de manufactura 3

14 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL (embotelladoras, confección de textiles), procesos de servicio (distribución de agua), y procesos híbridos (reciclaje de vidrio) Elementos de un Sistema de Control Automático Adicionalmente a los componentes anteriores, se encuentran aquellos que le van a dar la particularidad de ser automático, es decir, el sistema de control va a actuar independiente del operario y va a determinar por sí mismo los mejores valores para las señales de control. Para ello se contará con una referencia, que es un valor dado por el operario, este valor es fijo y depende del tipo de proceso y de las exigencias que este amerite; es conocido como set-point, este valor es el que se desea alcanzar y mantener. Referencia Perturbaciones CONTROLADOR ACTUADOR SENSOR PROCESO Variable de salida Así tenemos 4 elementos que conforman el sistema de control : CONTROLADOR : Es aquel instrumento que compara el valor medido con el valor deseado, en base a esta comparación calcula un error (diferencia entre valor medido y deseado), para luego actuar a fin de corregir este error. Tiene por objetivo elaborar la señal de control que permita que la variable controlada corresponda a la señal de referencia. Los controladores pueden ser de tipo manual, neumático, electrónico; los controladores electrónicos más usados son : computadoras con tarjetas de adquisición de datos, PLC (controladores lógicos programables), microcontroladores (PIC). El tipo de controlador más común es el PLC, el cual es un equipo electrónico basado en microprocesadores, hace uso de memorias programables y regrabables (RAM), en donde se almacenan instrucciones a manera de algoritmos que van a permitir seguir una lógica de control. Contiene 4

15 Henry Antonio Mendiburu Díaz interfaces que le permiten manejar gran número de entradas y salidas tanto analógicas como digitales. ACTUADOR : Es aquel equipo que sirve para regular la variable de control y ejecutar la acción de control, es conocido como elemento final de control, estos pueden ser de 3 tipos : Actuadores eléctricos : Son usados para posicionar dispositivos de movimientos lineales o rotacionales. Ej. motor, relé, switch, electroválvulas. Actuadores neumáticos : Trabajan con señales de presión, estas señales son convertidas a movimientos mecánicos. Ej. pistones neumáticos, válvulas. Actuadores hidráulicos : Operan igual a los neumáticos, son usados en tareas que requieren mayor fuerza por ejemplo levantar compuertas, mover grúas, elevadores, etc. Ej. pistones hidráulicos. PROCESO : Esta referido al equipo que va a ser automatizado, por ejemplo puede ser una bomba, tolva, tanque, compresor, molino, intercambiador de calor, horno, secador, chancadora, caldera, etc. Características dinámicas de las variables de proceso: Inercia: Propiedad de los cuerpos que les permite no variar su estado estacionario sin la intervención de una fuerza extraña; por ejemplo algunos sistemas de flujo de fluidos en los cuales la masa puede ser acelerada. Resistencia y Capacidad : Se denomina resistencia a aquellas partes con cualidades de resistir la transferencia de energía o masa, y se denomina capacidad a aquellas partes del proceso con tendencia a almacenar masa o energía. Atraso de transporte : Es el movimiento de masas entre dos puntos que ocasiona un tiempo muerto. Respuesta de los procesos frente a una perturbación: Las respuestas están casi siempre caracterizadas por dos constantes: una constante de tiempo ( ) y una ganancia estática. La ganancia es la amplificación o atenuación de la perturbación en el interior del proceso y no tiene interferencia con las características de tiempo de respuesta. La constante de tiempo es la medida necesaria para ajustar una perturbación en la entrada y puede ser expresada como = (resistencia) x (capacidad). SENSOR : Es un elemento de medición de parámetros o variables del proceso. Los sensores pueden ser usados también como indicadores, para transformar la señal medida en señal eléctrica. Los sensores más comunes son los de nivel, temperatura, presencia, proximidad, flujo, presión, entre otros. Pueden ser de varios tipos : 5

16 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Sensores de contacto : Son aquellos que realizan la medida en contacto directo, real y físico con el producto o materia. Ej. sensores de boya para medir nivel en un tanque, termocupla para medir temperatura, etc. Sensores de no contacto : Se basan en propiedades físicas de los materiales, son más exactos, pero propensos a interferencias del medio ambiente. Ej. sensores ultrasónicos, sensores ópticos, etc. Sensores digitales : Trabajan con señales digitales, en código binario, pueden representar la codificación de una señal analógica, o también la representación de dos estados on/off. Ej. sensores tipo switch. Sensores analógicos : Proporcionan medidas continuas, los rangos típicos son de 0 a 20mA, 4 a 20mA, 0 a 5v, 1 a 5v, entre otros. Ej. sensores capacitivos, sensores piezoresistivos, etc. Sensores mecánicos : Son aquellos que traducen la acción física del elemento medido, en un comportamiento mecánico, típicamente de movimiento y/o calor. Ej. barómetro, termómetro de mercurio, etc. Sensores electro-mecánicos : Este tipo de sensor emplea un elemento mecánico elástico combinado con un transductor eléctrico. Ej. sensores resistivos, sensores magnéticos, etc. A continuación se muestra un ejemplo de un sistema de control de nivel, donde el proceso esta constituido por un tanque abierto, el controlador es de tipo electrónico, y a través de un transductor se convierte la señal eléctrica a neumática, esta señal de presión de aire acciona una válvula neumática que cumple la función de actuador, finalmente se cuenta con un sensor de nivel de tipo no contacto. Señal eléctrica CONTROLADOR Señal eléctrica Entrada líquido Sensor TRANSDUCTOR ACTUADOR Señal neumática PROCESO Salida líquido Válvula neumática 6

17 Henry Antonio Mendiburu Díaz 2.3. Tipos de Variables Se define como variables a todo aquel parámetro físico cuyo valor puede ser medido. Puede ser: Variable Controlada : Es aquella que se busca mantener constante o con cambios mínimos. Su valor debe seguir al set-point. Variable Manipulada : A través de esta se debe corregir el efecto de las perturbaciones. Sobre esta se colocará el actuador Variable Perturbadora : Esta dado por los cambios repentinos que sufre el sistema y que provocan inestabilidad. Variable Medida : Es toda variable adicional, cuyo valor es necesario registrar y monitorear, pero que no es necesario controlar. ERROR VARIABLE MANIPULADA VARIABLE PERTURBADORA Perturbación Entrada DETECTOR DE ERRORES Y CONTROLADOR ELEMENTO FINAL DE CONTROL (ACTUADOR) PROCESO Salida VARIABLE DE REFERENCIA VARIABLE MEDIDA ELEMENTO DE MEDICION (SENSOR) VARIABLE CONTROLADA Ejemplo: Intercambiador de calor Var. Controlada Var. Manipulada Var. Perturbadora Var. Medida Si ingresa agua fría y sale agua caliente, entonces se busca controlar la temperatura del agua que sale, cuya temperatura estará dado por un set-point El calor dentro del intercambiador depende del suministro de valor caliente, por tanto será el flujo de vapor caliente, cuyo actuador es la válvula de vapor No se conoce la temperatura ni la presión del agua que ingresa, por tanto, estos pueden afectar a la salida Se puede medir por ejemplo la temperatura del vapor caliente 7

18 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Setpoint CONTROLADOR ACTUADOR Salida ENTRADA DE AGUA FRIA Sensor Temperatura VALVULA DE VAPOR ENTRADA DE VAPOR BULBO Termómetro indicador SALIDA DE AGUA CALIENTE 2.4. Señales de Comunicación Como se puede observar el flujo de información entre los elementos se da a través de señales. Las señales son un conjunto de datos que fluyen en diversos sentidos, conformando un flujo de información. Estas pueden ser : Señales Eléctricas : Utilizan el flujo de electrones sobre un conductor, pueden ser: Señales analógicas: Son señales en tiempo continuo, la información esta dada por la amplitud de la señal. Señales digitales: Son señales en tiempo discreto, la información esta dada en código binario. Señales Neumáticas : La información está dada por la variación física de compresión o expansión de un fluido gaseoso en un tiempo determinado. Señales Hidráulicas : En este caso las variaciones de presión por lo general de un líquido viscoso generan el conjunto de datos a ser transmitidos. Señales de Sonido : Conformadas por ondas de sonido producidas por el movimiento vibratorio de los cuerpos a una determinada frecuencia; también son usadas las ondas ultrasónicas. 8

19 Henry Antonio Mendiburu Díaz Señales Electromagnéticas : La información viaja sobre una onda de radio, microondas, o satélite, empaquetada dentro de una señal portadora, recorriendo grandes distancias. Señales Ópticas : Se hace uso de las fibra ópticas, y son empleadas para transmitir grandes volúmenes de información, generalmente usados en redes de controladores. 3. TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL En base a su principio de funcionamiento los sistemas de control pueden emplear o no, información acerca de la planta, a fin de elaborar o no, estrategias de supervisión y control, se cuenta con dos tipos de sistemas de control : de lazo abierto y de lazo cerrado Sistemas de Control de Lazo Abierto (Open loop) Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual no existe realimentación, del proceso al controlador. Algunos ejemplos de este tipo de control están dados en los hornos, lavadoras, licuadoras, batidoras, etc. Su principal ventaja consiste en su facilidad para implementar, además son económicos, simples, y de fácil mantenimiento. Sus desventajas consisten en que no son exactos, no corrigen los errores que se presentan, su desempeño depende de la calibración inicial. Se representa a través del siguiente diagrama de bloques: Perturbación CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO Entrada Salida 9

20 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 3.2. Sistemas de Control de Lazo Cerrado (Feedback) Un sistema de control de lazo cerrado, es aquel en donde la señal de salida o parte de la señal de salida es realimentada y tomada como una señal de entrada al controlador. Existen dos tipos: de realimentación positiva, y de realimentación negativa. Realimentación Positiva: Es aquella en donde la señal realimentada se suma a la señal de entrada. Se conoce también como regenerativa, no se aplica en el campo de control de procesos industriales. Un ejemplo es el caso de los osciladores. Se representa a través del siguiente diagrama de bloques: Set-Point + + Perturbación CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO Salida SENSOR Realimentación Negativa: Es aquella en donde la señal realimentada, se resta de la señal de entrada, generando un error, el cual debe ser corregido. Este es el caso común utilizado en el campo del control de procesos industriales. Se representa a través del siguiente diagrama de bloques: Set-Point + Perturbación CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO Salida SENSOR 3.3. Sistemas en Tiempo Continuo y Tiempo Discreto 10

21 Henry Antonio Mendiburu Díaz Los sistemas en tiempo continuo, son aquellos cuyo campo de evaluación se realiza en un lapso de tiempo permanente y sin pausas, en cambio un sistema en tiempo discreto es aquel que es evaluado durante pequeños lapsos de tiempo intermitentes denominados períodos de muestreo. El análisis matemático en sistemas continuos se lleva a cabo en el dominio de Laplace, y para sistemas discretos se emplea la Transformada Z. 4. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL Los sistemas de control pueden ser clasificados, basándose en varios criterios, así pues, podemos tener las siguientes clasificaciones: Según su dimensión Sistemas de parámetros concentrados: Son aquellos que pueden ser descritos por ecuaciones diferenciales ordinarias. También son conocidos como sistemas de dimensión finita. Sistemas de parámetros distribuidos: Son aquellos que requieren ecuaciones en diferencia (ecuaciones diferenciales con derivadas parciales). También son conocidos como sistemas de dimensión infinita. Según el conocimiento de sus parámetros Sistemas determinísticos : En estos sistemas se conocen exactamente el valor que corresponde a los parámetros. Por ejemplo un circuito RLC encargado de suministrar tensión a un equipo. Sistemas estocásticos : En este caso, la forma de conocer algunos o todos los valores de los parámetros, es por medio de métodos probabilísticas. Por ejemplo un horno o caldero que ha acumulado sarro y otras impurezas (las cuales no tienen una función matemática conocida). Según el carácter de transmisión en el tiempo Sistemas continuos : Son aquellos descritos mediante ecuaciones diferenciales, donde las variables poseen un valor para todo tiempo posible dentro de un intervalo de tiempo finito. Está referido a las señales analógicas, y su comportamiento matemático es similar a una onda continua. Por ejemplo un proceso de llenado de balones de gas. 11

22 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Sistemas discretos : Son aquellos descritos mediante ecuaciones en diferencia, y solo poseen valores para determinados instantes de tiempo, separados por intervalos dados por un período constante. Está referido a las señales digitales, y su comportamiento matemático es similar a un tren de pulsos. Por ejemplo el encendido y apagado de un switch que acciona una alarma. Según la presencia de linealidad Sistemas lineales : Son aquellos cuyo comportamiento está definido por medio de ecuaciones diferenciales lineales, es decir, los coeficientes son constantes o funciones de la variable independiente. Deben cumplir con el principio de superposición. Por ejemplo un amplificador de señales. Sistemas no lineales : En caso de que una o más de las ecuaciones diferenciales no sea lineal, todo el sistema será no lineal. También se considerará como sistema no lineal a aquellos para los cuales el principio de superposición no sea válido. Por ejemplo el calentamiento de un horno. Según el comportamiento en el tiempo Sistemas invariantes en el tiempo : Ocurre cuando todos sus parámetros son constantes, y por tanto se mantiene en un estado estacionario permanentemente. Se define por ecuaciones diferenciales cuyos coeficientes son constantes. Por ejemplo la mezcla de sustancias dentro de un tanque que siempre contiene la misma cantidad y tipo de elementos. Sistemas variantes en el tiempo : Ocurre cuando uno o más de sus parámetros varía en el tiempo, y por lo tanto no se mantiene en estado estacionario. Se define por ecuaciones diferenciales cuyos coeficientes son funciones del tiempo. Por ejemplo para un motor de un vehículo de carrera, la masa del vehículo va a variar por acción del consumo de combustible. Según sus aplicaciones Sistemas servomecanismos : Son aquellos en donde la variable controlada es la posición o el incremento de la posición con respecto al tiempo. Por ejemplo un mecanismo de control de velocidad, un brazo robótico, etc. Sistemas secuénciales : Son aquellos en donde un conjunto de operaciones preestablecidas es ejecutada en un orden dado. Por ejemplo el arranque y parada de un motor, la conmutación delta-estrella de un motor, etc. 12

23 Henry Antonio Mendiburu Díaz Sistemas numéricos : Esta referido a sistemas de control que almacenan información numérica, la cual incluye algunas variables del proceso codificadas por medio de instrucciones. Por ejemplo tornos, taladros, esmeriles, los cuales almacenan información referente a posición, dirección, velocidad, etc. 5. CARACTERÍSTICAS DEL CONTROL Existe formas y métodos a través de los cuales los sistemas de control pueden ser representados por medio de funciones matemáticas, esta representación recibe el nombre de Modelamiento Matemático, este modelo describirá las características dinámicas del sistema a través de ecuaciones diferenciales. El modelamiento puede ser: Analítico : Cuando se aplica las leyes físicas correspondientes a cada componente del sistema, que en conjunto forman una estructura o función matemática. Experimental : Consiste en la identificación de los parámetros, mediante el análisis de datos de entrada y salida, estimando valores posibles que se ajusten al sistema A partir del modelamiento matemático, aplicando formulas matemáticas, teoremas, y transformadas, se puede llegar a una función que represente la relación entre la salida y entrada del sistema, esta función se denomina Función de Transferencia. El proceso experimental es denominado Identificación de Sistemas, y corresponde a la planta o proceso que se desea analizar, consiste en recoger datos de la variable de salida con su correspondiente dato de entrada que provocó dicha salida, para luego mediante algoritmos matemáticos aproximar una función de transferencia, la cual debe general una salida (estimada) similar a la salida sensada, y dependiendo de la diferencia entre ambas (error) se dará validez a la función obtenida, o se tendrá que recalcular con nuevos valores en los algoritmos matemáticos de análisis. El análisis de un sistema que se desea controlar, significa analizar su comportamiento dinámico en el tiempo, partiendo de sus características matemáticas se puede llegar a conclusiones respecto al funcionamiento del sistema, tanto aislado como dentro de un lazo cerrado, afectado por ruido y gobernado por un controlador. Para conocer dicho funcionamiento se debe llegar a conclusiones puntuales respecto a las siguientes características. 13

24 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL ESTABILIDAD: Se dice que un sistema es estable cuando después de transcurrido un tiempo t, su valor de respuesta (salida) permanece constante. A este tiempo se le denomina tiempo de establecimiento (time setting), y al valor alcanzado se le denomina valor en estado estable (steady state value), el cual puede ser un valor oscilante dentro de un margen porcentual mínimo, definido a criterio del programador. Un sistema se considera inestable cuando su respuesta luego de trascurrido un tiempo t se mantiene oscilando, variando entre un rango de valores periódicos o simplemente se obtiene cualquier valor aleatorio. El siguiente gráfico muestra dos curvas, una de un sistema estable, y la otra de un sistema inestable, logradas luego de aplicar una entrada escalón unitario. 0.4 SISTEMA ESTABLE From: U(1) 0.3 Amplitude To: Y(1) Time (sec.) 150 SISTEMA INESTABLE From: U(1) 100 Amplitude To: Y(1) Time (sec.) EXACTITUD: La exactitud del sistema se mide en base a la desviación existente entre el valor deseado (referencia) y el valor real obtenido en la respuesta del sistema (valor en estado estable), a esta diferencia se le denomina error en estado estable. VELOCIDAD DE RESPUESTA: Esta característica indica que tan rápidamente es capaz de llegar el sistema, a su valor en estado estable o estacionario. La gráfica siguiente muestra los tipos de respuesta que se puede obtener en función de la velocidad de respuesta. 14

25 Henry Antonio Mendiburu Díaz RESPUESTA SUBAMORTIGUADA RESPUESTA OSCILATORIA 1.5 From: U(1) 1.5 From: U(1) Amplitude To: Y(1) Amplitude To: Y(1) Time (sec.) Time (sec.) RESPUESTA CRITICAMENTE AMORTIGUADA 1.5 From: U(1) RESPUESTA SOBRE AMORTIGUADA 1.5 From: U(1) Amplitude To: Y(1) Amplitude To: Y(1) Time (sec.) Time (sec.) SENSIBILIDAD: Este concepto explica la dependencia de unas variables con respecto a otras, puesto que en un sistema habrá algunas variables manipuladas, otras controladas, y otras perturbadoras, es inevitable que la acción de una repercuta sobre las otras, por ello la necesidad de conocer e identificar cada variable a fin de conocer su naturaleza antes mencionada. ALCANZABILIDAD: Cuando un sistema cuenta con esta característica, entonces mediante un controlador se puede llevar este sistema desde un estado inicial hasta otro estado cualquiera, en un tiempo finito CONTROLABILIDAD: Un sistema es controlable cuando es posible llevar al sistema a una posición de equilibrio, al aplicarle una entrada y transcurrido un período de tiempo finito. OBSERVABILIDAD: Se dice que un sistema es de rango completo observable, si mediante la observación de la salida y es posible determinar cualquier estado x(t), en un tiempo finito. Características Dinámicas Las características dinámicas de una planta están dadas por el comportamiento que esta presenta ante una entrada (escalón, senoidal, rampa, onda cuadrada, seudo aleatorio, etc.). Cuando las entradas no son fijas 15

26 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL sino que varían en el tiempo, entonces también la respuesta del sistema tendrá que variar en el tiempo. Existen diversas técnicas para analizar y caracterizar el comportamiento dinámico de una planta, los métodos más conocidos son los siguientes: Ecuaciones diferenciales Análisis de respuesta en frecuencia Caracterización frente a entradas típicas Variables de estado Ubicación geométrica de polos y ceros Muchos sistemas presentan un retardo o tiempo muerto, definido como el lapso de tiempo en que el sistema siendo sometido a una entrada, no ofrece ninguna salida. Por tanto se considera que a ciertos sistemas les toma cierto tiempo responder a los estímulos. Los retardos son propios de procesos lentos como: procesos de transporte, de temperatura, etc., y también se presenta en sistemas controlados a distancia. La siguiente gráfica muestra la respuesta de un sistema ante una entrada, en donde se aprecia una zona en la cual no se produce respuesta alguna por parte del sistema. 1.2 Respuesta con Retardo a la entrada Escalón

27 Henry Antonio Mendiburu Díaz 6. MÉTODOS DE CONTROL Existen métodos y estrategias para realizar la acción de control, los métodos de control (clásico y moderno) permiten al controlador reaccionar mandando una señal correctiva del error, mientras que las estrategias de control hacen más eficiente a la labor de control, ahorrando recursos y tiempo Métodos de Control Clásico Los métodos de control clásico son aquellos que esperan a que se produzca un error para luego realizar una acción correctiva. El error se presenta a causa de la diferencia de lectura entre la variable de salida sensada y la señal de referencia, este error está presente en todo momento, y la finalidad es minimizarlo. En algunos casos suele generarse un comportamiento oscilatorio alrededor del valor de referencia. Los métodos de control clásico pueden ser: CONTROL ON-OFF: Este método solo acepta dos posiciones para el actuador: encendido (100%) y apagado (0%). La lógica de funcionamiento es tener un punto de referencia, si la variable es mayor el actuador asume una posición, y si la variable es menor el actuador asume la otra posición. Por ejemplo tenemos los sistemas de seguridad contra robos, las refrigeradoras domésticas, sistemas de aire acondicionado, etc. A continuación se muestra su función en el tiempo: Ref. Señal sensada ON Señal controlador OFF 17

28 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL CONTROLADOR PROPORCIONAL (P) : Es un control que se basa en la ganancia aplicada al sistema, se basa en el principio de que la respuesta del controlador deber ser proporcional a la magnitud del error. No corrige ni elimina perturbaciones, puede atenuar o aumentar la señal de error. Se representa a través del parámetro Kp y define la fuerza o potencia con que el controlador reacciona frente a un error. Entrada Salida Kp 1 CONTROLADOR INTEGRAL (I) : Conocido cono RESET. Este tipo de controlador anula errores y corrige perturbaciones, mediante la búsqueda de la señal de referencia, necesita de un tiempo Ti para localizar dicha señal. Se representa mediante el término Ki que es el coeficiente de acción integral y es igual a 1/Ti Entrada Salida Va T1 T2 T1 Ti CONTROLADOR DERIVATIVO (D) : Conocido como RATE. Este controlador por sí solo no es utilizado, necesita estar junto al proporcional y al integral. Sirve para darle rapidez o aceleración a la acción de control. Necesita de una diferencial de tiempo Td para alcanzar la señal de referencia, se representa mediante el término Kd que es el coeficiente de acción derivativa y es igual a 1/Td. 18

29 Henry Antonio Mendiburu Díaz Entrada Salida Va T1 T1 Td CONTROLADOR PROPORCIONAL-INTEGRAL (PI) : Actúa en forma rápida, tiene una ganancia y corrige el error, no experimenta un offset en estado estacionario. La aplicación típica es en el control de temperatura. Función de Transferencia : Kp 1 sti CONTROLADOR PROPORCIONAL-DERIVATIVO (PD) : Es estable, y reduce los retardos, es decir es más rápido. Es usado típicamente para el control de flujo de minerales. Función de Transferencia : Kp std CONTROLADOR PROPORCIONAL INTEGRAL DERIVATIVO (PID) : Este controlador es el más completo y complejo, tiene una respuesta más rápida y estable siempre que este bien sintonizado. Resumiendo se puede decir que: El control proporcional actúa sobre el tamaño del error. El control integral rige el tiempo para corregir el error El control derivativo le brinda la rapidez a la actuación. Función de Transferencia : Kp 1 sti std 6.2. Métodos de Control Moderno Los métodos de control moderno brindan nuevas técnicas que permiten ya sea compensar el error y/o eliminarlo, las más comunes son las siguientes: 19

30 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL CONTROL ANTICIPATORIO (Feedforward) : Este método permite al controlador analizar los datos de entrada y de salida y mediante algoritmos matemáticos calculará la próxima salida probable, de modo tal que auto ajusta sus parámetros con la finalidad de adecuarse al cambio, y minimizar la diferencia de medidas. Se recomienda para procesos lentos. Su desventaja radica en que es necesario medir todas las variables perturbadoras, ya que no corrige las perturbaciones no medidas. Ref. + SENSOR PERTURBACIÓN CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO + + Salida Se puede mejorar este método agregando una retroalimentación a la salida, de modo tal que se deje que se produzca un error mínimo, el cual será detectado y corregido en la siguiente medición. Ref. + + SENSOR PERTURBACIÓN CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO Perturbación No Medida + Salida SENSOR COMPENSADORES ADELANTO ATRASO: Este método permite realizar un control en el dominio de la frecuencia, en el cual se busca compensar la fase del sistema, agregando (adelando) o quitando (atraso) fase, para lo cual se agrega nuevos componentes o nuevas funciones matemáticas al sistema. Se puede poner cuantos compensadores sea necesario a fin de llevar la respuesta del sistema a un valor deseado. 20

31 Henry Antonio Mendiburu Díaz Compensador en Adelanto: 1 G adelanto 1 T s T s Compensador en Atraso: 1 1 G adelanto * 1 T s T s Donde: condiciona la fase máxima, Seno(fase) = ( 1)/( +1) T indica la frecuencia de trabajo, Frec.central = 1/(T* 1/2 ) REALIMENTACIÓN DE ESTADOS : Este método permite ejercer una acción de control mediante el sensado de cada uno de los estados (del modelo en espacio estado del sistema), atribuyéndole una ganancia a cada uno de los valores leídos, de este modo el lazo de control es cerrado por medio del compensador o controlador de estados y no por el sensor. La Ley de control esta dada por la expresión u K X, donde: u es la señal de control, K es el vector de ganancia de estados, y X es el vector de estados medidos del sistema. El vector K puede hallarse fácilmente usando Matlab, con el comando acker y también con el comando place. SISTEMAS DE SEGUIMIENTO : Este método también es conocido como tracking, es un complemento del método anterior, puesto que mediante el control por realimentación de estados se puede llevar la variable controlada a un valor de cero (porque no se cuenta con una referencia), con este método se podrá llevar a la variable dada a un valor deseado, puesto que se incorpora una referencia en el sistema. La señal de control estará dada por: u K X K * i ref. Donde Ki es la ganancia correspondiente al estado o estados que se quiere seguir, y ref es la referencia o set point que se desea alcanzar. FEEDBACK LINEALIZATION: Debido a que los procesos reales no cuentan con modelos lineales que los representan, es necesario el uso de controladores no lineales. Este método es conocido como control con modelo de referencia, utiliza la Teoría de Lyapunov para determinar la estabilidad del sistema, y el modelo matemático esta dado en la forma espacio estado. 21

32 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 6.3. Métodos de Control Avanzado Los métodos de control avanzado son aquellos que actúan en forma preventiva, de modo tal que en base a los datos tomados, actúan de modo tal que previenen la ocurrencia de error, por tanto el controlador está ajustando sus parámetros constantemente. CONTROL ADAPTATIVO : Es una variante del control anticipatorio, en donde la respuesta del controlador varía automáticamente basado en los cambios de las condiciones dentro del proceso, es decir, la respuesta del controlador será variable dependiendo del comportamiento actual del proceso. Para que se lleve a cabo esta adaptación se requiere de algoritmos matemáticos que simulen el proceso en base a los datos tomados en el instante mismo en que se realiza la acción, este resultado va a generar una señal compensadora que garantizará la confiabilidad del sistema. ALGORITMO MATEMÁTICO DE ADAPTACIÓN Perturbación Ref CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO Salida SENSOR CONTROL OPTIMAL: El control optimal busca la performance en la acción de control, tiene por objetivo buscar una o varias soluciones que cumplan con ciertas restricciones impuestas por el problema y que a la vez cumpla con una función objetivo (función de costo), la cual puede ser maximizar o minimizar dicha función. El control permite diversas soluciones para un mismo problema, pero el control optimal busca dentro de esas soluciones la más adecuada para cumplir con los requisitos planteados. CONTROL ROBUSTO : El control robusto es aquel que va a permitir mantener la acción de control pese a perturbaciones externas e internas. Puede existir perturbaciones externas como ruido y vibraciones propias del proceso; o perturbaciones internas como un mal modelamiento matemático, sistemas no lineales difíciles de linealizar, incertidumbre en el accionar o respuesta de la plana frente a estímulos, entre otros. El control robusto se resume a identificar y 22

33 Henry Antonio Mendiburu Díaz controlar la incertidumbre en los parámetros y en el comportamiento de una planta. CONTROL EN TIEMPO REAL : Se define el control de sistemas en tiempo real, al control realizado en un intervalo de tiempo finito y constante, es decir que la información será sensada con muestras intermitentes pero todas las veces con un mismo tiempo de muestreo. Características: Pueden realizar varias actividades en paralelo Pueden ejecutar tareas en respuesta a señales externas Deben funcionar en presencia de fallos o averías parciales, haciendo uso de elementos redundantes. Adquieren datos del exterior. Puede ser pasiva cuando utilizan interrupciones, o activa mediante el uso de tarjetas de entrada / salida de señales. Necesitan de un sistema operativo que les brinde: gestión eficiente de interrupciones, planificación de tareas y priorización de las mismas, acceso a puertos e interfaces, mecanismos de medición del tiempo, entre otros. El sistema operativo más empleado es el Linux. CONTROL DIFUSO : Se basa en la lógica difusa, la cual a diferencia de la lógica binaria o booleana (verdadero / falso ó 1 / 0), asigna valores intermedios dentro de esta escala. Utiliza la experiencia del operador para generar una lógica de razonamiento para el controlador. No requiere del modelamiento matemático de la planta, puede representar modelos de sistemas lineales y no lineales mediante el uso de variables lingüísticas y una serie de condiciones o reglas previamente definidas. Sus algoritmos (reglas) hacen uso de instrucciones IF THEN. Elementos: Variable Lingüística: Son variables evaluadas en un lenguaje natural y no corresponden a un valor numérico exacto. Las variables lingüísticas pueden descomponerse en términos lingüísticos. Ej. temperatura, conducta, velocidad, posición, tamaño, etc. Universo de Discursión: Es el rango de toda la información necesaria para el comportamiento correcto de un sistema. Por ejemplo, temperatura de 5 a 100 C, velocidad de 10 a 20 m/s, etc. Término Lingüístico: Son los sub-conjuntos o las partes que puede dividirse una variable lingüística o en que desee dividirse. Por ejemplo para la variable velocidad se puede tener los términos 23

34 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL rápido, normal, lento; para la variable nivel se puede tener los términos alto, medio, bajo; etc. Conjunto Difusos: Son formas geométricas que representan una función generada por un término lingüístico. Ellas elaborarán una salida intermedia en el sistema difuso. Pueden ser: triángulos, cuadrados, trapecios, campanas gaussianas, entre otros. Función de Membresía: La función de membresía es la agrupación de conjuntos difusos correspondientes a una sola variable lingüística, asociada a su grado de pertenencia o membresía dentro del intervalo 0 1. Fuzzificación: La fuzzificación es el proceso realizado para convertir una cantidad CRISP (valor tradicional lógico, binario, decimal, exacto) en un valor o cantidad difusa. Defuzzificación: Es el proceso inverso que el de la fuzzificación, es decir, es la acción de convertir un valor difuso en un valor CRISP. CONTROL NEURONAL : Hace uso de neuronas de inteligencia artificial. La neurona artificial estándar es un elemento de procesamiento que calcula una salida multiplicando su vector de entradas por un vector de pesos y este resultado es aplicado a una función de activación; un conjunto de neuronas conforman una red neuronal. Las Redes Neuronales son parte de la Inteligencia Artificial (AI) caracterizadas por su capacidad de aprendizaje, su velocidad mediante el procesamiento masivo en paralelo de datos y por la facilidad de modelado de sistemas y controladores no lineales. 24

35 Henry Antonio Mendiburu Díaz Características: Son dispositivos no-lineales Pueden aprender un mapeo Son adaptables Las respuestas están basadas en evidencia Usan contexto, es decir, a más información, la respuesta es más veloz y mejor Son tolerantes a fallas, o sea, que la falla es degradada Su diseño y análisis es uniforme Tienen analogía neuro-biológica Su procesamiento es masivamente, en paralelo, distribuido y realizado con operaciones individuales simples Aprenden por sí mismas Tienen capacidad de generalizar Aplicaciones: Representación de comportamientos de funciones lineales y no lineales Identificación de patrones o sistemas Sistemas de control Reconocimiento de imágenes Reconocimiento de caracteres Reconstrucción de datos Predicción y recomendación para la toma de decisiones Simulación de modelos económicos y financieros Clasificación de objetos Predicciones de clima Aprendizaje: El aprendizaje es la acción de mejorar el comportamiento mediante la observación de un error pasado con la finalidad de disminuir el error. Eso se produce modificando los pesos de la red neuronal. Tipos: Supervisado No supervisado Por refuerzo 25

36 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL ALGORITMOS GENÉTICOS: Este método simula la evolución natural de las especies propuesta por Charles Darwin, fue ideado por J ohn Holland en La información va sufriendo cambios igual que lo harían las especies, es decir se van adaptando al entorno, lo cual se lleva a cabo por medio de los procesos de selección natural, mezcla, y mutación. En cada ciclo (iteración) una parte del conjunto de hipótesis conocido como población actual, es reemplazado por una nueva población mediante las funciones evolutivas anteriores. Así sucesivamente en cada ciclo la población es evaluada en base a una función evolutiva, siendo conservados los datos más exactos, y siendo eliminados los datos que presentan error (selección natural). Para conservar el número de individuos (datos) estos son mezclados, lo cual genera nuevos individuos similares a sus procreadores. Finalmente cada cierto tiempo o dada cierta cantidad de individuos, algunos de los nuevos individuos son mutados aleatoriamente, pudiendo ser conservados o eliminados en la próxima iteración dependiendo de su utilidad dentro del sistema. SISTEMAS EXPERTOS: Estos sistemas tratan de emular la experiencia adquirida por uno o más seres humanos a lo largo del tiempo para realizar un trabajo. Este sistema tendrá en su memoria una base de datos con múltiples soluciones a un mismo problema, luego el sistema tendrá que escoger de entre esas soluciones a la que pueda aplicarse a fin de lograr los mejores resultados. El sistema se crea basándose en las experiencias humanas, la elección de la estructura de control dependerá de las características del trabajo en donde se aplicará, además el sistema podrá ir aprendiendo con el tiempo y almacenar sus propias experiencias, existe mucha analogía entre los sistemas expertos y los sistemas neuro-fuzzy Estrategias de Control CONTROL EN CASCADA (Cascade) : Consiste en incluir uno o más lazos de control interno dentro de otro externo, con el objetivo de anular perturbaciones, impidiendo que estas perturbaciones secundarias afecten al sistema principal. Básicamente el controlador externo se encarga de la variable principal, mientras que los controladores internos se encargan de las perturbaciones más frecuentes. Como regla general, a más interno es el lazo, la respuesta de este debe ser más rápido. Ventajas: Las perturbaciones más frecuentes son corregidas antes de afectar a la variable principal. Permite usar ganancias altas. 26

37 Henry Antonio Mendiburu Díaz Tiene una rápida respuesta Diagrama de bloques: Ref. CONTR CONTR ACT PROC ACT PROC SENSOR Salida SENSOR CONTROL DE RELACIÓN (Ratio) : Consiste en analizar y mantener una proporcionalidad entre dos o más elementos (actuadores) dentro de un proceso continuo. Por ejemplo se usa comúnmente cuando tienen que ingresar dos líquidos a un tanque, y donde la cantidad del primer líquido debe ser el doble que la del segundo, además los líquidos deben entrar constantemente al tanque. Para controlar este tanque se hará uso de un sensor de flujo, un controlador y un actuador, por cada línea. Sin embargo si se aplica control por relación, se hará uso de dos sensores de flujo, un controlador, un actuador, y un control de relación, lo que significa un ahorro de instrumentos y un sistema mas sencillo de supervisar y reparar. A A=2B B FC FC FY FE FE FC A B FE FE A B Control común Control de relación 27

38 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL CONTROL DE RANGO DIVIDIDO (Split range) : Es aplicado a sistemas con una sola variable controlada y dos o más variables manipuladas, las cuales afectan de igual forma a la variable controlada. Requiere compartir la señal de salida del controlador con varios elementos actuadores. Diagrama de bloques : ACTUADOR 1 Set- Point + CONTROLADOR ACTUADOR 1 Perturbación PROCESO Salida ACTUADOR n SENSOR CONTROL SELECTIVO (Override) : Consiste en ejercer control sobre dos variables de un proceso, relacionas entre sí de tal modo que una u otra pueda ser controlada por la misma variable manipulada. La acción de control se logra conectando la salida de los controladores a un switch selector. Es aplicado en seguridad y protección de equipos y motores. Diagrama de bloques: 28

39 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSOR Ref 1 CONTROLADOR PROCESO Salida SWITCH SELECTOR ACTUADOR Ref 2 CONTROLADOR PROCESO Salida SENSOR CONTROL INFERENCIAL : Consiste en efectuar la medición de la variable controlada a través de otra variable relacionada, considerada variable secundaria (pero dependiente de la principal). Los componentes de este sistema son los mismos que los de un sistema de control realimentado más una unidad de computo llamada estimador. Se aplica a procesos donde la obtención de información o la medición no se puede llevar a cabo por motivos de que no existe un elemento medidor para ese tipo de parámetros, o si existe es demasiado caro, o también porque no se puede medir constantemente el parámetro, lo que hace que se adquieran muy pocas muestras en un tiempo muy largo. Por ejemplo tenemos la medición del contenido de humedad en sólidos en operaciones de secado. PERTURBACIÓN Ref. CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO Salida ESTIMADOR SENSOR VARIABLE SECUNDARIA 29

40 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL COMPENSACION DE TIEMPO MUERTO: El tiempo muerto es el intervalo de tiempo de respuesta desde que se ingresa una señal en la entrada a un componente o un sistema, y el comienzo de una señal de respuesta por la salida del sistema. El tiempo muerto presenta la principal dificultad en los diseños de sistemas de control estable. Como una regla práctica puede adoptarse la siguiente regla: si el tiempo muerto de un proceso es mayor que 1.5 veces su constante de tiempo ( ), se requiere compensador de tiempo muerto. Donde ( ), es el tiempo necesario para que un proceso de primer orden alcance una respuesta igual al 63.2% de su respuesta final, cuando se le somete a un estímulo escalón. Ref Perturbación CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO Compensador e -ks Salida SENSOR 30

41 Henry Antonio Mendiburu Díaz Capítulo II AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL 1. PANORAMA DE LA AUTOMATIZACIÓN Un sistema de automatización provee una interfase entre el hombre y el proceso, el tipo de proceso a desarrollar será quien defina el sistema de automatización a usar. La automatización debe ser considerada como una herramienta para el personal o operarios, ya que busca hacer más eficiente el trabajo; se debe tener en cuenta que es el operario quien conoce el proceso, mientras que el personal que diseña e instala el sistema de automatización solo le brinda facilidades técnicas para poder producir más y mejor. Por tanto se tendrá que el operador especializado en un proceso, será quien dicte las pautas de comportamiento y acción al sistema de automatización, que rige el proceso en cuestión. PROCESO SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN OPERARIO En un proceso productivo no siempre se justifica la implementación de sistemas de automatización, pero existen ciertas señales indicadoras que justifican y hacen necesario la implementación de estos sistemas, los indicadores principales son los siguientes: Requerimientos de un aumento en la producción Requerimientos de una mejora en la calidad de los productos Necesidad de bajar los costos de producción Escasez de energía Encarecimiento de la materia prima 31

42 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Necesidad de protección ambiental Necesidad de brindar seguridad al personal Desarrollo de nuevas tecnologías La automatización solo es viable si al evaluar los beneficios económicos y sociales de las mejoras que se podrían obtener al automatizar, estas son mayores a los costos de operación y mantenimiento del sistema. La automatización de un proceso frente al control manual del mismo proceso, brinda ciertas ventajas y beneficios de orden económico, social, y tecnológico, pudiéndose resaltar las siguientes: Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso, esto dependerá de la eficiencia del sistema implementado. Se obtiene una reducción de costos, puesto que se racionaliza el trabajo, se reduce el tiempo y dinero dedicado al mantenimiento. Existe una reducción en los tiempos de procesamiento de información. Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos (fabricación flexible y multifabricación). Se obtiene un conocimiento más detallado del proceso, mediante la recopilación de información y datos estadísticos del proceso. Se obtiene un mejor conocimiento del funcionamiento y performance de los equipos y máquinas que intervienen en el proceso. Factibilidad técnica en procesos y en operación de equipos. Factibilidad para la implementación de funciones de análisis, optimización y autodiagnóstico. Aumento en el rendimiento de los equipos y facilidad para incorporar nuevos equipos y sistemas de información. Disminución de la contaminación y daño ambiental. Racionalización y uso eficiente de la energía y la materia prima. Aumento en la seguridad de las instalaciones y la protección a los trabajadores. Existen ciertos requisitos de suma importancia que debe cumplirse al automatizar, de no cumplirse con estos se estaría afectando las ventajas de la automatización, y por tanto no se podría obtener todos los beneficios que esta brinda, estos requisitos son los siguientes: Compatibilidad electromagnética: Debe existir la capacidad para operar en un ambiente con ruido electromagnético producido por motores y máquina de revolución. Para solucionar este problema generalmente se hace uso de pozos a tierra para los instrumentos (menor a 5 ), estabilizadores ferro-resonantes para las líneas de energía, en algunos equipos ubicados a distancias grandes del 32

43 Henry Antonio Mendiburu Díaz tablero de alimentación (>40m) se hace uso de celdas apantalladas. Expansibilidad y escalabilidad: Es una característica del sistema que le permite crecer para atender las ampliaciones futuras de la planta, o para atender las operaciones no tomadas en cuenta al inicio de la automatización. Se analiza bajo el criterio de análisis costo-beneficio, típicamente suele dejarse una reserva en capacidad instalada ociosa alrededor de 10% a 25%. Manutención: Se refiere a tener disponible por parte del proveedor, un grupo de personal técnico capacitado dentro del país, que brinde el soporte técnico adecuado cuando se necesite de manera rápida y confiable. Además implica que el proveedor cuente con repuestos en caso sean necesarios. Sistema abierto: Los sistemas deben cumplir los estándares y especificaciones internacionales. Esto garantiza la interconectibilidad y compatibilidad de los equipos a través de interfaces y protocolos, también facilita la interoperabilidad de las aplicaciones y el traslado de un lugar a otro. 2. SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN En los sistemas automatizados la inteligencia del proceso esta dado no por el ser humano, sino que es gobernada por una unidad de control. La tecnología usada ha adoptado diferentes formas desde automatismos mecánicos hasta los actuales automatismos con inteligencia artificial. La combinación de la inteligencia de los autómatas programables con los accionadores industriales, así como el desarrollo de captadores y accionadores cada día más especializados, permite que se automatice un mayor número de procesos. Los autómatas han evolucionado incorporando nuevas formas de procesar la información y ampliando sus funciones, Elementos de una Instalación Automatizada MAQUINAS : Son los equipos mecánicos que realizan los procesos, traslados, transformaciones, etc. de los productos o materia prima. ACCIONADORES : Son equipos acoplados a las máquinas, y que permiten realizar movimientos, calentamiento, ensamblaje, embalaje. Pueden ser: 33

44 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Accionadores eléctricos: Usan la energía eléctrica, son por ejemplo, electroválvulas, motores, resistencias, cabezas de soldadura, etc. Accionadores neumáticos: Usan la energía del aire comprimido, son por ejemplo, cilindros, válvulas, etc. Accionadores hidráulicos: Usan la energía de la presión del agua, se usan para controlar velocidades lentas pero precisas. PRE ACCIONADORES : Se usan para comandar y activar los accionadores. Por ejemplo, contactores, switchs, variadores de velocidad, distribuidores neumáticos, etc. CAPTADORES : Son los sensores y transmisores, encargados de captar las señales necesarias para conocer el estados del proceso, y luego enviarlas a la unidad de control. INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA : Permite la comunicación entre el operario y el proceso, puede ser una interfaz gráfica de computadora, pulsadores, teclados, visualizadores, etc. ELEMENTOS DE MANDO : Son los elementos de cálculo y control que gobiernan el proceso, se denominan autómatas, y conforman la unidad de control. Los sistemas automatizados se conforman de dos partes: parte de mando y parte operativa: PARTE DE MANDO : Es la estación central de control o autómata. Es el elemento principal del sistema, encargado de la supervisión, manejo, corrección de errores, comunicación, etc. PARTE OPERATIVA : Es la parte que actúa directamente sobre la máquina, son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice las acciones. Son por ejemplo, los motores, cilindros, compresoras, bombas, relés, etc. 34

45 Henry Antonio Mendiburu Díaz ACCIONADORES PROCESO PRE ACCIONADOR CAPTADOR UNIDAD DE CONTROL INTERFAZ Hombre - Máquina COMUNICACIÓN con unid. control 2.2. Autómatas Programables Los autómatas son unidades de control, conformadas por equipos electrónicos, los cuales cuentan con un cableado interno independiente del proceso a controlar (hardware), y mediante algoritmos definen la estrategia y caminos a seguir para controlar un proceso (software). Estos equipos son conectados hacia los dispositivos de medida (sensores) y hacia los dispositivos encargados de realizar acciones (actuadores). Una vez que el autómata esta provisto de un algoritmo en su memoria, y que además cuenta con las conexiones respectivas hacia los equipos de planta, se convierte en el cerebro de la fábrica, teniendo a su cargo el desempeño y funcionamiento de toda la cadena productiva; los operarios deben supervisar que este se comporte tal como se había planificado y conforme a la lógica ideada por el programador. Funciones del Autómata y del Sistema El autómata debe realizar simultáneamente muchas funciones, siendo las principales: Detección y lectura de las señales que envían los captadores Elaborar y enviar las acciones de mando y control al sistema, a través de los accionadores y pre-accionadores Mantener un diálogo con los operarios, informando el estado del proceso y detectando fallas Permite ser reprogramado con un nuevo algoritmo de supervisión y control El conjunto de elementos que conforman el sistema automatizado deben de interactuar y desempeñar ciertas funciones que son de carácter general para todo el sistema, estas son: 35

46 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Establecer comunicaciones entre las diversas partes del sistema, así como la comunicación con otros sistemas. Realizan tareas de supervisión y detección de fallas Deben controlar tanto procesos continuos, como procesos discretos A través de un bus de campo o cable de comunicación, deben recoger la información de procesos remotos. Estructura de un Autómata Las unidades autómatas programables, internamente se ven constituidas por los siguientes dispositivos: Fuente de alimentación: brinda el suministro eléctrico a la unidad, permite la conversión de la energía alterna de la red eléctrica a energía continua requerida por los componentes electrónicos. Tarjeta procesadora: es el cerebro del autómata programable que interpreta las instrucciones que constituyen el programa grabado en la memoria, interpreta y deduce las operaciones a realizar, y acciones de control o supervisión a llevarse a cabo. Tarjeta de memoria: contiene los componentes electrónicos que permiten memorizar el programa, los datos de los sensores (señales de entrada) y los accionadores que deben realizar los actuadores (señales de salida). Módulos de entrada/salida, son tarjeta que permiten el conexionado con dispositivos de entrada y/o salida tanto de tipo analógico como de tipo digital La unidad autómata puede verse complementada con unidades periféricas de entrada y salida, como es una consola de programación para digitar e ingresar los algoritmos, o una pantalla para una presentación gráfica del proceso y los parámetros del sistema. Selección del Autómata La selección del autómata que se va a emplear va a depender del tipo de proceso y de las funciones que se quiera realice el sistema. Hay que tener en cuenta los siguientes factores: Factores Cuantitativos: Toma en consideración factores numéricos y de cantidad. Entradas y Salidas: Se debe determinar la cantidad de señales de entrada y salida que existan en el sistema y que merezcan conectarse al controlador, luego se debe determinar si las entradas/salidas son de 36

47 Henry Antonio Mendiburu Díaz tipo analógico o de tipo discreto. Conocida la cantidad, a este total se le debe agregar entre 10 y 20% adicional (reserva para futuras ampliaciones). Dependiendo de la ubicación de los elementos que van conectados al controlador, puede darse el caso que se encuentren muy lejanos por lo que se presentará problemas de atenuación y ruido en el cableado; frente a esto se puede optar por el control distribuido, es decir, colocar varios controladores en distintos puntos de las instalaciones, y cada quien manejará un determinado número de entradas/salidas. Memoria: Se debe considerar la memoria del sistema y la memoria lógica. La cantidad de memoria del sistema esta directamente ligado al número de entradas y salidas y al tipo de estas, así tenemos que una entrada/salida digital ocupa 1 bit de información, mientras que una entrada/salida analógica ocupa 16 bits. La memoria lógica esta referida a la cantidad de información que se debe de almacenar a raíz del algoritmo de control, cada instrucción va a sumar 1 ó 2 bytes, pero los comandos de mayor jerarquía (timers, contadores, sumadores, conversores, etc.) necesitarán más memoria. Se debe considerar el tamaño de las memorias, luego adicionarles un porcentaje de reserva, y ubicar la memoria comercial más acorde con las necesidades (1K, 2K, 4K, 8Kbytes, etc.) Alimentación: Dependiendo de la cantidad de módulos de entrada/salida que se tenga que gestionar, el autómata requerirá mayor nivel de amperaje a un voltaje constante, por cuanto la fuente de alimentación debe estar planificada para soportar dicho requerimiento de corriente. Adicionalmente es recomendable contar con fuentes de reserva en caso de que la principal deje de operar. Periféricos: Hay que considerar que el autómata puede conectarse a dispositivos externos, para lo cual debe contar con los puertos necesarios para la conexión. En el mercado existen autómatas a quienes se les puede conectar impresoras, monitores, unidades de disco, visualizadores y teclados alfanuméricos, unidades de cinta, etc. Factores Cualitativos: Toma en consideración factores de cualidad, calidad, desempeño, y modo de trabajo. Condiciones físicas y ambientales: El ambiente de trabajo en donde debe operar el autómata es determinante cuando se debe elegir la confiabilidad y robustez del equipo, puesto que un equipo de mayor calidad es más costoso, la planificación debe considerar no sobreestimar las condiciones del ambiente (polvo, humedad, temperatura) y requerir un equipo de mucha mayor robustez al 37

48 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL realmente necesitado. En general los fabricantes realizan una serie de pruebas cuyos resultados se reflejan en las características técnicas de los equipos: rango de temperatura de trabajo y almacenaje, vibración soportada, nivel de interferencia, humedad, tipo de case, etc. Tipo de control: Determinar el tipo de control a emplear es una función de los ingenieros de control, y dependerá de la complejidad del proceso, así como de la necesidad de contar con backups. Se puede optar por un control centralizado o uno distribuido, por un control PID o uno adaptativo, etc. Servicios adicionales: Esta dado por las ventajas adicionales con que cuenta un equipo en relación a otro, como puede ser: el software de programación puede ser más amigable, más comprensible, con un entorno gráfico, ejemplos desarrollados, etc.; ciertos equipos pueden dar una mayor garantía, que cubre más situaciones de operación, o simplemente cubren por un mayor lapso de tiempo; el trato del suministrador también es importante a la hora de decidirse por un equipo u otro, además los suministradores pueden brindar cursos gratuitos de capacitación para el personal a cargo, asistencia técnica y mantenimiento permanente; disponibilidad en stock dentro del país, del producto así como de los componentes internos (repuestos, en caso sea necesario una reparación); etc. Compatibilidad: En algunos casos se preferirá equipos de tipo estándar, mientras que en otros casos será necesario equipos de tipo propietario. La elección del equipo en cuanto a su compatibilidad estará ligada a los demás equipos existentes en la planta. En algunos casos hay quienes prefieren una marca por que le tienen confianza y ya les ha dado buenos resultado, en cambio hay otros que no quieren amarrarse con un solo suministrador y prefieren usar equipos compatibles Ciclos del Programa El controlador o autómata programable, tiene almacenado en su memoria un algoritmo o programa de instrucciones, este algoritmo contiene un programa principal o parte fundamental, y subprogramas o partes secundarias. Para las aplicaciones con autómatas programables el usuario programador necesita de una comunicación con la máquina para programar y depurar el programa, para acceder a los estados de planta y para forzar secuencias de mando sobre el sistema. Para llevar a cabo estas funciones se requiere de unidades de programación, equipos y software, con interfaces sencillas para el usuario, y con canales y protocolos de conexión con el 38

49 Henry Antonio Mendiburu Díaz autómata estandarizados. El operador debe poder acceder a las funciones que necesita (programación, depuración, visualización, forzado, etc.) de forma rápida y flexible, según procedimientos que le facilitan la utilización del autómata en cualquier proceso industrial. Estos equipos auxiliares son conformados por unidades de programación, diagnóstico y test, destinadas a facilitar la edición y puesta a punto de programas para el autómata; Las unidades de programación utilizadas son en su mayoría computadoras personales. La ejecución de un programa dentro de un controlador programable sigue un esquema cíclico totalmente diferente al que sigue un algoritmo diseñado para computadora. Un ciclo de programa se compone de los siguientes pasos: Operaciones de gestión del sistema: Consiste en el tratamiento de la información, tratamiento de las peticiones y las llamadas efectuadas por el terminal de programación y el envío de mensajes al terminal. Lectura del estado de las entradas: Consiste en la lectura de los registros de los módulos de entrada y el almacenamiento de estos datos en una memoria. Ejecución del programa almacenado: Empieza por la primera línea y sigue ejecutando línea por línea hasta la última. Durante esta ejecución no se considera una posible variación en el estado de las entradas, el estado de las entradas te toma del valor almacenado en la memoria. Una vez ejecutada la última línea se graban los resultados nuevamente en la memoria. Escritura de datos de salida : Se efectúa una transferencia de información de la memoria a los módulos de salida. El último valor que tome la variable de salida será almacenado en la memoria La ejecución del programa principal y los subprogramas, puede realizarse de dos maneras: Ejecución cíclica : Consiste en encadenar los ciclos del programa uno tras otro en forma continua y sin interrupciones. Después de actualizar las salidas, el sistema pasa a realizar el ciclo nuevamente y así sucesivamente. Es el método de ejecución por defecto. 39

50 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Ejecución periódica : Consiste en ejecutar el programa durante cierto tiempo, o también durante un número definido de veces. Estos criterios pueden ser definidos por el operador Procesos de Operación del Sistema La automatización de los procesos industriales debe contemplar todos los posibles estados en que se pueden encontrar las máquinas y los equipos. No siempre el sistema va a funcionar perfectamente, se presentarán casos de fallas, que impliquen una parada de emergencia del proceso y la correspondiente puesta en marcha nuevamente. Se debe considerar prioritario que el sistema este preparado para afrontar los diversos procesos, para ello el programa del autómata deberá prever que hacer frente a posibles problemas, a fin de reducir el tiempo de parada al máximo y permitir un proceso de re-arranque simple. Los procedimientos pueden dividirse en procedimientos de parada y puesta en marcha, procedimientos de funcionamiento, y procedimientos de falla: PARADA Y PUESTA EN MARCHA: Está referido a los modos de funcionamiento en donde el sistema se encuentra parado, para luego ponerlo en marcha. Pueden ser: Parada en el estado inicial: Corresponde al estado de reposo normal inicial. Parada solicitada a final del ciclo: Consiste en hacer que una máquina deje de operar cuando ya ha finalizado su ciclo de trabajo normal, la máquina pasa al estado de parada inicial. Parada solicitada en un estado determinado: La máquina tiene que parar por algún motivo en una parte intermedia de un ciclo, pasa luego a estado de parada obtenida. Parada obtenida: Es aquella para en un estado intermedio de un ciclo, pueden existir diversos grados o puntos intermedios en el ciclo, esto va a estar definido en el programa. Preparación para la puesta en marcha después de un defecto: En este estado se deben realizar las acciones necesarias para corregir las fallas. Finalizada la reparación, el operador elegirá como y cuando reiniciar la máquina en el proceso productivo. Puesta del sistema en estado inicial: Se realiza de forma automática, retornando la máquina a su estado inicial. Puesta del sistema en un estado determinado: El operador decide en que estado debe empezar a operar la máquina, dependiendo de en que parte del ciclo se encuentre el programa. 40

51 Henry Antonio Mendiburu Díaz PROCEDIMIENTOS DE FUNCIONAMIENTO: Pueden ser: Producción normal: Es el estado de producción común de funcionamiento automático. Marcha de preparación: Son las acciones necesarias para permitir que la máquina entre en funciones (Ej. calentamiento de un horno para presión de vapor). Marcha de cierre: Corresponde la fase de vaciado o limpieza que reciben las máquinas antes de parar. Marcha de verificación sin orden: El operador hace funcionar la máquina en forma manual, para verificar su correcto desempeño, también se usa para posicionar la máquina en un determinado estado o lugar. Marcha de verificación con orden: La máquina realiza un ciclo completo de funcionamiento al ritmo dado por el operador. Se usa para funciones de mantenimiento y verificación. Marcha de test: Es una prueba de comprobación de buen funcionamiento que realiza el autómata. PROCEDIMIENTOS DE FALLA: Pueden ser: Parada de emergencia: Implica la parada de los accionadores, además se debe guardar en memoria la posición en que quedo la máquina. Diagnóstico y/o tratamiento de defectos: El autómata puede guiar al operador para indicarle donde se encuentra el defecto (mediante alarmas), el personal de mantenimiento deberá reparar la falla. Producción a pesar de los defectos: Corresponde a los casos en que la producción debe continuar a pesar de que el sistema no funcione correctamente. Algunas acciones pueden realizarse manualmente por el operador. Puesta en marcha del sistema Una vez instalado los equipos y luego de almacenar el algoritmo de control y supervisión en la memoria del autómata, hay que poner en marcha el sistema para comprobar que responde adecuadamente a las especificaciones del fabricante y acorde a los planeamientos del programador. Antes de conectar la energía al sistema, hay que hacer una serie de comprobaciones rutinarias pero importantes: Comprobar que todos los componentes del autómata están en su lugar y perfectamente insertados en sus conectores, estos deben ser fijados y asegurados. Comprobar que la línea de alimentación está conectada a los correspondientes terminales de la fuente de alimentación del equipo, y que se distribuye adecuadamente en el nivel especificado en el manual técnico. 41

52 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Comprobar que los cables de conexión entre racks están correctamente instalados, debidamente ordenados, y señalizados. Comprobar que los cables de conexión a periféricos están correctamente instalados. Comprobar que las conexiones de los bornes y de los módulos de E/S están firmes y corresponden al esquema de cableado, hacer pruebas de continuidad. Luego de realizar todas las verificaciones previas, se procede a llevar a cabo un ensayo previo del funcionamiento, para lo cual hay que comprobar que los dispositivos de E/S funcionan correctamente, para lo cual se hará simulaciones en el programa y se medirá los terminales en los módulos. Luego de finalizadas todas las comprobaciones anteriores, hay que introducir el programa en la memoria del autómata, a continuación se energiza al sistema. Las pruebas de funcionamiento se deben realizar por sectores, dependiendo de la amplitud y complejidad del sistema Verificadas y corregidas las distintas secuencias en los distintos sectores, se puede proceder a realizar un ensayo general, para lo cual el sistema puede arrancar en automático debiendo funcionar correctamente. Las correcciones efectuadas, tanto en la instalación como en el programa deben ser documentadas inmediatamente, y se obtendrán copias del programa definitivo tan pronto como sea posible Seguridad de Funcionamiento del Sistema El análisis de la seguridad que debe existir en el funcionamiento de un sistema de automatización, es de carácter fundamental, para ello hay que tener presente ciertas condiciones, y también poner mayor cuidado en la seguridad de ciertas áreas, así tenemos: FIABILIDAD: Consiste en la probabilidad de que el sistema presente un buen funcionamiento en un determinado instante de tiempo, también se considera el criterio de tiempo medio entre averías (se debe buscar un valor típico mínimo de horas). La fiabilidad dependerá de las condiciones de trabajo a las que se someterá la planta. TIEMPO DE FALLO: Es el tiempo que toma reparar una falla, así como realizar el mantenimiento preventivo al sistema. Una vez detectado el problema, automáticamente se deberá decidir si se paraliza o se continúa con la producción. El comportamiento del sistema deberá adecuarse al tipo y gravedad del problema. SEGURIDAD INTERNA: Puede vigilarse bajo dos funciones: 42

53 Henry Antonio Mendiburu Díaz Watchdog: Le permite al autómata supervisar la duración temporal de un ciclo, si la duración es excesiva se detendrá la ejecución del programa, enviando una señal de error. Checksum interno: El autómata realiza cada cierto tiempo la suma del código del programa, si el valor cambia sin intervención del programador, significa que existirá un error en la memoria del programa. SEGURIDAD EXTERNA: Esta referido a las fallas que se pueden producir en los elementos detectores, actuadores, máquinas, cables, vapor, etc. que escapan al dominio de la unidad de control. Se debe prever mecanismos de solución, simulacros de fallas, copias de seguridad (backup) para las bases de datos, etc. ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA: Los equipos necesitan estar conectados a la red eléctrica, pero en caso esta falle, es necesario contar con un banco de baterías de respaldo. Por tanto la unidad de control deberá detectar cualquier anomalía en el suministro eléctrico y trasladar la conexión hacia el banco de baterías en caso sea necesario, así como regresar a la conexión de la red de alimentación normal cuando el problema haya cesado. MODULOS DE ENTRADA/SALIDA: Constantemente se presentan problemas de ruido electromagnético, sobretensiones, etc. que hacen que la información recibida o enviada no sea confiable, por tanto el sistema debe estar preparado para detectar cuando un modulo de entrada y/o salida no esta trabajando correctamente. SEGURIDAD EN EL PROGRAMA: Esta referido a los métodos que puede grabarse en el programa para que vigile y actúe en caso de fallas. Por ejemplo si se tiene un horno que debe calentar hasta 300 C, y la señal medida de temperatura lo da un sensor, que pasaría si este sensor deja de funcionar, el controlador no sabrá cuando se ha alcanzado la temperatura adecuada y seguirá calentando el horno; frente a problemas como este, se puede prever en el programa que después de un tiempo adecuado se deje de calentar el horno y se encienda una señal de alarma. ENTORNO DE TRABAJ O: La unidad de control y equipos electrónicos son sensibles a las hostilidades del medio en que se desarrollan los procesos industriales, por eso es necesario tomar las medidas necesarias para proteger los equipos, como por ejemplo, colocar aire acondicionado, colocar los equipos en armarios y cámaras herméticas, etc. Los autómatas programables son equipos robustos y pueden ser adaptados al medio industrial, sin embargo pueden sufrir desperfectos, por lo 43

54 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL que es necesario establecer ciertas rutinas de mantenimiento preventivo para disminuir la probabilidad de fallo o avería. Para ello el operario puede seguir las siguientes rutinas de supervisión: Inspección de los indicadores de diagnóstico del procesador. Cambio de las baterías antes de que se cumpla la fecha limite para evitar derrames de esta. Cuanto sea necesario puede registrarse en una secuencia de programa y generar una alarma. Estar pendiente de los indicadores de "fusible fundido" de los módulos Observar las conexiones en el cableado de los módulos de E / S y las conexiones de los módulos al rack para comprobar si siguen perfectamente asentados y sujetos. 3. INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Los instrumentos industriales permiten garantizar la calidad de los productos terminados y aseguran su producción masiva manteniendo una buena repetibilidad en sus características finales Especificaciones Técnicas Cuando se trata de instrumentos de tipo industrial, hay que tener presente que se debe controlar algunas magnitudes, como por ejemplo la presión, el nivel, temperatura, etc., pero adicionalmente es necesario conocer otros parámetros que le van a dar las especificaciones técnicas a los instrumentos, estas son: RANGO (Range): Lo conforman el conjunto de valores que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento. ALCANCE (Span): Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. PRECISIÓN (Accuracy): Es la tolerancia de medida o de transmisión del instrumento, y define los límites de los errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales de funcionamiento. Puede ser expresado en tanto porciento de la lectura efectuada, o directamente en unidades de la variable medida. ZONA MUERTA (Dead zone, dead band): Es el intervalo de valores que no hacen variar la indicación o señal de salida del instrumento, es decir, que no produce un cambio de lectura. Puede ser expresado en tanto porciento del alcance, o directamente en unidades de la variable medida. 44

55 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSIBILIDAD (Sensitivity): Es la razón entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haber alcanzado el reposo. Puede ser expresado en tanto porciento del alcance, o directamente en unidades de la variable medida. REPETIBILIDAD (Repeatibility): Es la capacidad del instrumento de medir valores idénticos varias veces, en una variable bajo las mismas condiciones de funcionamiento en todos los casos. Se expresa como una tasa máxima porcentual. HISTÉRESIS (Hysteresis): Es la diferencia máxima que se observa entre los valores indicados por el instrumento cuando recorre toda la escala en forma ascendente, y los valores indicados al recorrerla en forma descendente. Se expresa en tanto porciento del alcance. Ejemplo : Especificaciones técnicas para un sensor de temperatura. Rango 20 a 220 C Alcance 200 C Precisión 0.5 % Zona muerta 0.1 %, 0.2 C Sensibilidad 0.05 %, 0.1 C Repetibilidad 90 % Histéresis 1 % 3.2. Clases de Instrumentos Según las funciones que realizan los instrumentos se puede clasificar en: Instrumentos ciegos: Aquellos que no tienen indicación visible de la variable medida. Instrumentos indicadores: Son aquellos que tienen un indicador visual, que puede ser analógico y/o digital. Instrumentos registradores: Pueden existir de tipo mecánico como por ejemplo el registrador circular (1 vuelta en 24 horas), registrador rectangular o alargado (20 mm/hora); también de tipo electrónico como por ejemplo los registradores digitales que por medio del puerto serial se conectan a una computadora donde aparece gráficamente en pantalla las estadísticas de medición. Elementos primarios de medida: Son aquellos que están encargados de medir directamente la variable a controlar. 45

56 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Transmisores: Son todos aquellos que transmiten la variable a distancia en forma de señal eléctrica, neumática, hidráulica, o electromagnética. Transductores: Son aquellos que modifican, convierten, o acondicionan la señal de entrada. Por ejemplo tenemos los relés, los convertidores de señal neumática a eléctrica, etc. Receptores: Son aquellos instrumentos que reciben la señal enviada por los transmisores. Controladores: Son los encargados de encontrar el error entre la variable medida y la referencia, y efectúan una acción para corregir dicho error. Elemento final de control: Son los instrumentos que reciben la señal de corrección del controlador y actúan sobre el proceso para corregir el error. Perturbación Ref. + CONTROLADOR ELEMENTO FINAL DE CONTROL PROCESO Salida TRANSMISOR ELEMENTO PRIMARIO DE MEDIDA INDICADOR y/o REGISTRADOR 3.3. Representación y Simbolismo Señales de Comunicación: Las líneas de unión para envío de señales o conexiones de los sistemas de control, de a cuerdo a su tipo, se deben representar de la siguiente manera: 46

57 Henry Antonio Mendiburu Díaz Conexión de proceso o suministro Señal Neumática Señal Eléctrica Ó Tubo Capilar Señal Indefinida Línea de Software Línea Mecánica Señal electromagnética o de sonido Señal Hidráulica El símbolo de señal neumática es usado de esta forma cuando se trata de aire. AS aire suministrado ES Suministro eléctrico GS Suministro de Gas HS Suministro Hidráulico NS Suministro de Nitrógeno SS Suministro de vapor WS Suministro de agua Fuente: Instrumental Society of America (ISA) Sensores y Controladores : A continuación se muestra la representación de los equipos, sensores y controladores: Fuente: Instrumental Society of America (ISA) Norama ISA S5.1 : Para designar y representar a los instrumentos se hace uso de esta norma, que si bien no es de uso obligatorio, si constituye una representación a seguir dado que se ha convertido en un estándar internacional. PRIMERA LETRA FUNCION DE VARIABLE MEDIDA MODIFICAD. LECTURA PASIVA A Análisis (composición) Alarma B Combustión (quemador) Conductividad, C Concentración Regulación (ON OFF) LETRAS SUCESIVAS FUNCIONES DE SALIDA Control LETRA DE MODIFICAC. 47

58 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Densidad, Peso D Diferencial Especifico E Voltaje Sensor F Flujo, Caudal Fracción Dispositivo de G Calibre visión H Mano (acción manual) Alarma de alta Indicación I Corriente Eléctrica (indicador) J Potencia Exploración K Tiempo Razón del cambio de tiempo Estación de control L Nivel Luz Alarma de baja M Humedad Intermedio ó Medio N Libre Libre a elección Libre a elección O Libre Orificio, restricción P Presión Punto de prueba ó conexión Q Cantidad Integrado, Totalizado R Radiación Registro S Velocidad, Frecuencia Seguridad Interruptor T Temperatura Transmisor U Multivariable Multifunción Multifunción Multifunción V Vibración o Análisis Mecánico Válvula W Peso (fuerza) Pozo X Libre a elección Eje X Libre Libre Libre Y Evento, Estado, Réle, Eje Y Presencia Computadora Z Posición, Actuador, Eje Z Dimensionamiento Manejador Fuente: Instrumental Society of America (ISA) Diagrama de Procesos o Equipos : Se representan a través de diagramas de flujo, los cuales detallan las acciones desarrolladas durante las operaciones del proceso y de ingeniería. A continuación se muestran algunos de ejemplos de la representación de algunos equipos : COLUMNA DESTILACIÓN SECADOR DE FAJA PRECIPITADOR LAVADOR 48

59 Henry Antonio Mendiburu Díaz 4. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN Debido a la diversidad de fabricantes de equipos y software, en agosto de 1992 se adoptó el estándar dado por la norma IEC para la programación de controladores lógicos programables (PLC), según esta norma la programación puede hacerse usando lenguajes textuales y también a través de lenguajes gráficos: Lenguajes textuales: Lista de instrucciones (IL) Texto estructurado (ST) Lenguajes gráficos: Diagrama de escalera (LD) Diagrama de bloques de funciones (DBF) Carta de funciones estructuradas (SFC) Lista de instrucciones (IL): Es un lenguaje de bajo nivel, similar al lenguaje ensamblador. Solo permite una operación por línea. Este lenguaje es adecuado para pequeñas aplicaciones y para optimizar partes de una aplicación. Este lenguaje puede programarse usando dispositivos acoplados al PLC. Texto estructurado (ST): Es un lenguaje de alto nivel estructurado por bloques que posee una sintaxis parecida al PASCAL. Se emplea para realizar sentencias más complicadas, leer y escribir datos de tipo analógico y digital, permite el manejo de timers y contadores, además puede hacerse uso de lazos de repetición, y funciones matemáticas. Diagrama de escalera (LD): También conocido como diagrama ladder, es el lenguaje más usado, semeja el uso de bobinas y contactores, este lenguaje es una aproximación al lenguaje eléctrico que se usaba para los controladores basados en contactos (abierto/cerrado). Posee bloques de funciones adicionales como: timers, contadores, controladores PID, etc. START STOP MOTOR MOTOR 49

60 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Diagrama de bloque de funciones (FBD): Es un lenguaje que permite programar elementos que aparecen como bloques para ser cableados entre si de forma análoga al esquema de un circuito. Este lenguaje es adecuado para muchas aplicaciones que involucren el flujo de información o datos entre componentes de control. Carta de funciones estructuradas (SFC): También conocido como gráfico secuencial de funciones (GRAFCET), es un lenguaje que proporciona una cadena secuencial y estructurada (secuencias en serie y paralelas) de conjunto de instrucciones. Los elementos básicos son pasos y transiciones. Los pasos consisten de piezas de programa que son inhibidas hasta que una condición especificada por las transiciones sea conocida. 5. REDES INDUSTRIALES La automatización de las industrias has generado un sustancial aumento de la producción y de la maquinaria instalada necesaria para lograr dicha producción; con el objetivo de desconcentrar geográficamente las funciones se fue separando y aislando procesos, creándose procesos individuales pero gobernados por una única central; bajo este entorno surgen las denominadas redes industriales, las cuales son redes de computadoras dentro de entornos industriales, donde se busca un correcto aprovechamiento de los recursos tecnológicos, y una integración de los procesos remotos. Para determinar cual es el tipo de red de datos que ofrece mayores ventajas para una aplicación específica, es necesario realizar un estudio previo, se debe buscar que esta plataforma de red sea compatible con todos los equipos (o con la mayor parte de ellos). Existen arquitecturas denominadas propietario donde un fabricante lanza productos compatibles solamente con su propia arquitectura de red, pero también existen otras arquitecturas denominadas abiertas, que permiten la utilización de equipos de cualquier fabricante. Además, estas redes de arquitectura abiertas poseen organizaciones de usuarios que ofrecen información, y posibilitan el intercambio de experiencias con respecto a los diversos problemas de funcionamiento de una red. Ventajas y beneficios de las redes industriales: Permiten el trabajo de varios dispositivos a la vez, mediante el trabajo en paralelo, reduciendo el tiempo de operación. Permiten procesar grandes cantidades de información, acceso a datos a altas velocidades. Permiten una integración rápida y simple de los diversos subsistemas. 50

61 Henry Antonio Mendiburu Díaz Permiten una expansión del sistema, pudiéndose aumentar nuevos terminales y nuevos procesos. Permite supervisar y monitorear el sistema completo, pudiéndose detectar fallas y problemas de procesos remotos desde una estación central de control. Permiten la programación desde un terminal remoto Topologías de las Redes La topología esta referida a la forma como el cableado permite el enlace de los dispositivos, así tenemos: Topología Estrella: Consiste en enlazar todos los dispositivos hacia un solo punto, la ventaja de esta topología es que si un dispositivo falla no se verán afectadas las comunicaciones con los otros dispositivos. Topología Anillo: Consiste en enlazar los dispositivos uno a continuación de otro, solo un dispositivo puede mandar o recibir información a la vez. Si falla un tramo de red la comunicación se interrumpe, por lo que se acostumbra tender un anillo de respaldo Niveles de jerarquía en una Red Industrial En una red industrial coexistirán equipos y dispositivos de todo tipo, los cuales suelen agruparse jerárquicamente para establecer conexiones adecuadas, de esta forma se definen cuatro niveles dentro de una red industrial: Nivel de gestión: Es el nivel más elevado y se encarga de integrar los niveles siguientes en una estructura de fábrica, e incluso de múltiples factorías. Las máquinas aquí conectadas suelen ser estaciones de trabajo que hacen de puente entre el proceso productivo y el área de gestión, en el cual se supervisan las ventas, stocks, etc. Se emplea una red de tipo LAN (Local Area Network) o WAN (Wide Area Network). Nivel de control: Se encarga de enlazar y dirigir las distintas zonas de trabajo. A este nivel se sitúan los autómatas de gama alta y los ordenadores dedicados a diseño, control de calidad, programación, etc. Se suele emplear una red de tipo LAN. Nivel de campo y proceso: Se encarga de la integración de pequeños automatismos (autómatas compactos, multiplexores de E/S, controladores PID, etc.) dentro de subredes. En el nivel más alto de estas redes se suelen encontrar uno o varios autómatas modulares, actuando como maestros de la red o maestros flotantes. En este nivel se emplean los buses de campo. 51

62 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Nivel de E/S: es el nivel más próximo al proceso. Aquí están los sensores y actuadores, encargados de manejar el proceso productivo y tomar las medidas necesarias para la correcta automatización y supervisión. NIVEL EQUIPO GESTION Estaciones de trabajo, supervisión de producto CONTROL PC, PLC CAMPO Y PROCESO Bloques de E/S, controlador, transmisor ENTRADA / SALIDA Actuadores, sensores 5.2. Clasificación de las Redes Las redes de datos son clasificadas por el tipo de equipamiento conectado a ellas y el tipo de datos que circula por la red. Por el tipo de dato que circula por ellas puede ser: Bit: Las redes con datos en formato de bits transmiten señales discretas, como condiciones ON/OFF, ó uno y cero Byte: Las redes con datos en el formato de byte pueden contener paquetes de informaciones discretas y/o analógicas. Paquetes: Las redes con datos en formato de paquete o bloque son capaces de transmitir paquetes de información de tamaños variables. Por el tipo de equipo conectado y tipo de datos que manejan pueden ser: Red Sensorbus: Manejan datos en formato de bits. Se utilizan para conectar equipos simples y pequeños directamente a la red, con distancias pequeñas, estos equipos conectados requieren de alta velocidad, y son típicamente los sensores y actuadores. Red Devicebus: Maneja datos en formato de bytes. Se utilizan para cubrir distancias de hasta 500m, los equipos conectados pueden tener 52

63 Henry Antonio Mendiburu Díaz varias entradas discretas y analógicas, además maneja una mayor cantidad de dispositivos. Red Fieldbus: Maneja datos en formato de paquetes. Sirve para interconectar equipos de E/S más inteligentes, los cuales pueden desempeñar funciones específicas de control, tales como lazos de control PID, control de flujo de información y procesos. La red además permite una mayor distancia y el manejo de mayor cantidad de dispositivos Tipos de Redes Industriales ETHERNET Las redes Ethernet utilizan el protocolo de enlace Carrier Sense/Multiple Access with Collision Detection. Su modo de trabajo consiste en transmitir los datos en paquetes en una red, luego cada nodo de la red de Ethernet escucha dicha transmisión y verifica si es que está destinada a ese nodo. El nodo que corresponde al direccionamiento de destino del paquete es el que responde. Si se detecta una colisión, el nodo detiene la transmisión e intenta enviar la información nuevamente después de un período de tiempo aleatorio previamente determinado. Algunos ejemplos comunes de los protocolos de red usados para los sistemas de información de uso general son TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX, UDP, AppleTalk, SNMP, y LAT. Ventajas: Es una red ampliamente conocida y estandarizada Muchas PCs ya vienen con la tarjeta de red Ethernet en su placa madre Los sistemas operativos Windows trabajan con este tipo de red Se produce en volúmenes grandes, lo que hace que su costo sea bajo Desventajas El tráfico de Ethernet se debe mantener a menudo significativamente debajo de sus límites teóricos para tener en cuenta la detección de colisión. La red esta orientada mayormente a oficinas y no a entornos industriales El ancho de banda es bajo FIELDBUS Las redes Fieldbus, son sistemas de comunicación digital bidireccional, que permiten la comunicación de instrumentos, así como llevar a cabo tareas de control y monitoreo a través de un software de supervisión. 53

64 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Los buses de campo (Fieldbus) constituyen el nivel más simple y próximo al proceso dentro de la estructura de comunicaciones industriales. Está basada en procesadores simples y utiliza un protocolo mínimo para gestionar el enlace entre ellos. Los buses de campo más recientes permiten la comunicación con buses jerárquicamente superiores y más potentes. En un bus de campo se engloban las siguientes partes: Estándares de comunicación: Cubren los niveles físico, de enlace y de comunicación establecidos en el modelo OSI (Open Systems Interconnection). Conexiones físicas: Esta referido al cableado estructurado de las instalaciones. Las más comunes son semidúplex (comunicación en banda base tipo RS-485), RS-422 y conexiones en bucle de corriente. Protocolo de acceso al medio (MAC) y de enlace (LLC): consiste en la definición de una serie de funciones y servicios de la red mediante códigos de operación estándar. Nivel de aplicación: Es la interfaz que recibe el usuario, traducido en programas de gestión y presentación. La aplicación suele ser propia de cada fabricante, pero también a través de lenguajes estándar. Características: Comunicación por medio de twisted-pair Alimentación soportado por los mismos dos cables de la señal, eliminando la necesidad de fuentes de alimentación externas Velocidad de transmisión de 10 or 100 Mb/s Basado en TCP/IP y Ethernet Ventajas: Se emplea en aplicaciones de control distribuido, lo cual es más eficiente que un control centralizado. PROFIBUS Es un sistema de bus de campo abierto (Fieldbus) independiente del fabricante. Su área de aplicación abarca procesos de manufacturación y automatización de edificios. Tipos: PROFIBUS-DP Se diseña para comunicaciones de alta velocidad, entre los controladores industriales y la entrada-salida distribuida. (Por ejemplo PLC y sensores) 54

65 Henry Antonio Mendiburu Díaz PROFIBUS-FMS Se diseña para la comunicación de uso general sobre todo entre los controladores programables, tales como PLCs y PC. PROFIBUS-PA: Es un sistema diseñado específicamente para la automatización de procesos. CAN (Control Area Network) Estas redes hacen uso de un bus serial para conectar los dispositivos. La aplicación original de estas redes fueron los automóviles, para cumplir tareas como sincronización y control del motor, frenos antiblocaje, monitoreo de la caja de engranajes, alimentación de ventanas y seguros de puertas, etc. Antiguamente cada dispositivo necesitaba de una línea dedicada, la cual es reemplazada por la red CAN. Actualmente las aplicaciones de estas redes se han ampliado al campo de los procesos industriales. Utiliza la configuración producto consumidor (que es una especie de maestro-esclavo, pero que permite disminuir la cantidad de tráfico). Ventajas: Los dispositivos se pueden comunicar directamente entre ellos (sin la necesidad del controlador). Por ejemplo el sensor impacto puede conectarse directamente al airbag, respondiendo de una manera más rápida y confiable. Se ha vuelto comercial, puesto que muchos fabricantes lo ofrecen Los costos de implementación son bajos DEVICE-NET Es una red empleada en procesos de fabricación, sus principales características son: Topología física de tipo Basic Trunkline-Dropline Permite hasta 64 direcciones de nodos en una sola red. Comunicación punto a punto Modelo producto-consumidor para transferencia de datos. Transmite señales de datos y potencia por medio del mismo cable. Inserción de dispositivos sin necesidad de quitar la alimentación de la red. Dispositivos de potencia externos pueden compartir el cable del bus con dispositivos alimentados por el bus. 55

66 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 5.4. Protocolos para Buses de Campo Existen diversos buses de campos (Fieldbus) según los fabricantes o agrupaciones de fabricantes, siendo los más importantes los siguientes: Protocolo MODBUS Es un protocolo de comunicación desarrollado por MODICON para comunicación entre PLC s. Entre los dispositivos que lo utilizan podemos mencionar: PLC, drives, sensores, actuadores remotos. El protocolo establece como deben transmitirse los mensajes y como realizar la detección de errores. Su principal inconveniente es que no está reconocido por ninguna normal internacional. Control de acceso al medio tipo maestro esclavo. El protocolo especifica el formato de trama, secuencias y control de errores. Sólo especifica la capa de enlace del modelo ISO/OSI. A cada esclavo se le asigna una dirección fija y única en el rango de 1 a 247. La dirección 0 esta reservada para mensajes de difusión sin respuesta. Protocolo BITBUS Es un sistema de comunicación serial. Está basado en una línea compartida RS-485 (varias estaciones de comunicación en un mismo par de cables) y está optimizado para la transmisión de pequeños mensajes en tiempo real. En instalaciones más actuales se emplea también fibra óptica para su implementación. La estructura de la red puede ser de varios tipos: Básica: Estructura lógica del tipo maestro esclavo. Árbol: Se emplean repetidores para largas distancias, se considera todo un único bus y se opera en modo autoreloj (debido a que los repetidores no transmiten la señal de reloj). Árbol multinivel: Se emplean uniones esclavo/maestro para formar subbuses en varios niveles. Cada nivel puede operar a una velocidad propia y posee sus propias direcciones. Para la configuración maestro esclavo, se tiene que cada esclavo posee su propia dirección de red que le hace diferente del resto e identificable dentro de la red. El maestro maneja la red seleccionando los esclavos. Los esclavos deben responder exclusivamente cuando son requeridos por el maestro. Existen dos modos de sincronización de bits: 56

67 Henry Antonio Mendiburu Díaz Síncrono: En este modo los datos se transmiten por un par trenzado y el reloj por otro par adicional. No se admiten repetidores y la estructura del bus es completamente lineal. Autoreloj: En este modo cada nodo genera su propio reloj, sincronizando con la línea de datos. Los datos se codifican en formato NRZI. Se permiten repetidores (obligatorio para más de 28 nodos). Las derivaciones a partir del repetidor requieren una línea de control además de la línea de datos, por lo que se emplean dos pares trenzados. Protocolo PROFIBUS Utilizando este medio, los dispositivos de diferentes fabricantes pueden comunicarse sin necesidad de adaptaciones mediante interfaces especiales. Puede ser empleado tanto para transmisiones de datos de alta velocidad y tiempos críticos, como para tareas intensivas de comunicación compleja. Tiene una estructura maestro esclavo. Dispositivos maestros: Determinan la comunicación de datos sobre el bus. Un maestro puede enviar mensajes sin una petición externa cuando mantiene el control de acceso al bus (la señal). Los maestros también se denominan estaciones activas. Dispositivos esclavos: Son dispositivos periféricos. Los esclavos son normalmente dispositivos de E/S, válvulas, actuadores y transmisores de señal. No tienen el control de acceso al bus y sólo pueden recibir mensajes o enviar mensajes al maestro cuando son permitidos para ello. Los esclavos también son denominados estaciones pasivas. Estándar ASI ASI (Actuator Sensor Interface), es un estándar que define la conexión directa de sensores binarios y actuadores al nivel más bajo de automatización (nivel de entrada/salida) hacia redes de más alto nivel y dispositivos de control. Reemplaza complejos cableados y paneles, reduce el tiempo de diseño, costo de instalación y complejidad de mantenimiento. Opera según el principio maestro/esclavo. El controlador central, tanto una PC o PLC, o la entrada a redes más altas, contiene un módulo maestro. Los sensores/actuadores se conectan a esclavos que están enlazados en red por medio de un cable polarizado. El cableado de red puede efectuarse empleando conexiones en bus o en árbol de hasta 200 metros de longitud (empleando repetidores). 57

68 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 6. SISTEMAS SCADA Los sistemas SCADA (Supervisory Control And Data Adquisition) son aplicaciones de software, diseñadas con la finalidad de controlar y supervisar procesos a distancia. Se basan en la adquisición de datos de los procesos remotos. Estos sistemas actúan sobre los dispositivos instalados en la planta, como son los controladores, autómatas, sensores, actuadores, registradores, etc. Además permiten controlar el proceso desde una estación remota, para ello el software brinda una interfaz gráfica que muestra el comportamiento del proceso en tiempo real. Además, envía la información generada en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como hacia otros supervisores dentro de la empresa, es decir, que permite la participación de otras áreas como por ejemplo: control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc. Generalmente se vincula el software al uso de una computadora o de un PLC, la acción de control es realizada por los controladores de campo, pero la comunicación del sistema con el operador es necesariamente vía computadora. Sin embargo el operador puede gobernar el proceso en un momento dado si es necesario. Existen diversos tipos de sistemas SCADA dependiendo del fabricante y sobre todo de la finalidad con que se va a hacer uso del sistema, por ello antes de decidir cual es el más adecuado hay que tener presente si cumple o no ciertos requisitos básicos: Todo sistema debe tener arquitectura abierta, es decir, debe permitir su crecimiento y expansión, así como deben poder adecuarse a las necesidades futuras del proceso y de la planta. La programación e instalación no debe presentar mayor dificultad, debe contar con interfaces gráficas que muestren un esquema básico y real del proceso Deben permitir la adquisición de datos de todo equipo, así como la comunicación a nivel interno y externo (redes locales y de gestión) Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware, y fáciles de utilizar, con interfaces amigables para el usuario. A continuación se muestra una lista de algunos software SCADA y su fabricante: Aimax Desin Instruments S. A. CUBE Orsi España S. A. FIX Intellution. Lookout National Instruments. 58

69 Henry Antonio Mendiburu Díaz Monitor Pro Schneider Electric. Scada InTouch LOGITEK. SYSMAC SCS Omron. Scatt Graph 5000 ABB. WinCC Siemens. Coros LS-B/Win Siemens. CIRNET CIRCUTOR S.A. FIXDMACS Omron-Intellution. RS-VIEW32 Rockwell GENESIS32 Iconics 6.1. Funciones Principales Supervisión remota de instalaciones y equipos: Permite al operador conocer el estado de desempeño de las instalaciones y los equipos alojados en la planta, lo que permite dirigir las tareas de mantenimiento y estadística de fallas. Control remoto de instalaciones y equipos: Mediante el sistema se puede activar o desactivar los equipos remotamente (por ejemplo abrir válvulas, activar interruptores, prender motores, etc.), de manera automática y también manual. Además es posible ajustar parámetros, valores de referencia, algoritmos de control, etc. Procesamiento de datos: El conjunto de datos adquiridos conforman la información que alimenta el sistema, esta información es procesada, analizada, y comparada con datos anteriores, y con datos de otros puntos de referencia, dando como resultado una información confiable y veraz. Visualización gráfica dinámica: El sistema es capaz de brindar imágenes en movimiento que representen el comportamiento del proceso, dándole al operador la impresión de estar presente dentro de una planta real. Estos gráficos también pueden corresponder a curvas de las señales analizadas en el tiempo. Generación de reportes: El sistema permite generar informes con datos estadísticos del proceso en un tiempo determinado por el operador. Representación se señales de alarma: A través de las señales de alarma se logra alertar al operador frente a una falla o la presencia de una condición perjudicial o fuera de lo aceptable. Estas señales pueden ser tanto visuales como sonoras. Almacenamiento de información histórica: Se cuenta con la opción de almacenar los datos adquiridos, esta información puede analizarse 59

70 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL posteriormente, el tiempo de almacenamiento dependerá del operador o del autor del programa. Programación de eventos: Esta referido a la posibilidad de programar subprogramas que brinden automáticamente reportes, estadísticas, gráfica de curvas, activación de tareas automáticas, etc Transmisión de la Información Los sistemas SCADA necesitan comunicarse vía red, puertos GPIB, telefónica o satélite, es necesario contar con computadoras remotas que realicen el envió de datos hacia una computadora central, esta a su vez será parte de un centro de control y gestión de información. Para realizar el intercambio de datos entre los dispositivos de campo y la estación central de control y gestión, se requiere un medio de comunicación, existen diversos medios que pueden ser cableados (cable coaxial, fibra óptica, cable telefónico) o no cableados (microondas, ondas de radio, comunicación satelital). Cada fabricante de equipos para sistemas SCADA emplean diferentes protocolos de comunicación y no existe un estándar para la estructura de los mensajes, sin embargo existen estándares internacionales que regulan el diseño de las interfaces de comunicación entre los equipos del sistema SCADA y equipos de transmisión de datos. Un protocolo de comunicación es un conjunto de reglas y procedimientos que permite a las unidades remotas y central, el intercambio de información. Los sistemas SCADA hacen uso de los protocolos de las redes industriales Elementos del Sistema Un sistema SCADA esta conformado por: Interfaz Operador Máquinas: Es el entorno visual que brinda el sistema para que el operador se adapte al proceso desarrollado por la planta. Permite la interacción del ser humano con los medios tecnológicos implementados. Unidad Central (MTU): Conocido como Unidad Maestra. Ejecuta las acciones de mando (programadas) en base a los valores actuales de las variables medidas. La programación se realiza por medio de bloques de programa en lenguaje de alto nivel (como C, Basic, etc.). También se 60

71 Henry Antonio Mendiburu Díaz encarga del almacenamiento y procesado ordenado de los datos, de forma que otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos. Unidad Remota (RTU): Lo constituye todo elemento que envía algún tipo de información a la unidad central. Es parte del proceso productivo y necesariamente se encuentra ubicada en la planta. Sistema de Comunicaciones: Se encarga de la transferencia de información del punto donde se realizan las operaciones, hasta el punto donde se supervisa y controla el proceso. Lo conforman los transmisores, receptores y medios de comunicación. Transductores: Son los elementos que permiten la conversión de una señal física en una señal eléctrica (y viceversa). Su calibración es muy importante para que no haya problema con la confusión de valores de los datos. La RTU es un sistema que cuenta con un microprocesador e interfaces de entrada y salida tanto analógicas como digitales que permiten tomar la información del proceso provista por los dispositivos de instrumentación y control en una localidad remota y, utilizando técnicas de transmisión de datos, enviarla al sistema central. La MTU, bajo un software de control, permite la adquisición de la data a través de todas las RTUs ubicadas remotamente y brinda la capacidad de ejecutar comandos de control remoto cuando es requerido por el operador. La data adquirida por la MTU se presenta a través de una interfaz gráfica en forma comprensible y utilizable, y más aun esta información puede ser impresa en un reporte. INTERFAZ OPERADOR-MAQUINA UNIDAD CENTRAL (Interfaz Gráfica) UNIDAD REMOTA PROCESO TRANSDUCTOR 61

72 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 7. INGENIERÍA ASISTIDA POR COMPUTADORA El uso de las computadoras en el sector industrial ha ido en aumento, puesto que permite el manejo de grandes cantidades de información, lo que lleva aminorar los tiempos de diseño y mejorar la calidad. Por razones de tiempo y dinero, no es factible la construcción de un prototipo, someterlo a pruebas, destruirlo, y luego volver a construir otro y seguir la cadena hasta encontrar el prototipo deseado La ingeniería asistida por computadora (Computer Aided Engineering CAE), abarca el concepto de investigación, diseño, desarrollo y fabricación de un producto. En las etapas previas a la fabricación intervienen los conceptos de diseño asistido por computadora, que permiten la evaluación de prototipos virtuales. En la etapa de fabricación intervienen los conceptos de manufactura asistida por computador, y también el control de calidad automatizado, que juntos van a permitir la elaboración de productos con calidad garantizada y acorde con el prototipo original. Por PROTOTIPO se entiende como una aproximación física de la pieza o producto que todavía no se ha construido o desarrollado, y por tanto un prototipo virtual será aquel que se visualiza a través de la pantalla de un computador y se puede someter a pruebas a través de comandos de un software especializado. Actualmente estos prototipos virtuales son dinámicos, en tres dimensiones, coloridos, equipados con sensores virtuales, permiten evaluar características físicas de materiales, entre otros Diseño Asistido por Computadora (CAD) El software para computadoras permite una interfaz gráfica con el usuario que le permite crear un modelo virtual o prototipo virtual de un producto, a través de sofisticadas técnicas gráficas pero a la vez fáciles de utilizar. Además permite la corrección y modificación del modelo en el momento que se quiera, como por ejemplo variar el tamaño, forma, contorno, visualización en 3D, características del material, comportamiento geométrico, respuesta a estímulos, entre otros. El diseño virtual puede ser simulado a través de diferentes combinaciones de parámetros. Luego se procede a realizar un análisis continuo simulando un entorno de trabajo, hasta encontrar la combinación más satisfactoria, que se adecue al propósito del producto, a las exigencias de calidad que cumpla los requerimientos del mercado, y que a la vez permita optimizar la materia prima utilizada. El diseño virtual también permite la simulación del funcionamiento y comportamiento del producto, como por ejemplo: la resistencia de un puente al 62

73 Henry Antonio Mendiburu Díaz peso, la viscosidad de un aceite, la rotación de un engranaje, la resistencia de una torre frente a un sismo, el movimiento de un brazo robótico, etc. Los resultados que brinda la manufactura virtual centrada en el diseño del prototipo incluyen el modelo del producto, costo estimado, características físicas, constitución de materiales, etc. Cabe resaltar que de esta manera los problemas relacionados con el diseño pueden ser identificados y corregidos Manufactura Asistida por Computadora (CAM) Consiste en la fabricación de productos basados en prototipos virtuales, con la asistencia y dirección de una computadora. Las computadora es la encargada de accionar las máquinas encargadas de la fabricación, para esto se basan en una serie de códigos numéricos. Este tipo de manufactura virtual centrado en la producción, provee un ambiente que permite la generación de técnicas de planeación del proceso y de la producción, así como estrategias de solución de problemas y control automatizado del proceso. Brinda la capacidad de planear los requerimientos de recursos (como por ejemplo la compra de nuevos equipos, materia prima, incorporación de personal calificado). El sistema brinda además una mayor precisión en el manejo de la información, sus ventajas principales son: Conocimiento de costos de producción y cronogramas para la entrega de productos. Permite la eliminación de errores del operado y reduce los costos de mano de obra. Flexibilidad y diversidad en los productos fabricados. Incrementos de la calidad con una disminución de los costos y tiempos de producción Integración CAD/CAM Conocido comúnmente como Manufactura Integrada por Computadora (CIM). Se define, como un entorno gráfico que de manera virtual permite simular las actividades y funciones involucradas en los ciclos productivos, combinado diseño y fabricación de un objeto en un entorno industrial. Es concebido como una disciplina que estudia el uso de sistemas informáticos como herramientas que le permite mediar en el campo industrial productivo, involucrándose en el diseño y la fabricación de cualquier tipo de bien. A su vez es un requisito indispensable para la industria actual que tiene que enfrentar los requerimientos del mercado en cuanto a calidad y bajos 63

74 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL precios, sumado a un tiempo de diseño y fabricación competitivo en relación a otros fabricantes. También es concebido como una tecnología que permite la gestión integral de todas las actividades y procesos desarrollados dentro de una fábrica, mediante el entorno de un sistema informático, y que además permite la integración de otros sectores vinculados a la fábrica dentro de un entorno empresarial, es decir la interacción con áreas de administración, logística, mantenimiento, y demás actuantes de la gestión empresarial. El sistema puede actuar desde dos puntos de vista: Directa: Mediante aplicaciones en donde la computadora se conecta directamente a las máquinas y equipos, con la finalidad de monitorear la actividad productiva y realizar tareas de supervisión y control. Indirecta: En este caso la computadora es utilizada como una herramienta de ayuda en la fabricación, pero en las que no existe una conexión directa con el proceso productivo Control Numérico Computarizado (CNC) El tipo de control ejercido por la computadora sobre el proceso se denomina Control Numérico por Computadora (CNC).Nace en la necesidad de controlar el movimiento de la trayectoria de una herramienta utilizada para reproducir o mecanizar la geometría de una pieza. La programación mediante números y letras van a describir la trayectoria a seguir por dicha herramienta, brindando precisión. Permite el control de herramientas de tornado, mecanizado, y fresado. Además permite simular el comportamiento de la herramienta y el resultado de la pieza trabajada. Las ventajas de este tipo de control aparte de la precisión, calidad y flexibilidad son: Los programas se pueden almacenar en la memoria del computador y ejecutarse como un ciclo de operación constante. En programa solo necesita ser cargado una única vez, independiente de la cantidad de ciclos de programa que se desee ejecutar. Los programas pueden incluir subrutinas Permite la comunicación con bases de datos y otros sistemas de información Las principales desventajas radican en el elevado costo por inversión inicial y costo de mantenimiento, por lo cual no se justifica su uso para niveles bajos de producción. 64

75 Henry Antonio Mendiburu Díaz 7.5. Componentes y Aplicaciones del Sistema CIM Los componentes de la manufactura integrada por computadora son los siguientes: Modelamiento geométrico: Consiste en una técnica de representación de estructuras a través de sus características geométricas, estas pueden ser líneas, superficies, y volúmenes. Por ejemplo, los modelos lineales se usan para aplicaciones de trayectorias, perfiles topográficos, redes, cableados, etc.; los modelos de superficies se usan en planos de casas, carrocerías, fuselajes, esquemas eléctricos, etc.; los modelos volumétricos o sólidos se usan para modelar maquetas de arquitectura, piezas mecánicas, envases, moldes, utensilios, etc. Visualización gráfica: Permiten generar imágenes estáticas y también dinámicas. Permiten una diversidad de efectos gráficos que simulan condiciones naturales y efectos físicos, como por ejemplo: la luz que ilumina un edificio dependiendo de la posición de este, curvas de nivel, efectos de rotación, cambios físicos al aplicar estímulos a un objeto. También permiten trazar coordenadas, e identificar los efectos en la parte del objeto señalada. Interfaz usuario sistema: Permite interactuar al operador, usuario, o programador, con el sistema, para visualizar comportamientos, analizar información, programar algoritmos de control, y demás funciones que permite el software. Base de datos: Permite el acceso a una gran cantidad de información, como son datos de diseño, estadísticas de producción, diseños anteriores, etc. Se maneja considerables volúmenes de memoria para el procesamiento de la información. Métodos numéricos: Son la base de los métodos de control numérico, empleado en las aplicaciones de análisis y simulación en el sistema. Sistema de comunicaciones: Le permiten al sistema conectarse tanto con otros sistemas y base de datos, como con los dispositivos y equipos encargados de la fabricación física de los productos. Sistemas inteligentes de verificación: Son el conjunto de equipos que van a mandar información a la computadora, relacionada con el avance del ciclo productivo y posibles fallas en este; van a permitir realizar las tareas de supervisión y monitoreo. 65

76 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL CAM PC CAD COMUNICACIONES INTERFAZ Usuario-Sistema BASE DE DATOS METODOS NUMERIC MODELAMIENTO GEOMÉTRICO VISUALIZACIÓN GRÁFICA SISTEMA DE VERIFICACIÓN OPERADOR PLANTA CIM Los campos de aplicación de la manufactura integrada por computadora son diversos, destacándose las áreas de la ingeniería mecánica, eléctrica, electrónica, civil, arquitectura, geografía, y cartografía. A continuación se muestra algunas aplicaciones dentro de estos campos: Ingeniería mecánica: Librerías de piezas mecánicas normalizadas Modelado de piezas sólidas Modelado y simulación de moldes Simulación de comportamiento de motores Análisis por elementos finitos Fabricación rápida de prototipos Generación y simulación de programas de control numérico Planificación de procesos Traductores de formatos neutros Programación de control numérico para el mecanizado o montaje de placas Ingeniería eléctrica y electrónica: Diseño de circuitos integrados Diseño de placas de circuito impreso Diseño de instalaciones eléctricas Diseño de torres de alta tensión Análisis, verificación y simulación de los diseños Secuencia automatizada de procesos Simulación de programación de robots 66

77 Henry Antonio Mendiburu Díaz Ingeniería civil y arquitectura: Librerías de elementos de construcción normalizados Diseño arquitectónico Diseño de interiores Diseño de puentes, carreteras, edificaciones Cálculo de estructuras Mediciones y presupuestos Planificación de procesos Sistemas de información geográfica y cartográfica: Mantenimiento y producción de mapas y datos geográficos Análisis topográfico Catastro Planificación urbana 7.6. Control de Calidad Asistido por Computador (CAQ) El control de calidad está referido a la verificación que recibe cada bien producido, esta verificación implica la comprobación de que el producto cumple con todas las especificaciones mínimas exigidas para poder ser considerarlo como un producto no defectuoso. Este proceso de verificación implica tener una relación de parámetros a ser comprobados, y de ser el caso de encontrar un producto que no cumple con los valores establecidos para dichos parámetros, este debe ser rechazado y separado fuera de la línea de productos dirigidos hacia almacén. Por tanto, con el objetivo de realizar esta acción de una manera más rápida y confiable, se hace uso de métodos de control de calidad, los cuales por las exigencias y la tecnificación actual, se desarrollan de manera automática. El control de calidad asistido por computador, será el control de calidad realizado en forma automatizada, con el fin de proveer la capacidad de simular la producción real, y ofrecer un ambiente para que los ingenieros evalúen o revisen los diseños de un producto con respecto a las actividades relacionadas con el taller. Este sistema trabaja bajo dos modalidades, verificando características externas y características internas, por tanto esta constituido por dos subsistemas: Inspección asistida por computador (CAI): Implica el uso de las computadoras para interactuar con sistemas de medición, para verificar características externas del producto (forma, dimensiones, acabado, etc.). Un ejemplo de este sistema es el uso de cámaras de 67

78 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL video para la verificación del volumen de líquido llenado en una planta embotelladora. Prueba asistida por computadora (CAT): Implica el uso de la computadora para recolectar datos provenientes de equipos de pruebas que aseguran la calidad interna del producto (características térmicas, mecánicas, químicas, etc.). Un ejemplo de este sistema es el uso de cámaras de presión para verificar la dureza de un balón de gas. 68

79 Henry Antonio Mendiburu Díaz Capítulo III MEDIO AMBIENTE La crisis ambiental que afecta la sociedad humana actual se manifiesta en un deterioro del medio ambiente y cuyos principales problemas están dado por la destrucción de la capa de ozono, la desertificación, la deforestación, la eutrofización de ríos y lagos, almacenamiento de residuos tóxicos y residuos nucleares, el efecto invernadero, el consumo desmedido de recursos no renovables, animales en peligro de extinción, entre otros. Las actividades del ser humano implican el arrojo de agentes contaminantes en el medio ambiente, la naturaleza tiene la capacidad de asimilar dichos residuos, pero esta asimilación dependerá directamente de las características físicas y químicas del residuo. Sin embargo, la nocividad de la contaminación sobre los ecosistemas depende también de la facilidad de dispersión de los agentes contaminantes, la capacidad de transformación, y la interacción con otros agentes contaminantes. 1. MEDIO AMBIENTE Y ECOLOGÍA Debemos tener en cuenta algunos conceptos: AMBIENTE: Es el hábitat físico y biótico que nos rodea, lo que podemos ver, oír, tocar, oler, saborear. SISTEMA: Es aquel conjunto o arreglo de elementos relacionados entre sí, conectados de tal manera que conforman una unidad. MEDIO AMBIENTE: Es el conjunto de factores físico-químicos (clima, topografía, mares, etc.), y de factores bióticos o factores trópicos (parasitismo, prelación, competencia, etc.), que regulan el desarrollo de los seres vivos (seres humanos, animales, plantas) dentro del ambiente donde se desarrollan. CONTAMINACIÓN: Es un cambio indeseado en las características físicas, químicas o biológicas de un sistema. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL: Esta referido a la contaminación del agua, aire, suelo, y demás componentes de un hábitat, que puede 69

80 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL afectar de manera adversa la salud, y la supervivencia de los seres que viven en dicho hábitat. DESARROLLO SOSTENIDO: Es el desenvolvimiento del accionar humano de modo tal que satisfaga sus necesidades presentes, pero sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades y desarrollarse libremente. ECOLOGÍA: Es la ciencia que estudia la relación entre los organismos y el ambiente en que se desarrollan, y la interacción de los seres vivos entre sí. ECOSISTEMA: Es el ambiente físico-químico donde radican seres abióticos (no vivientes, como el agua y el suelo) y asociaciones de seres bióticos (vivientes, como las plantas y animales) formando un sistema interrelacionado. Se puede decir que el medio ambiente esta formado por el conjunto de ecosistemas, y que la ecología es la ciencia que estudia los ecosistemas; pero la ecología como ciencia moderna, surge como consecuencia de la crisis generada en el medio ambiente a raíz del proceso tecnológico, industrial y social del ser humano; por tanto se puede considerar una ECOLOGÍA MODERNA a aquella que estudia los problemas actuales generados de la contaminación y el daño ambiental, como afectan el desarrollo de la sociedad humana, y como se puede parar y revertir el proceso contaminante. El espacio ocupado por los seres vivos dentro del planeta es conocido como biosfera, este espacio es tan grande como el planeta mismo, por lo que existe la necesidad de usar unidades territoriales más pequeñas; este concepto relacionado al de ecosistema, trae consigo una unión de conceptos de donde surge la idea de que un ecosistema es un subconjunto territorial de la biosfera en donde interactúan los organismos vivos y abióticos entre sí, y entre otros ecosistemas. Los ecosistemas están conformados por poblaciones y comunidades, se denomina población al conjunto de individuos o seres vivos de la misma especie, y se denomina comunidad o biocenosis al conjunto de poblaciones que habitan en el mismo ambiente. El espacio que encierra todos los recursos necesarios para el mantenimiento de la vida, ocupado por las comunidades se denomina biotipo. Los ecosistemas están constituidos por dos elementos fundamentales: biocenosis y biotipo, el funcionamiento y mantenimiento del ecosistema se realiza mediante las interacciones recíprocas de estos dos elementos, a través de las transferencias de materia y energía. La interferencia de esta transferencia daña el equilibrio natural del ecosistema. 70

81 Henry Antonio Mendiburu Díaz En la naturaleza existen seres autótrofos que pueden fabricar su propio alimento como son las plantas que mediante la fotosíntesis pueden asimilar nutrientes, por otro lado existen otros seres que son los saprofitas y los animales, estos son conocidos como heterótrofos, los cuales no pueden fabricar su alimento. Todos los heterótrofos dependen de los autótrofos como fuente directa o indirecta de alimento; los saprofitas como son las bacterias y hongos se alimentan por absorción de materia orgánica muerta; los animales se alimentan por ingestión de alimento orgánico. Las interferencias en un ecosistema no siempre son dañinas, el hombre extrae intencionalmente la biomasa y la energía de los ecosistemas, y también introduce modificaciones en estos, a fin de lograr una mejor armonía entre sus elementos. Un ejemplo de esto son los incendios controlados de ramas y hojas secas en los bosques, esto se hace para prevenir que un rayo pueda generar un incendio en el bosque, el cual no es controlado y si dispone de ramas y hojas secas puede crecer rápidamente y extenderse por muchos kilómetros. Pero un ejemplo mucho más común y conocido es el efecto de la agricultura, los agricultores construyen canales para desviar los ríos a fin de irrigar sus tierras y convertirlas en tierras cultivables, este efecto que altera grandemente una zona es hecho con un buen objetivo. Por otra parte, la gran mayoría de interferencias en los ecosistemas producen daños y desequilibrios perjudiciales, como son la emisión de gases tóxicos al aire, el derrame de petróleo, el arrojo de basura a los ríos, sobreexplotación de recursos utilizados como materia prima, construcción de edificaciones en lugares donde antes eran reservas naturales, etc. Los ecosistemas presentan capacidad para adecuarse y resistir frente a perturbaciones y alteraciones en su ambiente, esta capacidad está marcada por dos características propias de los componentes que son parte del ecosistema: Tienen la capacidad de recuperarse y volver a su estado original, o en todo caso convertir la nueva condición de vida en un estado de armonía. Por ejemplo variar la dieta alimenticia frente al agotamiento de la dieta común. Tienen la capacidad de resistir los cambios, y esperar hasta que estos cesen su accionar. Por ejemplo permanecer en hibernación hasta que cese una temporada fría. Existen sustancias beneficiosas para la vida, pero en cantidades abundantes dañan la vida y el bienestar general, por ejemplo las plantas necesitan de nutrientes como fósforo y nitrato, pero cuando abundantes cantidades de estas sustancias se encuentran en el agua, se descomponen y absorben el oxígeno del agua, afectando a peces y organismos acuáticos que dependen de este oxígeno para vivir. 71

82 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 2. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL La contaminación ambiental es entendida como el cambio no deseado en las características y condiciones físicas, químicas, y biológicas que pueden afectar de manera negativa el normal desarrollo del conjunto de ecosistemas existentes en el planeta. Estos cambios pueden ser generados por fenómenos naturales o por la intervención del hombre, ya sea en forma voluntaria o involuntaria. La contaminación ambiental está relaciona al daño ambiental, se entiende por daño ambiental al efecto negativo que ocurre en el medio ambiente producido por un agente externo, y como este afecta el desarrollo social, económico y político del ser humano. Por tanto el concepto de daño ambiental es asimilado como aquel daño que afecta directamente la supervivencia del ser humano en el planeta, mientras que el concepto de contaminación ambiental está más relacionado a como el desequilibrio en los ecosistemas afectan la interacción de los seres bióticos con su medio abiótico. Existen diversos tipos de contaminación ambiental, todos ellos afectan de una u otra forma la calidad de vida del ser humano, siendo algunos de suma importancia para la conservación de la salud. Una forma típica de catalogar los tipos de contaminación es deacuerdo al medio físico que rodea al ser humano, el cual se ve afectado directamente por un agente contaminante, y como su alteración perjudica directamente la vida del ser humano; así tenemos: Contaminación del agua Contaminación del aire Contaminación del suelo Contaminación sonora Contaminación térmica Contaminación visual 2.1. Contaminación del Agua La contaminación del agua corresponde a la alteración de las características que naturalmente debe tener el agua, tornándose inadecuada para el consumo humano, consumo de animales, o riego de plantas. Las principales causas son el arrojo de residuos sólidos, descarga de desagües por parte de la actividad industrial y la actividad doméstica, también afectan el arrojo de aceites, productos radiactivos, productos químicos, derrames de petróleo, etc., todo esto arrojado a cualquier fuente agua (canales, reservorios, ríos, lagunas, mares, océanos, etc.) Existen agentes contaminantes básicos conocidos, así como existe alteraciones físicas, químicas, y biológicas, producidas por estos agentes. Así tenemos: 72

83 Henry Antonio Mendiburu Díaz Alteraciones Físicas: Turbidez: Generado por la presencia de materiales sólidos en disolución y en suspensión, que en ocasiones puede impedir el paso de la luz a determinadas profundidades. Esta alternación tiene su origen en el transporte y desecho de materiales en el agua; puede darse el caso que estas en contacto con el agua se disuelvan, o que se fraccionen, soltando residuos, pero también existen otros materiales que ni se van a disolver, ni se van a fraccionar, sino que van a permanecer intactos pero arrastrados por el agua, o suspendidos en ella. Temperatura: Dependiendo de la temperatura que presenta el agua va a condicionar el grado de solubilidad que presenten las distintas sustancias presentes en el agua, de esta manera se tiene que la solubilidad de las sales aumenta como consecuencia de una elevación de la temperatura, en cambio en los gases se da lo contrario, es decir, disminuye la solubilidad con el aumento de la temperatura. También va a condicionar la velocidad y el rendimiento de las reacciones biológicas, existe temperaturas a las cuales ya no puede haber actividad biológica (microorganismos que se comportan como agentes biodegradantes). La causa de las variaciones en la temperatura la darán agentes como vertederos industriales, relaves de minas, desembocadura de desagües, o arrojo de basura en general. Color: El agua pura y natural es incolora, cualquier variación de color implicará que contiene sustancias extrañas, que pueden o no ser perjudiciales para el agua. La naturaleza de las sustancias que pueden estar presenten en el agua va a depender del uso anterior que haya tenido el agua, y también de los materiales con los cuales haya entrado en contacto. Se conoce por regla general que si el agua presenta una tonalidad distinta a lo habitual que siempre ha sido, esta agua no será apta para el consumo humano, animal, o vegetal, por cuanto deberá ser analizada en laboratorio para determinar con exactitud el grado de contaminación que contiene. Olor y sabor: El agua pura es por naturaleza inodora e insípida, es decir que no tiene olor ni sabor. La presencia de olor se deberá a la presencia de agentes extraños como pueden ser sustancias y compuestos químicos, también la presencia de materia orgánica en descomposición. La presencia de sabor en el agua puede responder a los mismos agentes que producen el olor. A veces el olor o sabor no es perceptible por los sentidos humanos, en esos casos es donde mayormente ocurren intoxicaciones, por tanto será necesario ante la menor duda de contaminación, contactarse con un especialista para hacer el análisis respectivo. 73

84 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Radioactividad: El agua tiene por naturaleza cierto grado de radiactividad, la cual no representa peligro para quien consume el agua. La radioactividad es la propiedad que tienen determinados núcleos atómicos de desintegrarse espontáneamente, emitiendo energía radiactiva. Sin embargo cuando el agua recibe agentes extraños provenientes de desechos industriales (especialmente actividades nucleares), es muy probable que sí represente un peligro para quien consume esta agua, en cuanto a radiactividad. Alteraciones Químicas: Dureza: Consiste en el grado de existencia de sales inorgánicas disueltas en el agua. La presencia de estas sales puede darse por medios naturales que consiste en que el agua obtiene las sales al entrar en contacto con rocas, pero también puede existir sales producto de actividades industriales y sociales. El proceso para determinar la concentración de sales en el agua se denomina análisis de dureza. En una industria que hace uso del agua para su proceso, la excesiva concentración de sal va a provocar obstrucciones, sin embargo la falta de concentración va a generar un efecto corrosivo en las maquinarias. Acidez y alcalinidad: Esta determinado por el nivel de ph, este se ve afectado por la mezcla del agua con sustancias ácidas o con sustancias bases. Los niveles de ph afectan directamente a los procesos biológicos (microorganismos que cumplen la función de agentes biodegradantes), los cuales pueden dejar de existir si no se cumplen los rangos adecuados de ph. Presencia de sustancias inorgánicas: Dentro de esta categoría se puede considerar los minerales en el agua producto del arrojo de desechos mineros; también la presencia de cloro que comúnmente es usado como desinfectante en el hogar, y arrojado a los desagües y por tanto al mar o a los ríos. Así sucesivamente se puede enumerar numeras sustancias que perjudican la conservación del agua. Presencia de material orgánico: En el caso que los componentes orgánicos sean biodegradados van a ser oxidados en el agua, para ello es necesario consumir oxígeno, por tanto se va a consumir el oxígeno del agua. En cambio si no son biodegradados estos permanecerán como residuos sólidos alterando tanto el color, sabor, y olor del agua. La presencia de estos, es producida mayormente por los desechos urbanos a manera de aguas servidas. 74

85 Henry Antonio Mendiburu Díaz Alteraciones Biológicas: Desequilibrio de microorganismos: Consiste en el desequilibrio que se produce en el número de microorganismos (bacterias, protozoos, algas). Las bacterias se encargan de oxidar la materia orgánica. Los protozoos se alimentan de estas bacterias y por tanto guardan el equilibrio numérico de esta población. Las algas permiten liberar oxígeno en el agua mediante su actividad fotosintética. El aumento o disminución de cualquiera de estas poblaciones genera cambios perjudiciales en la calidad del agua. Flora y fauna acuática: Consiste en la disminución de elementos vivos (flora y fauna) que van a servir de alimento a los peces. Su destrucción es provocada por la reducción del concentrado de oxígeno en el agua Principales agentes contaminantes de las aguas: Aguas procedentes de lluvias que arrastran tierra, ramas, y material sólido a los ríos. Aguas servidas producto de desagües, limpieza de canales, lavado público, aguas fecales. Desechos orgánicos y químicos de fábricas industriales, plantas de tratamiento de minerales, plantas de tratamiento de tierras, industrias químicas, siderúrgicas, petroleras, pesqueras, farmacéuticas, textiles, etc. (partículas de minerales, carbón, arcilla, aceites, petróleo, cianuro, sales de plomo, cloruros, azufre, desechos nucleares, etc.) 2.2. Contaminación del Aire La contaminación del aire corresponde a la alteración de las características que naturalmente debe tener el aire y la atmósfera. Se origina a causa de la emisión de gases tóxicos en el ambiente, principalmente el anhídrido carbónico, esto a causa del conjunto de vehículos que usan motores de combustión, chimeneas de fábricas, quema de basura, también se considera la emisión de polvos industriales (cemento, yeso, concentrado de minerales), incendios forestales, erupciones volcánicas, etc. La radiación solar ejerce un efecto sobre las reacciones entre las sustancias contaminantes del aire, estos contaminantes proporcionan núcleos de condensación para el vapor de agua, lo cual origina la formación de nubes, esto trae como consecuencia el oscurecimiento de la luz solar. El aire también se ve afectado por los gases utilizados o generados en procesos industriales, los cuales pueden mezclarse con el aire y permanecer integrado a este. Esta mezcla y dependiendo del tipo de gas puede resultar 75

86 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL peligrosa si es de naturaleza explosiva; un caso de este tipo se presenta con los vapores naturales del petróleo. Otro factor contaminante es el polvo desprendido tras la desintegración de materiales sólidos, que también pueden permanecer en el aire, y en algunos casos también pueden inflamarse, como es el caso de los polvos de magnesio, aluminio, y zinc. La forma común de percibir si el aire que respiramos esta contaminado es mediante el sentido del olfato y por ende a través del olor que se siente en el ambiente. El olor es una sensación que se percibe al conectar los productos químicos volátiles disueltos en el aire con el sistema del olfato, esa sensación es transmitida y analizada por el cerebro. Para analizar un tipo determinado de olor habrá que tener en cuenta la intensidad y la calidad de este. Existen medios de apreciación e identificación de olores, como por ejemplo, la cromatografía, la espectrometría de masas, ionización, espectrofotometría infrarroja, espectrometría de resonancia magnética nuclear, y muchos más, pero ninguno puede determinar si un olor será agradable o desagradable para el ser humano. Para poder lograr que de una muestra de aire se pueda obtener información segura y confiable, es necesario tomar dicha muestra de la sustancia nociva, en el punto de exposición y durante un tiempo suficiente para que sea representativa. Cuando una muestra se toma a la altura promedio de la estatura humana (en un caso específico sería la altura de la nariz de un trabajador en una fábrica), y se sigue el recorrido que este normalmente realiza al desempeñar sus labores cotidianas, siguiendo sus movimientos y durante el tiempo que este está constantemente expuesto al aire contaminado, de esta forma se puede disponer de una muestra cuya concentración sería similar a la respirada por la persona. A continuación se muestra una lista con los principales agentes contaminantes del aire, y como estos tienen su origen: Arsénico, se desprende durante la fundición de cobre, plomo, zinc, en la combustión de carbón, mediante el uso de plaguicidas, y en la incineración de residuos de algodón. Asbestos, emitidos y generados por la industria de la construcción, y por la erosión de construcciones. Berilio, se desprende durante la extracción y fundición de berilio, y de la combustión del carbón. Cadmio, se origina en la extracción y fundición de metales y procesos industriales. Cromo, tiene su origen en los procesos de recubrimiento electrolítico y de manufactura, además en la combustión de carbón y de desechos industriales 76

87 Henry Antonio Mendiburu Díaz Flúor, generado en fábricas de aluminio, fertilizantes, cerámicas, etc. Mercurio, se origina durante la extracción, procesado y refinado de mercurio, durante la fundición de minerales, y mediante la combustión de combustibles fósiles. Monóxido de carbono, emitido por los automóviles, producto de la combustión de los combustibles. Níquel, se desprende en procesos industriales y de manufactura, y de la combustión de aceites residuales. Nitratos, se originan de la transformación atmosférica de óxidos de nitrógeno en la combustión de combustibles fósiles. Óxido de azufre, se origina de los combustibles fósiles con contenido de azufre, en refinerías de petróleo. Óxidos de nitrógeno, emitido por los automóviles, producto de la combustión de los combustibles. Partículas sólidas, son producidas por aerosoles, restos de seres vivos, fragmentación de materiales sólidos, partículas del suelo, cenizas, etc. Plomo, se desprende de la combustión de gasolina, carbón, y de las fundiciones de plomo. Sulfatos, se originan de la transformación atmosférica de óxidos de azufre en la combustión de combustibles fósiles. Sustancias orgánicas, se generan por la condensación de vapores emitidos por sustancias orgánicas, estos vapores se pueden condensar en pequeñas partículas suspendidas en la atmósfera. Vanadio, se genera en procesos industriales y metalúrgicos, y también en la combustión de aceite Contaminación del Suelo La contaminación del suelo corresponde a la alteración de las características que naturalmente debe tener el suelo, o la tierra en donde estamos parados. Se debe principalmente al arrojo de residuos sólidos industriales y domésticos, uso indiscriminado de agroquímicos, derrames de petróleo, deforestación, etc. que afectan directamente las tierras de cultivo, las áreas verdes de las ciudades, los bosques, etc. El suelo esta conformado por materiales orgánicos e inorgánicos en equilibrio, de manera natural el suelo es afectado por las condiciones climatológicas y fenómenos naturales propias de la zona donde se encuentre ubicado, producto de esto se origina una degradación y erosión del suelo. Adicionalmente el suelo también sufre las consecuencias de las actividades humanas. Así tenemos: Degradación Física: Se manifiesta mediante la deforestación de las áreas verdes, producto de la mala gestión agrícola, la sobreexplotación de recursos, el 77

88 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL crecimiento de la población y la ampliación de zonas urbanas a lugares de zonas agrícolas y reservas de bosques. Así como la variabilidad de las reservas de agua, es decir mientras en algunos lugares se producen sequías en otros lugares se presentan inundaciones. Contaminación mediante productos y desechos sólidos generados por industrias y por la sociedad También existen afecciones de orden natural como la erosión producida por el agua y por el aire Degradación Química: Contaminación mediante sustancias químicas como el uso desmedido de fertilizantes (no naturales), desechos de industrias que trabajan con material químico, y desechos radiactivos. Presencia de acidez por el exceso de minerales tóxicos, arrojados por industrial que trabajan con estos minerales y que al ya no ser útiles, estos no reciben un adecuado tratamiento de abandono, que permita que sean depositados en zonas alejadas (desiertos) donde su presencia no interfiera el orden y equilibrio de zonas habitadas por seres vivos. Falta de nutrientes y en ocasiones exceso de estos, que provocan un terreno pobre y no apto para que florezca vegetación, o un terrero tóxico para la vegetación, respectivamente. Degradación Biológica: Descenso de la cantidad óptima de materia orgánica, los cuales sirven de abono natural para el crecimiento y desarrollo de la vegetación y por ende de la vida dentro de una zona. Disminución de la biodiversidad, que genera el desequilibrio en los ecosistemas, el cual es transmitido a otros ecosistemas generando una reacción en cadena que afecta a todo el planeta. La actividad humana genera que constantemente se depositen materiales sobre el suelo, convirtiéndose de esta manera en un agente indirecto del desequilibrio, mediante el aporte o depósito de agentes que van a ser los responsables directos de la contaminación, como ejemplos podemos citar : Nitratos (tienen su origen en la agricultura y los procesos industriales), fosfatos (producto de los fertilizantes, industrias agroalimentarias), plomo, mercurio, y otros agentes químicos (producto de la industria, y los automóviles), etc Contaminación Sonora La contaminación sonora consiste en la emisión de ruidos molestos provocados por los seres humanos que afectan la tranquilidad y salud de todos los seres humanos. Por ejemplo tenemos las bocinas de los autos, grupos 78

89 Henry Antonio Mendiburu Díaz electrógenos, maquinas y motores industriales, explosiones de materiales detonantes, el movimiento de vehículos terrestres, marítimos y aéreos, etc. El ruido se puede definir como un sonido molesto, no deseado y desagradable; el sonido es una vibración transmitida por el aire que puede ser percibida por el órgano auditivo. Dicha vibración mecánica se propaga en ondas acústicas a una velocidad de 340 m/seg. Estas ondas tienen un período y una frecuencia, el período será el tiempo que demora la onda en completar un ciclo completo, la frecuencia será el número de ciclos por unidad de tiempo expresado en Herz (Hz), de estos dos parámetros podemos establecer la relación: frecuencia es la inversa del período (F = 1/T). El oído humano es capaz de reconocer sonidos cuya frecuencia se encuentre por debajo de 20 KHz. Existe otro parámetro a tener en cuenta, este es la intensidad o fuerza que tiene la onda sonora, esta fuerza es conocida como presión sonora, y esta fuerza mantenida en una unidad de tiempo es conocido como intensidad sonora. La presión sonora va a condicionar el nivel de presión (volumen con que se escucha un sonido), y esta expresado en decibelios (db) Nivel 20Log Donde: P es la presión sonora media, y Po es la presión sonora de referencia. Un sonido se vuelve molesto cuando su nivel de presión sonora sobrepasa los 50 ó 60 db (dependiendo de la persona), según la Organización Mundial de la Salud a partir de 85 a 90 db es peligroso para el oído, considerándose riesgoso; por encima de 120 db es doloroso y puede traer complicaciones. Los ruidos desagradables se presentan cotidianamente en la vida en ciudad, pero son tomados a la ligera, en cambio los ruidos peligrosos y dolorosos deben tener un tratamiento para minimizar el daño que puedan causar, para ello existe técnicas de aislamiento y materiales que permiten encerrar el ruido producido por determinado elemento y no permiten que este ruido escape a las instalaciones vecinas. Existen equipos adecuados para la medición de los niveles de sonido, entre estos tenemos el sonómetro. Puede impedirse que se manifiesten los ruidos, impidiendo su salida al exterior, pues bien, los motores y las máquinas pueden equiparse con soportes antivibrantes y montarse rodeados de materiales absorbentes de ruido, pero para ello se debe garantizar la refrigeración de la maquinaria. Existen silenciados que controlan el escape de aire y de gases que a presión generan 10 P P 0 79

90 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL ruidos molestos, y esto se realiza absorbiendo el exceso de vibraciones generadas a la entrada y salida. Existen sonidos cuya nivel de sonido es superior a los niveles aceptados con normalidad por el oído humano, pero cuyas frecuencias también son superiores a las aceptadas por el oído humano, lo que hace imperceptible este tipo de sonidos, conocidos como ultrasonidos, este tipo de onda sonora es utilizada para comunicaciones a distancia, y también se usa como un sensor de proximidad o distancia. Aparte de los factores antes mencionados también se debe considerar que no todos los individuos reaccionan de la misma manera ante un estímulo sonoro, además existen otras características del sonido que pueden determinar si se puede considerar molesto o no, como son la repetición del mismo tipo de sonido varias veces, la agudeza o gravedad, la duración del sonido, entre otros Contaminación Térmica La contaminación térmica consiste en la alteración del clima, específicamente referido al constante aumento de la temperatura promedio de la tierra, que está produciendo cambios en la conducta del planeta, ocasionando fenómenos naturales en lugares donde nunca se habían presentado similares. Todo esto debido principalmente a la generación y emisión de gases que crean el llamado efecto invernadero (CO2, CH 4,), la radiación y calor emitido naturalmente por el sol, y por acción de hombre a través de luminarias, motores de combustión y fundiciones. El efecto invernadero es producido por la emisión a la atmósfera de gases como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH 4), los cuales se generan de la combustión de combustible fósiles, esto se lleva a cabo en los motores de combustión de los automóviles, fabricas, refinerías, grupos electrógenos, motores disel, uso de carbón, y otros más, todos estos procesos con el fin de generar energía. Este proceso trae consigo el calentamiento global del planeta, que actualmente es del orden del C por año en el promedio general. La radiación solar es la energía que recibe la tierra originada por el sol, la radiación puede ser recibida de modo directo o difuso, dependiendo del camino que siguen los rayos solares, y las condiciones atmosféricas que tienen que atravesar (polvo, humedad, nubes), la radiación difusa será aquella que es recibida luego de ser atenuada por las condiciones antes mencionadas. Los rayos solares están compuestos de tres elementos: rayos ultravioleta, rayos infrarrojos, y luz visible. Los rayos conocidos como luz visible serán de mayor importancia porque permiten la existencia de la vida de las plantas directamente y los demás seres vivos como consecuencia, dependiendo de la 80

91 Henry Antonio Mendiburu Díaz longitud de onda de estos rayos es como se perciben los colores de los objetos; en cambio los rayos ultravioleta son dañinos para la conservación de la vida, particularmente en el ser humano produce enfermedades como cáncer a la piel, la capa de ozono es aquella barrera protectora del planeta que protege a los seres vivos de las influencia excesiva de estos rayos. La debilitación de la capa de ozono producido por la contaminación del aire hace que se creen agujeros por donde pueden ingresar estas radiaciones originando daños. Otro agente principal de la contaminación térmica es el desarrollo urbano y la agrupación de grandes números de personas en zonas pequeñas que es el caso de las grandes metrópolis. En las ciudades se altera el orden natural del ciclo del evaporación del agua, la construcciones de reservorios alteran el orden natural de las lluvias, se presenta generalmente humedad mayor a la natural en unas zonas y sequías en otras, el viento se desvía de las ciudades no permitiendo que recircule los gases, mientras que en las periferias a la ciudad corren brisas mas fuertes a lo deseado. El aumento de calor se incrementa también, debido a la constante emisión de radiaciones y de vapor de agua producido por las plantas nucleares, recordemos que estas plantas generan energía siguiendo un proceso de fisión nuclear, que consiste en romper los núcleos de materiales radiactivos (plutonio, uranio) a fin de liberar energía calorífica, con esta energía se calienta grandes cantidades de agua generando vapor de agua, este vapor de agua a presión genera la fuerza mecánica necesaria para mover las turbinas generadoras de energía eléctrica; pero el proceso de fisión nuclear de por si libera radiación, además todo el vapor caliente es liberado a la atmósfera a través de grandes chimeneas, todo esto bajo condiciones normales de trabajo, puesto que de producirse una falla en el reactor puede originarse catástrofes por la inmensa energía radiactiva que se guarda en su interior. Esta radiación afecta a los seres vivos, en el ser humano origina muertes y enfermedades que pueden ser transmitidas genéticamente Contaminación Visual La contaminación visual consiste en la ruptura del equilibrio natural del paisaje que afectan de modo psicológico el desempeño del ser humano en sus actividades dentro del entorno de la vida en sociedad. Se origina por la proliferación de construcciones sin una planificación urbana previa, exceso de avisos publicitarios, cables y postes, desorden en el flujo de los vehículos, aglomeración de edificaciones, sobrepoblación, etc. La contaminación visual esta referida únicamente al desequilibrio que afecta de manera negativa la calidad de vida del ser humano, puesto que existe edificaciones, plazas, parques, monumentos, áreas verdes, sitios recreativos, que también crean un desequilibrio, pero afectan de modo positivo en el desarrollo humano, sirviendo de filtros a la tensión psicológica y stress generado de la actividad diaria del ser humano. 81

92 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL La apariencia física de las edificaciones va a depender del material utilizado, los colores empleados, la arquitectura y originalidad deben ir acorde para formar integridad entre viviendas, edificios, parques y demás edificaciones, además importará mucho las zonas dedicadas a la recreación, áreas verdes, árboles, de modo tal que la integración de todos los elementos del paisaje urbano creen una armonía entre sí y con la naturaleza. Es importante también separar los diversos sectores de la actividad humana, es decir, no se pueden mezclar viviendas con fábricas, pero sí centros comerciales con plazas cívicas, por tanto debe guardarse una relación equilibrada. Sin embargo este criterio esta asociado a una planificación urbana previa, lo cual es difícil de lograr ya que las ciudades constantemente crecen y no necesariamente por que el volumen de población nacida en las ciudades aumente, sino que existe una constante migración del campo a la ciudad, lo que origina caos y confusión a la hora de diseñar a que zona debe dirigirse dicha población, y más bien sucede lo contrario a lo que debería ser, una vez que la nueva población esta instalada recién se piensa en como hacer para brindarle una mejor calidad de vida, ampliar calles, tender redes de agua y desagüe, y demás servicios. La población actual constantemente exige a las autoridades la conservación y el incremento de áreas verdes, consideradas como los pulmones de la ciudad, pero esta responsabilidad debe recaer en cada ciudadano, puesto que solo la conciencia social de conservación del paisaje urbano puede mejorar dicho paisaje urbano, esto esta referido a no ensuciar las calles, no malograr las plantas ni el pasto, reciclar todo lo que se pueda, entre otros. La contaminación visual si bien es cierto esta referida mayormente al desorden que se da en el paisaje urbano, las áreas rurales no escapan a este desorden, pero esto se da directamente por acción de la naturaleza que puede actuar de diversos modos, como por ejemplo una erupción volcánica, o un incendio forestal, que poco o nada puede hacer el hombre para evitarlos o corregirlos, tan solo esperar que sea la misma naturaleza la que vuelva a crear un paisaje agradable. 3. DAÑO AMBIENTAL El daño ambiental es entendido como el efecto causado sobre el medio ambiente producto de la contaminación ambiental, y como este efecto perjudica y causa desequilibrios en los ecosistemas, desde el punto de vista de la supervivencia del ser humano, evaluado en términos sociales, económicos y políticos. La relación hombre medioambiente se guía por la conducta y el respeto que tiene el ser humano con el hábitat donde se desarrolla, por tanto cualquier daño a su lugar de desarrollo será considerado un daño ambiental. 82

93 Henry Antonio Mendiburu Díaz La interacción hombre medioambiente se puede catalogar desde varios puntos de vista, siendo requisito necesario para el desarrollo de ambos, la administración eficiente y certera de políticas ambientales, a fin de evitar destruir el planeta que habitamos. Se puede catalogar muchos daños generados por la actividad humana en contra del planeta, pero básicamente se tratarán aquellos de importancia considerablemente mayor y que afectan la supervivencia de los seres vivos en el planeta Administración de los Residuos Sólidos La cantidad de residuos sólidos existentes en el planeta aumentan constantemente, antiguamente la administración que sea hacia de este consistía en buscar un espacio desabitado para depositarlo y enterrarlo. Este método no tiene mayor validez en la actualidad a pesar de seguir empleándose, existen también los métodos que implican quemar los residuos, y otros más acorde al pensamiento moderno tratan de reutilizar los residuos mediante el reciclado. La concentración de la población en ciudades agravan la labor de recolección y gestión de los residuos sólidos, sin embargo la tecnificación ha creado formas de sustituir recursos lo que genera el menor desperdicio de material sólido. El aumento de producción, el uso de material desechable (desde pañales hasta cubiertos), el uso de material de embalaje, las pilas, los artefactos electrodomésticos descompuestos, y muchos más son los que constituyen la gran montaña de desechos a eliminar. La basura puede estar constituida por restos de alimentos, estos pueden servir de alimento a insectos y roedores, incluso puede servir de abono para los campos de cultivo. Los escombros y basura en las calles es un peligro para la salud, aparte que dañan el ornato de la ciudad. A nivel mundial existen muchas centrales eléctricas que generan dicha electricidad en base a la combustión de carbón, esto genera que anualmente haya una inmensa cantidad de cenizas. Por otro lado es común ver en los pueblos que la basura es quemada; es una tradición en año nuevo quemar muñecos y fuegos pirotécnicos, a pesar de ser una vez al año, esto es suficiente para agregarle toneladas de monóxido de carbono a la atmósfera. Estas cenizas generadas se emplean como carga en mampostería y mezclada con asfalto, y parte en el relleno de terrenos de recuperación. 83

94 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL También se considera dentro de este ámbito de desechos sólidos a todo aquel desmonte que se produce luego de construir o demoler una edificación, esto aparte de la nube de polvo y cemento que cubre el ambiente de trabajo, estos escombros se conforman de madera, yeso, cemento, ladrillo, tuberías, fierros, losetas, sanitarios, cables, etc. muchos de estos materiales pueden reutilizarse en la fábricas dedicadas a la producción de los mismos. Existen residuos de gran tamaño, que son aquellos que ya no cumplen con el uso para lo cual fueron adquiridos, como por ejemplo: televisores, refrigeradoras, hornos microondas, muebles, colchones y muchos más. Este problema empieza desde el hogar, donde el propietario simplemente ya no quiere el objeto y no tiene otra opción que arrojarlo con el resto de basura, puesto que no hay otro lugar mejor donde depositarlo. Los residuos debidos a la extracción y procesado de minerales, a pesar de encontrarse en zonas remotas a las áreas urbanas, son muy significativas. Existe una normativa clara al respecto que exige un plan de abandono y administración de los residuos, plan que debe ser aprobado por la autoridad competente, y que sin su aprobación la compañía minera no podría emprender sus labores. Existe una marcada relación entre residuos sólidos y enfermedades. En condiciones de calor y humedad los residuos orgánicos se convierten en lugares ideales para la multiplicación de organismos causantes de enfermedades. Las enfermedades principales que son motivo de preocupación son asociadas con las moscas y mosquitos, estas son: gastroenteritis, disentería, hepatitis, y encefalitis. Además muchos materiales son también peligrosos como los recipientes de disolventes, plaguicidas, residuos médicos, contenedores de gases tóxicos, etc. La incineración de los materiales puede causar que estos agentes se disuelvan en el aire y sean trasmitidos de un lugar a otro. Como técnicas de una eficiente administración de los recursos sólidos se considera como de mayor importancia a las siguientes: La reducción de fuentes, la separación y procesamiento de la fuente, el reciclaje, la implementación de sistemas de recolección, y el uso de tierras de relleno. Reducción de las Fuentes. Es entendido como una reducción en la cantidad de toxicidad de los residuos, representa el medio más eficaz para reducir los costos económicos y los efectos ambientales asociados con el manejo de los residuos. Según Tchobanoglous (1993), la implementación de estos programas debe cumplir con tres requisitos: Adopción de estándares industriales para la manufactura y empaquetado de los productos con un menor uso de materiales. 84

95 Henry Antonio Mendiburu Díaz Aprobación de leyes que reduzcan al mínimo el uso de materiales vírgenes en productos de consumo. Adopción por parte de las comunidades, de tarifas o multas por servicios de administración de residuos. Estas multas deben de sancionar a los generadores por aumentar las cantidades de residuos. A los anteriores se puede agregar la necesidad de concientización e información a la población. Finalmente cabe mencionar, que si se arroja menos residuos al ambiente, será mayor la ganancia global del planeta, traducida en términos monetarios y salud para la población. Separación y Procesamiento de las Fuentes. La separación de las fuentes está referida a la respectiva división y categorización de los residuos (papel, aluminio, vidrio, plástico), esta separación va a permitir un procesado más rápido y menos costoso. El complemento de la separación es la recolección y reciclaje, ya que esto va a permitir ahorrar esfuerzos. El procesamiento se puede llevar a cabo desde el ámbito doméstico por cada familia en su casa, con el uso de molinos, compactadores, y también para formar abono. Los molinos domésticos trituran residuos de alimentos los cuales pueden ser eliminados vía desagüe. Luego la planta de tratamiento de aguas servidas será la responsable de purificar el agua. El empleo de molinos brinda comodidad para los hogares, reducción de tiempo, esfuerzo y dinero en la recolección, posibilita la disminución de basura en las calles. En países desarrollados algunos municipios establecen el carácter de obligatoriedad al uso de estos artefactos. Los compactadores también domésticos, reducen el volumen de los residuos (hasta en un 70%), es aplicable a un reducido número de materiales, su uso es más común donde se trabaja con papel y cartón. Su principal ventaja es la reducción de los costos de transporte, y su inconveniente radica en que hay que aislar los diversos tipos de materiales previos a la acción de compactación. Es usual también la implementación en los jardines domésticos, de equipos formadores de abono en base a los residuos orgánicos producidos por la misma vivienda. El proceso implica poner el material orgánico en un recipiente, luego mezclar con un poco de agua y esperar a la descomposición. Los residuos propios del jardín (ramas y hojas secas) también pueden ser empleadas en este proceso. La principal ventaja es que se gana un abono para el jardín y de paso se reduce la cantidad de residuos que botar; y la principal desventaja esta en que no muchos están dispuestos a dedicarse a realizar el 85

96 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL proceso, y por otro lado no todos los residuos orgánicos pueden convertirse en abono (lácteos, grasa, manteca, etc.). Otra forma de procesamiento es el centralizado, a cargo de los municipios, esto implica el apoyo de la ciudadanía para los procesos de selección y separación de los residuos por tipos, y también el uso de plantas de procesamiento. Estas plantas siguen los mismos procedimientos a los domésticos pero en cantidades mucho mayores, correspondientes a toda la ciudad, por ejemplo tenemos la planta de procesamiento y recuperación de materiales de Westchester (New York) capaz de procesar 180 toneladas de papel y 150 toneladas de vidrio, plástico y latas por día. Cabe mencionar que los restos orgánicos en descomposición generan un gas natural, el cual puede emplearse para cocinar o para generar energía eléctrica. Reciclaje. Consiste en reutilizar los materiales (papel, vidrio, latas, plásticos, desechos orgánicos) en una nueva industria relacionada a la que generó el material, convirtiéndose en una suerte de materia prima. Para completar el ciclo del reciclado se requieren tres procesos: la adquisición del material, el traslado, y la reutilización: La adquisición va ha depender de campañas sociales y planes organizados para que la población pueda encargarse de esta labor. El siguiente paso es trasladar los residuos desde puntos de recolección hasta las plantas y fábricas, los municipios son los responsables directos de esta labor. La reutilización va a estar a cargo del sector público o privado, y va a consistir en transformar ese residuo en un bien nuevo. El punto más importante, será el factor económico, puesto que el costo que implica reciclar no debe ser mayor al costo que implica comprar materia prima virgen, por tanto se debe garantizar utilidades en el proceso, y se debe garantizar un mercado que adquiera los nuevos productos originados de material reciclado, y este mercado va a depender de la calidad y costo del producto final. Los principales productos y residuos, materia de reciclaje son los siguientes: Aluminio: Es el material más fácil de reciclar y el que más aceptación y beneficios económicos origina, es usado en las latas de bebidas. Papel y cartón: Presenta dificultades en su recolección puesto que existen muchos residuos que lo contienen, además el costo de fabricación de papel en base a fibras vegetales es a veces menor al costo del reciclado. 86

97 Henry Antonio Mendiburu Díaz Vidrio: Su empleo como materia prima presenta un ahorro frente a los envases fabricados con materia prima nueva, pero tiene a su principal competidor en el plástico. Plásticos: La materia prima nueva es muy económica, pero existe un fomento para el uso de menos plástico puesto que este material no es biodegradable, pese a que su reciclaje es costoso. Metales ferrosos: Estos metales vuelven a reinsertarse en el mercado por medio de las fábricas fundidoras. Residuos orgánicos: Se emplean para producir abono, y también en la generación de gas y electricidad Sistemas de Recolección. La recolección es la base del reciclaje, para ello se necesita de una gestión y administración que provea las condiciones adecuadas para que la población pueda llevar a cabo este proceso. Para realizar el proceso se hace uso de una red de contenedores repartidos por toda la ciudad en donde los pobladores pueden repartir sus desechos. También se necesita camiones recolectores, existe camiones compactadores de 4 a 5 toneladas métricas, también existen camiones recolectores que almacenan grandes volúmenes de residuos. Una vez que el camión recoge la basura de la zona asignada, lleva esta basura hacia su destino final, ya sea una planta de procesamiento, una fábrica de reciclaje, un terreno de relleno, o cualquier otro objetivo. Relleno de Tierras Son conocidos como tiraderos de la ciudad, son áreas apartadas de las zonas urbanas donde se depositan y entierran la basura. Sin embargo son mayormente denominados rellenos sanitarios. Existe condiciones que respetar al momento de elegir el área a convertir en relleno sanitario, así tenemos que el costo del terreno debe ser nulo o cercano a serlo, el costo de transporte del centro urbano a este no debe exceder lo razonable, debe permitir el rápido acceso todo el año, el viento que sopla no debe conducir malos olores a áreas pobladas. Luego de elegir la zona, el terreno debe ser preparado, es decir, realizar un cercado, nivelarlo, drenado, el suelo debe ofrecer una baja permeabilidad. El proceso de llenado con basura empieza por depositar en el fondo los desechos sueltos, luego se agrega el resto, al final del día una máquina compactadota aplasta el material la más posible, y luego se cubren con una capa delgada de tierra, estos residuos quedan de esta forma envueltos en tierra, a esta operación se conoce como celda, para esto debe dejarse un pequeño canal a la superficie que se convertirá en el desfogue de gases. 87

98 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Un paso previo al depósito de la basura puede consistir en moler los desechos, esta operación puede reducir hasta en 50% el volumen empleado en el relleno, las técnicas de pulverización y compactación permiten reducir el volumen y aumentar el tiempo útil del terreno a ser rellenado. Un relleno sanitario mal manejado presenta problemas como malos olores, papeles arrastrados por el viento, insectos y ratas atraídas por los desechos. Además existen pérdidas económicas, puesto que los terrenos usados así como los aledaños ya no pueden ser empleados como tierras de cultivo, o como zonas urbanizables. Los principales problemas que se pueden presentar son contra la salud, mediante agentes generados en el proceso de lixiviación. Después que los residuos son enterrados, la materia orgánica presente se descompone (durante las primeras semanas en áreas húmedas, durante el primer año en áreas secas), luego se degrada anaeróbicamente cuando ya no hay oxígeno; mientras los residuos se descomponen, expulsan un líquido, este sumado a aguas subterráneas y lluvias forman un líquido contaminante conocido como lixiviado, posteriormente este líquido se mezcla con aguas subterráneas contaminándolas; de ser el caso de existir pozos de agua cercanos basados en aguas subterráneas, es muy probable que esta contenga altos índices de contaminación. Otros agentes producidos en el proceso de descomposición del material orgánico son los gases, principalmente el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH 4), el metano puede constituir hasta el 60% de los componentes gaseosos que libera el relleno sanitario, el metano es de naturaleza explosiva, sin embargo si es bien utilizado puede servir como gas para cocinar, o para mover turbinas de una central termoeléctrica Deterioro de la Capa de Ozono La atmósfera es la capa protectora de la tierra; transmite y altera la energía solar, rigiendo de esta manera el clima sobre el planeta; actúa como un escudo frente a la radiación solar (rayos ultravioleta); permite la vida a través del aire. El control de la contaminación de la atmósfera no sólo implica el conocimiento de cómo se comportan las capas inferiores de la atmósfera, sino toda la atmósfera íntegra, puesto que existen agentes contaminantes que se dispersan en todas sus capas. La conservación del equilibrio en la atmósfera se va a traducir en un clima estable y conocido. La meteorología y la climatología son ciencias que estudia el clima, y por tanto sus pronósticos van a ser definidos por el conocimiento previo del 88

99 Henry Antonio Mendiburu Díaz comportamiento de la atmósfera frente a los ciclos normales de la naturaleza, sin embargo los efectos causados por el desequilibrio en la atmósfera serán estudiados por científicos especializados en impacto ambiental. El matemático francés J ean B. J. Fourier planteó que la tierra es un planeta azul debido a su atmósfera y que sería un planeta negro si careciera de ella y que se congelaría el agua si no tuviera la mezcla de gases que forman su atmósfera. En 1827 comparó la influencia de la atmósfera terrestre con un invernadero y dijo que los gases que forman la atmósfera de la tierra servían como las paredes de cristal de un invernadero para mantener el calor. La atmósfera esta compuesta por una mezcla de gases y numerosas partículas en suspensión (partículas sólidas y líquidas), principalmente está constituida por oxígeno (20.95%), nitrógeno (78.09%), el argón (0.93%) y el 0.03% restante lo componen el hidrógeno, neón, helio, criptón, xenón, radón, dióxido de carbono, ozono, y otros gases de naturaleza contaminante. El ozono (O3) contribuye con un 10-6 % del contenido total de la atmósfera, principalmente esta presente arriba de los 15 Km de altitud, es de naturaleza tóxica, óptica y químicamente activo. Su principal función es proteger al planeta de la radiación ultravioleta del sol. Tiene su origen en la desintegración radiactiva que escapa desde la tierra sólida. La atmósfera esta conformada de varias capas, estas se muestran a continuación: Capa límite: Es la zona más próxima a la superficie terrestre, llega hasta los 1000 msnm, contiene el aire que respiramos diariamente. Troposfera: Se encuentra a una altura de 10 a 17 Km, en esta la temperatura disminuye conforme se asciende, puesto que el calor es captado del reflejo del sol en el suelo, en su interior guarda el vapor el agua y las nubes, en esta capa tienen lugar los vientos, permitiendo el vuelo de aves y aviones. Estratosfera: Alcanza entre 50 y 55 Km sobre el nivel del mar, en esta capa la temperatura aumenta conforme se sube, en su interior abarca casi todo el ozono de la atmósfera, existe muy poco vapor de agua en esta zona, y a pesar de la existencia de oxígeno, el ozono hace que el aire de esta capa sea letal para quien lo respira. Mesosfera: Llega hasta los 80 Km sobre el nivel del mar, esta es una región ventosa y turbulenta, la temperatura disminuye conforme se asciende. Termosfera: Abarca hasta los límites de la atmósfera, que es alrededor de 100Km sobre el nivel del mar 89

100 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL La capa de ozono, es una capa protectora, protege a los seres vivientes de las radiaciones solares actuando como un filtro, especialmente protege al ser humano de los rayos ultravioleta que causan quemaduras en la piel, dañan el ADN, generan cáncer, en sí todos los tejidos orgánicos pueden sufrir daños al verse expuestos a esta radiación. El ozono es generado por la naturaleza como parte de un ciclo normal y natural de la vida, sin embargo esta generación constante es inferior a la destrucción que sufre a consecuencia de los gases invernaderos, trayendo como resultado su disminución. De estos gases que son enviados desde la superficie de la tierra, el de mayor importancia es el óxido nitroso (N 2O), este gas emana de la tierra en forma natural, y también como consecuencia de procesos industriales, este gas una vez liberado en la atmósfera se oxida y ataca al ozono. Normalmente este proceso de generación y destrucción de ozono guardan el equilibrio necesario para salvaguardar la vida en el planeta, pero el incremento o la destrucción del ozono genera cambios en el equilibrio de la vida sobre el planeta. Otros gases que destruyen el ozono son los compuestos por cloro, estos son los clorofluorocarbonos (que generan el efecto invernadero) y los átomos de cloro libres (que atacan directamente al ozono). Otro agente destructor de la capa de ozono es el dióxido de carbono (CO2), existe soluciones basadas en la eliminación de este a través de los océanos, lo cual implica absorber el CO2 producido en las ciudades y desviarlo a lo profundo de los océanos, lo que no se conoce es como la tecnología puede facilitar este proceso, y tampoco se conoce cual sería el efecto que sufrirían los mares, océanos, el ciclo de aguas, y la vida dependiente del medio acuático. La solución más acertada hasta el momento es la conservación y el buen uso de las reservas vegetales y los bosques. Como ejemplo tenemos que aproximadamente la mitad de los árboles que se cortan a nivel mundial se utilizan como combustible, el resto se emplea en la construcción, muebles, papel, etc.; sin embargo un árbol de hoja caduca (totalmente desarrollado) extrae del suelo 1m 3 de agua (1000 litros) y absorbe 12 Kg de CO2, esta cantidad es equivalente a la que emite un automóvil que recorre Km, además produce suficiente oxígeno para satisfacer las necesidades de respiración de una familia de cuatro integrantes durante un año Efecto Invernadero El efecto invernadero, es un proceso de calentamiento global que sigue la tierra a manera de invernadero, los invernaderos por edificaciones de paredes de vidrio que dejan pasar la luz al interior y mantienen el calor en el interior del local; de esta misma manera, la atmósfera deja pasar la luz solar y mantiene el calor del planeta, el problema radica en que este calor se ha ido 90

101 Henry Antonio Mendiburu Díaz incrementando a raíz de la contaminación de la atmósfera y del deterioro de la capa de ozono. El efecto invernadero es generado por una acumulación de los llamados gases invernadero: dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H 2O), ozono (O3), metano (CH4), óxido nitroso (N 2O), y clorofluorocarbonos (CFC s) en la atmósfera. Las moléculas de oxígeno, nitrógeno, agua, anhídrido carbónico y del ozono son casi transparentes a la luz solar pero las moléculas de CO2, H 2O, O3, CH 4 y CFC s son parcialmente opacas a las radiaciones infrarrojas, es decir, que absorben a las radiaciones infrarrojas emitidas por el suelo que ha sido calentado por la luz solar. La acumulación de estos gases invernaderos influye directamente en la temperatura global del planeta (atmósfera y superficie terrestre), el dióxido de carbono emite y absorbe radiación a longitudes de onda típicas del planeta y de la atmósfera, si su concentración aumenta la atmósfera ejerce mayor resistencia al escape necesario de la radiación hacia el espacio. La radiación solar no es afectada mayormente por el cambio en la concentración de CO2, la temperatura de la superficie debe aumentar como consecuencia de la mayor resistencia del flujo de radiación de regreso o que rebota de la superficie hacia el espacio. La influencia de los otros gases es parecida. Durante la primera mitad del siglo XX los investigadores de la tierra no consideraron como un problema amenazante a la emisión de gases a la atmósfera, ya que antes consideraban que los océanos podían absorber el anhídrido carbónico formando carbonato de calcio (CaCO3) que caería al fondo del mar sin causar ningún daño. En cambio el interés científico actual se dirige principalmente a develar el efecto del calentamiento global sobre las alteraciones climáticas regionales y sus consecuencias ecológicas. Es decir los efectos sobre la vida vegetal, animal y la humana (pluviosidad, temperatura, humedad, erosión, nivel del mar, cubierta vegetal, adaptación de las especies, cadenas tróficas, etc.). El físico irlandés John Tyndall, en 1859, descubrió que ni el oxígeno ni el nitrógeno producen efecto invernadero, lo cual indica que el 99 % de los componentes de la atmósfera no producen efecto invernadero y que el agua, el bióxido de carbono y el ozono sí lo producen. Tyndall se dio cuenta que el bióxido de carbono absorbe una gran cantidad de energía y que su concentración varía de manera natural debido a diferentes fenómenos, entre los que se encuentra la función orgánica que realizan las plantas (fotosíntesis), también que la disminución de la concentración del bióxido de carbono en la atmósfera provocaría el enfriamiento del planeta y que ésta podría ser la explicación de las glaciaciones en la Tierra La cantidad existente de CO2 en la atmósfera se mide en términos de su concentración en relación con los demás gases en partes por millón en volumen. Se conoce que antes de la era industrial la concentración del CO2 era 91

102 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 280 ppmv aproximadamente, en 1955 ya existía 300 ppmv, y para 1995 la concentración ya era de 360 ppmv; la concentración es casi la misma para cualquier lugar del planeta. Para el año 2100 se estima que dependiendo del cuidado que se tome, se podría tener una concentración de entre 485 y 985 ppmv. Los indicadores sugieren un aumento de 20 9 a 40 9 toneladas de carbono (convertido a CO2, mediante la combustión) aumentado anualmente a la atmósfera. La acumulación atmosférica anual es aproximadamente la mitad del carbono que se libera por la combustión de combustible fósiles; los océanos son el único sumidero identificado para el carbono atmosférico. El aumento va a depender del uso y tratamiento de los combustible fósiles, y también de las reservas de bosques (que limpian el aire), este uso va a depender de que otras nuevas opciones se empleen para reemplazar este combustible, inclusive el gas natural es menos contaminante; otras fuentes alternativas es la electricidad y la energía nuclear. Otros gases contaminantes son el metano (CH 4), óxido nitroso (N 2O), y diversos gases sintéticos (clorofluorocarbonos), estos últimos son empleados por refrigeradoras, propelentes en latas de aspersión y para expandir espumas plásticas. Según estimaciones se supone que la temperatura media global del aire en la superficie será alrededor de 1 C más alto para el año 2025 que lo que fue en 1990, y para finales del siglo XXI esta temperatura se incrementará en 3 C. El calentamiento puede ser más pronunciado en el sur de Europa y el centro de Norteamérica. También se espera que el nivel del mar a nivel mundial se incremente alrededor de 20cm para el año 2030, y unos 65cm para finales del siglo XXI, pero estas cifras dependerá del manejo y gestión que se brinde a la conservación del ambiente. Sin embargo, no todos los efectos son considerados como negativos, el efecto invernadero brinda ciertas ventajas para algunos, y desventajas para otros, como son: La reducción en los costos por concepto de calentamiento, debido a que los inviernos suelen ser menos fríos cada vez, claro esta que existe un balance y una compensación porque en verano (al ser más caliente) se requerirá de un mayor consumo de aire acondicionado. Existen temporadas más largas de crecimiento de cultivos, con la consecuente posibilidad de mejorar las cosechas en las regiones nórdicas; en contra parte en las regiones en donde los veranos suelen ser más cálidos, los cultivos no rinden buenos frutos y las tierras se vuelven más áridas. 92

103 Henry Antonio Mendiburu Díaz La navegación es mucho más fácil durante un mayor período en el verano en los mares árticos, y que facilitan la actividad petrolera acuática; por otro lado tenemos deshielos de los polos, y un aumento del nivel del mar Lluvia Ácida La lluvia ácida es una mezcla de compuestos químicos con el agua, esta mezcla produce un líquido corrosivo y contaminante. Se produce en las áreas de importante emisión de gases, luego estos gases son transportados siguiendo la dirección del viento para luego depositarse en la atmósfera y combinarse con el vapor de agua producto de la evaporación natural. Los gases que constituyen las lluvias ácidas son el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx), estos gases una vez diluidos con el vapor de agua de la atmósfera forman el ácido sulfúrico y el ácido nítrico, luego estos ácidos caen a la superficie de la tierra en forma de lluvia, llovizna, rocío, niebla, nieve, y granizo. Los contaminantes pueden ser arrastrados por los vientos a zonas aledañas o inclusive a zonas distantes, así por ejemplo más del 10% de la lluvia ácida que cae sobre el noreste de Estados Unidos proviene de fuentes canadienses. El viento no es el único medio de transporte de la lluvia ácida, esta también puede llegar a los ríos, lagos y mares, mediante la acumulación en arroyuelos cuya desembocadura son los afluentes de los ríos. Para fines de análisis químicos, el agua de lluvia natural y normal, tiene ciertos índices de acidez, llegando a un ph de 5.6, en cambio la lluvia ácida tiene índices de ph del orden de 3 a 4. Este grado de acidez tiene efectos sobre los cultivos, los bosques, la vida en los mares y ríos, afecta también las aguas subterráneas, y también son capaces de disolver metales y destruir construcciones, una explicación más detallada se muestra a continuación: Efectos sobre los cultivos: No existen pruebas contundentes que confirmen que las hojas de los cultivos hayan sido dañadas por gotas ácidas, sin embargo, algunos estudios indican que pueden romper el equilibrio del proceso agrícola, siendo perjudicial para algunas plantas que no aceptan los niveles de ph causados por las lluvias ácidas; algunos vegetales sensibles son la lechuga, cebolla, soya, fríjol, tabaco, espinaca, soya, etc. También afecta el ciclo de reproducción de la planta ya que el polen es el elemento fecundador, y es precisamente este el componente de la planta que muestra mayor sensibilidad frente a los bajos niveles de ph. Efectos sobre los bosques: Tampoco se observa un daño directo contra el follaje de los árboles (ramas y hojas) pero si contra las raíces, puesto que las raíces absorben los nutrientes y el agua del suelo, también pueden 93

104 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL absorber las sustancias químicas que contiene dicha agua (principalmente aluminio). La absorción de aluminio provoca un debilitamiento y marchitamiento de las raíces, y esto a su vez permite la entrada de bacterias y hongos patógenos, los cuales causan enfermedades que contribuyen a la degradación del árbol, esta degradación se manifiesta en la inhibición de la división celular, flexibilidad, plasticidad y crecimiento. Sin embargo, no todos los elementos absorbidos por las raíces son perjudiciales, puesto que existen estudios que prueban que la lluvia ácida ha sido beneficiosa para los bosques, en términos de fertilización del suelo y por ende más nutrientes para el árbol. Efecto sobre la vida acuática: Este efecto es fácil de percibir, se manifiesta mediante la disminución de la población de peces y organismos acuáticos que habitan en ríos, lagos y mares, que reciben suministros de aguas ácidas. Esta población acuática no sólo disminuye, sino también se convierte en un alimento venenoso para aquel que lo consuma. Ciertos organismos que basan su dieta en organismos contaminados y que conforman una cadena alimenticia, trasladan esa alta concentración de minerales en su carne, hacia su próximo comensal, es decir que si el zooplancton, algas, o plantas acuáticas se ven afectadas, por consecuencia los peces, moluscos, cangrejos se verán contaminados también, y si estos están contaminados, afectarán consiguientemente a los peces más grandes y demás animales que se alimenten de ellos, incluyendo al ser humano. El principal agente contaminante y venenoso en este caso es el aluminio, el aluminio se encuentra en forma natural en los sedimentos de ríos y lagos (sin disolverse), pero frente a una caída en los niveles de ph este aluminio (antes insoluble) comienza a disolverse, ampliándose su concentración en el agua de forma exponencial. La reacción más frecuente de los peces ante este envenenamiento no es la muerte, más bien se ve afectada su capacidad para reproducirse, de esta manera cada vez la población de peces va a ir disminuyendo sin obtener forma de mantener la población hasta que se extingue totalmente. Existe organismos acuáticos insensibles a las afecciones de los niveles de acidez pero que sin embargo se ven afectados indirectamente al no obtener alimento, ya que su alimento si es afectado y extinguido por efectos de la acidez. Efectos sobre las aguas subterráneas: El agua subterránea es acumulada en el subsuelo por efectos de la filtración de las aguas superficiales, por lo tanto el agua de la superficie así como el agua del subsuelo puede contener residuos de lluvias ácidas. Muchas ciudades tienen su abastecimiento de agua potable de pozos que extraen agua del subsuelo, pues bien, si esta agua extraída que esta contaminada con algún agente nocivo es ingerida directamente por la población, es muy probable que esta población sufra de un envenenamiento que le podría ocasionar enfermedades e inclusive la muerte. Existen estudios que demuestran que ciertas áreas están siendo victimas de la acidificación, trasladándose 94

105 Henry Antonio Mendiburu Díaz esos agentes contaminantes a las aguas del subsuelo vía filtración, los principales agentes en estos casos son el plomo, cobre, aluminio y zinc. Corrección de metales: El agua ácida puede corroer tuberías metálicas, y luego ir arrastrando nuevos agentes metálicos contaminantes a lo largo de su recorrido, los tubos de cobre, tubos galvanizados, y tubos de plomo son las más frecuentes víctimas de corrosión, además los tubos de agua caliente con agua ácida en su interior son los más susceptibles a destruirse disolviéndose, también el cadmio y el plomo puede disolverse de las uniones de soldadura, y el zinc puede desprenderse de tubos galvanizados. En Suecia se han presentado casos en donde el cabello de las personas se pone verde después de enjuagarlo con agua caliente que contiene altos niveles de cobre, también se tiene niños que sufren de diarrea a causa de exposición al cobre. Destrucción de construcciones: La lluvia ácida puede originar erosión sobre construcciones, estatuas, monumentos de piedra, expuestos a la intemperie. El principal agente corrosivo en estos casos es el dióxido de azufre y sus productos derivados. El aire cargado de residuos de azufre va a permitir trasladar este agente corrosivo afectando los diversos materiales de construcción (cemento, piedra, mampostería, acero, pintura, plástico, etc.). Muchos monumentos son signos distintivos de las ciudades, y por su naturaleza de bien público deben estar expuestos a la vista de todo el mundo y en contacto directo con las adversidades atmosféricas, situación que agrava la conservación de estos. 4. PERTURBACIONES AMBIENTALES Las perturbaciones ambientales son todos aquellos problemas que aquejan al medio ambiente, generando perjuicios a los seres bióticos y abióticos que viven en armonía con la naturaleza, tienen un origen artificial, son causados a raíz de la modernización, tecnificación, sobre población, y sobre todo la industrialización de las actividades humanas. Las perturbaciones son por lo tanto los efectos provocados por un desequilibrio en el orden natural del planeta, y tienen su causa en el accionar humano Radiactividad Los átomos que cuentan con un número insuficiente o excesivo de neutrones son energéticamente inestables, y tienden a salir de este estado liberando una partícula subatómica. La partícula eliminada se lleva el exceso de energía que tenía el átomo, dejándolo en estado de estabilidad energética, a esta energía se le denomina energía radiactiva La aceleración de partículas tales como protones, neutrones, átomos de helio, desprovistos de electrones mediante dispositivos electromagnéticos producen el desprendimiento de diversas formas de energía física. La cantidad de esta energía a la que un 95

106 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL individuo se ve expuesto se denomina dosis. La unidad que representa a la radiactividad es el curie. La radiactividad fue descubierta en 1896 por Henri Becquerel cuando investigaba la fluorescencia de ciertos compuestos después de ser expuestos a la luz solar, en el experimento se percató accidentalmente que el uranisulfito de potasio era capaz de velar placas fotográficas sin necesidad de exponer el compuesto al sol y que su fluorescencia podía atravesar las envolturas en las que se encontraba la placa fotográfica. Posteriormente Pierre y Marie Curie continuaron con la investigación de Becquerel y descubrieron que el torio tenía la misma propiedad del uranio y la llamaron radiactividad. Los Curie descubrieron el polonio y el radio como nuevos elementos en la tabla periódica. Poco tiempo después Ernest Rutherford descubre que la radiación era un fenómeno compuesto y descubrió las partículas alfa ( ) y beta ( ). En 1900 P. Villard descubre que un tercer componente de la radiación que era mucho más penetrante que las partículas alfa ( )y beta ( ), y que no era desviado por campos eléctricos ni magnéticos, por lo que debía ser una onda electromagnética, a la que llamó rayos gamma ( ). En 1934 J.-F. J oliot y I. Joliot-Curie logra formar átomos de 30 P radiactivos al bombardear átomos de 27 Al con partículas alfa. En 1942 Fermi y sus colaboradores construyen el primer reactor nuclear auto-sostenido en el sótano de la universidad de Chicago con lo que la humanidad pudo generar elementos radiactivos artificialmente. Así se da origen a lo que sería la energía radiactiva, siendo sus tres formas de presentación: la radiación alfa, beta, y gamma. Los átomos en condiciones normales tienen una carga eléctrica neutra, cuando un átomo recibe un electrón (o protón) adicional o pierde un electrón (o protón) de su dotación normal, queda negativa o positivamente cargado, y recibe el nombre de ión. Los iones han perdido la estabilidad eléctrica, y puede sufrir otros cambios intermedios en su devenir en busca de la estabilidad perdida. Estas transformaciones pueden causar daños en las moléculas colindantes y así alterar la célula de la cual estas moléculas forman parte. La radiación puede ser de dos tipos: ionizante y no ionizante Radiaciones ionizantes: Son aquellas radiaciones con suficiente energía para alterar la carga eléctrica de un átomo y por tanto, refiriéndonos a sistemas biológicos, generar iones. Un caso de esta es la radiación cósmica, la cual esta compuesta por ondas y partículas que proceden de todos los planetas y estrellas del universo, también los es la radiación procedente de la desintegración nuclear de los isótopos radiactivos, como las presentes en las bombas nucleares, en las centrales nucleares de generación eléctrica, en los aviones jet nucleares, etc. Radiaciones no ionizantes: Son aquellas radiaciones que no poseen la energía suficiente para desplazar electrones y por tanto sólo afecta a 96

107 Henry Antonio Mendiburu Díaz la materia irradiada transfiriéndole calor. Un ejemplo son las microondas, que no pueden ionizar la materia por su escasa energía, pero si transferir calor, la aplicación básica es en los hornos microondas, también es usado en las ondas de radio y señales de radar Radiación Ionizante La radiación ionizante es la que produce efectos químicos inmediatos (ionización) sobre los tejidos del ser humano y comprende los rayos X, los rayos gamma y el bombardeo de partículas como haz de neutrones, haz de electrones, protones y mesones, entre otras. Este tipo de radiación se puede utilizar para exámenes y tratamientos médicos, fines científicos, pruebas industriales, manufactura y esterilización, desarrollo de armamento y muchos otros usos. La radiactividad es identificada en átomos cuyos núcleos tienen un exceso de neutrones, el número de neutrones es un índice de estabilidad del átomo, la radiación ionizante se manifiesta mediante una liberación de energía, esta energía es la radiación, pero el estado de desequilibrio o de excitación aparece como consecuencia de las siguientes alteraciones: Por bombardeo y captura de neutrones, un ejemplo de esto se da en las reacciones controladas de los reactores y en los efectos destructivos que dejan las armas nucleares. Mediante la colisión y captura mediante el uso de dispositivos electromagnéticos como los dispositivos de rayos X. Mediante la fisión (separación) nuclear producida en los reactores nucleares. Mediante la fusión (unión) nuclear desarrollada en el sol y otras estrellas, y en bombas termonucleares. El 88% de la dosis efectiva recibida por un individuo promedio procede de fuentes naturales. Del 12% correspondiente a fuentes artificiales, el 94,5% son consecuencias de aplicaciones médicas (diagnóstico y terapia) y sólo 5,5% ocasionadas por otras fuentes (lluvia radiactiva, centrales nucleares, industrias no nucleares, bienes de consumo, razón ocupacional, etc.). La radiación puede formarse por medios naturales y artificiales. El suelo está constituido por una vasta cantidad de minerales y entre ellos, algunos que contienen elementos radiactivos naturales y por eso el suelo emite radiación que afecta todo el medio ambiente. En los últimos años se han depositado en el suelo elementos radiactivos artificiales producto de pruebas de bombas nucleares y accidentes en plantas de generación de electricidad a partir de energía nuclear. Los elementos radiactivos artificiales son aquellos que se crean por medio de bombardeos con partículas atómicas alfa y 97

108 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL neutrones principalmente a núcleos estables produciendo nuevos núcleos inestables que luego decaen. La exposición a radiación provoca enfermedades; la denominada enfermedad por radiación son los síntomas y la enfermedad que resultan de la exposición excesiva a la radiación, ya sea accidental o intencional (terapias medicinales) Para un tipo dado de radiación, cuanto mayor es su energía, mayor su penetración; no obstante se conoce que para un mismo nivel de radiación expuesto sobre un individuo, la radiación alfa puede dañar los tejidos superficiales (piel), en cambio la radiación beta puede penetrar y dañar el tejido interno y los órganos, pero mucho más peligroso es la radiación gamma puesto que puede atravesar todo el tejido orgánico del individuo, inclusive si el individuo esta en otra habitación separada por una pared, estos rayos pueden atravesar el concreto. En las sesiones de radioterapia, las exposiciones son controladas y repartidas en varias sesiones para permitir que los tejidos normales sensibles se recuperen. Los efectos biológicos producidos por la radiación, se dividen de acuerdo al período de latencia en efectos agudos y efectos a largo plazo, los efectos agudos son aquellos que se manifiestan en cuestión de minutos, días o semanas, los efectos a largo plazo son aquellos que hacen su aparición después de varios años, décadas o generaciones. La severidad de los síntomas y la enfermedad dependen del tipo de radiación, la cantidad, la duración de la exposición y las áreas del cuerpo que estuvieron expuestas. La cantidad total de radiación absorbida en un tejido, es función de muchas variables, entre las que mencionaremos el tipo de radiación, su energía, la sustancia a irradiar. Además de estos factores, existen otros intrínsecos y extrínsecos, que influyen en el efecto de la radiación como son el estado de nutrición; tensión de oxígeno; metabolismo, que son propias de cada individuo. Luego de la exposición, puede lograrse en cierto modo una recuperación, este período se manifiesta principalmente en el caso agudo que ocurre en cuestión de días o de semanas, después de realizada la exposición, sin embargo, un daño residual, no recuperable, que se toma como base para los efectos a largo plazo. Efectos a corto plazo: Los principales síntomas son los siguientes: náuseas y vómito, diarrea, quemaduras de la piel (enrojecimiento, ampollas), debilidad, fatiga, agotamiento, desmayos, deshidratación, inflamación de ciertas áreas (enrojecimiento, sensibilidad, hinchazones, hemorragias), pérdida del cabello, ulceración de la mucosa oral, ulceración del esófago y del resto del sistema gastrointestinal, vómito con sangre, sangre en las heces, hemorragias 98

109 Henry Antonio Mendiburu Díaz por la nariz, boca, encías y recto, amoratamiento, excoriaciones de la piel, úlceras abiertas en la piel, etc. El efecto biológico principal es la lesión celular, cuya intensidad depende del tipo de tejido afectado, las náuseas y vómitos se presentan de manera habitual sólo cuando se realiza una irradiación corporal total a dosis elevadas. En las zonas en las que existe una exposición directa intensa o una contaminación superficial con materiales radiactivos, pueden aparecer quemaduras cutáneas, lo que incrementa la pérdida de líquidos corporales y el riesgo de infección. Efectos a largo plazo: Los efectos a largo plazo, pueden resultar de exposiciones agudas o prolongadas. La primera evidencia de esta manifestación fue la aparición de cáncer de la piel en la zona quemada repetidamente por rayos-x, entre los primeros trabajadores en rayos-x, la incidencia cada vez mayor de leucemia entre los médicos que usan los rayos-x y entre los japoneses que sobrevivieron el bombardeo de Hiroshima, la mayor incidencia del cáncer de tiroides y leucemia en algunos pacientes tratados terapéuticamente con rayos-x, etc. Se ha determinado en numerosas ocasiones, que las dosis terapéuticas de radiación recibidas por una mujer embarazada, puede producir la muerte del feto o dar como resultado, el nacimiento de un niño anormal. Existe también una marcada afección en el sistema reproductor, que van desde la reducción de la fertilidad hasta la esterilidad Radiación No Ionizante (Electromagnética) La radiación no ionizante es la llamada contaminación por radiación electromagnética. Los campos electromagnéticos se generan por cargas eléctricas en movimiento, cualquier imán permanente o corriente eléctrica produce un campo electromagnético, por ello, todos los equipos eléctricos de uso doméstico o laboral generan estos campos, también están presentes a raíz de las comunicaciones que utilizan ondas de radio, estas ondas viajan por el aire y están en contacto directo con los seres vivos. Se sabe que los campos magnéticos interactúan con los sistemas biológicos; los campos de intensidades bajas influyen sobre el metabolismo y crecimiento celular. La longitud de onda de la radiación ionizante es inferior a 350 nm (frecuencia mayor que 1015 Hz). Las radiaciones no ionizantes se caracterizan por una longitud de onda sobre los 380 nm y una frecuencia menor de 1015 Hz. Sin embargo, es necesario considerar que radiaciones de energía menores son capaces de desplazar electrones de moléculas orgánicas a niveles de mayores energía, los que al volver a los niveles energéticos anteriores liberan la diferencia de energía, que en algunos casos puede ser en forma de luz visible, que pueden hacerse evidentes mediante microscopia de fluorescencia. Dichos cambios energéticos en moléculas orgánicas pueden causar o modificar 99

110 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL diversas reacciones químicas en el organismo, y de esta manera, se responsabiliza de los efectos sobre la salud a las radiaciones electromagnéticas. Frecuentemente se relaciona a los campos electromagnéticos con una mayor incidencia de diversas formas de cáncer, entre éstas, leucemia, tumores cerebrales, cáncer de mama, pero además de estos se ha podido encontrar evidencia vinculante con otras enfermedades que parecen tener relación con la radiación electromagnética, tales como esclerosis lateral amiotrófica, enfermedad de Alzheimer, asma bronquial, enfermedades alérgicas, aumento de incidencia de abortos, dermatitis por monitor de televisor o computador, electro supersensibilidad, alteraciones neuro-conductuales, enfermedades cardiacas y endocrinas Existen estudios que relacionan directamente la enfermedad con la causa, encontrándose como principales agentes a los siguientes: Tendidos de alta tensión y transformadores de alta tensión Redes eléctricas domiciliarias Radiación electromagnética proveniente de electrodomésticos (microondas especialmente) Radiación electromagnética proveniente de antenas transmisores de señal de televisión y radio Redes de telefonía celular (estaciones bases y equipos terminales) Sistemas de telecomunicaciones inalámbricas (wirelles local loop, comunicación satelital, banda ancha inalámbrica, etc.) Pese a los estudios realizados y a las numerosas pruebas encontradas, no se puede determinar con exactitud y de manera concluyente que sean realmente estos agentes aislados los únicos responsables de las enfermedades causadas, existen numerosas formar y causas que pueden generar estas enfermedades. Además de la misma manera que existen estudios que prueban que si provocan enfermedades, se han realizado estudios que prueban lo contrario, quitándoles total responsabilidad a estos agentes sobre el perjuicio en la salud de los seres humanos. No obstante es innegable que por más mínimo que sea el perjuicio, el grado de penetración a nivel mundial de estos sistemas es muy elevado, lo cual generaría que un posible pequeño problema sea ampliado y alcance a casi todos los sectores de la población mundial Deforestación La deforestación es el proceso que implica la destrucción y extinción de especies vegetales, particularmente de la masa de árboles que conforman los bosques. Cicerón en su segunda filosófica asegura: "Los destructores de bosques son los peores enemigos del bien público". Debemos tener en cuenta 100

111 Henry Antonio Mendiburu Díaz que una hectárea de bosque tropical puede neutralizar unas diez toneladas de dióxido de carbono al año. Frente a esta problemática la mejor opción es la reforestación y planificación de la explotación del recurso maderero, así como aumentar las zonas destinadas a reservas naturales. Tradicionalmente se ha conocido a los bosques como los pulmones del planeta por limpiar el aire y generar oxígeno, sin embargo estos pulmones también brindan madera, la cual es utilizada como materia prima en la construcción de viviendas y muebles, elaboración de papel, como combustible y otras actividades que resultan rentables, puesto que la única exigencia es talar y transportar. Este proceso de consumo desmedido ha generado pérdidas sustanciales en la masa de bosques a nivel mundial, a pesar de los esfuerzos por sembrar nuevos árboles, es obvio pensar que nadie espera a que el nuevo árbol sembrado haya terminado su crecimiento para recién cortarlo, o para volver a cortar otro árbol culquiera. El origen de la deforestación es la sustitución del bosque por sistemas agrícolas y ganaderos, el corte de madera para leña, los aprovechamientos para fines industriales, los incendios, plagas y enfermedades. Los incendios forestales son también responsables de la deforestación, pero pese a destruir los árboles y la vegetación tiene un efecto posterior favorable, pareciera que el suelo le responde al fuego haciendo brotar una gran variedad de nuevas especies y con un crecimiento acelerado a fin de reponer las pérdidas. Este efecto es aprovechado mediante incendios controlados que buscan eliminar las ramas y hojas secas, y de paso hacer responder al suelo con nuevas plantas. Los suelos del ecosistema tropical contienen un alto porcentaje de hierro y aluminio, generado al exponerse a la acción del sol y el aire, lo cual les causa endurecimiento y pérdida de fertilidad. Sin la protección de la cubierta forestal, el suelo está expuesto al severo clima tropical y se erosiona rápidamente. Cundo se ven desprovistos de árboles, las cuencas pierden su capacidad de controlar los caudales de agua, lo que hace que tanto riachuelos como ríos experimentan rápidas fluctuaciones, lo que provoca inundaciones río abajo, además la actividad pesquera en agua dulce y costera se ve afectada por la elevada sedimentación que transportan los ríos; lo mismo sucede en las regiones pantanosas ricas en vida silvestre, la sedimentación proveniente de las cuencas degradadas es también una de las principales causas en la disminución de los arrecifes de coral en las costas. A la fecha a nivel mundial, han desaparecido el 50% de los bosques del planeta, del 50% restante el 60% viene siendo degradado en forma significativa. Menos del 60% de los bosques mundiales está actualmente protegido, o dentro de áreas de reversa ecológica. Entre el 50 y 90% de las plantas y animales del planeta dependen de los bosques. En Sudamérica, las áreas protegidas representan el 6,3% del total del territorio de sus países, se cuenta con alrededor de 2000 áreas protegidas, 101

112 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL cuya superficie ocupada no alcanza el 10% del territorio sudamericano, cabe resaltar que en estas zonas hay 34 regiones naturales con especies y características únicas en el mundo. La selva alta peruana se ha visto afectada en los últimos años, ya que se han masificado los cultivos de coca, así como de maíz y otros productos agrícolas, sin olvidar la utilización como leña. Un ejemplo de los efectos se muestra en el departamento de San Martín, donde se ha producido una disminución del agua potable, debido a la deforestación de las cuencas de los ríos que alimentan de agua a las ciudades. Los bosques y la selva en general ocupan el 14% de la superficie terrestre, a su vez, las selvas contienen el 60% de las especies animales y vegetales vivas del planeta. Las selvas tropicales de nuestro planeta, se localizan principalmente en América del Sur y Central, África Central y el Sudeste Asiático, estas zonas sufren diariamente la tala indiscriminada de sus árboles, muchos de ellos tienen cientos de años de antigüedad, y son especies únicas en el mundo; según los analistas cada minuto que pasa queda arrasada una superficie de selva equivalente a la de un campo de fútbol. La tala contínua ha reducido la superficie cubierta por los bosques a una cantidad estimada a 40 millones de Km² anualmente, de los cuales 12 millones son bosques abiertos. A esa velocidad de destrucción, se calcula que todos los bosques tropicales habrán desaparecido en la segunda mitad del siglo XXI. El 97% de la madera talada es quemada en el campo, o se utiliza como combustible (actualmente se consumen 17 millones de m 3 /año de madera para leña), solamente 2% de la madera se aprovecha en procesos industriales. Actualmente no se puede considerar que el 100% de la vegetación existente sobre el planeta sea natural, sino que existe un porcentaje que puede considerarse seminatural, esto quiere decir, que es el resultado de actividades humanas, por tanto no se debería dejar de lado el rol que juega el ser humano en la formación de hábitat y ecosistemas. Actividades humanas tan simples como cuidar el jardín de su casa, pasando por el cuidado de parques y jardines en la vía pública, hasta la reforestación de bosques, nos dan la idea de como las actividades humanas intervienen a fin de buscar mejoras en su calidad de vida y por ende un renacimiento de la vida vegetal Pérdida de biodiversidad La pérdida de biodiversidad se refiere a la continua desaparición de especies vegetales y animales, lo que trae consigo un empobrecimiento del patrimonio genético. La pérdida de diversidad también se refiere a las mutaciones que sufren algunas especies producto del cambio en sus ecosistemas, este cambio obliga a depender de otras condiciones para sobrevivir lo cual implica adaptarse al nuevo medio, para ello sufren transformaciones físicas, dando lugar o constituyendo una especie distinta. 102

113 Henry Antonio Mendiburu Díaz Existe un componente intangible de la biodiversidad, constituido por la variedad de conocimientos, innovaciones y prácticas, individuales o colectivas relacionadas con la diversidad cultural de los pueblos indígenas y de las comunidades campesinas. La diversidad biológica se expresa generalmente en términos del número de especies que viven en un área determinada. Cerca del 75% de la biodiversidad del planeta está concentrada en apenas 17 países, los cuales son considerados mega-diversos como lo es el Perú. Algunas causas de este fenómeno son la creciente y masiva utilización de recursos naturales, la intensificación de la agricultura, el aumento de la población y el crecimiento de las zonas urbanas, la necesidad de energía, etc. Cuando se hace un uso abusivo de los recursos naturales, se les está quitando el sustento alimenticio a otras especies y seres vivos que dependen de ese alimento o de ese medio para su desarrollo. Por ejemplo: la explotación excesiva de la anchoa peruana entre 1958 y 1970 redujo dramáticamente la población de esa especie; los rinocerontes de Sumatra y J ava han sido cazados hasta quedar al borde de la extinción, ocurriendo lo mismo con muchos otros vertebrados; el cedro del Líbano que cubría en cierta época hectáreas, sólo se encuentra en unas pocas manchas aisladas de bosques; así la lista de especies animales y vegetales extinguidas y/o en peligro de extinción puede continuar. La invasión de cultivos de árboles de crecimiento rápido, en particular el eucalipto, es responsable de descensos en la diversidad biológica de árboles, algunos ecosistemas forestales se parecen más a maizales que a bosques naturales. La diversidad se está reduciendo en las agroindustrias debido a las tecnologías modernas y planes de hibridación de plantas, con el consiguiente aumento de la productividad que surge de sembrar un número relativamente menor de cultivos, pero a la vez específicos, que reaccionan mejor ante el riego, los fertilizantes y los plaguicidas. La introducción de nuevas especies en un hábitat distinto a su original, puede originar una competencia de las especies por los recursos de la zona, así por ejemplo en Hawai, unas 86 especies de plantas introducidas amenazan la biodiversidad nativa; una especie de árbol introducida ha desplazado más de acres de bosques nativos. En ciertos ecosistemas, un nuevo depredador competidor o agente patógeno, puede poner en peligro rápidamente a especies que no pueden desarrollarse conjuntamente con los intrusos. Muchas especies no están en condiciones de redistribuirse y adaptarse con suficiente rapidez como para ajustar sus hábitos a los cambios, y es probable que se produzcan considerables alteraciones en la estructura y funcionamiento de los ecosistemas. La contaminación ambiental también es una pieza clave para la supervivencia de la biodiversidad, por ejemplo en 103

114 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Reino Unido la población de lechuzas de los graneros se redujo en un 10% desde que se introdujeran los venenos para roedores. De igual manera la contaminación marítima afectará la vida de las especies marítimas, igualmente la contaminación del aire y del suelo afectarán a las especies que incorporen estos recursos en su hábitat. En los bosques actualmente intactos viven más de 50 millones de indígenas, los cuales ven peligrar su futuro por la destrucción del hábitat donde viven; destrucción ocasionada por las compañías madereras, agropecuarias y de extracción de minerales, pero en ciertos casos también por la política de los gobiernos, como es el caso brasileño: Por los años 1950 el gobierno abrió la selva bajo el eslogan de "una tierra sin hombres para hombres sin tierra", que consistía en una política de utilización de los recursos madereros de la zona, esta política se convirtió en una conducta racista, esta pasó totalmente por alto la existencia de pueblos indígenas que habitaban el territorio (desde siglos antes de la creación del Estado y la sociedad brasileña); los indígenas fueron asesinados, reprimidos, murieron por enfermedades introducidas por los colonizadores y el resultado fue el exterminio de comunidades indígenas enteras y el inicio de la destrucción generalizada de la selva amazónica. 5. NECESIDAD DE CONSERVAR EL MEDIO AMBIENTE La sociedad humana es la única responsable de sus acciones y por lo tanto esta comprometida con las consecuencias que estas generan, por tanto el cuidado y conservación del medio ambiente exige soluciones. Estas soluciones tienen una base social radicada en la aceptación de un sistema de valores, puestos de manifiesto a través del complejo accionar de los procesos sociales y políticos, así tenemos que estos valores exigen la pronta recuperación del medio ambiente. Parte de la concientización social radica en el auto análisis del comportamiento de cada uno, por ejemplo evaluemos cuanto de basura doméstica arroja cada individuo diariamente, luego pensemos en cuantos miles de millones de individuos somos, el análisis de esta relación nos indica que diariamente se arrojan miles de toneladas de basura; pero si nos detenemos a pensar un momento, y si toda esta basura no fuera arrojada sino una parte fuera reciclada cuanto quedaría, cuanto de la basura es papel, vidrio, latas, plástico, etc. Por otro lado cuanta agua es desperdiciada, cuanta agua limpia es botada al desagüe y mezclada con el resto de agua sucia, la respuesta, miles de millones de litros diariamente. El agua de los ríos y mares necesita de oxigeno para poder mantener la vida en su interior, pero los desechos orgánicos absorben este oxígeno, en otras palabras están matando a los peces de mares y ríos. Un automóvil promedio que recorre 40 Km al día, arroja 1.5 Kg de monóxido de carbono 104

115 Henry Antonio Mendiburu Díaz (debilitante de la capa de ozono), 300 g de partículas y residuos químicos, y alrededor de ¾ de Kg de hidrocarburos (combustibles fósiles) sin quemar por el tubo de escape, ahora esos datos multiplicado por los millones de autos que circulan diariamente y multiplicados por la cantidad de años que existen y existirán estos vehículos, da como resultado cifras alarmantes. El hombre en su proceso de dominio de la naturaleza, ha hecho uso de los recursos naturales que están a su alcance como son el agua, la tierra, el aire y los alimentos, produciendo cambios en su forma y estilo de vida afectando la salud, confort, y estética del paisaje (urbano y rural). El rápido incremento de la población en el mundo y el uso acelerado y desmedido de los recursos naturales está teniendo consecuencias irreversibles en el orden natural y equilibrado del hábitat humano. Las concentraciones urbanas agravan las dificultades de alojamiento, capacidad de transporte, abastecimiento de alimentos, y otros factores mitigadores de la buena calidad de vida. Estas deficiencias traen consigo un aumento en la densidad demográfica, ruido molesto, presencia de plagas de insectos y roedores, agentes contaminantes, suciedad y contaminación, y muchos más factores que van a ser perjudiciales para la salud y el bienestar de la sociedad humana. La conservación del medio ambiente va a afectar positivamente la salud, el confort, y el equilibrio de los ecosistemas, mientras que la contaminación ambiental va a afectar estos factores negativamente Consecuencias sobre la Salud Se puede interferir sobre la presencia de enfermedades infecciosas a raíz del cuidado del medio ambiente. Las consecuencias sobre la salud de las deficiencias en el cuidado ambiental se manifiestan en causas y efectos sobre la salud, los agentes contaminantes (causa) son responsables de numerosas enfermedades (efecto). Las sustancias químicas tóxicas en el aire, agua, o alimentos, pueden llegar al hombre ya sea por contacto directo y absorción a través de la piel, o por ingestión de agua o alimentos contaminados. Los estudios epidemiológicos a largo plazo han establecido las concentraciones en el aire de plomo, mercurio, sílice y manganeso, que producen enfermedades al cabo de unos años de trabajo bajo la exposición de estos agentes. También existe una cantidad de datos acerca de las sustancias que producen efectos pasajeros como por ejemplo la narcosis originada por los gases y vapores de hidrocarburos, también las fiebres producidas por la exposición al humo de óxido de zinc. 105

116 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Otro factor es la exposición a fuentes de energía física no controlada, que son consecuencia del despliegue de energía por parte de la naturaleza en forma de calor, energía mecánica, energía nuclear, electricidad, todos estas energías producidas en forma natural como consecuencia de fenómenos naturales (erupciones volcánicas, huracanes, maremotos, terremotos, relámpagos, radiación solar, lluvia, etc.). Estos fenómenos naturales afectan la salud física del ser humano y dañan ecosistemas Consecuencias sobre el Confort Existe un marcado interés de la sociedad humana por constantemente incrementar su confort y comodidad en su calidad de vida. Este interés se lleva a términos de necesidad y se obtiene una constante preocupación por buscar mecanismos que mejoren la calidad de vida, frente a esta necesidad se encuentra la necesidad de mantener el equilibrio en el medio ambiente, por lo que se enfrentan dos fuerzas cuyo objetivo común es asegurar la existencia del ser humano con un confort acorde a los tiempos modernos. Frente a este panorama surge la acción de valoración de prioridades y el análisis de costos y beneficios que implicaría por un lado mejorar la calidad de vida, pero por el otro lado perjudicar el medio ambiente, y viceversa. Cada individuo tiene la capacidad de hacer una estimación de la calidad del medio que lo rodea mediante el uso de sus sentidos de vista, olfato, gusto, oído y tacto, por ejemplo el agua y los alimentos se juzgan por su aspecto, olor y sabor, el aire su juzga por su olor y por la no presencia de polvo, los decorados de interiores, la iluminación y un ambiente fresco van a determinar el grado de confort brindado, de igual manera una casa se considera agradable para habitar si es que no tiene basura en las calles, sino tiene huecos o averías, si guarda una estética con sus alrededores, por otro lado si un ser humano es sometido a sonidos molestos todo el día, por más bonita que halla encontrado una casa para vivir, le resultará desagradable el seguir viviendo en ese lugar; por tanto la calidad y el confort es determinado por cada individuo dependiendo de la apreciación obtenida por sus sentidos acerca del medio que lo rodea. Un ejemplo de equilibrio de calidad de vida y confort frente a la apreciación de cuidado ambiental esta dado en el desarrollo de la aviación comercial; en los vuelos comerciales se tiene en juego la seguridad de los pasajeros y tripulantes, la comodidad de los asientos, la alimentación y el entretenimiento de los pasajeros, la eficiencia del trabajo de los miembros de la tripulación, pues bien, todos estos elementos deben ser proporcionados pero para que sea posible el transporte deben existir factores perjudiciales a la comodidad como son el ruido de los motores, la vibración del avión, cambios en la temperatura, emisión de gases tóxicos, limitados recursos de oxígeno y agua; sin embargo la apreciación de los sentidos del pasajero le informan que 106

117 Henry Antonio Mendiburu Díaz estos factores son naturales, mientras que la falta de los agentes oferentes de confort si serían reconocidos como de grave perjuicio para la realización de un viaje cómodo, rápido y seguro Equilibrio en los Ecosistemas. Las actividades humanas afectan la naturaleza, no obstante, debe procurarse que estas actividades se desarrollen en armonía con el equilibrio natural de la naturaleza. Cualquier cambio en este equilibrio ya sea con un buen fin o no, puede afectar o perjudicar el equilibrio de otros ecosistemas. Por ejemplo se dio el caso de una comunidad a orillas del río Amazonas que en su afán de reducir la reproducción de un nocivo mosquito (que solo se reproducía bajo sombra), se dispusieron a cortar todo los árboles que le pudieran brindar sombra, la medida tuvo efecto sobre el moquito el cual se vio obligado a migrar a otras zonas, pero la consecuencia mayor fue la aparición de otro insecto transmisor de malaria que para vivir necesitaba de aguas soleadas. También existen consecuencias en los métodos de tratamiento de residuos, los cuales dependiendo de la zona donde se lleven a cabo, van a poder romper el equilibrio natural. Por ejemplo esta el caso de los fosos de filtración para la eliminación de los residuos radiactivos, estos fosos emplean la capacidad de absorción del suelo para degradar las concentraciones radiactivas, sin embargo el terreno se va a contaminar por este material radiactivo haciéndolo no apto para el desarrollo de vida sobre él Nuevas Necesidades La conservación del medio ambiente es una necesidad que trae consigo nuevas necesidad como son: Necesidad de aplicación de los conocimientos tecnológicos, y del desarrollo de nuevas herramientas tecnológicas. Necesidad de capacitación y concientización a la población en general. Necesidad de capacitar a las personas responsables del sector ambiental, así como la formación de científicos en la materia. Necesidad de investigar los efectos a corto, mediano y largo plazo. Necesidad de brindar un tratamiento a los residuos y desechos. Necesidad de evaluar la envergadura económica que arrastran los procesos de cuidado ambiental Necesidad de contar con una normativa clara, precisa, y fuerte en materia ambiental Necesidad de buscar soluciones y actuar en forma concreta y tenaz. 107

118 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Pese a los desequilibrios en la naturaleza, los organismos incluyendo al hombre, son capaces de ajustar su fisiología y adecuarse a los cambios de su ambiente, tanto en el aspecto climático como en el aspecto de su alimentación. Por ejemplo si una persona se va a una ciudad elevada con respecto al nivel del mar, esta persona producirá más glóbulos rojos en su sangre, esto le permite soportar las menores presiones de oxígeno. Otro ejemplo puede consistir en una zona donde de repente baja la temperatura, además aquí viven herbívoros acostumbrados a mayores temperaturas, estos pueden tener una respuesta en corto plazo consistente en el aumento de la temperatura corporal, y tendrán una respuesta a largo plazo que puede ser el aumento de vello y de tejido graso. Las zonas contaminadas por ejemplo con residuos mineros mantienen una limitada presencia de seres vivos en su interior, puesto que muy pocas especies fueron capaces de adecuarse a ese cambio y las demás no pudieron sobrevivir. La habilidad de ciertos organismos a adecuarse a los cambios depende de la velocidad y extensión que signifiquen dichos cambios, si los cambios son rápidos y repentinos, pocas especies tendrán tiempo suficiente para adecuarse (trasladarse a otro lugar, variar su dieta alimenticia, aclimatarse, mutar ciertas características físicas, etc.), en cambio si el cambio se da pausadamente en períodos prolongados de tiempo, prácticamente todas las especies podrán seguir su vida acorde a ese cambio, como ha sido a lo largo del proceso evolutivo. Por lo tanto un cambio rápido y repentino, como es el producido por el accionar industrial, tecnológico y social del hombre, trae graves daños al ambiente afectando el proceso evolutivo de las especies. Sin embargo existen especies que pueden sobrevivir casi en cualquier lugar y soportar cualquier adversidad y cambio en su hábitat, como por ejemplo las ratas y las cucarachas. 108

119 Henry Antonio Mendiburu Díaz Capítulo IV INGENIERÍA MEDIOAMBIENTAL 1. MISIÓN DE LA INGENIERÍA MEDIOAMBIENTAL La ingeniería ambiental o medioambiental, es aquella que se ocupa del estudio del medio ambiente, y cuya principal función es tratar de solucionar los problemas que causan las acciones del hombre sobre el medio ambiente, dentro del ámbito de la prevención así como de la corrección. El objetivo principal de la ingeniería ambiental será mantener el equilibrio en el medio ambiente, puesto que el medio ambiente está presente en todos los sectores de la vida cotidiana del ser humano, existe métodos o instrumentos para realizar el análisis, estudio, y corrección de las actividades generadoras de problemas y causantes del desequilibrio ambiental, estos son: Ubicación y entorno de la actividad: Esta referido al conocimiento de la zona en donde se desarrolla una industria o actividad que pueda afectar el equilibrio; este conocimiento va a permitir determinar los factores que mayormente afectan o perturban dicho equilibrio, por tanto estos factores deben ser los puntos a tener encuentra para controlar la actividad desarrollada. Usualmente se ha tenido siempre presente este aspecto, como es el caso de construir fábricas en los alrededores de la ciudad, de manera que no se mezclen con zonas urbanas, pero que pasa cuando la ciudad crece y lo que antes era una fábrica solitaria ahora es una fábrica rodeada de viviendas, parques, y colegios, no solo basta conformarse con la evaluación que se hizo de la zona cuando esta estaba desabitada, será necesario constantemente evaluar que cambios se pueden hacer para adaptarse a estas circunstancias. Por tanto se ha de tener presente que la ubicación donde se desarrolla la actividad no será única todo el tiempo, va a variar, y va a traer responsabilidades de carácter social y económico para aquellos responsables de la toma de decisiones. Balance ecológico y medioambiental de la actividad: Consiste en llevar un control de cómo la actividad afecta al ambiente que rodea el entorno de trabajo, como puede ser la emisión de desechos tóxicos en un río. Este control se debe extender a las áreas productivas de manera tal que se conozca quines son los agentes contaminantes generados por los desechos de la cadena productiva, y hasta que nivel el ecosistema no 109

120 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL rompe su equilibrio frente a la ingerencia de estos agentes externos perturbadores de sus componentes. Evaluación del impacto ambiental: Consiste en medir el daño que ocasiona una actividad humana sobre el medio ambiente. Esta medición tiene muchos factores a evaluar, existe modelos económicos que muestran como se puede calcular en términos monetarios a cuanto equivale un daño generado; pero es de mayor importancia, cuando se trata de hacer esta evaluación, determinar quien o quienes son los afectados, puede existir seres humanos afectados por las actividades de otros seres humanos, en cuyo caso esta en juego la salud y la calidad de vida, condiciones irrecuperables y que no pueden tener un equivalente monetario. Otro aspecto concerniente a esta evaluación está dado en el factor tiempo, por tanto el encargado de realizar la evaluación tendrá que determinar como una actividad generadora de daño ambiental se va a comportar en el tiempo, puede que este daño se agrave o puede que sea mitigado por la misma naturaleza, en cualquiera de los casos importará el daño generado en tiempo presente y como este obliga a una adecuación y planificación a futuro a fin de minimizar el daño en el transcurrir del tiempo. Realización de auditorías: Consiste en la inspección y verificación de las condiciones de trabajo donde se desarrolla una actividad ligada al control del daño ambiental; esto quiere decir que un agente contaminante (ya conocido e identificado) es dejado en funcionamiento libre, este va a generar todo el daño que le permita su estructura y condiciones internas, pero si este agente es constantemente supervisado podrá ser relativamente fácil, mantenerlo dentro de parámetros donde su desempeño no afecte o no genere un daño al ambiente. Las auditorías se realizan dentro de todos los sectores, porque todos son contribuyen de alguna forma al perjuicio contra el medio ambiente. Estas a su vez permiten mantener controlados a los agentes contaminantes ya conocidos, y también permiten identificar nuevos agentes que se unen al conjunto de oferentes de problemas. Evaluar la descontaminación y la anticontaminación: Este punto esta constituido por el conjunto de estrategias y propuestas de solución frente a un problema identificado. Puede ir desde actividades de planificación (planificación del mantenimiento, análisis de riesgos, campañas de reforestación, etc.), pasando por actividades concretas (reciclaje, recuperación de sólidos, purificación de aguas servidas, uso de bacterias para purificar relaves mineros, etc.), hasta soluciones innovadoras y modernas como es el uso de la automatización, la eficiencia de recursos energéticos, el aprovechamiento de las energías renovables, desarrollo de nuevos materiales, uso de electrólisis inversa en lugar de combustible fósiles, etc. 110

121 Henry Antonio Mendiburu Díaz Cuando se refiere a Ingeniería Ambiental automáticamente se tiene que relacionar una serie de conceptos y actividades como son: inventarios, muestreos, controles, seguimientos, control agrícola, análisis de la flora y fauna, análisis de los suelos, estudio de ecosistemas, entre otros. 2. DESARROLLO HUMANO El desarrollo social del ser humano esta marcado por su afán de dominar la naturaleza, en cumplimiento de este afán el ser humano busca tomar los recursos que le sean útiles, para luego transformarlos en bienes que le brinden un confort o simplemente que le permitan alimentarse. Unos siglos atrás el hombre no disponía de los medios necesarios para hacer uso a gran escala de dichos recursos que ofrece la naturaleza, la revolución industrial de los siglos XVIII y XIX cambió definitiva y radicalmente el concepto de producción, trayendo beneficios y perjuicios, siendo el más afectado el medio ambiente. Como es conocimiento de todos, en los últimos ciclos se ha observado como el número de habitantes a nivel mundial ha ido en aumento a un ritmo exponencial, de igual manera las ciudades gran crecido y se han expandido a causa de la constante migración del campo a la ciudad, formándose pueblos jóvenes y asentamientos humanos en los alrededores de las urbes. La supervivencia de la población implica satisfacer sus necesidades básicas, pero adicionalmente existe la necesidad de mantener al mundo energizado, la industria y las ciudades caminan gracias al poder de la electricidad y los combustibles, por tanto existe una demanda que año a año aumenta, sin que exista la oferta necesaria para satisfacer la demanda, siendo los pueblos rurales los últimos en la fila para ser atendidos. Así se marca el panorama para el constante desarrollo social del ser humano, en un hábitat que se ha reducido a la vida sedentaria de la ciudad, con la dependencia económica de la industrialización, la esperanza de lograr una mejor vida y desarrollo personal en la ciudad, y el consiguiente aumento de la necesidad de energía Sobrepoblación en el Mundo La población que habita el planeta aumenta mediante el nacimiento de nuevos seres, y a la vez decrece a razón de la muerte de otros seres, sin embargo el exceso de nacimientos en relación con las muertes hacen que exista un constante aumento conocido como aumento natural poblacional. A lo largo del tiempo que tiene el ser humano sobre el planeta ha experimentado guerras y enfermedades que han mermado considerablemente el número de habitantes, sin embargo la tasa de crecimiento anual ha sido mucho mayor de forma que ha compensado dichas pérdidas. 111

122 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Existen algunos conceptos que deben conocerse puesto que serán utilizados más adelante: Tasa de natalidad: Es el porcentaje de nuevos nacimientos en la población, teniendo como base una cifra fija, y expresado en el tiempo. Tasa de mortalidad: Es el porcentaje de muertes que sufre la población, teniendo como base una cifra fija, y expresado en el tiempo. Tasa de crecimiento: Es el porcentaje de aumento poblacional, teniendo como base una cifra fija, y expresado en el tiempo. Tiempo de duplicación: Es el tiempo que le demora a la población incrementar su número al doble. Estructura de edades: Se refiere a la relación entre la edad y el número de habitantes correspondientes a dicha edad. Pirámide de población: Es una representación gráfica de la estructura de edades, particionada según el sexo, y expresado en términos de porcentaje. Tasa de fertilidad: Es el número de hijos que tiene una mujer promedio. La tasa de crecimiento ha ido en aumento exponencial, como se muestra en la siguiente gráfica. Para inicios de la era cristiana existía alrededor de 300 millones de individuos a nivel mundial, luego en el 1650 había 500 millones, en el 1800 ha existía 1000 millones, entre estas fecha se inicia la explosión urbana cambiando la pendiente de la curva de horizontal a vertical; a partir de ese entonces la población ha aumentados por miles de millones en solo 200 años, hasta la actualidad que se calcula habrá alrededor de 6500 millones de habitantes CRECIMIENTO POBLACIONAL MILLONES DE PERSONAS AÑO Fuente: ONU 112

123 Henry Antonio Mendiburu Díaz También se observa como la curva se ha amortiguado en los últimos años, esto debido a las masivas campañas de planificación familiar y control de la natalidad que se vienen desarrollando a nivel mundial; pese a lo conocido de estas campañas, solo la población de los países desarrollados europeos parece tomarlo en serio, puesto que su pirámide de población se hace más ancha a medida que la edad aumenta; lo cual, es todo lo contrario a los países subdesarrollados, los cuales muestran una pirámide más ancha en la zona correspondiente a la población menor de 18 años; lo cual indica que la tasa de natalidad es mayor en los países subdesarrollados en comparación a los desarrollados. El siguiente gráfico muestra la población en el Perú desde el 2002 y una proyección al 2005, para una tasa de crecimiento anual de 1.49% en el 2003 y de 1.46% en el 2005 POPLACION , , ,749 27,148 27,544 27,947 26, Fuente: INEI La siguiente tabla contiene información referente a indicadores sociales actuales y futuros, a nivel mundial, a nivel de continentes. Total mundial África Asia Europa América latina y el Caribe Norte América Oceanía Población total (millones) , Población proyección (millones) , Tasa de crecimiento (%) , Población urbana(%) Tasa crecimiento urbano , Tasa fecundidad total , Fuente: ONU 113

124 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL El aumento de la población es considerado como un problema mayormente económico, puesto que no existe los recursos suficientes para calmar las necesidades del creciente número de pobladores, pero existe una relación directa entre aumento de población y aumento del daño y la contaminación ambiental. Esta relación esta dada en virtud a la creciente ola de producción que busca satisfacer las necesidades exigidas por la población, por tanto el aumento de la población se traduce en aumento de la urbanización, es decir el crecimiento de las ciudades, y también el aumento del sector industrial que buscará producir mayor cantidad de bienes, para lo cual tendrá que arrojar mayor cantidad de desechos. De por si el ser humano contamina, en su accionar de sus labores cotidianas tiene la necesidad de expulsar desechos, por tanto más población es sinónimo de mayor basura urbana, mayor consumo de energía, mayor utilización de recursos naturales y materias primas, mayor arrojo de elementos ya no útiles, mayor consumo de oxígeno, etc Migración y Crecimiento Urbano La tendencia de los últimos años indican un aumento considerablemente mayor de población que reside en las ciudades en comparación con la población residente en zonas rurales o en el campo. Constantemente la población del campo migra a la ciudad en busca de una mejor calidad de vida y de mayores oportunidades de desarrollo personal, esta migración del campo a la ciudad origina un fenómeno denominado urbanización. La urbanización será el crecimiento de las zonas urbanas en forma aleatoria o con previa planificación de las autoridades, ya sea en forma horizontal o vertical. Las ciudades por tanto condensan una gran población por metro cuadrado, lo que se denomina densidad poblacional. A continuación se muestra el progreso del aumento poblacional del campo y de la ciudad, en el Perú desde el año 1940 hasta el ,6 35,4 PROCENTAJE POBLACION URBANO-RURAL 52,6 47,4 59,5 40,5 65,2 34,8 Rural Urbana 70,1 72,2 29,9 27, Fuente: INEI 114

125 Henry Antonio Mendiburu Díaz La urbanización provoca problemas de contaminación y daño ambiental, así tenemos: La atmósfera sufre los efectos de la emisión de gases de los vehículos destinados al transporte, se produce un esmog que cubre las construcciones y llena el ambiente, también se nota la presencia de plomo emitido por los motores. Constantemente es liberado dióxido de carbono, mientras que las plantas encargadas de purificar el aire son pocas e insuficientes, puesto que constantemente se tienen que reemplazar zonas destinadas a parques y vegetación, por viviendas y calles más anchas. También se siente un incremento del calor en el centro urbano, donde casi no corre viento, mientras que en zonas periféricas corre un viento frío. Otro contaminante del aire es por medio de partículas minúsculas producto de los procesos de construcción. La basura generada por la población libera gases tóxicos, los rellenos sanitarios puedan provocar malos olores y transmitir enfermedades. El agua también se ve afectada por la basura y los desechos que son arrojados a su interior, ya sea por el desagüe o directamente a los ríos. Los ríos son por lo general el punto de concentración de los desechos de las fábricas. Por otro lado, la población tiene la necesidad de contar con agua limpia para poder saciar su consumo, la falta de agua trae problemas de racionamiento y puede degenerar en enfermedades. Las aguas servidas pueden ser usadas para el riego de cultivos, lo cual contamina los alimentos y el suelo. La cantidad de desechos sólidos dejados en la basura perjudican y copan espacio en los rellenos sanitarios. Las playas se ven contaminadas de desechos sólidos y también presentan las desembocaduras de aguas residuales. Las construcciones generan contaminación visual, se reemplaza la vegetación por edificaciones, el paisaje urbano afecta la tensión emocional de los ciudadanos. La calidad de vida se ve afectada cuando el ambiente es perturbado, y el crecimiento urbano exige la modificación del paisaje natural. En la ciudad constantemente se dan niveles de ruido alto que provocan molestia y tensión. A continuación se muestran los residuos sólidos de la ciudad de Lima, así como cuantos de estos son recogidos y cuantos no son controlados, para el período 1996 al 2001 en términos de toneladas por año 115

126 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL RESIDUOS SOLIDOS EN LIMA Total Recepcionadas No controladas Fuente INEI, Municipalidad de Lima A continuación se muestra el índice de concentración de dióxido de nitrógeno (NO2), de partículas totales en suspensión (PTS), de dióxido de azufre (SO2), y de plomo (Pb), para la ciudad de Lima Metropolitana, expresado en términos de microgramos por metro cúbico ( g/m 3 ). Dióxido de nitrógeno (NO2) Partículas en suspensión Mes / Año Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Dióxido de azufre (SO2) Plomo (Pb) Mes / Año Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio

127 Henry Antonio Mendiburu Díaz Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Fuente: Ministerio de Salud - Dirección General de Salud Ambiental En las ciudades la gente siempre anda apurada, no se da tiempo de ponerse a reflexionar como le gustaría que fuese el paisaje urbano, y que puede hacer para mejorar la calidad del ambiente en donde vive, por tanto sus necesidades son prioritarias y su comodidad prima sobre las consecuencias perjudiciales del ambiente, cabe señalar que existen muchas técnicas para mitigar daños y procesos implementados en las ciudades para mejorar el medioambiente, pese a eso la continua expansión de las urbes exige que los planes de contingencia sean llevados a cabo con mayor rapidez y con una línea de planificación acorde al crecimiento de la población y la ciudad Desarrollo Industrial El desarrollo industrial permite al ser humano desarrollarse y sobrevivir con una mejor calidad de vida en relación al ser humano de hace un par de siglos Una industria puede arrojar residuos procedentes de sus procesos de producción, estos residuos deben ser tratados para mitigar el daño que generan, pero a la vez para ahorrar recursos económicos puede ser que el tratamiento que reciben sus desechos no sean los adecuados, traduciéndose en una producción de bienes finales a un menor precio pero con la consecuente contaminación ambiental. Este factor pone en ventaja a estas industrias frente a sus competidores que si cumplen con los procesos de tratamiento y seguridad ambiental, lo que hace que sus productos finales tengan un mayor precio. Sin embargo, es el consumidor el que debe elegir a quien apoyar comprándole el producto considerando cual es el mejor para sí mismo y para el ambiente, de un lado tiene un producto más barato pero cuyo proceso es contaminante, y del otro lado tiene un producto más caro pero cuyo proceso no es contaminante; quizás escoja el más barato, pero siempre va a pagar la diferencia, reflejada no en dinero sino con enfermedades, menor calidad de vida, trastornos psicológicos, y demás costos indirectos. Las industrias se encuentran dentro de las ciudades, en las periferias de las ciudades, o en zonas rurales, pero estén donde estén sus desechos siempre afectan el medio físico donde se han establecido, pudiendo transmitir esa afección a zonas aledañas, pero siempre repercutiendo sobre todo el planeta en modo global, así tenemos: Emisión a la atmósfera de gases tóxicos, y partículas sólidas, generadas durante procesos productivos. 117

128 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Arrojo de vapores (gases y vapor de agua) calientes, los cuales alteran el clima de la zona. Existe procesos cuyos gases expulsados no representan mayor contaminante del aire, sin embargo el olor de estos puede resultar desagradable y molesto, por lo que no pueden estar en zonas urbanas. El agua sufre las continuas emisiones de residuos químicos, materiales de desecho y aguas servidas. Se acostumbra que cada fábrica cabe su pozo de agua y se alimente de este para sus procesos, pero si esta extracción es desmesurada, puede quitarle el agua a otras zonas dependientes del agua para su supervivencia. Se arrojan residuos orgánicos al agua, los camales en los pueblos son los grandes contaminantes de los ríos Desechos radiactivos son enterrados en el suelo, luego el suelo se ve contaminado con radiación. La sobre utilización de los campos de cultivo, degenera el suelo y lo deja pobre en nutrientes. El suelo recibe cargas de desechos sólidos y también el abandono de equipos y maquinarias. Existen derrames accidentales de sustancias químicas, petróleo, aceite, que contaminan tanto el suelo, el agua, y el aire. Ciertos procesos liberan sustancias en el aire como polvo y pelusas, las cuales pueden ser absorbidas por los trabajadores, causando enfermedades a la larga. El agua contaminada de los ríos viaja y llega a pueblos que se valen de esta para beber, causándoles enfermedades. Las especies acuáticas que sirven de alimento a seres humanos y animales, sufren los efectos de la contaminación del agua, transmitiendo enfermedades a aquellos que los ingieran. Los motores y máquinas causan ruidos molestos. El humo de las fábricas puede causar mareos y dolores de cabeza en los habitantes vecinos. La lista puede continuar, pero lo que se quiere resaltar es la forma como la industrialización actual contamina todos los factores del medio ambiente, a diferencia de los procesos antiguos donde los residuos industriales eran mínimos y por tanto asimilados por la misma naturaleza Necesidad Energética La necesidad de energía es una exigencia innata a la vida, desde el comienzo de la vida misma. Un organismo para crecer y reproducirse hace uso de los recursos energéticos que le brinda la naturaleza, el movimiento de cualquier animal supone un gasto energético, del mismo modo, el hecho de la respiración de las plantas y animales implica un consumo energético. Asimismo el ser humano emplea la energía que le provee la naturaleza, y 118

129 Henry Antonio Mendiburu Díaz cuando esta no es suficiente, emplea sus conocimientos para generar su propia energía; en todo lo relacionado con la vida individual o social está presente la energía, en sus diversas formas (calor, movimiento, iluminación, radiación, etc.). La obtención de luz y calor se relaciona a la producción y al consumo de energía, la energía no debe ser entendida como electricidad, la electricidad es un tipo de energía, como lo es la energía calorífica, la energía cinética, la energía nuclear, etc. La luz y el calor son imprescindibles para la supervivencia de los seres vivos en la tierra e ineludibles cuando se trata del desarrollo del planeta. El ser humano desde sus inicios y a lo largo de la historia, ha procurado encontrar formas de generación de esa energía, para facilitarse una vida más agradable. Gracias al uso y conocimiento de estas formas de energía ha sido capaz de cubrir sus necesidades básicas y alcanzar mayores niveles de vida, confort, y salud. La energía ha pasado de ser un instrumento al servicio del ser humano, a ser el instrumento indispensable para satisfacer sus necesidades básicas, lo cual ha generado una amenaza ecológica y la consiguiente problemática ambiental que trae consigo la generación de energía. El 20% de la población mundial vive en los países más ricos, estas personas consumen aproximadamente el 60% de la energía comercial que se genera a nivel mundial, lo cual es un indicador que a mayor nivel o calidad de vida, mayor es el consumo energético. En vista de que la especie humana es dependiente del consumo energético, este consumo refleja el grado de desarrollo de un país, también se puede afirmar que el consumo por habitante es un indicador del nivel económico y social de este individuo dentro de su comunidad. El siguiente cuadro muestra la distribución de los recursos utilizados para la generación de energía, a nivel mundial. Recursos Energéticos Mundiales Combustibles fósiles 75 % Carbón de madera 12 % Energía hidráulica 06 % Energía nuclear 05 % Otros (solar, eólica, biogás, etc.) 03 % Fuente: ONU El siguiente cuadro muestra la distribución de las reservas de materiales energéticos en el Perú, para el año Reservas Energéticas en el Perú Combustibles fósiles 10 % 119

130 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Carbón 08 % Energía hidráulica 31 % Energía nuclear (uranio) 05 % Gas natural 34 % Gas natural líquido 12 % Fuente: Concytec El siguiente cuadro muestra la estructura de consumo de energía por cada sector, en el Perú, para el año Fuentes y Tipos de Energía Consumo de Energía por Sector en el Perú Residencial 36 % Industria 33 % Minería 24 % Pesquería 03 % Agricultura 03 % Otros 01 % Fuente: Osinerg La energía emplea una fuente para su generación, según la fuente la energía puede ser renovable y no renovable. Las renovables pueden ser por ejemplo el agua almacenada, el sol, el viento, la biomasa, las mareas, las olas. Las no renovables pueden ser por ejemplo los combustibles fósiles (petróleo, carbón, gas natural), materiales radiactivos (uranio, plutonio), reactivos químicos, vapores calientes de la tierra. Fuentes renovables: Energía hidráulica: Esta energía esta presente en los ríos y en los embalses de agua; se aprovecha mediante la fuerza cinética que producen grandes cantidades de agua en movimiento por acción de la gravedad. Se puede transformar en energía mecánica (molinos de agua), y en energía eléctrica (centrales hidroeléctricas). Ventajas: Es una energía limpia; no contamina; su transformación es directa. Desventajas: Es difícil predecir el caudal de agua para una temporada determinada; los embalses de agua traen consigo impactos ambientales; los costos de inversión para su utilización son elevados. Energía solar: Es la energía asociada a la radiación solar, el sol emite una energía radiante (radiación) constantemente, la cual puede ser transformada en energía térmica, y en energía eléctrica (celdas fotovoltaicas). Ventajas: Es una energía limpia; no contamina; su transformación es directa. 120

131 Henry Antonio Mendiburu Díaz Desventajas: Es aprovechada solo en algunas regiones del planeta; necesita grandes superficies de captación de radiación; la tecnología para su aprovechamiento se encuentra en desarrollo (la tecnología actual aprovecha solo entre 20% y 25% de la energía solar). Energía eólica: Es la energía asociada al viento, la fuerza cinética del viento puede ser transformada en energía mecánica (molinos de viento, barcos a vela), y en energía eléctrica (aerogeneradores). Ventajas: Es una energía limpia; no contamina; su transformación es directa. Desventajas: Los vientos son intermitentes y cambian de dirección; se necesita grandes extensiones de superficie para la captación conformando bosques de molinos. Energía de la biomasa: Es la energía asociada a los residuos orgánicos producidos en la transformación de productos agrícolas, forestales, y de los residuos sólidos urbanos. Estos residuos en descomposición liberan materiales que pueden ser transformados en combustibles, como son el carbón vegetal (sólido), alcohol (líquido), biogás (gaseoso), la combustión de estos genera energía mecánica y eléctrica. Ventajas: Promueve el reciclaje de residuos orgánicos; contribuye a la limpieza de los bosques y a prevenir los incendios forestales; aprovecha terrenos que no son útiles para la agricultura. Desventajas: Necesita grandes extensiones de terreno; la tecnología se encuentra en desarrollo. Energía mareomotriz: Es la energía asociada a la energía cinética producido en los cambios de las mareas y de las olas, por la acción del sol y la luna ejercida sobre las masas oceánicas. Mediante la construcción de presas y diques se puede utiliza para generar electricidad. El agua al ser más densa que el aire brinda mayor fuerza para mover molinos, los cuales pueden estar sumergidos en el agua y sujetos a pilares. Ventajas: Es una energía limpia y no contamina. Desventajas: Se aprovecha solo en ciertos lugares; puede generar impactos sobre el ambiente; emplea una tecnología en desarrollo. Fuentes no renovables: Energía de los combustibles fósiles: Los combustibles fósiles proveen una energía que es aprovechada a partir de reacciones de combustión, transformándose en energía eléctrica, térmica, cinética (movimiento). Ventajas: Facilidad para su extracción; es una tecnología bien desarrollada; es utilizado como materia prima en las industrias. Desventajas: Su transporte se caro; su almacenamiento es complicado; contaminan el ambiente. 121

132 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Energía nuclear: Hace uso de materiales radiactivos, y por medio de la fusión nuclear (unión de dos núcleos muy ligeros de hidrógeno, para formar un núcleo más grande), o de la fisión nuclear (separación de núcleos) se produce la liberación de una gran energía. Ventajas: Existen grandes reservas de materiales radiactivos, produce escasa contaminación. Desventajas: Alto riesgo de contaminación si se produce un accidente, los materiales empleados son difíciles de almacenar y transportar, las instalaciones empleadas son costosas, se puede emplear la energía con fines no pacíficos. Energía química: Este tipo de energía es empleada en las pilas o baterías, las pilas son generadores cuya energía es finita, es decir que al agotarse ya no son útiles; en cambio las baterías pueden ser recargadas al término de un período útil. Ventajas: Son prácticas de usar, sirven como respaldo energético frente a caídas de tensión, brindan libertad en el cableado de equipos. Desventajas: Los reactivos químicos que las componen son altamente contaminantes; una vez agotado su tiempo de vida son inútiles y su eliminación es un agente contaminante puesto que no son degradables ni reciclables. Energía geotérmica: Es la energía cinética producida por el vapor de agua que sale del interior de la tierra hacia la superficie en zonas volcánicas, esta energía es transformada en energía térmica y en energía eléctrica. Ventajas: Es una energía que no contamina; existe en abundancia en algunas zonas. Desventajas: No siempre es factible su utilización, ya que se da en zonas inaccesibles, peligrosas, y además la tecnología adecuada para su aprovechamiento todavía esta en desarrollo. La mayor parte de la generación de energía proviene de fuentes no renovables; pese a ello existen numerosas campañas para fomentar el consumo de energías renovables y evitar el agotamiento de las no renovables. Eficiencia Energética Eficiencia significa lograr un mayor porcentaje de rendimiento y aprovechamiento de un total entregado. La eficiencia en el uso de la energía nación como una forma de aprovechar al máximo posible los recursos generadores de energía, con el tiempo este concepto se extendió y se relacionó con el empleo de recursos que no contaminen el ambiente, y con la utilización de fuentes renovables. Por lo tanto la eficiencia energética es la obtención de los mismos bienes y servicios energéticos, pero haciendo uso de menor cantidad de recursos, con la misma o mayor calidad y rendimiento de la energía generada, lo que provoca una menor contaminación, además cuenta 122

133 Henry Antonio Mendiburu Díaz con un precio inferior al actual, y brinda la ventaja de alargar el tiempo útil de dichos recursos, procurando el empleo de recursos que se autoregeneren. Según Leite (1997), la eficiencia en el uso de la energía en el horizonte de mediano plazo está en la conservación de las fuentes de energía para el futuro y en la suma de las acciones con miras, no solo para el control y el desperdicio en la operación racional de las máquinas y utensilios, o en la eficiencia de los proyectos y de la construcción de equipos de producción y transformación de energía, sino además implica la eficiencia de las propias máquinas, instalaciones y utensilios en donde la energía final es utilizada. Existen numerosas formas de ahorrar en el consumo de energía, a continuación se brindan algunos consejos: Las lámparas fluorescentes (llamadas focos ahorradores) consumen entre 20% y 25% menos que los focos normales, además duran hasta horas (8 veces más aprox.) Las técnicas de aislamiento térmico, que consisten en incorporar a los cerramientos de edificios (muros, suelos, puertas, ventanas, etc.) materiales que oponen gran resistencia al paso del calor, reducen las pérdidas de calor que se producen en invierno, adicionalmente, evitan que penetre este calor en verano ahorrando en aire acondicionado. Los materiales más conocidos son el corcho, aglomerados de madera, fibras minerales, poliestireno, vidrio celular o poliuretano. El ahorro de combustibles en el transporte depende de la forma de conducir de los usuarios, conducir a menor velocidad o sin aceleraciones. También se puede hacer uso de vehículos a gas natural, que son más económicos y emiten menores contaminantes al aire. En el hogar se puede reducir el consumo de electricidad, siendo responsables en el uso de los electrodomésticos y en la administración de la iluminación. El sector industrial también puede implementar métodos de gestión a fin de identificar las fuentes de mayor consumo y pérdida de energía, y reemplazarlas por fuentes naturales con la debida planificación para evitar pérdidas. Algunos autores aconsejan eliminar las subvenciones gubernamentales para combustibles fósiles, en 1991 las subvenciones directas para combustibles fósiles en todo el mundo ascendieron a un total de US$ millones. Estos subsidios buscan hacer más barato a estos combustible, y permitir que más gente este en condiciones de adquirirlos; estos son costeadas por los gobiernos con el dinero de los impuestos públicos pagados por sus ciudadanos. Pero sería más conveniente eliminar estas subvenciones, y ofrecer alicientes tributarios (subvenciones) para la generación de energía eólica y solar, y así se fomentaría el desarrollo de estos tipos de energía, o de otros nuevos tipos de tecnologías. 123

134 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 3. GESTIÓN AMBIENTAL Gestionar significa administrar recursos, se entiende por gestión ambiental, a la administración de los elementos que conforman el medio ambiente, mediante la utilización de políticas y procedimientos de planificación y desarrollo. La labor de gestionar el ambiente tratará entonces de conducir, manejar, guiar y orientar los agentes ambientales y las actividades relacionadas con el medio ambiente; se puede gestionar un territorio, el consumo de agua, la eliminación de residuos, la utilización de recursos, las actividades humanas, un sector social, una institución, una empresa, un país, etc Sistemas de Gestión Ambiental Un sistema de gestión ambiental consiste de un conjunto de políticas y procedimientos encargados de llevar a cabo la función de administración. Un sistema es la integración de varios elementos compenetrados por características comunes, que llevan dicha integración hacia un camino específico y similar. Los sistemas de gestión se implementan o se llevan a cabo gracias al apoyo del recurso humano, es decir, son las personas las encargadas de determinar dichos elementos para luego fusionarlos y conseguir la avenencia de las partes. Los sistemas de gestión tienen por finalidad prever las providencias necesarias para medir el impacto ambiental y tratar de minimizarlo, en base a ello se engloban una serie de objetivos: Identificar los posibles efectos del desarrollo de una actividad. Identificar las causas originadoras de consecuencias lesivas. Interpretar y asignar un valor a las causas y efectos Prevenir degradaciones ambientales Modificar las actividades que ocasionan degradaciones Corregir, recuperar, regenerar y sanar las afecciones Fijar y promulgar políticas y procedimientos Garantizar el cumplimiento de la legislación y las normas pertinentes. Seleccionar al personal adecuado para la realización de las tareas Asignar valores medibles a los agentes ambientales Presentar informes y conclusiones respecto a lo actuado. La gestión ambiental se basa en dos herramientas para llevar a cabo sus funciones y objetivos, estas son los estudios de impacto ambiental, y el desarrollo de auditorías ambientales, las cuales serán tratadas más adelante. 124

135 Henry Antonio Mendiburu Díaz Funciones de la Gestión Ambiental El desarrollo de la actividad administrativa de los procesos ambientales consta de cuatro actividades o procedimientos que involucran el desarrollo de la función: Planificación: Implica la programación y proyección de labores a fin de cumplir los objetivos. La planificación concierne establecer estrategias de acción y desarrollo, además marca el camino a seguir en la tarea de gestión. Organización: Consiste en delimitar y enmarcar las políticas a fin de seguir lo establecido en los proyectos de planificación, además define funciones, responsabilidades, y atribuye autoridad a quien le corresponda. La organización se basa en dirigir, coordinar, y establecer el uso eficiente de los recursos materiales y humanos. Aplicación: Consiste en el desarrollo en sí de las tareas encomendadas conforme a la asignación previamente hecha, además supone el uso de mecanismos de dirección, supervisión del cumplimiento de la normativa, políticas de desarrollo, fijación de prioridades, ejecución y puesta en marcha de objetivos. Control: Implica la supervisación del cumplimiento de las labores encomendadas, y control del cumplimientos de los objetivos planteados. Consiste también en los medios de evaluación y diagnóstico que van a desencadenar medidas preventivas, y correctivas, así como mejoras en la administración de futuras labores. Requisitos de la Gestión Ambiental El desarrollo de la actividad administrativa de los procesos ambientales exige el cumplimiento de ciertas condiciones, finalidades y requisitos: Debe plantearse objetivos posibles y factibles Debe adoptar un sistema de autoevaluación Debe ser de conocimiento público Debe ser conocida y comprendida por todas las autoridades a cargo Debe ser pública, y permitir su acceso a la población Debe orientarse a la prevención, corrección, y minimización de los impactos ambientales. Debe estar acorde con la normativa vigente Debe estar acorde con los estándares internacionales Debe asimilar los conceptos de desarrollo sostenible Debe procurar reducir el uso de recursos naturales no renovables. Debe promover el uso eficiente de la energía 125

136 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Debe procurar el empleo de métodos de tratamiento de residuos y desechos Debe ser actualizado conforme a las necesidad cambiantes del medio Debe ser viable, es decir su desarrollo debe poder ser puesto en marcha Asuntos entrañados por la Gestión Ambiental La envergadura de la gestión ambiental no se limita a políticas correctivas o a proyectos de planificación, sino que abarca mucho más campos, pues también esta relacionado a entender y conocer las etapas del proceso ambiental, por consiguiente, puede abarcar los siguientes temas y aspectos: Reducción de los agentes contaminantes Detección de las causas y efectos de los problemas Evaluación, control y prevención de los alcances de la actividad en cuestión. Detecta las repercusiones sobre los ecosistemas Selección de nuevos procesos de producción Brinda información relacionada a temas de control ambiental Brinda información y capacitación al personal encargado Sustenta los estudios de impacto ambiental Esta presente cuando ocurren accidentes de materia ambiental Planificación de productos previo a su lanzamiento al mercado Mide el nivel de alteración y desliga responsabilidades Relaciona las secuelas de un impacto con las de otros impactos Gestión de ahorro de recursos y energía Sugiere comportamientos sociales y cambios en la opinión pública Planificación Ambiental La planificación ambiental esta referida a la elaboración de programas que buscan enmarcar el desarrollo posterior de acciones, esta planificación puede estar referida a: Planificación de un territorio, espacio geográfico o medio físico, en materia referida al suelo, aire, y agua. Planificación de los recursos naturales, en materia de conservación de la flora y fauna de una zona. Planificación de los factores ambientales, referido al equilibrio de los ecosistemas. Planificación del paisaje, referido al medio urbano y el desarrollo de la relación entre el paisaje urbano y el medio natural Planificación de residuos, referido al tratamiento de los desechos y restos contaminantes. Planificación de actividades económicas, consiste en la programación de acciones vinculadas al sector económico. 126

137 Henry Antonio Mendiburu Díaz Planificación empresarial, consiste en el sistema de acciones a seguir por los encargados de la dirección de la empresa. Planificación global, abarca el conjunto de propuestas de ámbito general. Planificación particular, abarca el conjunto de propuestas de ámbito específico a un sector de producción. La planificación ambiental puede hacer uso de las propiedades de la planificación estratégica, a fin de optimizar sus labores y el cumplimiento de sus objetivos. La planificación estratégica es entendida como el arte y la ciencia de formular, implementar y evaluar decisiones interfuncionales que permiten a la organización alcanzar sus objetivos. Para el proceso de planificación se debe estudiar e interactuar varios factores: Análisis del entorno social, legal, y político del país Análisis interno de la organización. Plantear valores, así como metas y objetivos. Debe existir una responsabilidad con la sociedad ANÁLISIS DEL ENTORNO ANÁLISIS INTERNO ESTRATÉGIA RESPONSABILIDAD SOCIAL VALORES y OBJETIVOS 3.2. Principios de un Sistema de Gestión Ambiental Los principios van a determinar los valores que hay que tener en cuenta cuando se diseña un sistema de gestión ambiental, es decir, van a marcar las pautas de lo más importante a resaltar para la estructuración del sistema, así tenemos: Responsabilidad compartida: Este principio destaca que la cuestión ambiental es un problema común de la sociedad, por tanto todos son responsables de su deterioro, y todos deben participar en su corrección, tanto autoridades, empresarios, y ciudadanos comunes. Por tanto se buscará mecanismos para permitir que todo integrante de la sociedad pueda aportar y colaborar en las tareas. Economía social ecológica: La aplicación de la economía no siempre comparte las ideas de la ecología, pero la economía vista desde el 127

138 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL punto de vista de cuantificación de beneficios, resulta favorable para la sociedad invertir capitales en la recuperación del medio ambiente, pese a resultar un negocio poco rentable, por tanto el medioambiente no se puede considerar una empresa sino un bien público de la sociedad y por tanto necesita inversión de dinero para su conservación, obteniéndose como beneficio un lugar agradable para vivir. Más vale prevenir: Esta referido a que es preferible plantear políticas que buscan prevenir problemas, antes de tener que buscar soluciones a los problemas. No es conveniente esperar a que se presente el problema para recién actuar con soluciones, los planes deben permitir una vigilancia que impida que estos problemas se lleguen a concretizar. Solución de raíz: Esta concepción abarca el tratamiento del problema desde la fuente que la origino, no desde las consecuencias originadas, por lo cual se preferirá volcar los esfuerzos sobre los agentes perjudiciales, para luego pasar a subsanar los inconvenientes provocados. Respeto a la sostenibilidad: Se refiere al respeto que debe orientarse a las tasas de renovación de los recursos naturales renovables, al uso adecuado de los recursos no renovables, a la capacidad de asimilación del medio natural frente a perturbaciones extrañas, a la adaptación de los ecosistemas a los cambios, y a la protección de la biodiversidad. El que contamina, paga: Este dicho es aplicado a la cuestión ambiental, de modo tal que el responsable de la contaminación es quien debe pagar las consecuencias del problema, y por tanto encargarse de la solución de las afecciones, o en todo caso sufrir la sanción de acuerdo a la ley aplicable al caso. El que limpia, cobra: En contra parte a lo anterior, aquel encargado de la prevención y conservación de medioambiente merece recibir todo el apoyo posible y los recursos económicos necesarios para que desempeñe sus labores. Integración: Consiste en unificar las labores relacionadas a la cuestión ambiental, y también relacionar datos de proyectos anteriores con los estudios que pudieran hacerse posteriormente, de esta forma el plan actual recibe la ayuda de planes anteriores, y en base a las correcciones y evolución de las investigaciones se podrán plantear mejores planes para el futuro. Conciencia ambiental: Esta referida al pensamiento de la colectividad sobre asuntos de conservación ambiental, puesto que todos somos 128

139 Henry Antonio Mendiburu Díaz agentes responsables del cuidado del medio ambiente, es necesario transmitir ese interés a los demás de modo que forme parte de su conciencia, y este presente en el accionar diario de cada individuo. Será de igual importancia transmitir información relacionada al tema para formar una mejor idea sobre los problemas, causas, y soluciones. Comunicación: Esta referido a hacer uso de medios de comunicación para transmitir información pertinente, y así poder conocer la evolución de los planes, objetivos propuestos, autoridades encargadas, etc Medios para la Gestión Ambiental Los medios utilizados en la gestión ambiental están constituidos por un conjunto de instrumentos preventivos, correctivos, recuperadores, regenerativos, y compensativos, así tenemos: Medios preventivos Estos medios buscan una planificación orientada a evitar la ocurrencia de problemas, manteniendo a las causas bajo una constante supervisación. Pueden ser: Concientización social: Busca la sensibilización y la identificación de la sociedad, a través de la educación y transmisión de información. Investigación: Son los estudios orientados a encontrar nuevas tecnologías que generen una menor contaminación. Base de datos: Esta formado por un cúmulo de información referente al tema, actualizado, y de uso público. Políticas concretas: Son los planes elaborados para una causa en especial, que sirve de referencia para otro problema similar. Vigilancia ambiental: Es el plan referido al monitoreo y supervisación del accionar de los agentes posibles de generar daño Estudios de calificación: Consiste en asignarle un valor (calificación) a cierto agente, a fin de mantenerlo en observación deacuerdo a una escala de grado de importancia Antecedentes: Es la información referente al estado previo y al comportamiento anterior de un ámbito de referencia en vías de ser afectado. Medios correctivos Estos medios permiten solucionar los problemas presentados, pero también evitar que vuelvan a suceder el mismo tipo de problema bajo las mismas circunstancias. Cada problema necesita una solución 129

140 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL diferente, pero la información basada en la experiencia ayuda para la presentación de propuestas oportunas. Medios Recuperadores Estos medios buscan subsanar los efectos causados, después de producida la alteración, pueden ser: Restauración: Buscan retornar a la situación que se tenía antes de producida la afección. Reformación: Buscan adecuar el medio a las nuevas condiciones Rehabilitación: Buscan crear condiciones necesarias para el nuevo desarrollo del medio Medios Regenerativos Estos medios van a permitir repotenciar el medioambiente, a fin de brindarle mayor fortaleza para que pueda absorber posibles impactos futuros, puede ser: Aumentar la resistencia: Busca mejorar las condiciones naturales del medio a fin de mejorar su respuesta frente a posibles efectos negativos. Aumentar la asimilación: Busca lograr que el medio por si mismo sea capaz de readecuarse y absorber los efectos nocivos. Medios Compensatorios Estos medios buscan compensar un perjuicio mediante un beneficio, los perjuicios cometidos contra el medioambiente de carácter irreversible, serán estimados y cuantificados, luego los medios compensatorios buscarán la forma de devolver dicha medida de perjuicio pero con signo cambiado, es decir a través de acciones beneficiosas para el medioambiente. Medios Económicos Consiste en medios a través de los cuales se fijan montos monetarios a raíz de un daño producido, este monto se convertirá en una sanción en contra de aquellos responsables del efecto negativo, pueden ser: Multas: Es aquella tarifa que se cobra directamente por el hecho producido, su valor esta especificado en un reglamento de conocimiento público, también son aplicables en caso de que no se corrija el deterioro causado. Por ejemplo una multa impuesta hacia una fábrica por emitir mayor cantidad de gases de lo especificado en los reglamentos. 130

141 Henry Antonio Mendiburu Díaz Impuestos: Es el monto pagado por todo aquel que hace uso del ambiente, y cuya finalidad es solventar los costos generados por la conservación ambiental. Por ejemplo los impuestos por limpieza pública que cobran las municipalidades. Subsidios: Es el apoyo económico que reciben las instituciones y organismos encargados de velar por la conservación ambiental Medios Legales Consiste en un conjunto de dispositivos legales y normas, que fijan los límites a ciertos parámetros ambientales, y dictaminan procedimientos de operación en sectores urbanos e industriales. Están amparados en la Constitución Política y en acuerdos internacionales. Las normas son aplicadas a todos por igual bajo ninguna discriminación. Medios Tecnológicos Consiste en un conjunto de recursos dados por los adelantos tecnológicos, se basan en los adelantos de la ciencia en sus diversos campos (medicina, biología, electrónica, mecánica, arquitectura, etc.). La ciencia constantemente presenta nuevos estudios y nuevos productos, por tanto los planes deben adecuarse y ser flexibles para poder incorporar estas innovaciones. Otros medios También se puede contar con otros medios como son las encuestas, los test, estudios de factibilidad, estudios de marketing, recursos psicológicos y sociológicos, medios de comunicación masiva, etc. 4. IMPACTO AMBIENTAL 4.1. Estudios de Impacto Ambiental El Impacto Ambiental es entendido como la diferenciación entre el medioambiente sin el accionar humano, y el mismo medioambiente sometido al accionar humano, esto delimitado para un espacio geográfico determinado, y en un período de tiempo determinado por un tiempo de interés, además el accionar humano consistirá en el conjunto de acciones que comprenden el llevar a cabo un proyecto de desarrollo humano. No se puede aplicar el término impacto ambiental a la acción producida por fenómenos naturales (terremotos, tormentas, lluvias), solamente debe intervenir el factor humano. 131

142 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL La diferencia encontrada en el paso anterior es entendida como el conjunto de cambios, modificaciones y alteraciones que pueden sufrir los elementos conformantes del ambiente, la perturbación puede estar dirigida a un elemento o a varios. Existen impactos totales y parciales, dependiendo del número de elementos que se ven perturbados, así mismo el impacto debe ser aislado de las acciones perturbadoras ajenas al proyecto estudiado, puesto que la naturaleza puede recibir la influencia de muchos factores, por tanto las consecuencias de las acciones (humanas o naturales) ajenas no deben ser tomadas en cuenta en un estudio de impacto ambiental. El impacto de una actividad o desarrollo de un proyecto humano, se produce casi en forma natural, por los insumos que se utilizan, por el espacio que se ocupa, y por los residuos que son emitidos, sin embargo, no todas las modificaciones son perjudiciales, existen algunas que resultan favorable para el medioambiente. Los impactos menores producidos por el hombre, no deben ser tomados en cuenta como tales, porque su repercusión en la naturaleza es imperceptible, un ejemplo es el caso de soltar alimentos como granos en el suelo, para alimentar a los pollos de una granja, se podría decir que esos granos no ingeridos van a degradarse y degenerar el suelo, sin embargo esa apreciación no tiene consistencia por no ser de mayor importancia. Según los reglamentos, los cambios deben ser notables, capaces de producir modificaciones apreciables, de lo contrario no deben ser tomados en cuenta. Por tanto los estudios de impacto ambiental deben medir el grado de alteración y perturbación que se puede originar. En la tarea de cálculo y medida del impacto ambiental, se realiza una evaluación del impacto ambiente (EIA), la cual es una actividad cuyo fin es identificar y pronosticar el impacto en el ambiente biológico y físico, en un área geográfica y para un tiempo determinado orientado al futuro; además se analiza las consecuencias sobre la salud y el bienestar de las personas, las propuestas legislativas y normativas, las políticas del sector, los programas, los proyectos, y los procedimientos operativos. Esta evaluación también implica comunicar lo hecho y actuado por el evaluador a los interesados, para ello se elabora un manifiesto del impacto ambiental (MIA), este documento es de carácter público, en el cual se redacta lo actuado, bajo un formato especificado por organismos autorizados a nivel nacional, estatal o local. En el proceso de evaluación se puede tomar herramientas como son los inventarios ambientales, que son una descripción del ambiente físico tal como existe en un área dada, donde se lleva a cabo el estudio para una posterior implementación de un proyecto. Además se realiza auditorías posteriores a la construcción o implementación del proyecto, que tienen la finalidad de validad si los estudios realizados previamente han sido correctos, este nuevo estudio se realiza con un tiempo prudencial posterior al desarrollo de la construcción. 132

143 Henry Antonio Mendiburu Díaz Es necesario elaborara un informe previo que sirva como punto de partida, este es presentado antes o al mismo tiempo que el manifiesto de impacto ambiental, este informe previo contiene un inventario ambiental, en este se hace un recuento de los hechos en relación con las condiciones ambientales de la región en el momento de hecho el estudio. En los informes elaborados deben tomarse consideraciones y basarse en estimaciones de cambios futuros, en el campo físico, biológico y socioeconómico, por ejemplo: Campo físico: fenómenos naturales, terremotos, incendios, caída de la calidad del agua, perdida de nutrientes en el suelo, alteraciones climatológicas, volcanes, lluvias, sequías, neblina, etc. Campo biológico: especies en peligro de extinción, siembra de nuevos tipos de vegetación, tala desmedida, nuevos nutriente que hacen que las plantas crezcan más rápidos, enfermedades en animales, etc. Campo socioeconómico: Migración de población a una zona, pobreza, cambio de actitud social, cultura de valores, caída de la bolsa, etc. Los estudios de impacto ambiental deben estar delimitados por un tiempo y un espacio. El factor tiempo debe enmarcar los efectos y consecuencias desde la concepción de la idea de puesta en marcha de un proyecto hasta años después del inicio de operaciones, para terminar en la fase de abandono, principalmente se denotan 5 períodos de tiempo, cada uno de los cuales exige un informe de punto de partida y un inventario ambiental, estos son: en el tiempo presente durante los estudios previos a la implementación, en la fase de construcción e implementación, el tiempo inmediato después a la terminación del proyecto, varios años luego de que empezó el funcionamiento, durante la fase de abandono de instalaciones cuando estas ya no son usadas o son obsoletas. De igual manera se necesita de un espacio físico, el cual debe incluir un área mayor a la que abarca el proyecto planteado; se deben tener en cuenta las consecuencias no solo sobre el suelo, agua, aire de la zona, sino también sobre las especies de seres vivos que habitan la región, dentro de estos seres vivos se considera al ser humano (pueblos, comunidades, tribus selváticas). Además hay que delimitar una zona de influencia, esta zona abarca todos los lugares aledaños que pueden sufrir alguna consecuencia nefasta, si se produce un fenómeno natural o artificial que rompa el equilibrio planteado en el proyecto y genere consecuencias distantes (radiación, viento que transmite olores, agua que se dirige a otros lugares). El estudio de impacto ambiental debe servir para emitir un diagnóstico ambiental, diagnosticar una causa y un efecto significa conocer el problema e interpretarlo en todos sus términos, un diagnóstico confiable permite elaborar los medios que permitan prevenir y corregir el problema. 133

144 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 4.2. Generalidades de los Estudios de Impacto Ambiental Conciencia Pública El panorama mundial esta cambiando constantemente lo que obliga a estar en constante contacto con el medio que nos rodea, por tanto surgen ideas en base a los problemas de la vida diaria. De la misma manera la concepción de la opinión pública esta referida a como los problemas del accionar diario pueden afectar el desarrollo posterior del ser humano, como estos son considerados y el punto de vista que estos generan en la conciencia ciudadana. La población brinda su participación a través de la percepción recibida y traducida por su escala de valores, complementada con la conciencia pública generaliza. La participación puede ser voluntaria y/o obligatoria dependiendo de la función desempeñada individualmente por cada individuo. Hay que considerar que en todo proyecto se tiene por objetivo principal mejorar la calidad de vida de la población, pero la percepción o el modo de ver las cosas no es igual para todos, cada individuo tendrá su punto de vista, mayormente este punto de vista dependerá del grado de interés relacionado al beneficio o perjuicio directo que puede recibir el individuo o conjunto de individuos. Características del Impacto Ambiental Las principales características que presenta el impacto ambiental son: Carácter: Esta referido a la naturaleza del impacto, puede ser de carácter beneficioso o de carácter perjudicial. Magnitud: Es la cantidad en términos medibles, puede estar dado en diversas unidades, como por ejemplo número de personas, hectáreas de tierra, metros cúbicos de agua, toneladas de basura, db de ruido, etc. Incidencia: Se refiere al grado de severidad y repetitividad de un fenómeno sobre una zona, población, o factor ambiental. Esta condicionado a factores como: Inmediatez, periodicidad, regularidad, acumulabilidad, reversibilidad, recuperabilidad, y capacidad de asimilización. Lugar: Es el espacio geográfico o área donde se ejerce influencia. Tiempo: Es el lapso de tiempo desde que sucede el fenómeno hasta que se ve las primeras reacciones y alteraciones. 134

145 Henry Antonio Mendiburu Díaz Sinergia: Consiste en el reforzamiento de varios eventos simples para conformar un evento mayor, que puede ocasionar mucho más alteración. También puede existir una compensación entre impactos beneficiosos y perjudiciales. Modalidades de Informe Dependiendo del grado de dependencia del proyecto con relación a un informe de impacto ambiental es que se fija la modalidad de dicho informe, es decir que un proyecto de mayor importancia y con mayor grado de identificación con los problemas ambientales, requerirá un tipo de informe distinto a un proyecto de menor envergadura, así tenemos: Informe del impacto ambiental: Se aplica a proyectos en los que de antemano se les atribuía un impacto ambiental mínimo. Consiste en unas simples consideraciones sobre el efecto previsible realizado sobre alguna lista de revisión previamente especificada. Es el nivel mínimo de profundidad en un estudio. Evaluación simplificada de impacto ambiental: Se aplica a proyectos en los que de antemano se les atribuía un impacto ambiental medio. Consiste en la identificación, caracterización y valoración cualitativa tanto de magnitud como de incidencia de un proyecto. Evaluación detallada de impacto ambiental: Se aplica a proyectos en los que de antemano se les atribuía un impacto ambiental fuerte. Consiste en la cuantificación, valoración, medidas correctivas, programas de vigilancia ambiental y todas la demás fases que complementen un informe detallado. Evaluación preliminar del impacto ambiental: Contiene la misma información que la evaluación detallada, pero en base a la información existente y los correspondientes trabajos de campo. Sirve de antesala a la evaluación detallada preliminar. Evaluación detallada preliminar: Es un complemento de la evaluación preliminar, agrega datos necesarios, muestras, y demás información complementaria. Su corrección final constituye la evaluación detallada de impacto ambiental. Análisis del Estudio La labor de analizar el estudio se lleva a cabo mediante el estudio de los elementos presentados en el informe final, para ello se tiene en cuenta los conceptos planteados en este, los cuales deben guardar concordancia con los planteamientos en todo el estudio, los cuales son: 135

146 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Objetivos del estudio: El estudio debe estar encaminado a cumplir una misión, esta misión se detalla en los objetivos que se busca cumplir si es que se quiere lograr la finalización del estudio. Los objetivos pueden ser de muchos tipos (económicos, sociales, tecnológicos, estratégicos, etc.) pero siempre deben guardar relación con las conclusiones a las que llega el estudio. Metodología: Es el conjunto de pasos a seguir por el estudio, a fin de partir de los objetivos para llegar a las conclusiones se denotan por la metodología, por tanto comprenderá el camino sistemático, los cronogramas, agendas, materiales y recursos necesarios para el desarrollo del estudio Conceptos y conclusiones: Toda información vertida sobre el informe es el resultado de un trabajo profesional y que merece la más alta credibilidad, por lo tanto las conclusiones a las que se lleguen en el estudio servirán de base para dar luz roja o verde a un proyecto. El hecho de desarrollar un estudio debe responder a una razón, en la que participa la integración ambiental de estudiosos y estudiados, por lo que el análisis toma en consideración este punto, el estudio debe responder a las siguientes condiciones: Legislación ambiental que le afecta: Dado por el conjunto de normas jurídicas que son aplicables para la materia en cuestión y dentro del sector de gobierno correspondiente (pesquería, minería, agricultura, energía, etc.). Estas normas son dadas por entes nacionales, basados y apoyados en normas internacionales. Relación con los planes existentes: Debe existir una concordancia con planes de desarrollo existes, así como con políticas y directrices dadas por las autoridades, como pueden ser los planes urbanísticos de la municipalidad, la política de apoyo al cultivo en la selva, planes de erradicación de contaminantes en un determinado río, etc. Localización geográfica: Previo al desarrollo del estudio se debió determinar el área geográfica que abarca el proyecto, para luego pasar a evaluar que fenómenos se podrían producir en dicha área, lo que constituye el entorno del estudio. Tiempo de prueba: Esta dado por el período de tiempo en el cual se pueden presentar anomalías, dado desde el tiempo inmediato posterior al desarrollo del proyecto hasta un tiempo razonable, dicho tiempo razonable será evaluado y se analizarán las consideraciones del ambientalista para considerar dicho tiempo como el más prudencial. 136

147 Henry Antonio Mendiburu Díaz Condiciones ambientales: Se analizarán las condiciones naturales a las que puede estar sujeto el área de afección del proyecto, puesto que estas condiciones pueden afectar, y degenerar los estudios de impacto ambiental que no consideraron esta afección como impacto propio del proyecto. Relación del proyecto con su entorno: El análisis del estudio implica el conocimiento de la interacción de los componentes del ambiente dentro del área de afección del proyecto, tanto en el ámbito de los seres humanos (relaciones sociales, económicas, culturales, políticas) como en las relaciones de los animales y plantas con su entorno biótico y abiótico. Incorporación de nuevas actividades: El estudio debe considerar que un cambio en una zona puede influir en la incorporación posterior de nuevos cambios, por ejemplo si se instala una fábrica a orillas de un río, pues bien, el estudio puede indicar que el agua del río asimilará los contaminantes, todo esta bien hasta acá, pero si ya hay una fábrica otras fábricas también querrán instalarse en la zona, o tal vez ocurra una migración de personas a la nueva zona, se pueden instalar nuevos negocios, y tal vez dicha ciudad no este preparada para tanta actividad. Por tanto el estudio debe prever estos comportamientos, y el análisis del estudio debe comprobar los criterios para considerar dichos comportamientos. De manera general cualquier investigación puede analizarse en tres niveles: Nivel básico: Es el análisis elemental de las condiciones más sobresalientes, se basa en la comparación con una lista de parámetros previamente definidos y estandarizados. Si el estudio no cumple con la totalidad de estos parámetros debe ser rechazado. Nivel intermedio: Es un análisis de la forma y del fondo, es decir, se evalúa la calidad de la información vertida en el trabajo, así como la manera de expresarlo y detallarlo, también se evaluará la manera como se atañe el entorno ambiental y la manera como se entrelazan los escenarios involucrados. Nivel experto: Involucra todo el marco de acción del estudio, este análisis es el más completo y detallado que se puede hacer, y sobre sí se fundamentan las concepciones para futuras investigaciones. Un estudio puede no cumplir todos los requisitos de este análisis, pero lo cual no lo excluye pero si lo invita a enmendarse. 137

148 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Técnicas para la Evaluación del Impacto Para determinar los impactos producidos contra el medio ambiente se utilizan básicamente las siguientes técnicas y herramientas: Cuestionarios: Consiste en proporcionar una lista de temas sobre aspectos concretos y específicos más importantes a tener en cuenta en la investigación. Se basan en la experiencia del evaluador, y en los conocimientos del proceso por parte de los evaluados. Mapas superpuestos: Consiste en un conjunto de mapas que representan las características sociales y ambientales del área de proyecto, los cuales se superponen para tener una idea de conjunto de la zona estudiada. Estos mapas van a permitir conocer que factores son los más sensibles, además se conocerá los efectos que pueden generarse sobre estos. Matrices: Consiste en una modalidad más sofisticada de representar un conjunto de cuestionarios. En un eje de la matriz se representan los factores ambientales y sociales, en el otro se representan las acciones y actividades. Las matrices tienen la finalidad de permitir identificar las relaciones causa-efecto entre las acciones y los factores ambientales. Redes: Permiten identificar las actividades del proyecto y establecer los sistemas de relaciones causa-efecto en los factores ambientales. Permite además reconocer si una acción puede causar una cascada de impactos cuya representación permite identificar los efectos producidos. Confiabilidad del Informe El informe tiene que pasar por una etapa de validación, esta etapa comprende la valoración de los resultados, y la posterior aceptación o rechazo del estudio. Este análisis es una cuestión netamente basada en criterio, tener este criterio implica un conocimiento profundo del entorno y del medio sociocultural. Las valoraciones están muchas veces guiadas por estándares legales, y por resoluciones de actuados anteriores. Sin embargo es siempre difícil separar las cuestiones personales y la opinión propia, para pasar a una opinión objetiva basada en hechos; la labor se complica más cuando se tiene que evaluar supuestos que aparentemente se tendrían que suceder. En el ámbito de la confiabilidad de un informe existen complejidades dadas por el factor tecnológico empleado para las evaluaciones, este debe relacionarse con los entornos sociales y económicos dentro de una normativa jurídica, y todo acorde a la ley de los principios y valores personales y propios del evaluador. 138

149 Henry Antonio Mendiburu Díaz Por tanto el principal agente determinante de la calidad y veracidad del informe será el propio desarrollador del estudio, y aquel o aquellos encargados de dar el visto bueno al informe deberán tener los pensamientos casi acorde a las ideas concebidas y vertidas en el estudio, a fin de no generar una falta de confiabilidad ocasionada por discrepancias en los puntos de vista. Un agente secundario pero igualmente importante, esta constituido por el equipo encargado de redactar el informe, que por error puede omitir o agregar términos que pueden cambiar el sentido de la idea que se quiso realmente expresar. Existe una validación empírica, basada en procesos de reflexión y raciocinio común, forjadas a partir de la experiencia acumulada y por las vivencias, observaciones, indagaciones, sondeos, etc. Existe otra validación más científica y sistemática, que implica el uso de medios, técnicas, y modelos de comprobación. Código del Medio Ambiente y de los Recursos Naturales Este código es la norma más importante, después de la Constitución Política, en temas de protección ambiental, con respecto de los Estudios de Impacto Ambiental (Art.8-13 ) exige que todo proyecto de obra o actividad, de carácter pública o privada, que puede provocar daños no tolerables al ambiente, requerirá de un estudio de impacto ambiental, además estos deben contener una descripción de la actividad desarrollada, así como los efectos directos e indirectos de dicha actividad en el medio físico y social, a corto y largo plazo, también deberá contener las medidas necesarias para evitar o reducir el daño a niveles tolerables. Los estudios sólo deberán ser elaborados por las instituciones públicas o privadas debidamente calificadas y registradas ante la autoridad competente. La autoridad competente señalará los demás requisitos que deberá contener el estudio. El costo del estudio es asumido por el titular del proyecto o actividad. Los estudios son de carácter público, y estarán a disposición del público en general, sin embargo los interesados podrán solicitar que se mantenga en reserva determinada información, cuya publicidad pueda afectar sus derechos. La autoridad competente podrá exigir la elaboración de un estudio, para cualquier actividad en curso que este provocando impactos negativos en el medio ambiente, y para requerir la adopción de medidas correctivas. 139

150 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 4.3. Clasificación del Impacto Ambiental El impacto puede tener muchas cusas y consecuencias, siendo estos los factores determinantes de su clasificación, así tenemos: Impacto por sobreexplotación: Están referidos a las actividades que hacen uso de los recursos naturales de forma desmedida y brusca, y que rompen el equilibrio que permite el desarrollo sostenible y la natural recuperación, a su vez pueden ser: Sobreexplotación de recursos naturales renovables: Por ejemplo: tala de bosques, pesca de peces todavía en etapa de crecimiento, pastoreo siempre en el mismo lugar o con gran cantidad de animales, recolección de frutos silvestres, cultivos consecutivos sin permitir al suelo recuperar sus nutrientes, consumo de agua, etc. Sobreexplotación de recursos naturales no renovables: Por ejemplo: extracción y uso de petróleo, extracción y uso de gas natural, explotación de minerales, etc. Extracción de recursos no renovables sin agotarlos: Por ejemplo: modificación del suelo para desenterrar restos arqueológicos, instalación de redes de alta tensión, utilización de piedra y arena para elevar edificaciones, etc. Impacto por ocupación: Este se refiere al cambio generado al hacer uso de un espacio de territorio, y también por la transformación de este espacio. La ocupación de un lugar geográfico puede ser transitoria o permanente, pero los que mayor afectan son los de carácter permanente, como construcciones de casas, edificios, fábricas, puentes, represas, canales, etc. Implican la alteración de factores climáticos, lo que genera que especies acostumbradas a ciertas condiciones se vean obligadas a variar sus hábitos a fin de no resultar perjudicadas. La ocupación más generalizada es la que se da sobre la tierra, pero también se puede dar en el agua (islas artificiales, bases de extracción de combustibles), y en el aire (basura espacial proveniente de restos de satélites y naves espaciales que flotan en las capas altas de la atmósfera). La ocupación también puede ser a zonas donde viven comunidades indígenas y selváticas afecta la conducta y comportamiento de sus habitantes, alterando las actividades económicas y sociales de la zona. 140

151 Henry Antonio Mendiburu Díaz Impacto por contaminación: Este tipo de impacto engloba los efectos de la contaminación del medio ambiente, expresada en sus diversos tipos. La medición de los efectos de esta contaminación y la manera como repercuten estos efectos sobre la vida del hombre y las demás especies, conformarán el impacto generado por contaminación. Así mismo se evaluará la capacidad de asimilación de la naturaleza frente al agente contaminante. Impacto por falta de actividad: Hay zonas que necesitan de la constante ayuda del ser humano, esta ayuda significa emprender campañas y labores de cuidado de restauración del equilibrio roto por fenómenos naturales. Puede ser de dos tipos dependiendo de si se muestra actividad en la zona, o se carece de actividad: Impacto generado por subactividad: Se refleja a través de la subexplotación de los recursos naturales. Por ejemplo: abandono de tierras de cultivo, crecimiento de poblaciones de animales, erosión del suelo, desaparición de paisajes, etc. Impacto generado por la pasividad: Son dados por fenómenos naturales o artificiales. Por ejemplo: presencia de incendios forestales por falta de prevención. También están incluidos dentro de esta categoría la falta de denuncia de un hecho que perjudica el ambiente como por ejemplo, saber que una fábrica hecha desechos tóxicos al agua y no denunciar el hecho a las autoridades competentes. Impactos Positivos Como no todo puede ser malo, también existen impactos que causan un bienestar para el medioambiente, así tenemos: Algunas actividades ayudan al desarrollo social, cultural y científico de las comunidades, como es el caso de llevar maquinarias, energía eléctrica, servicios de comunicación a pueblos de la sierra. El aporte continua mediante nuevas técnicas que permiten a las especies adaptarse al medio y desarrollarse mejor, como es el caso de la manipulación genética para permitir que cultivos que solo crecen en climas cálidos crezcan también en climas fríos, también están los casos de combinar ganado a fin de conseguir animales mas grandes y con mayor masa de músculos, las vacas también sufren la manipulación genética para brindar mayor cantidad de leche. 141

152 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL La extracción de especies animales en peligro de extinción, tiene buenos efectos cuando se busca que estos animales se reproduzcan en cautiverio para luego liberar a las crías en una edad que otros depredadores no les puedan causar daño El paisaje urbano también es alterado continuamente, pero en estas alteraciones se busca una armonía y una estética que transmita confort a los habitantes. La biodiversidad de especies animales y vegetales presentes en los zoológicos puede parecer cruel para algunos, pero entre sus efectos positivos tiene el de transmitir conocimientos reales acerca de la naturaleza que nos rodea. La alteración del orden natural de las aguas de los ríos, puede tener efectos positivos o negativos sobre el clima de zonas vecinas, pero de todos modos tiene efectos positivos sobre las tierras de cultivo a las que van dirigidas las aguas Metodología para el Estudio El estudio de impacto ambiental requiere contar con conocimientos y un criterio forjado por la experiencia, es necesario el aporte de científicos conocedores de los estudios, y sobre todo es necesaria la colaboración de los residentes y personas entendedoras del entorno de afección. La forma como van a interactuar estos agentes será marcado por una metodología; por tanto se entiende por metodología a la secuencia de pasos que buscar alcanzar un objetivo. La metodología es un instrumento para el desarrollo del trabajo, que va a permitir guiar el comportamiento y desenvolvimiento de las personas comprometidas con el progreso del estudio. El trabajo es siempre de modo interdisciplinario, es decir que intervienen personas de diferentes profesiones, y todos tienen que saber hablar el mismo lenguaje de modo que el flujo de información sea claro y ordenado. Los efectos ambientales surgen de las relaciones entre las actividades humanas y su entorno, por lo que es necesario que aflore una unificación y una combinación de estos agentes, dando lugar a la integridad ambiental, la cual persigue que ambas partes formen una unidad consolidada, que implique incorporar sensibilidad, conocimiento, compromiso y responsabilidad sobre el ambiente, en los procesos de toma de decisiones. La consolidación de la integridad ambiental exige una serie de requisitos: 142

153 Henry Antonio Mendiburu Díaz Buscar la coherencia ecológica, es decir el equilibrio en los ecosistemas, y la armonía entre los seres vivos y su hábitat. Buscar armonía en el paisaje, es decir, que el panorama visual sea agradable tanto al ser humano como a los demás seres. Buscar la armonía social, es decir, que la población se sienta cómoda frente a los cambios. Afinidad institucional, es decir que no haya conflictos entre las autoridades de las instituciones encargadas. Los estudios son desarrollados con la finalidad de prever que alteraciones se pueden presentar frente a cambios en el ambiente, ocasionados por proyectos de desarrollo humano. Los estudios de impacto ambiental deben contemplar dicho impacto para todas las etapas del proyecto, estas etapas son: 1 Formulación: Desde que se concibe la idea hasta que se decide invertir. En esta etapa se realiza los estudios previos (mercado, ingeniería, financiación, etc.) 2 Ejecución: Desde que se decide invertir hasta la puesta en marcha. En esta etapa se hacen los estudios de ingeniería de detalle, compra de tecnología, construcciones y obras civiles, corrección del financiamiento, etc. 3 Operación: Etapa productiva del proyecto, es la etapa de recuperación de la inversión. En esta etapa el proyecto esta en funcionamiento y generando beneficios. El trabajo metodológico es sistemático, es decir que sigue un camino guiado por una secuencia de pasos predefinidos, pese a ello, su aplicación debe hacerse alternando avances y retrocesos a través de los cuales se van identificando y comprendiendo las repercusiones, y ramificaciones del proyecto sobre su entorno. La metodología a seguir en un típico estudio de impacto ambiental será dada por los siguientes pasos: Descripción del proyecto de estudio Determinación del ámbito de referencia Diagnóstico del entorno Identificación de acciones Identificación de factores sensibles Indicadores de susceptibilidad Cifrado del impacto Presentación del informe Descripción del proyecto de estudio Esta etapa consiste en conceptuar que se va a hacer, es decir, fijar los objetivos que van a regir el estudio, analizar los medios y materiales a ser empleados, y principalmente justificar la razón por la cual será necesario emprender la investigación. La descripción del proyecto tiene 143

154 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL como antesala la concepción de la idea, la cual es ya conceptualizada en términos gráficos y escritos mediante un informe descriptor del proyecto de estudio. Determinación del ámbito de referencia El ámbito de referencia es el entorno que cubre la zona de afección o zona de influencia, en otras palabras es el área geográfica sobre la cual se desarrollará un proyecto de desarrollo humano, y en donde se tiene que realizar la investigación para determinar las afecciones que se generarían; comprende además todos los elementos que habitan en el interior de dicha área Este ámbito de referencia puede agruparse de la siguiente manera: Medio físico: los constituyen el aire, agua, suelo, clima, vegetación, fauna, paisaje, etc. Población humana: actividades, formas de vida, costumbres, relaciones interpersonales, condiciones de trabajo, flujos económicos, etc. Infraestructura: conformado por el conjunto de edificaciones humanas y construcciones, como casas, parques, losas deportivas, redes de alumbrado, redes de comunicaciones, etc. Diagnóstico del entorno Consiste en realizar un análisis previo a la intervención del proyecto, es decir, previo al desarrollo de la acción perturbadora, por tanto será un diagnóstico del ámbito de referencia previa a la intervención del hombre. Este diagnóstico debe ser expresado con la ayuda de medios gráficos (diagramas de flujo, mapas, cuadros estadísticos, etc.) de modo de permitir una comprensión más fácil. El bloque del informe correspondiente al diagnóstico debe contener: Una descripción del estado actual Una explicación del porque de ese estado Una interpretación de las causas que lo afectan Una predicción de su evolución a futuro El análisis predictivo de la evolución del ámbito de referencia sin la intervención del ser humano, esta referido al comportamientos de los componentes del ambiente en una evolución natural, en otras palabras, como se comportaría la zona afectada sin que se implementara el proyecto, para un tiempo determinado. La respuesta a este análisis va a servir para comparar y determinar las modificaciones que provendrían de la acción del hombre. 144

155 Henry Antonio Mendiburu Díaz Identificación de acciones Consiste en determinar que acciones pueden generar o provocar un daño, modificación o alteración en el ambiente, estas acciones deben cumplir ciertas características: Deben ajustarse a la realidad del proyecto Deben ser capaces de provocar efectos notables Deben ser excluyentes e independientes unas de otras Deben poder ser fácilmente identificables Deben ser localizables sobre un área geográfica Deben poder ser medidos y expresados en unidades Deben presentar una ubicación en el tiempo y en el espacio Las acciones una vez identificadas deben ser llevadas a diagramas gráficos (diagrama de bloques, diagrama de flujo, diagrama secuencial) de modo que puedan relacionarse unas con otras pero sin existir un encubrimiento de unas hacia otras. Toda la información recogida va a servir para alimentar una base de datos generalizada, complementada con los datos de las etapas posteriores. Identificación de factores sensibles Esta referido a la identificación de los factores del medioambiente susceptibles de verse perjudicados por la influencia de perturbaciones generadas por el accionar humano. Estos factores pueden ser elementos físicos, seres vivos, condiciones de vida, costumbres, relaciones humanas, etc. Estos factores deben reunir ciertas condiciones: Deben transmitir información del medio Deben ser representativos del medio Deben ser independientes unos de otros Deben ser de fácil identificación Deben poder ser medidos y expresados en unidades Estos factores deben aportar información del medio que permita conocer de que forma pueden ser afectados, y cual sería la mejor solución para sosegar dicha molestia, para tal efecto conviene que transmiten información referente a: Tasas de renovación para los recursos renovables Ritmos de consumo de los recursos naturales Intensidad de uso límite, sin generar detrimento. Consumo y desgaste natural de los recursos Capacidad de dispersión y asimilación del medio frente a agentes extraños Capacidad de autodepuración y disipación de material contaminante 145

156 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Indicadores de susceptibilidad Consiste en determinar de qué manera se puede expresar la unidad de medición de un factor sensible al cambio. Estos indicadores dan una idea de una unidad medible de agravio o beneficio que pueda recibir el ambiente. Puede estar dado en términos cuantitativos y/o cualitativos: Cuantitativos (indican cantidad), por ejemplo: número de habitantes sin vivienda, metros cúbicos de agua, cilindros de petróleo, pies cúbicos de ácido, hectáreas de terreno, etc. Cualitativos (indican cualidad), por ejemplo: terreno pobre en nutrientes, población de escasos recursos, agua verdusca, olor desagradable, etc. Cifrado del impacto Consiste en asignarles una cantidad determinada de beneficio o daño a un factor sensible frente al cambio, y para ello se hace uso de las unidades radicadas en los indicadores de susceptibilidad. El grado de mayor o menor incidencia, estará dado por una escala simple predefinida, como por ejemplo: afecta mucho, afecta poco, no afecta, beneficia poco, beneficia mucho. Existen impactos que por su insignificante aporte no pueden ser considerados como impacto propiamente dicho, y por tanto se denominan impactos despreciables. La mejor forma de expresar los resultados es mediante cuadros estadísticos. Presentación del informe Por último, se presentará un informe detallado, que abarca todo lo actuado, desde la concepción de la idea hasta las conclusiones finales. El contenido del informe se concretará a los aspectos realmente importantes. Este documento constituirá la prueba de presencia de impacto positivo o negativo sobre una zona en cuestión en un tiempo determinado, y bajo la perturbación de un proyecto específico. A continuación se muestra un ejemplo de las partes que debe presentar el informe final del estudio de impacto ambiental, así como el contenido de información que debe expresar el estudio elaborado: Título Equipo de investigadores Índice Presentación Introducción Resumen Objetivos 146

157 Henry Antonio Mendiburu Díaz Metodología de trabajo Recursos y materiales empleados Sustento teórico Normativa legal aplicada Localización del impacto Diagnóstico del entorno Acciones causantes de impacto Factores sensibles a impacto Impactos identificados Valoración de los impactos Cifrado del impacto Resultados obtenidos Políticas de prevención y corrección Conclusiones Anexos 4.5. Políticas de Prevención y Corrección Está dado por el conjunto de medios generados a fin de buscar soluciones frente a problemas de impacto ambiental, las políticas buscan acoplar medidas de prevención, corrección, protección, y compensación, de los posibles efectos originados a raíz de la influencia del accionar humano. Las ideas y propuestas pueden volcar su accionar sobre el agente influyente, para mejorar su comportamiento, evitar su presencia, disminuir su accionar, modificar sus características, compensar su influencia, y aprovechar sus beneficios. Cabe resaltar que el tema de soluciones es muy amplio, tanto que se podría hacer un nuevo estudio de investigación al respecto. El proceso de búsqueda y evaluación de propuestas y políticas de solución puede seguir los siguientes pasos: Concepción y conceptualización de ideas relacionadas al tema, que provocan un sincronismo entre los agentes ambientales y los medios comunes de tratamiento de estos agentes. Generar una lista de posibilidades, y evaluar las posibles repercusiones de cada acción. Una vez depurada la lista, se procederá a describir, detallar, cuantificar y valorizar las mejores ideas. Forjar una idea concreta, analizarla, e interlazarla con las demás ideas. Luego se pasa a una etapa de recepción de críticas a cerca de la idea propuesta. Una vez replanteada la idea, se le atribuirá un carácter de conclusión, para pasar luego a su publicación. 147

158 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Las ideas y propuestas pueden ser de distintos tipos dependiendo de muchos factores, así tenemos: Según el tipo y gravedad del impacto Obligatorias, son presentadas de manera imperativa Convenientes, son presentadas a manera de recomendación Sugeridas, son presentadas a manera de comentario Impropias, son aquellas que no tienen razón de ser porque el impacto provocado no lo permite, o por no presentar una solución pertinente y viable. Según su aplicación y función Protectoras, son aquellas que buscan proteger y salvaguardar el ambiente. Correctivas, son aquellas que buscar alternativas enmendadoras y rectificadoras de la afección provocada. Recuperadoras, son aquellas que luego de provocado un daño buscan regresar a los afectados a su estado original. Regenerativas, son aquellas que buscan repotenciar el equilibrio natural, mejorando sus características. Compensatorias, se aplica a condiciones ambientales irreversibles, en donde la única alternativa es equiparar las condiciones ambientales a fin de nivelar los efectos. Según su ámbito de acción Generales, son aquellas soluciones aplicables a todo el entorno y a todos los componentes Particulares, son aquellas soluciones dirigidas a ciertos componentes específicos. Individuales, son aquellas soluciones que solo atañen a un problema específico. Las ideas y propuestas deben cumplir algunas condiciones antes de ser aceptadas como conclusiones, estas son: Deben ser viables, su desarrollo debe ser posible de llevar a cabo. Deben ser coherentes con el proyecto de desarrollo. Deben ser eficaces, deben cumplir los objetivos para los cuales fueron planteadas. Deben ser eficientes, los objetivos cumplidos deben guardar relación con los recursos utilizados. Deben presentar una facilidad para su implementación, control mantenimiento, y seguimiento. Una medida preventiva es la llamada vigilancia o monitoreo ambiental, que consiste en analizar constantemente el comportamiento de los agentes participantes de un medio, y que cumplen las condiciones para ser considerados como agentes perjudiciales potenciales. La vigilancia también 148

159 Henry Antonio Mendiburu Díaz implica señalar los tipos de situaciones que pueden darse y su nivel de intensidad para cada situación. 5. AUDITORIA AMBIENTAL 5.1. Concepto y Generalidades La auditoría ambiental nació como consecuencia del aumento y la complejidad de la normativa concerniente al medioambiente, acompañada por la falta de observación del cumplimiento de las tareas correctivas post impacto; surge con el fin de verificar el cumplimiento de leyes, por lo que se le conocía como auditoría del cumplimiento medioambiental. Posteriormente recibió muchos nombres con un significado parecido, como ecoauditoría, revisión medioambiental, evaluación ambiental, para finalmente ser conocido más comúnmente como auditoría ambiental. La auditoría ambiental constituye un medio o un instrumento de gestión, que consiste en una evaluación sistemática, documentada, periódica, y objetiva de la eficacia en los sistemas de gestión y políticas destinadas a la protección y conservación del medioambiente. Tiene por finalidad facilitar el control de los elementos que pueden causar efectos negativos, así como de los elementos susceptibles de ser afectados, también tiene por finalidad evaluar y valorar el cumplimiento de los requisitos, estándares y disposiciones reglamentarias en materia ambiental. El objetivo principal de la auditoría es conocer las áreas problemáticas, para de inmediato corregir los desperfectos antes que algún supervisor visite las instalaciones encontrando a la empresa en falta. Para efectos de terminología se entenderá por empresa a aquel centro de desarrollo de actividades industriales y/o sociales que generan alteraciones en medioambiente circundante. Existen objetivos de carácter general, que engloban toda la actividad concerniente al medioambiente, estos son: Verificar y conocer la situación ambiental real Identificar las fallas y plantear medidas correctivas Contar con documentos que acrediten las condiciones de la empresa respecto al cuidado medioambiental También existen otros objetivos particulares, que se refieren a temas más específicos, como por ejemplo: Verificar el cumplimiento de la legislación ambiental Detectar los puntos débiles y los puntos fuertes de la empresa Examinar las políticas de gestión ambiental Conocer los tipos de desechos generados Prevenir accidentes 149

160 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Ahondar el conocimiento del proceso Definir las obligaciones individuales de cada trabajador Aislar responsabilidades Llevar a términos monetarios los beneficios y afecciones encontradas Establecer mejoras en los sistemas de seguridad Existen dos modalidades en cuanto a la complejidad de la auditoría, cada una de ellas corresponderá a la actividad específica que este involucrada en la acción, así podemos tener una auditoría detallada y una auditoría simplificada. La modalidad detallada corresponderá a actividades como por ejemplo, producción de plaguicidas, centrales nucleares, fabricación de neumáticos, Plantas de tratamiento de residuos tóxicos, azucareras, construcción de carretes de gran tráfico, entre otros. La modalidad simplificada corresponderá a actividades como por ejemplo, plantas de distribución de gas, tratamiento y eliminación de lodos, hospitales, restaurantes, hoteles, campos de golf, clubes campestres, entre otros. La auditoría es llevada a cabo dentro de un ámbito de facultades, funciones, y competencias, así tenemos: Dentro del ámbito ambiental: Permite la evaluación de la efectividad de la gestión ambiental Proporciona al auditado, la oportunidad de mejorar sus sistema de gestión Brinda información referente al tema Permite las mejoras en posteriores auditorías Permite planificar el accionar empresarial y social sobre el medioambiente. Brinda conocimientos sobre seguridad e higiene Dentro del ámbito legislativo: Verifica el cumplimiento de la normativa Permite identificar a los responsables Reduce el riego de incumplir las disposiciones Permite elaborar políticas de planificación Permite aplicar multas y sanciones Sirve de base para modificaciones en la normativa Ayuda a los órganos de gobierno a determinar el grado de importancia de la violación de las disposiciones Dentro del ámbito económico: Permite ahorrar costos Brinda confianza para créditos bancarios Aumenta el valor de las acciones de una empresa Reduce el costo de los seguros 150

161 Henry Antonio Mendiburu Díaz Detecta oportunidades de negocio Dentro del ámbito productivo: Brinda una imagen de producto ecológico Vuelve más competitivo al producto Permite comercializar nuevos productos Permite mejores niveles de calidad de producto Brinda aceptación por parte de la opinión pública Permite conocer el proceso productivo Permite conocer el empleo de las materias primas Dentro del ámbito social: Genera puestos de trabajo Permite a los trabajadores conocer el desarrollo de la empresa donde laboran Permite conocer mejor la naturaleza en que vivimos Transmite confianza a la ciudadanía Equipo Auditor El equipo auditor es entendido como la persona o conjunto de personas que realizan las labores de auditoría, estas personas pueden ser trabajadores de la empresa auditada, ser ajenos a esta, o una combinación de ambos. Los auditores deben ser expertos en el sector donde se desempeñan, deben contar con conocimientos medioambientales, legislación ambiental, economía ambiental, y tecnología ambiental principalmente. La empresa que encarga la elaboración de una auditoría ambiental normalmente no conoce los resultados, sobre los efectos y repercusiones sobre el ambiente que se están produciendo, por tanto quiere tener un diagnóstico completo de la actividad que esta llevando a cabo. Pero el conocimiento de las áreas infractoras puede ser expuesto públicamente, causando un daño a la imagen de la empresa. Luego de realizada la auditoría, las infracciones quedan reveladas, mas no sancionadas, y mucho menos corregidas, pero surge la obligación según la ley, a levantar dichas infracciones bajo pena de sanción. Estas situaciones perjudiciales para la empresa, desalientan para que se lleven a cabo las auditorías, por tanto bajo ciertas circunstancias es factible mantener un grado de confidencialidad entre la empresa y los auditores, aunque también es preferible que la misma empresa cuente con personal especializado propio, para no necesitar de auditores externos Clasificación de Auditoría Ambiental Una forma de catalogar las auditorías es bajo los criterios de la procedencia del equipo auditor, también según su finalidad, según el entorno, 151

162 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL según su periodicidad, y según su alcance, a continuación se muestra esta clasificación y su correspondiente subclasificación de manera más detallada. Clasificación según la procedencia del equipo auditor Auditoría Interna: Como su nombre lo indica, es aquella auditoría llevada a cabo por personal propio de la empresa. La práctica de estas auditorías requiere contar con personal calificado en materia ambiental, además de los recursos y herramientas necesarias involucradas en el proceso. La ventaja principal consiste en que los auditores están sumamente familiarizados con la empresa y el entorno productivo específico en donde se desarrolla su labor, además brinda una evaluación de tipo confidencial, puesto que la información solo es conocida por la empresa, siendo la desventaja principal la falta de credibilidad de validez que se le podría otorgar por cuenta de las autoridades e inspectores públicos. Auditoría Externa: Es aquella realizada por un equipo auditor ajeno a la empresa, el cual no tiene ningún tipo de vínculo con la empresa. Entre las ventajas de este tipo de auditorías se puede resaltar el grado de profesionalismo y experiencia con que cuentan los auditores, puesto que su negocio es ese, están en la necesidad de contar con personal altamente calificado y experimentado, además los auditores pueden actuar de forma más objetiva e independiente, lo cual brinda una mayor credibilidad a su trabajo. Entre los inconvenientes se puede resaltar que los auditores no están familiarizados con el proceso productivo de la empresa, el costo económico es mayor al de una auditoría interna, de detectarse una anomalía importante esta quedaría expuesta al público desprestigiando a la empresa. Auditoría Mixta: Es aquella realizada por auditores propios de la empresa asistidos por auditores externo, o viceversa, en este estudio colaboran ambos equipos de auditores, brindándose apoyo e intercambiando información. Suele ser la forma más beneficiosa porque combina las ventajas de ambos tipos anulando las desventajas. El principal inconveniente se presenta cuando hay disputas entre el personal y cuando no ocurre una buena relación laboral entre ambos equipos Clasificación según su finalidad Auditoría de Revisión Ambiental: Evalúa los efectos causado sobre el medio ambiente, examinando todos los puntos concernientes al sector biótico y abiótico de la naturaleza, tales como contaminación del agua, del aire, visual, sonora, biodiversidad, tratamiento de residuos, deforestación, especies en peligro de extinción, etc. 152

163 Henry Antonio Mendiburu Díaz Auditoría Social: Evalúa los efectos causados sobre el ser humano, en temas tale como condiciones de trabajo, seguridad e higiene, factores económicos, costumbres, tradiciones, migraciones, etc. Auditoría Puntual: Evalúa los efectos producidos a cierto elemento en particular, aislándolo de los demás componentes de su entorno, es decir dedica toda su atención hacia un solo tema, por ejemplo migración de aves, calentamiento del agua, efecto sobre la actividad de carpintería en un pueblo determinado, etc. Auditoría de Riesgos: Consiste en determinar los peligros que pueden presentarse al desarrollar las actividades, peligros en contra del medioambiente y en contra de la seguridad humana y la de las instalaciones. El objetivo es identificar las zonas vulnerables o zonas riesgosas, para luego poder plantear políticas preventivas. Auditoría de Siniestros: Tiene lugar luego de producido un accidente o siniestro, esta auditoría trata de evaluar los daños ocasionados, así como las causas que originaron el siniestro. El objetivo es buscar medios de solución de emergencia ante los posibles daños para estos no se propaguen, además de proponer planes posteriores a fin de evitar que se vuelva a suceder un fenómeno similar. Auditoría de Componente Agregado: Tiene lugar cuando se proyecta instalar nuevos equipos, maquinarias, ampliar los procesos, cambiar métodos de trabajo, anexar otras empresas, etc. La finalidad de esta auditoría es comprobar el estado actual del componente a agregar, así como las repercusiones que trae consigo la yuxtaposición de dicho componente. Auditoría de Vigilancia: Tiene por finalidad realizar labores de comprobación del cumplimiento de la normativa y los estándares correspondientes a los parámetros involucrados, además busca supervisar el desarrollo de las actividades, y que todo ande como debe andar. También esta relacionado a la verificación de los niveles de seguridad e higiene ofrecidos por las instalaciones y el proceso en sí, permitiendo llevar estadísticas relacionadas con el tema, y almacenar datos que pueden ser usados en posteriores auditorías. Clasificación según el ámbito de referencia Auditoría Interior: Es aquella cuyo campo de acción alcanza únicamente el interior de la zona donde se desarrolla la actividad, por tanto el ámbito de referencia será centralizado al área geográfica concerniente a las instalaciones físicas de la empresa. Los alcances de la auditoría incluyen y consideran: el aire (dirección del viento), la 153

164 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL humedad, el ruido, la temperatura, el paisaje, la calidad de vida, la seguridad, la salud, la topología, etc. Auditoría Exterior: Este tipo de auditoría considera como ámbito de referencia a las zonas aledañas al espació físico donde se realiza las actividades, excluyendo la zona de actividad propiamente dicho. Tiene los mismos alcances que la auditoría interna, en cuanto a temática. La finalidad de este estudio es determinar las repercusiones sobre los ecosistemas vecinos, y evaluar la posible afección que pueden recibir dichos ecosistemas frente a un accidente en la empresa. Auditoría Global: Es aquella auditoría que combina las labores de la auditoría externa y la auditoría interna, en un estudio más detallado, elaborado, y completo. Además permite relacionar los componentes de ambos ámbitos de referencia a fin buscar causas y efectos paralelos. Clasificación según el alcance Auditoría General: Es aquella que involucra el estudio de varios o todos los sectores concernientes a una actividad particular Auditoría Sectorial: Es aquella que involucra el estudio de un sector específico concerniente a una actividad particular Auditoría Integracional: Es aquella que involucra el estudio de uno ó más sectores concernientes a una ó más actividades interrelacionadas. Clasificación según su periodicidad Auditoría Permanente: Es aquella auditoría que tiene lugar o que se realiza continuamente, se realiza a manera de supervisión del proceso, da lugar cuando existen actividades muy riesgosas y asiduas de provocar accidentes. Auditoría Periódica: Es conocida también como auditoría cíclica, tiene lugar o se realiza cada cierto período de tiempo, se realiza las veces que sea necesario según las características de la actividad, el intervalo de tiempo de separación entre una y otra se determina por el equipo auditor en base a la información recogida de auditorías anteriores. Auditoría Alternada: Es conocida también como auditoría discontinua, es aquella que se realiza de manera aislada, no cumple un ciclo de repetición. Clasificación según la responsabilidad en el tiempo 154

165 Henry Antonio Mendiburu Díaz Auditoría de responsabilidad a presente: Se realizan para determinar los factores susceptibles de ser afectadas, y buscar los agentes oferentes de daño. Auditoría de responsabilidad a pasado: Se realizan para determinar que fue lo que produjo un accidente, por tanto tienen lugar luego de producirse circunstancias (accidentes, siniestros) con consecuencias perjudiciales. Buscan propuestas a fin de solucionar problemas ya presentados. Auditoría de responsabilidad a futuro: Es aquella que busca como evaluar la intensidad de deterioro que se podría presentar en el futuro a fin de encontrar políticas de planificación y control que puedan implementarse en el tiempo actual Instrumentos de la Auditoría Ambiental El equipo auditor puede hacer uso de herramientas para apoyar su trabajo tales como cuestionarios, entrevistas, reuniones, apoyo de personal externo, uso de medios tecnológicos. Cuestionarios: Este concepto abarca tanto a los cuestionarios como a las encuestas y test que se podrían realizar, estos deben cumplir ciertas características: Debe ser neutral, debe evitar sugerencias a respuestas Debe contar con preguntas concretas y específicas Deben recoger lo que se quiere conocer (fechas, hechos, opiniones, cualidades, etc.) Puede realizarse en presencia o ausencia de un auditor Puede contar con respuestas preestablecidas Puede prever la respuesta (si, no, ninguna, de acuerdo, en desacuerdo, aprueba, censura, etc.) Puede permitir asignarle mayor peso a ciertas preguntas. Es recomendable procesar la información y almacenarla en una base de datos. Entrevistas: Es una herramienta que facilita el contacto con personas enteradas del manejo de las actividades productivas de una empresa, facilitando la incorporación de información. Es necesario planificar la entrevista (prever las preguntas a realizar, duración de la entrevista, prever repreguntas ante posibles respuestas). Es también importante determinar quien va a ser el entrevistado y quien el entrevistador. Reuniones: Consiste en encuentros con las personas interesadas en el tema, como pueden ser los directivos de la empresa, los trabajadores de la empresa, puede ser una reunión interna dentro del equipo de 155

166 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL trabajo. El objetivo de toda reunión es compartir información y experiencias. Personal externo: A lo largo de la realización del estudio pueden presentarse circunstancias que requieran de los conocimientos de otras personas, ajenas al equipo auditor para ser solucionadas, por tanto se puede requerir el apoyo de personal de diversas profesiones cuyas experiencias afiancen el trabajo realizado. Recursos tecnológicos: Las auditoría se ven beneficiadas por el avance tecnológico, ya que permite encontrar nuevas formas más rápidas y mejores de realizar el trabajo. Por tanto el apoyo de medios como son los recursos informáticos y electrónicos van a darle mayor confiabilidad y calidad a la investigación Fases de una Auditoría Ambiental Las fases concernientes a la elaboración de una auditoría ambiental pueden ser conceptualizadas de la siguiente manera: Fase de Preliminar La Fase preliminar es aquella que comprende desde que nace la idea hasta que se pone en marcha, a su vez tiene varias subetapas, estas son: Planificación de la auditoría: En esta etapa tiene lugar la concepción de la idea, así como la formulación de planes y estrategias que van a guiar el desarrollo del estudio, y le van a permitir al equipo auditor, tener un modelo referencial de acción. Reunión inicial: La primera reunión de trabajo se da en la etapa de planificación así como en las siguientes, se debatirá acerca de la planificación de la auditoría, en temas como objetivos, alcance, métodos e instrumentos, procedimientos, medios de comunicación, disponibilidad de recursos, recopilación de información, etc. Además la primera reunión servirá para afianzar el vínculo social y laboral entre los integrantes del equipo de trabajo. Definición del equipo auditor: Es necesario saber con quienes se va a llevar a cabo el estudio, además dependiendo del tipo de empresa y proceso a auditar se requerirá los servicios de profesionales de diferentes ramas, por lo que es necesario seleccionar al personal que llevará a cabo el estudio y a aquellos que servirán de apoyo para la realización del trabajo. 156

167 Henry Antonio Mendiburu Díaz Cronograma de actividades: Esta referido a la planificación de las actividades dentro de un marco de tiempo definido por el equipo auditor, por tanto quedarán definidas las fechas en las que se desarrollarán las principales actividades. Definición de alcance: El estudio debe contar con un alcance, es decir, todos los temas que va a comprender el estudio deben ser definidos y delimitados en un tiempo y espacio conocido. Dependiendo del tipo de auditoría que se desea llevar a cabo, se marcará las pautas que van a definir el alcance. Se entiende por alcance a aquel nivel de profundidad y detalle con que contará el estudio en determinado sector o sectores a auditar. Tratamiento de la información: Comprende la identificación de las fuentes de información, que van a permitir brindar los datos necesarios, estos son por ejemplo: registro de proveedores, planes de seguridad, archivos legales, libros de contabilidad, informes de auditorías anteriores, etc. Conforme se valla avanzando en las labores de planificación, se requerirá mayor cantidad y diversidad de información, por lo que implicará llevar a cabo un proceso de recopilación y búsqueda de información adecuada. Una vez que se cuenta con la información, es necesario clasificarla de acuerdo a áreas, y depurar o eliminar toda información que resulte irrelevante. La información seleccionada será separada y servirá para alimentar una base de datos, para ello el equipo auditor se apoyará en los servicios y la utilización de medios informáticos. Definición del área de trabajo: La definición del área de trabajo esta relacionado con la definición del espacio geográfico y área de influencia de la empresa, donde se desarrollará las actividades de estudio, así como el conjunto de acciones y responsabilidades que comprende llevar a cabo dicho estudio. Búsqueda de apoyo interno: En esta etapa el equipo auditor buscará el apoyo del personal que labora en la empresa, con el objetivo principal de concientizar a los trabajadores en la importancia que tiene su colaboración. Este apoyo debe venir dirigido tanto del personal técnico como de los directivos de la empresa. Análisis de las actividades: En esta etapa se realizará un análisis teórico de las actividades que se van a desarrollar posteriormente, con el fin de conocerlas en profundidad. Se hará una simulación y una estimación de los posibles resultados a obtener fruto de dichas acciones. 157

168 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Determinación de estándares: Los estándares son los niveles mínimos de calidad ambiental que deben tener el desarrollo de una actividad empresarial. Estos estándares estarán basados en la normativa legal vigente, en los estándares internacionales, en los estándares propios de la empresa, o en estándares definidos por el equipo auditor. Elaboración de documentación: Conforme valla avanzando la planificación, será necesario ir registrando la información, por lo que se recomienda elaborar documentos referidos al plan de acción. Fase de Desarrollo En esta fase tiene lugar la auditoría en las instalaciones, se desarrolla las actividades planificadas en la etapa anterior y se emprende el accionar del estudio, esta fase finaliza con la elaboración de los informes respectivos correspondientes a cada campo auditado. Esta fase está orientada a varias áreas, campos, o sectores, como son el área técnica, área legal, políticas de seguridad, área económica, área administrativa. Actividades generales: Se emprenderá las labores planificadas y deacuerdo al cronograma de actividades establecido, entre las acciones ha desarrollar podemos citar por ejemplo: Realización de entrevistas a los trabajadores de la empresa. Revisión de la información referente a las estadísticas del proceso. Visitas de campo a las instalaciones de la empresa. Reuniones de equipo. Medición de parámetros. Tomar fotografías y hacer filmaciones. Determinar los agentes importantes Medir el grado de daño existente Verificar el cumplimiento de los planes estratégicos de la empresa Análisis del proceso productivo: Entre las acciones ha desarrollar podemos citar por ejemplo: Visitas a las instalaciones de la planta donde se desarrolla el proceso productivo. Identificación de los procesos y modo de funcionamiento Elaboración de diagramas del proceso Análisis del funcionamiento de las maquinarias Análisis de los residuos y emisiones Área técnica: Entre las acciones ha desarrollar podemos citar por ejemplo: Estudio de las auditorías realizadas anteriormente Estudio de programas ambientales actuales Análisis y calificación de proveedores de recursos y servicios 158

169 Henry Antonio Mendiburu Díaz Análisis de la materia prima empleada en el proceso de producción (lugar de origen, modo de transporte, lugar de almacenamiento, composición química, etc.) Estudio del uso eficiente de la energía, recursos naturales, agua, así como las posibilidades de ahorro Estudio de la expulsión de desechos, así como las posibilidades de reciclaje y tratamiento de residuos. Estudio sobre implementación de mejoras tecnológicas. Análisis químico de muestras (agua, aire, tierra, residuos, etc.) Valoración de las muestras y comparación con los estándares. Análisis de los productos finales (modo de transporte, lugar de almacenamiento, embalaje, forma, composición química, etc.) Análisis del destino de los bienes finales, y como estos pueden ser eliminados y/o reciclados después de cumplir su vida útil. Área legal: Comprende el análisis y la evaluación del cumplimiento de las normas y reglamentos vigentes, así como el normal desempeño de la producción dentro de parámetros estándares dictados por la ley. Políticas de seguridad: Esta comprendido por el estudio de los planes existentes referidos a la seguridad e higiene de las instalaciones. Los planes evaluados pueden ser por ejemplo: planes de emergencia, de seguridad ocupacional, de higiene y salud, planes contra accidentes, etc. También se hará hincapié en el análisis de zonas riesgosas y los planes de contingencia frente a desastres naturales. Área económica: Comprende todo lo referido a los aspectos económicos, financieros, y contables, Se efectuará una estimación de costos e inversiones para adecuar la actividad a las exigencias legales y operativas que mejoren la competitividad de la producción. Área administrativa: Comprende el estudio de las funciones y responsabilidades de los directivos de la empresa, así como la jerarquía en la toma de decisiones. El objetivo es evaluar las aptitudes de la dirección frente a impactos en el ambiente. Informes por área: Luego del estudio de cada área se elaborará un informe concerniente a todo lo actuado, en donde se demarcará los resultados encontrados. Fase Post-Auditoría Luego de terminadas las acciones de campo, se procederá a evaluar la información resultante, esta información es extraída de los informes por área, el tratamiento de esta información va a permitir elaborar un informe final, en donde constará las acciones realizada, los resultados alcanzados, y las conclusiones halladas. 159

170 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL El informe final, es un documento técnico y formal, busca sustentar y transmitir los hechos encontrados, el informe puede ser: Informe final interno: Cuando contempla la evaluación de la situación medioambiental de la empresa., además el destino final y grupo interesado es la misma empresa. Informe final externo: Cuando la información entregada esta orientada a grupos de externos vinculados a la empresa (proveedores, clientes, asociación de usuarios, gobierno, etc.). Informe final de síntesis: Comprende un resumen de los resultados y conclusiones de lo estudiado, sirve de base para la toma de decisiones. A continuación se muestra un ejemplo de las partes que debe presentar el informe final de la auditoría ambiental: Título Equipo de investigadores Índice Presentación Introducción Objetivos Alcance de la auditoría Metodología de trabajo Recursos y materiales empleados en el estudio Normativa legal aplicada Descripción del proceso productivo Grado de cumplimiento de las políticas ambientales de la empresa Eficiencia de las medidas adoptadas Áreas de riego Causas y efectos de las acciones impactantes Análisis de los aspectos técnicos y de funcionamiento Análisis de los aspectos de seguridad e higiene Análisis de los aspectos económicos y financieros Análisis de los aspectos de organización y administración Análisis de cumplimiento de la legislación ambiental. Plan de medidas correctivas Plan de seguimiento del plan de medidas correctivas Cifras y cuadros estadísticos Resultados obtenidos Conclusiones Recomendaciones Anexos 160

171 Henry Antonio Mendiburu Díaz Capítulo V CIENCIA MEDIOAMBIENTAL 1. ECOLOGÍA SOCIAL Y POLÍTICA 1.1. Generalidades La ecología debe ser vista no tan solo como la ciencia que estudia la interrelación de los ecosistemas, sino debe adaptarse a las nuevas tendencias de la ciencia moderna; debe existir un vínculo entre lo que la sociedad determina como una acción óptima para su desarrollo, con lo que las políticas de estado y desarrollo económico consideran como acciones que buscan el desarrollo del país. La ecología social es entendida como aquella ecología científica desde un punto moderno, que busca estudiar las relaciones de la sociedad con su medio ecológico que le rodea, así como las interrelaciones de los sistemas ecológicos entre sí. La ecología política, en cambio, será aquella ciencia que busca a partir del estudio de las conductas políticas y relaciones de poder en la sociedad, brindar un equilibrio entre lo socialmente adecuado y lo ecológicamente adecuado para el desarrollo sostenible del medio ambiente. La conjunción de estos dos conceptos es planteada con el objetivo de buscar una armonía entre las decisiones de las fuerzas políticas que rigen el comportamiento y conducta de una sociedad, con lo que la conciencia social considera debe ser el destino de su convivencia con la naturaleza y el ambiente ecológico que le rodea. A menudo nuestra sociedad sigue la reflexión de Tevye, y justifica ciertas actitudes, solamente por el hecho de que siempre se ha hecho así. Pero la sociedad no siempre actúa de esta forma, sino que constantemente se están produciendo cambios. Es crucial, por lo tanto, crear políticas nuevas y actualizadas, nuevas tecnologías y aplicar métodos o herramientas nuevas de análisis y evaluación. (*) El descenso de la calidad y cantidad de recursos en determinada zona, y también el crecimiento poblacional, causan la escasez de recursos y el (*) Baumann D D y W Werick. Water management: why the resistance to change? 1993, pag.3 161

172 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL consiguiente aumento de las necesidades de estos, lo que provoca la degradación de la calidad de vida. De igual modo existe un acceso desigual a los recursos y al confort en la calidad de vida, lo cual genera migraciones, descenso de la producción económica e intelectual. Este fenómeno es apreciado constantemente en las migraciones masivas de comunidades rurales hacia las grandes ciudades, o también las migraciones de la población de países menos desarrollados hacia los países más desarrollados. De las 200 principales cuencas fluviales del mundo, cerca de 150 se encuentran entre dos países; el resto se hallan compartidas por un número de países comprendidos entre 3 y 10, lo cual incluye al 40% de la población de la tierra. En Oriente Medio el agua ha sido y continúa siendo uno de los principales factores de conflicto, especialmente en el valle del río J ordán. Han aparecido otras disputas entre Pakistan y la India en relación con el causal del río Indo, o entre la India y Bangladesh respecto al causal del río Ganges. Otros enfrentamientos importantes han surgido en las cuencas del Nilo, Eufrates y Tigres, en el Mekong o en el río de la Plata. (**) Tal como lo señala Myers, se han producido múltiples conflictos a lo largo de la historia originados en una disputa por el control del recurso hidrológico, pero de igual manera han sido y son causa de conflicto la posesión de los diversos tipos de recursos naturales renovables y no renovables existentes sobre la tierra. Tanto la posesión de la tierra entendida como un territorio para habitar, como la posesión de los recursos necesarios para la supervivencia, hasta llegar a aquellos recursos que impulsan la economía de una sociedad y brindan riquezas y confort, siempre son materia de discusión y disputa. Actualmente se trata de parar el desarrollo de la industria, aduciendo los efectos negativos que estas generan sobre el medio ambiente, pero siempre existen interese económicos, sociales, y políticos que van a oponerse al cuidado ambiental y al bienestar general, y busca el interés de desarrollo y crecimiento particular. No cabe duda que las políticas de la sociedad actual están destinadas a tomar todo cuanto se pueda de la naturaleza, pero esperando que sean otros quienes equiparen la balanza de perjuicios contra beneficios. El objetivo principal que persigue la ecología social y política, es dejar de lado los intereses individuales, para pasar a una suerte de bien común compartida tanto por el ser humano como por el entorno ambiental que le rodea. El desarrollo de este concepto obliga a los analistas a buscar y entender el conjunto de relaciones causa-efecto global, en la búsqueda de soluciones particulares. Este concepto se fundamenta en las siguientes características: (**) Myers N. The environmental dimension to security issues. The environmentalist 1986, pag

173 Henry Antonio Mendiburu Díaz Los estudios de planificación pueden surgir de las políticas internas de los Estados, de las relaciones y acuerdos entre Estados, y en la conciencia general de la población mundial. Es necesario contar con un fácil acceso a la información y a los recursos logísticos. El conocimiento de la problemática actual puede requerir de un análisis histórico de las situaciones y acciones realizadas. Los planes deben centrarse en las interacciones entre la población y el medio ambiente, teniendo en cuenta las consecuencias que estas provocan. Los planes también deben basarse en la opinión de los grupos de interés, como las agencias de gobierno, compañías nacionales e internacionales, instituciones y organismos no gubernamentales, asociaciones de usuarios, etc. Las políticas pueden subdividirse por sectores específicos, por ejemplo: políticas forestales, agrarias, pesqueras, etc. Además de la degradación que sufre el ambiente y la creciente escasez de recursos, en las relaciones entre el ser humano y su entorno existen otros factores claves como el crecimiento de la población, la falta de higiene, la pobreza, la deficiencia en salud, la desigualdad de los sistemas políticos y los sistemas económicos. La sociedad moderna obliga a enfocar la problemática desde todas sus dimensiones para poder plantear las soluciones más precisas y acordes a los acontecimientos. El intento por lograr una mayor productividad, tanto en los países desarrollados como en los países en vías de desarrollo, ha llevado a un descenso de la sostenibilidad y en la equidad Gestión de Ecosistemas La gestión de los ecosistemas tiene por finalidad adecuar a los ecosistemas a unas condiciones biológicas en las cuales el impacto del hombre cause los menores efectos posibles, existe un problema para decidir cuales son estos menores efectos posibles que aseguren tranquilidad a los ecosistemas. Tanto autoridades como ciudadanos interactúan en la gestión ambiental, por un lado las autoridades imponen leyes a ser cumplidas por los ciudadanos, y por el otro, son los mismos ciudadanos quienes presionan a las autoridades a buscar políticas de gestión más adecuadas. La gestión de los ecosistemas y del medio ambiente en general implica cumplir con ciertas directrices, como son: Ponderación entre los beneficios y perjuicios de las decisiones de orden económico en relación a asuntos ambientales. Se debe tener siempre en cuenta las consecuencias que se producen en el momento actual y aquellas que se producen en el futuro. 163

174 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Responsabilidad compartida por todos los habitantes, todos ensucian por lo tanto, todos limpian. Prevenir es mejor que corregir. Fomentar la reutilización y el reciclaje. Procurar la innovación tecnológica y científica. Gestionar el uso eficiente de los recursos. Facilitar el acceso a la información. El cumplimiento de las anteriores directrices se ha vuelto algo básico, las políticas actuales tienen la necesidad de adoptar directrices más modernas y acordes con la realidad actual en que se desarrolla el ser humano, puesto que no se debe intentar gestionar los ecosistemas, sino la interacción del ser humano con estos, así tenemos: Será necesario conocer las conexiones y relaciones entre las distintas especies animales y vegetales que conforman la biodiversidad. Es importante determinar las condiciones de quiebre, es decir, aquellas fronteras donde se varía de situación favorable a situación perjudicial. Análisis sistemático de la información. El acceso a la información debe ser facilitado por herramientas como bases de datos, inventarios, auditorias, estudios, investigación, etc. Implementación de una gestión adaptativa. Cooperación entre instituciones y organismos, tanto a nivel social, empresarial, y gobierno, así como una cooperación entre la combinación de estos niveles. Manejar el concepto de ética ambiental. La gestión puede desarrollarse bajo dos enfoques, puede ser desde un enfoque comprensivo, que esta referido a examinar todos los componentes del ambiente y todas sus interrelaciones entre estos; y el enfoque integrado, que se centra en el análisis de los componentes que son considerados de mayor importancia. Pronosticar lo que va a pasar, es también una forma de gestionar, el pronóstico es una manera de estimar las condiciones o acontecimientos que tienen mayor probabilidad de ocurrir en un tiempo futuro, partiendo del análisis de las condiciones y acontecimientos actuales, guiados por las tendencias estadísticas de los datos recogidos. Los analistas necesitan estimar cual va a ser el consumo de recursos en el futuro, y cual va a ser la cantidad y calidad de recursos ofrecidos, lo que exige partir de una serie de suposiciones, como por ejemplo: crecimiento de la población, cambios en la economía, adelantos tecnológicos, migraciones, cambios en la opinión pública, autoridades en el gobierno, etc. 164

175 Henry Antonio Mendiburu Díaz 1.3. Gestión Adaptativa de Ecosistemas El concepto de gestión adaptativa, brinda un enfoque de las políticas sobre el medio ambiente y los recursos naturales, por medio de las cuales el analista irá variando el fundamento del análisis acorde a las variaciones en el medio externo, este factor de autoacomodo a las nuevas necesidades, va a brindar una planificación acorde con la ciencia, dentro de un marco que combina el saber y la moral. La gestión realizada debe tener la cualidad de poder adecuarse a los cambios, turbulencias, imprevistos, sorpresas, y demás ocurrencias que puedan alterar la performance de una planificación de acciones y recursos. La gestión adaptativa es empleada cuando existe un alto grado de incertidumbre en las predicciones hechas por los analistas, la confiabilidad en estas predicciones se ve afectada por las siguientes condiciones: Escasez de datos, a menudo se necesita información que puede resultar muy difícil de conseguir, ya sea porque lleva mucho tiempo, o porque no existen los recursos tecnológicos adecuados. La carencia de conocimientos y experiencia en determinada materia hace difícil encontrar las respuestas adecuadas a ciertos acontecimientos, siendo difícil explicar el motivo por el que suceden, y que causa puede provocar nuevamente su aparición. El analista debe estar preparado para afrontar las sorpresas, planificando acciones de contingencia ante supuestos acontecimientos esperados o inesperados. La planificación debe tener en cuenta los limitantes del propio ecosistema, antes que los limitantes que puedan ofrecer las cuestiones políticas y económicas, del mismo modo la escala de tiempo en que se proyecta el análisis debe corresponder al desarrollo de ciclos de vida ecológicos. Se pueden considerar dos formas de gestión, una adaptativa a los cambios, y otra programa y preestablecida, ambas tienen el mismo objetivo: buscar la mejor manera de administrar los recursos y la influencia de las acciones del hombre sobre estos, pero se diferencian en el modo de proceder para lograr este fin. Mientras la gestión programada establece una secuencia de pasos a seguir de forma rígida basado en un correcto modo de pensar, la gestión adaptativa busca la ocurrencia de sucesos y su correspondiente influencia, para luego analizar los datos y determinar el mejor plan de administración que se ajuste a los requerimientos de determinado accionar. Bajo estas consideraciones no cabe la menor duda que una gestión que se adecue a los cambios va a animar a los analistas y planificadores a enfocar su trabajo, y la toma de decisiones hacia un punto en que la experiencia adquirida va a ser más importante que los atrasos producto de errores, en otras palabras, va a permitir a los planificadores adecuar los errores 165

176 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL cometidos hacia la solución de futuros problemas, brindándoles el beneficio del conocimiento empírico y experimental Sistemas de Información Ecológicos Los sistemas de información permiten un acceso a datos confiables, ya que cuentan con fuentes seguras de la verdad. Como en todo desempeño de la actividad humana, el rol que cumple la información es vital para la toma de decisiones, muchas veces se puede recibir una información acertada y creer que es errónea, o al revés recibir una información errónea y creer que es la correcta, estos fenómenos llevan a azoramientos en el momento de tomar decisiones. Los cambios en la conducta humana, producidos por este fenómeno puede ser mejor explicado por la Parábola de J eremías: En la popa del barco, en mitad de la noche, J eremías J ones mira entre la penumbra; percibe levemente en la lejanía unas formas amenazadoras y grita con fuerza: Iceberg a la vista, al dudar si ha sido oído, grita una y otra vez. En el puente de mando, el capitán, que había oído a J eremías solamente un instante antes, se gira hacia el timonel y le ordena que cambie la dirección para evitar la colisión, diez grados a estribor le comunica. El capitán piensa: que suerte que he empezado a girar a tiempo, con el mal tiempo que se avecina, y ordena corregir cinco grados. El timonel consulta su brújula y se da cuenta de que ha estado medio dormido unos minutos y que el barco ha estado a la deriva, pero, por suerte, en la dirección correcta; sin decir nada, corrige la dirección en dos grados. Solo en la proa y con frío, J eremías espera una corrección brusca a estribor, incluso la marcha atrás de la maquinaria, al ver que no ocurre nada, se comenta a sí mismo nunca me han escuchado y se prepara para lo peor (*) Tal como hizo J eremías, la carencia de información, y aun peor la desconfianza en la información con que se cuenta, trae confusiones y puede llevar a obtener conclusiones ilusoriamente fallidas. Los sistemas de información ecológicos serán de naturaleza fundamental para brindar los datos necesarios para un correcto análisis. Sin embargo, no siempre se cuenta con los recursos informáticos y logísticos que completen el total requerido de información, por lo que el planificador tendrá que conformarse con el óptimo de ignorancia, que consiste en el punto mínimo de conocimientos que son requeridos para desempeñar una labor. Una herramienta utilizada como amparo frente a la carencia de conocimientos en determina materia, es el uso de analogías, estas pueden proporcionar información acerca de situaciones desconocidas, basándose en (*) Kates R. W. Labnotes from the Jeremiah experiment: hope for a sustainable transition 1995, pag.625,

177 Henry Antonio Mendiburu Díaz situaciones parecidas ocurridas con anterioridad, además brindan un punto de partida y señalan e iluminan el camino hacia lo desconocido. 2. ECONOMÍA AMBIENTAL La economía es una ciencia social, que implica la elección de la mejor distribución de los recursos, explica las elecciones que hacemos y cómo estas cambian conforme nos enfrentamos a la escasez relativa de algún recurso; implica definir y priorizar objetivos y tomar decisiones en base a la información asimilada. La economía tradicional se centra en el intercambio de bienes entre productores y consumidores, olvida las estructuras sociales y los procesos naturales. Le atribuye un valor a todo cuanto existe, existió o puede existir, este valor es reflejado en términos monetarios, es decir que se apoya en el dinero para reflejar el caracteres de los seres y objetos que conforman la naturaleza. El dinero es una representación del valor de los objetos, pero en sí mismo carece de valor, por tanto no puede transmitir, generar, o entregar valor a un objeto. La economía ambiental en cambio, entiende el sistema social como un ecosistema, y la transferencia de bienes entre productores y consumidores tiene su equivalencia en las transferencias de materia y energía propias de la naturaleza; por tanto existe una similitud entre aumento o disminución de capital, y entre aumento o disminución del equilibrio ecológico. Mientras que la economía tradicional basa sus decisiones en el como se comportará el mercado frente a la relación entre oferta y demanda; la economía ambiental enfoca el problema desde un campo social y considera necesario depender de factores no económicos como el capital natural formado del paisaje natural, la biodiversidad, las comunidades bióticas, la conservación de los seres abióticos, y el sostenimiento global del planeta. La economía ambiental se relacionará con la contabilidad ambiental; esto es por ejemplo, si por un lado se talan árboles (egresos, pérdida de riqueza) por otro lado se siembran nuevos (ingresos, generación de riqueza), en esta hoja de cálculo solo entran a tallar los bienes de capital natural. En síntesis la economía y la contabilidad ambiental plantean respetar la sostenibilidad de los recursos naturales no renovables, respetar la capacidad de asimilación del medio, respetar las tasas de renovación, evaluar la degradación a un medio que origina el bienestar de otro medio, medir el consumo de los recursos naturales, entre otros. 167

178 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 2.1. Economía de los Recursos Naturales En los ciclos ambientales se presentan constantemente funciones de producción, distribución y consumo, los cuales tienen lugar dentro del mundo naturales en interrelación con los ecosistemas, siendo el ser humano el agente clave para que el medio natural entregue y provea de materias primas e insumos a la industria productiva humana. La naturaleza se vuelve un proveedor de materiales, a quien el ser humano acude para recoger insumos y para arrojar desechos, convirtiendo a la sociedad moderna en un agente dinámico, donde el recurso más valioso es el tiempo y no el recurso natural. La eficiencia productiva busca generar bienes usando menores recursos, menos energéticos, con calidad, y sin desperdiciar el tiempo; dentro a este concepto no tienen lugar la necesidad de conservación del recurso para mañana, puesto que lo que se produce en este momento es eficiente; frente a este concepto la naturaleza ha respondido con llamados de auxilio, debido a la necesidad de llevar a cabo un desarrollo sostenible en que las cadenas productivas industriales, le pueden dar un respiro a la naturaleza y esperar a que esta se recupere. Para catalogar la variedad de recursos naturales, se ha determinado que según su capacidad para perdurar en el tiempo, los recursos van a ser renovables y no renovables. Esta continua dependencia del hombre y el tiempo genera alteraciones en la sociedad, la cual ha sabido conllevar este problema gracias a los adelantos científicos y la tecnificación de las actividades humanas; frente a necesidad de tiempo la mejor solución fue dejar a las máquinas hacer el trabajo solas. La economía divide a la sociedad en productores y consumidores, el término productos incluye a todas las empresas que toman insumos y los convierten en bienes útiles, en cambio los consumidores son todos aquellos receptores de bienes y servicios; tanto productores como consumidores crean un ciclo constante en donde se generan desechos y residuos. 168

179 Henry Antonio Mendiburu Díaz Luego de examinar el anterior ciclo productivo, surge la pregunta si se produce menos, entonces también se arrojará menos desechos?, suponiendo una producción menor se requeriría de menos cantidad de insumos, y a menos bienes producidos, también se tendrá menos desechos; la nueva pregunta es si las empresas están dispuestas a producir menos?, y más importante aún, está el mercado preparado a afrontar y adecuarse a una oferta menor?. El reciclaje puede ser la solución, nos brinda la capacidad de rehusar los desechos, y si tenemos más desechos, también tendremos más bienes producidos, y pon ende más beneficios para la sociedad y para el medio ambiente Costos vs Beneficios Toda acción económica puede valorizarse monetariamente, en base a esta valoración toda acción económica con implicancia medioambiental tiene dos aspectos, por un lado generan o crean un valor (ganancias), y por otro lado tienen que afrontar costos (pérdidas). Tanto el costo como la ganancia pueden valorarse en base a la disposición a pagar de aquellos involucrados. En EEUU, para el año 1990 se estimó el gasto por conceptos de cuidado y conservación del medio ambiente en aproximadamente el 2.1 % del PBI (*), lo cual significa US$ 115 mil millones. Esta cifra incluye los costos privados de acatar con las leyes para el control de la contaminación, es decir, todos los costos de compra, instalación, operación, y mantenimiento de la tecnología para el control de la contaminación, además incluye los costos por cambiar los procedimientos internos, etc. Ciertamente el costo por adecuarse a una política ecológica es elevado, sin embargo, se espera que los beneficios sean mayores, puesto que toda inversión amerita una recuperación de las misma especie los empresarios se ven frustrados al no recibir beneficios económicos luego de gastar miles o millones de dólares en cambios tecnológicos y modernización. La evaluación de beneficios es un tema aparte, la única medida de cuantificación esta dada por el mercado, si el mercado apoya a los empresarios ecológicos, entonces mayor número de empresarios se sumarán a la cruzada en defensa de la naturaleza. El costo atribuido al entorno ambiental es asumido por todo aquel que se beneficia del mismo ambiente, así mismo los perjuicios también son compartidos, por lo que la inversión hecha por un empresario se convierte en un capital público invertido y asumido por todos aquellos agentes humanos integrantes de la sociedad. (*) U.S. Environmental Protection Agency, Environmental Investments: The Cost of a Clean Environment. Washington DC Pag

180 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Externalidades La mayoría de los problemas ambientales son considerados como externalidades, la economía clásica considera a las externalidades, como los efectos ocasionados por ciertos agentes contra otros, sin que exista una compensación de por medio. En cambio para la economía ambiental los efectos y perturbaciones producidas contra factores naturales, son considerados externalidades, por tanto esta se produce cuando la actividad de una unidad económica afecta adversamente a otra unidad, sin que tal influencia sea transmitida a través del mecanismo de precios del mercado. Existe una interdependencia directa entre las funciones de producción, lo que genera cambios y efectos, estos pueden ser favorables o desfavorables para el desarrollo de la producción. En el caso de ser favorable se considera como una economía externa, en el caso de ser desfavorable se considera como una deseconomía externa Métodos de Valoración Monetaria La valoración monetaria indica el valor en términos de dinero, de las magnitudes físicas y psíquicas obtenidas en la evaluación de los agentes medioambientales, por cuanto es parte de la evaluación. El objetivo de los métodos de valoración monetaria es estimar las variaciones del bienestar, producto del cambio de los patrones de calidad en el medio ambiente. La valoración es un complemento de la evaluación de las políticas medioambientales, puesto que es necesario la cuantificación de las unidades físicas en unidades monetarias, para efectos de homogeneización y permitir expresar los cálculos en términos económicos. La metodología de cuantificación debe seguir ciertas pautas enmarcadas por principios éticos y morales. Estos métodos son aplicables tanto a la valoración de los agentes y bienes medioambientales, como a los efectos que originan ciertos agentes externos produciendo impactos en el medio ambiente, siendo el efecto principal el de la contaminación. Existe una clasificación según el modo de proceder en la valoración, separando la valoración en dos metodologías: métodos directos y métodos indirectos, los cuales se detallan a continuación: a) Métodos Directos de Valoración Monetaria Los métodos directos son aquellos que obtienen el valor monetario, de las disposiciones a pagar por un bien medioambiental o de la petición de indemnización que pide un ser humano frente a la afección de su medio, por un agente externo. No efectúa comparaciones con las unidades físicas, se lleva 170

181 Henry Antonio Mendiburu Díaz a cabo dentro de mercados reales y también dentro de mercados hipotéticos, a través de simulaciones y encuestas directas sobre los afectados. Ciertas características en el impacto ambiental, como por ejemplo, la ubicación del fenómeno, el tiempo de duración, la cantidad de afectados, etc. impiden utilizar el mercado como una fuente de información, siendo necesario preguntar a los implicados (mediante encuestas y test) acerca de los cambios que estos esperan (ex ante), o por los cambios ya producidos (ex post), en cuanto a su bienestar y calidad de vida. Los principales y más comunes continuación: métodos directos se explican a Método del coste de desplazamiento: Cuando sucede una afección tal que el lugar donde se reside se vuelve inhabitable, será necesario trasladarse a otro lugar mejor, este traslado trae una serie de costos para los seres humanos. Este método requiere de un gran número de datos, los cuales son mayormente difíciles de recopilar y analizar, por otro lado las variables seleccionadas pueden no satisfacer las expectativas trazadas. Este método parte de una relación entre un bien público y otro privado, se fundamenta en que a mayores costos privados esté dispuesto a soportar el agente económico (ser humano) para disfrutar de un bien público, mayor será el valor que tendrá el mencionado bien para el agente económico. Si fuera el caso que el aprovechamiento del bien público fuera gratuito, en este caso se deberá tener en cuenta los costos privados para poder acceder al bien público, de este modo se considera el valor de los bienes y servicios privados, que el agente económico esta dispuesto a pagar para acceder al bien público. Los costos de desplazamiento de un lugar a otro pueden considerar factores tales como: hospedaje, manutención, transporte, costo del tiempo y costo de oportunidad, además de las exigencias de bienes públicos (áreas de recreación, hospitales, caminos, etc.). Cuando se trata de cuantificar el costo de oportunidad, habrá casos en que se obtendrá un resultado positivo (beneficio), y otros en que se obtendrá un resultado negativo (perjuicio); un caso beneficioso puede darse por ejemplo cuando el viaje de desplazamiento haya sido agradable y haya servido para conocer nuevos lugares o porque el lugar a donde se llegó presenta mejores oportunidades para desarrollarse y brindar una mejor calidad de vida; en cambio un caso perjudicial puede darse por ejemplo cuando se tenga que dejar de percibir un salario, cuando el viaje resulta muy costoso y nada agradable turísticamente, o porque el lugar a donde se llegó no presenta condiciones adecuadas para desarrollarse y progresar. Método de variación en el precio de los bienes: Este método se basa en la relación entre los precios de los bienes de mercado (muebles e 171

182 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL inmuebles) y la calidad ambiental del lugar donde se encuentran (calidad de aire, pureza del agua, ruidos, paisaje urbano, etc.). Como regla general se sabe que los precios de los bienes son mayores en las zonas donde la calidad ambiental es mayor, por tanto si se tuviera dos bienes inmuebles exactamente iguales, ubicados en distintas zonas, la diferencia entre el precio que la gente estaría dispuesto a pagar por cada uno, indicaría el valor monetario atribuido a la calidad medioambiental de cada zona. Sin embargo, este método no considera otros agentes como son los costos de mudanza, y mucho menos la cuantificación de factores relacionados con la vecindad y la costumbre de frecuentar lugares aledaños a la vivienda; otros factores como los agentes patológicos orgánicos, no pueden ser detectados por los afectados, por tanto este método solo puede brindar información acerca de los agentes que pueden ser percibidos por los ciudadanos afectados. Método de valoración contingente: Este método se basa en encuestas acerca del precio máximo que están dispuestos a pagar los ciudadanos, por una mejora en el medio ambiente, o también, acerca de cual sería el precio mínimo que aceptarían como compensación para soportar determinada situación nociva. El proceso consiste en tomar muestras representativas de una localidad, luego se procede a agrupar los que son homogéneos entre sí, tomando en cuenta consideraciones como el estrato social, edad, sexo, nivel económico, nivel de educación, zona de residencia, etc. La principal ventaja de este método esta en la valoración directa que los ciudadanos hacen acerca de sus preferencias, sin embargo puede perder credibilidad si estas preferencias se ven afectadas por la influencia de los productores de bienes, o también por otros ciudadanos consumidores de bienes. b) Métodos Indirectos de Valoración Monetaria Los métodos indirectos emplean una estructura en la que se establece la relación dosis efecto, en donde se determina valores físicos para la contaminación, para luego proceder a hacer una valoración monetaria. Estos métodos permiten estimar el valor de los efectos de los impactos sobre la salud y el confort del ser humano, y los demás seres vivos, así como de los factores abióticos y la depreciación de los bienes materiales transformados por el ser humano. Los principales y más comunes continuación: métodos indirectos se explican a Método de los costes de prevención (costos evitados): Este procedimiento parte del supuesto de que los costos de prevención de daños ambientales son asumidos por toda la sociedad, por lo cual 172

183 Henry Antonio Mendiburu Díaz brinda un indicador del valor del bien examinado. La confiabilidad de este método se ve afectado porque los costos de prevención de daños ambientales dependen de valoraciones individuales o sociales, concientización de la sociedad, capacidad negociadora de grupos, cuestiones presupuéstales, etc. Método en función de daños: Consiste en la evaluación del conjunto de perjuicios físicos causados por un determinado agente; la traducción en términos monetarios se lleva a cabo evaluando el costo de las pérdidas en recursos materiales (destrucción de viviendas, inutilización de instalaciones, mobiliario afectado, y demás daños materiales), utilizando para ello el precio del mercado. También se toma en cuenta los costos producidos por enfermedades (medicamentos, tratamiento hospitalario) y incapacidad para trabajar. Valoración Monetaria de la Vida Humana Un concepto aceptado por la sociedad consiste en que la vida humana es el mayor y más sublime bien con que puede contar un ser humano y por tanto es invaluable, es decir, no se le puede asignar un valor monetario porque no se puede cambiar la vida de una persona por una suma de dinero, y hacerlo sería considerado éticamente inmoral y repudiable. Existen argumentos que defienden la valorización de la vida, considerando la finitud de esta, en consecuencia no se valora la vida propiamente dicha, sino la duración de esta; además la conservación de la vida implica satisfacer una serie de necesidades, las cuales son satisfechas mediante el uso del dinero, prolongando de esta manera el existir de la vida, caso contrario, la carencia de recursos económicos para satisfacer las necesidades básicas conlleva a la muerte. Hay quienes opinan que por convicciones religiosas no se puede comparar el valor de la vida humana, que es algo espiritual, con algo tan material como el dinero, y más si este último esta ligado con una serie de pecados y vicios; puesto que aceptar dinero a cambio de la vida sería como una forma de legitimización de la muerte, es religiosa y moralmente inaceptable. También existen varios criterios relacionados con la vida del ser humano cuando este vive en sociedad, el principal esta referido a la búsqueda de los medios necesario para permitir que un mayor número de personas no se vean afectadas por la carencia de las necesidades básicas, y por tanto no mueran; por otro lado hay quienes piensan que es preferible procurar que la vida humana dure el máximo tiempo posible; en ambos casos se comparte la idea de que debe estar presente el concepto de calidad de vida, por cuanto una vida sin calidad es considerado como vivir en condiciones sub-humanas. 173

184 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Los recursos para satisfacer las necesidades humanas son limitados, y no alcanzan para satisfacer las necesidades de la totalidad de individuos, por ello surge la condición de elegir lo más conveniente: cuando cuesta salvar al mayor número de personas, o cuanto cuesta permitir que los individuos tengan una vida prolongada, o cuanto cuesta brindar los recursos necesarios para contar con un mínimo de calidad de vida. La respuesta a cualquiera de estas interrogantes implica asignar un costo de vivir, que puede ser entendido como un costo de oportunidad para el desarrollo y la continuación de la vida de un ser humano, en otras palabras la vida misma genera un costo e implica una relación monetaria. Otro concepto que se maneja, es la capacidad de producción económica que tiene un individuo, es decir cuanto dinero puede ganar a lo largo de su vida, entendiéndose como un costo o una pérdida a la muerte del individuo antes de que este haya completado un tiempo de vida prudencialmente aceptable para lograr dicha producción económica. Por tanto al costo de su vida le corresponde el valor de dinero que puede ganar en toda su vida. Este concepto pierde base si se piensa en que el desarrollo social y profesional de un individuo no está en función al dinero que puede ganar o perder a lo largo de su vida, sino más bien esta en función a la satisfacción personal que pueda sentir al realizar sus labores, las cuales le pueden llevar a un sentimiento de realización como ser humano, o a un estado de indiferencia, rutina, y stress. En conclusión, si bien es cierto, no se le puede asignar un precio a la vida humana, esta misma de por sí implica un costo y tiene un precio el poder mantener la existencia de la misma, por tanto este precio o costo de vivir marca la pauta para cuantificar la valoración monetaria de la vida humana Eficiencia Económica Un elemento clave para lograr la reducción de la contaminación esta compuesto por el conjunto de incentivos que pueden brindarse a quienes contribuyen de alguna manera con un aporte beneficioso para el ambiente. Toda empresa trabaja bajo un determinado conjunto de incentivos, las empresas reciben beneficios al aprovechar cualquier elemento posible en su cadena productiva. Cuando los estímulos son la utilización gratuita de los recursos naturales, las empresas tenderán a producir lo más posible y a tomar la mayor cantidad de recursos posibles. En cambio si los incentivos son reducir la contaminación, las empresas tenderán a invertir sus capitales en implementar sistemas de gestión y a modernizar sus instalaciones, puesto que saben que recibirán un beneficio extra al realizar estas acciones. Existe quienes afirman que los Estados deben regular las actividades industriales a fin de someter la implantación de mecanismos de control ambiental, frente a estas políticas radicales, la economía ambiental debe buscar mecanismos para lograr que el ente regulador no sea el Estado, sino el 174

185 Henry Antonio Mendiburu Díaz mercado, como en toda economía el mercado decide quien compra y quien vende, quien se beneficia y quien se perjudica; del mismo modo el mercado debe normar la conducta de los empresarios, a fin de que estos logren beneficios sólo si también benefician a su entorno ambiental. La eficiencia económica esta basada en que debe haber un equilibrio entre el valor de lo que se produce y el valor de lo que se consume para generar la producción, es decir debe haber un balance entre la disponibilidad a pagar y los costos marginales de producción. Este concepto puede aplicarse en diversos niveles de la cadena productiva, como por ejemplo la utilización de insumos. Siempre hay que tener presente que la concepción de cada individuo dentro de la sociedad es diferente, por cuanto lo que es eficiente para uno puede no serlo para otro, lo cual significa que cada quien atribuye un valor a un bien de acuerdo a su necesidad individual con respecto a este. Del mismo modo se puede aplicar esta idea al entorno medioambiental, por ejemplo se puede considerar eficiente reducir la producción de autos porque estos arrojan muchos gases tóxicos, pero otro puede considerar que reducir la producción generaría que se tenga que usar vehículos usados y viejos para transportarse, lo cual sería más dañino para el ambiente. La calidad de los productos hace más caros a los mismos, del mismo modo una mayor calidad ambiental genera costos adicionales al bien producido, por lo que finalmente el usuario y consumidor del bien es quien paga la protección y conservación del medio ambiente, por lo que el empresario se convertiría en un intermediario, encargado de brindar un producto acompañado de un servicio. El servicio brindado es el de una buena calidad ambiental a niveles generales y compartidos con todo el mundo, beneficiándose consumidores y no consumidores del bien, conjuntamente con los productores. 3. LEGISLACIÓN AMBIENTAL Las leyes evolucionan constantemente, adecuándose a la realidad actual que vive la sociedad. Existen normas tomadas de acuerdos internacionales por los países integrantes de la ONU, sin embargo los países pueden optar por su propia normativa, con la condición de que esta no sea menos severa que los acuerdos internacionales. Se entiende por legislación ambiental al conjunto de dispositivos y normas jurídicas que regulan el desarrollo de las actividades humanas que puedan influir de manera perjudicial sobre los procesos ambientales, estas normas buscan generar mecanismos que adecuen el comportamiento humano hacia un desarrollo que mantenga el equilibrio ecológico en un punto estable. 175

186 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL La normativa ambiental estará dada por el conjunto de normas de índole civil, penal, procesal, administrativo, etc. que se apliquen a los asuntos medioambientales. La legislación ambiental se ocupará básicamente de cuatro temas de mayor relevancia: La protección de los recursos naturales (agua, suelo, aire, flora, fauna, minerales, petróleo, etc.) La ordenación del ambiente construido por el hombre, así como las actividades que desarrolla el hombre en este ambiente (edificación, urbanización, industrialización, energización, etc.) La protección de la salud del ser humano La protección de la biodiversidad de plantas y animales. La normativa peruana también hace mención a la importancia de incorporar tecnología en la conservación y protección del medioambiente, el Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales los expresa en el Capítulo VI, más específicamente en al artículo 26 el Estado debe promover y fomentar la investigación científica y tecnológica que permita desarrollar nuevos sistemas, métodos, equipos, y dispositivos a fin de proteger el ambiente y conservar los recursos naturales. De igual manera el artículo 28 señala Las empresas públicas o privadas y en general toda persona que por el desarrollo de su actividad cause o pueda causar deterioro al medio ambiente, están obligadas a incorporar adelantos científicos y tecnológicos para reducir y eliminar el efecto contaminante o desestabilizador del mismo 3.1. Acuerdos Internacionales Los principales acuerdos internacionales, que sirven como base a la normativa individual de cada país se detallan a continuación, así como los principales estudios internacionales y acontecimientos que marcaron pauta en la conciencia ambiental de la comunidad mundial: El Informe del Club de Roma (1972) En el año 1968 se crea el Club de Roma, conformado por un grupo de distinguidas personas encaminadas a la búsqueda de un nuevo modelo económico capaz de evitar el colapso del modelo imperante. En 1972 publicaron un informe titulado Los límites del crecimiento, el cual presenta las dificultades del planeta para sostener el desarrollo basado en el consumo masivo y desmedido de recursos naturales; presenta como solución que debería haber cero de crecimiento, de otro lado la civilización colapsaría antes del Este documento sirvió para despertar la curiosidad de la comunidad científica y empezar a plantear soluciones. 176

187 Henry Antonio Mendiburu Díaz La Conferencia de Estocolmo (1972) Plantea la necesidad de emprender (a escala mundial) una política con nuevas estrategias que permitan el desarrollo sostenible de la sociedad, además se busca formas de coordinar los esfuerzos económicos por la conservación de los recursos naturales, con las políticas de los gobiernos. Estudio Global 2000 (1981) Fue encomendado por el presidente de Estados Unidos J immy Carter en 1977, trata sobre los cambios mundiales probables en materia demográfica, recursos naturales y medioambiente, hasta finales de siglo. Su publicación despertó el interés público y generó debates entre los que apoyan el crecimiento ilimitado, y los postulados que invocan al crecimiento sostenible. Creación de la Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo - CMMAD (1983) La CMMAD fue creada por la ONU, con el objetivo de impulsar nuevas formas de desarrollo y detener la pobreza de los países con un menor deterioro ambiental. Convención de Viena (1985) Esta convención tuvo como principal tema de discusión, la protección de la capa de ozono. Compromete a los firmantes a realizar observaciones sistemáticas, adoptar medidas legislativas y administrativas, cooperar en la formulación de medidas, procedimientos, y normas necesarias para la aplicación del convenio. La cooperación abarca las esferas jurídica, científica, y tecnológica, así mismo promueve la transferencia de información. Protocolo de Montreal (1987) En este protocolo se establecen las principales sustancias dañinas, que agotan la capa de ozono. Compromete a los firmantes a adoptar medidas de control, así mismo las partes deberán llevar una medición de sus niveles de agentes contaminantes, y en ningún caso deberán sobrepasar los límites establecidos. Además promueve la investigación, desarrollo, intercambio de información, y concientización ciudadana. Informe Brundtland (1987) Este informe corresponde a la CMMAD, esta titulado Perspectivas ambientales en el horizonte 2000, y define las estrategias del Programa de las Naciones Unidad para el Medio Ambiente (PNUMA). Entre otros temas, se plantea celebrar una conferencia internacional que trate la implantación del desarrollo sostenible. 177

188 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Los accidentes de Chernobil y Bhopal (1988) El accidente de la planta nuclear de Chernobil en Ucrania, y el accidente industrial de Bhopal en la India, constituyen una pauta en la historia medioambiental de la era industrial. Estas catástrofes hicieron crecer la sensibilidad de la sociedad en general en relación al medio ambiente, generándose una presión social y a nivel de gobierno a fin de sacrificar el desarrollo económico por el bien de la conservación ambiental y la salud del ser humano. Convenio de Basilea (1989) Trata sobre el control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación. Se propone una política para regular la importación y exportación de desechos peligrosos Directivas de Londres (1989) Tratan sobre la reglamentación para el intercambio de información acerca de productos químicos objeto del comercio internacional. Brinda facilidades para la comunicación y la transferencia de información relacionada a agentes químicos potenciales de causar daño ambiental. Cumbre Internacional de Río (1992) La propuesta hecha en el informe Brundtland fue llevada a cabo por la Asamblea General de la ONU en la ciudad de Río de J aneiro en Brasil. Este acontecimiento contó con la participación de 147 países, estuvo precedida por un amplio debate de más de dos años. Se trataron y analizaron los temas relacionados con el medioambiente y el desarrollo económico compatible con la conservación del medioambiente. El documento redactado a raíz de esta cumple es la Declaración de Río, la cual ha sido aprobada y ratificada por la mayoría de los países participantes. Principales acuerdos tomados en la Cumbre de Río Declaración de Río: Recoge los principios básicos que permiten alcanzar el desarrollo sostenible, fija el marco para los derechos y obligaciones individuales y colectivos, plantea la colaboración entre países desarrollados y subdesarrollados, establece el deber de los Estados de dictar normas referidas al tema, recomienda el estudio de impacto ambiental previo al desarrollo de una nueva actividad, recoge la necesidad de implantar un sistema económico basado en el desarrollo sostenible. Agenda 21: Es un programa de acción, suscrito y adoptado por los países participantes, orientado a promover el desarrollo económico basado en sistemas de gestión y planificación medioambiental. Convenio sobre cambio climático: El objetivo es reducir progresivamente la emisión de dióxido de carbono y gases 178

189 Henry Antonio Mendiburu Díaz invernaderos por parte de los países industrializados, basándose en cronogramas y metas de acción. Convenio sobre biodiversidad: Busca la conservación y utilización de manera sostenible de los recursos naturales, obliga a los países a adoptar medidas y elaborar programas para garantizar el uso sostenible. Acuerdo sobre desertificación: Muestra a la desertificación como un problema de todos, se basa en la cooperación internacional para ayudar a las víctimas de la desertificación y las sequías, mejorar cultivos, y mejorar los recursos hidrológicos. La declaración sobre bosques: Sirve como guía y referencia para materia de conservación, protección y desarrollo de los bosques, su objetivo fundamental es la reforestación de los bosques Evolución de la Legislación Ambiental Peruana La Constitución Política del Perú, dicta el marco normativo para los conceptos de carácter medioambiental y ecológico, habiendo asignado al Estado la tarea de velar por el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales. El cumplimiento de esta tarea se desliga al correspondiente ministerio del sector en cuestión, así como a las instituciones y organismos creados por tal motivo. El desarrollo de la normativa ambiental en el Perú, se ve influenciado por acuerdos internacionales y por el desarrollo urbano e industrial interno, dado por un orden cronológico ( ) se puede considerar los siguientes puntos: 1958 Programa para el desarrollo forestal del Perú 1960 Reglamento de desagües industriales 1969 Ley general de aguas y reglamentación ulterior 1972 Conferencia de Estocolmo 1975 Ley forestal y de fauna silvestre 1977 Convenio CITES 1978 Ley de comunidades nativas y de desarrollo agrario de las regiones de la selva y ceja de selva 1979 Constitución Política del Perú (Art.118 ) 1980 Estrategia mundial para la conservación (PNUMA) 1985 Reglamento de acondicionamiento territorial, desarrollo urbano y medio ambiente 1987 Informe Brutland (CMMAD) 1989 Convocatoria para la estrategia nacional de la conservación; cinturón ecológico para Lima Metropolitana 1989 Convenio de protección de la capa de ozono (Viena) 1990 Creación del sistema nacional de áreas protegidas 179

190 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 1990 Código del medio ambiente y los recursos naturales 1991 Ley marco para el crecimiento de la inversión privada Conferencia: Cuidar la tierra, estrategia para el desarrollo 1991 (PNUMA, UICN, WWF). Nuestra propia agenda (para América Latina y El Caribe) Declaración de Río. Convenio sobre diversidad biológica y 1992 cambio climático. La agenda 21 y el Fondo mundial del ambiente. (ONU Río de Janeiro) 1993 Constitución Política del Perú (Art ) Convenio: Diversidad biológica y marco de cambio 1993 climático. Reglamentación ambiental de las actividades mineras y metalúrgicas 1994 Reglamento ambiental de las actividades eléctricas 1994 Ley de creación del Consejo Nacional del Medio Ambiente 1995 Ley de tierras. Reglamento de hidrocarburos. Convenio de maderas tropicales. Convenio sobre desertización Reglamento ambiental de la actividad de hidrocarburos. Ley para denuncias por delitos ambientales. Acceso a 1996 recursos genéticos. Ley de actividades marítimas, fluviales y lacustres. Aprovechamiento sostenible de recursos naturales. Ley de áreas naturales protegidas. Ley general de salud. Ley sobre conservación y aprovechamiento de la diversidad biológica. Reglamento de organización y funciones del 1997 CONAM. Marco estructural de gestión ambiental. Casos de aprobación previa del INRENA. Procedimiento para opinión del INRENA en temas ambientales. Ley de recursos geotérmicos. Manejo integrado para el control de plagas. Reglamento para la actividad industrial manufacturera Ley de regulación de concesiones mineras en áreas urbanas y de expansión urbana Estrategia nacional de ANPs. Ley de prevención de riesgos derivados del uso de la biotecnología Reglamento de residuos sólidos. Ley general de semillas. Ley del sistema nacional de EIA. Estrategia nacional de 2001 diversidad biológica. Reglamentos de la ley del CONAM, ley sobre diversidad biológica, ley general de semillas, ley de áreas naturales protegidas Normas Generales de la Legislación Peruana Constitución Política del Perú (1993) El capítulo II del Título III, contiene normas referidas al medioambiente y los recursos naturales: 180

191 Henry Antonio Mendiburu Díaz Art.66 : Los recursos naturales son patrimonio de la Nación, el Estado es el soberano de su aprovechamiento, y por medio de la ley se fijan las condiciones de su utilización por particulares. Art.67 : El Estado determina la política ambiental, y promueve el uso sostenible de los recursos naturales. Art.68 : Obligación del Estado de promover la diversidad biológica, protección y conservación de áreas naturales. Art.69 : El Estado promoverá el desarrollo sostenible de la Amazonía. Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales DL N 613 (1990) Esta norma constituye el marco que rige la conducta y el comportamiento tanto de autoridades como de empresarios y ciudadanos. Deja abierta la necesidad de expandir la normativa de manera más específica, dando las pautas y claves para el desarrollo de esta. Principales alcances: Esta norma prevalece sobre cualquier otra contraria a la defensa del medioambiente y los recursos naturales. El Estado debe prevenir y controlar la contaminación ambiental, y evitar la depredación de los recursos naturales. Los costos de prevención, vigilancia, recuperación, y compensación, son asumidos por el causante de daño. Los Estudios de Impacto Ambiental deberán tener la descripción de la actividad, los efectos, y las medidas correctivas. Está prohibido la descarga de sustancias contaminantes, verter o emitir residuos sólidos, líquidos, o gaseosos, que degraden la calidad del medioambiente. La autoridad ambiental esta facultado para inspeccionar locales, exigir información, y disponer de la fuerza pública. Se protege los diversos ecosistemas a través de un Sistema de Áreas Naturales Protegidas. El costo de construcción y operación debe incluir el costo de prevención y protección ambiental. El uso de la propiedad debe ser acorde al de la zona. El Estado fija el destino de las aguas residuales, fijando zonas prohibidas para descargar aguas residuales. Las industrias podrán descargar sus efluentes al sistema de alcantarillado, solo con la autorización de la autoridad. Toda violación de las normas de este Código serán sancionadas por la autoridad competente, estas sanciones pueden ser: multa (entre 0,5 y 600 UIT); prohibición o restricción de la actividad; clausura temporal o definitiva del local donde se desarrolla la actividad; decomiso de objetos, instrumentos, y artefactos empleados en la actividad; imposición de obligaciones compensatorias. 181

192 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Código Penal DL N 635 (1991) El Código Penal del Perú a través del Título XIII, regula los delitos contra la ecología, los recursos naturales, y el medioambiente. Considera delitos contra la ecología a los siguientes: Contaminar el medioambiente vertiendo residuos sólidos, líquidos, o gaseosos, por encima de los límites permitidos. Depositar, comercializar, o verter desechos industriales o domésticos en lugares no autorizados, o sin cumplir con las normas sanitarias y ambientales. Ingresar ilegalmente al territorio nacional residuos o desechos que creen un riesgo para el equilibrio ambiental. El juez puede ordenar la suspensión de la actividad infractora. Reglamento de Desagües Industriales DS N ASPEE (1960) Mediante esta norma se establecen los límites máximos admisibles en los parámetros de los residuos industriales vertidos en las redes de desagües públicas. Así tenemos: Temperatura 35 Caudal 250 lt/día Sólidos sedimentables 1000 ppm Grasas 8,5 ml/lt/h ph 5 hasta 8,5 Ignición de sustancias inflamables 90 Concentración de sustancias inflamables 1gr/lt Ley General de Aguas. Ley N (1969) El concepto de aguas, abarca las aguas marítimas, terrestres, y atmosféricas, del territorio y espacios nacionales. Principales alcances ambientales: Nadie podrá variar el régimen, naturaleza, o calidad de las aguas, sin la correspondiente autorización. Prohíbe verter o emitir cualquier residuo que pueda contaminar las aguas, puedan causar daño a la salud humana o al normal desarrollo de la flora y fauna, o puedan comprometer su empleo para otros usos. Si la contaminación fuese inevitable, se podrá llegar hasta la revocación del uso de las aguas y la prohibición o restricción de la actividad dañina. La autoridad sanitaria establecerá las concentraciones límites permisibles para sustancias nocivas, que podrá contener el agua. Posteriormente esta Ley fue fortalecida por el DS N AG, que amplia el Reglamento de esta Ley en los Títulos I, II, y III, dándole normas más específicas y claras. 182

193 Henry Antonio Mendiburu Díaz Ley Marco para el Crecimiento de la Inversión Privada DL N 757 (1991) Esta norma dedica el Título VI a la seguridad jurídica en la conservación del medio ambiente. Establece cuales son las autoridades competentes en materia ambiental, así como las principales atribuciones de estas. Principales alcances: Establece que las autoridades sectoriales competentes son los encargados de fiscalizar la actividad ambiental de su sector. En caso de que una empresa desarrolla actividades en varios sectores, la autoridad competente será aquella perteneciente a la actividad que genere mayores ingresos brutos anuales a la empresa. La autoridad sectorial debe proponer al CONAM los requisitos para la elaboración de los estudios de impacto ambiental, trámite de aprobación, y demás normas referidas a los estudios de impacto ambiental. Las autoridades sectoriales, con conocimiento de CONAM pueden disponer que se lleve a cabo procedimientos que hagan desaparecer el riego, así como medidas que limiten el desarrollo de las actividades que generen peligro. Ley del Consejo Nacional del Medio Ambiente - CONAM Ley N (1994) A través de esta norma se crea el CONAM, que es un organismo descentralizado rector de la política nacional ambiental, su finalidad es planificar, promover, coordinar, y velar por el ambiente y el patrimonio natural de la nación, depende la Presidencia del Consejo de Ministros. Además está facultado para formular la política nacional en materia ambiental. Principales funciones: Coordinar y concertar las acciones de cada sector, y de los gobiernos regionales y central, en asuntos ambientales. Establecer criterios y fijar límites permisibles de calidad. Establecer criterios generales para la elaboración de EIA. Resolver en última instancia asuntos medioambientales. Proponer proyectos de normatividad sobre la materia. Norma para formalizar denuncias penales por infracción contra la Legislación Ambiental. Ley N (1996) Esta norma determina que la formalización de denuncias requerirá la opinión fundamentada y por escrito de las autoridades sectoriales competentes. Esta norma está destinada a impedir que se presenten denuncias injustificadas contra empresas. Si el titular de la actividad productiva contara con un PAMA (Programa de Adecuación y Manejo Ambiental) o con un EIA (Estudio de Impacto Ambiental), solo procede el inicio de la acción penal cuando se infrinja la legislación por la no ejecución de las pautas contenidas en dicho programa o dicho estudio. 183

194 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Reglamento de la Organización y Funciones del CONAM DS N PCM (1997) Esta norma determina el reglamento que rige las actividades del Consejo Nacional del Medio Ambiente. Principales alcances: Es el organismo rector de la política nacional ambiental. El CONAM formula el Plan Nacional de Acción Ambiental, y elabora anualmente el Informe Nacional sobre el estado del medioambiente en el Perú. Está facultado para dictar normas sobre política ambiental. Determina las funciones principales y los mecanismos para que pueda cumplir con esas funciones Determina el organigrama de composición, las funciones y atribuciones de cada directivo. Establece las disposiciones necesarias para establecer el arbitraje ambiental. Marco Estructural de Gestión Ambiental (MEGA) Decreto N CD/CONAM (1997) El MEGA tiene como objetivo garantizar el proceso de coordinación intersectorial entre entidades y dependencias públicas que posean competencias ambientales en los diferentes niveles de gobierno, y administrar conflictos, vacíos de competencia, fortalecer la capacidad de gestión ambiental en el sector público, y la concertación con el sector privado y la sociedad civil. Establecen casos de aprobación previa del INRENA DS N PCM, DS N PCM (1997) Este dispositivo establece los casos en que la aprobación de los Estudios de Impacto Ambiental y Programas de Adecuación y Manejo Ambiental, requerirán opinión previa del INRENA (Instituto Nacional de Recursos Naturales). Considera actividades y/o acciones que modifican el estado natural de los recursos naturales a: Alteración en el flujo y/o calidad de las aguas. Represamiento y canalización de cursos de agua. Remoción del suelo y de la vegetación. Alteración del hábitat de la fauna silvestre. Uso del suelo para el depósito de materiales no utilizables. Desestabilización de taludes. Alteración de fajas marginales ribereñas. El DS N PCM, establece los procedimientos para la opinión del INRENA sobre temas ambientales. Aprovechamiento Sostenible de los Recursos Naturales Ley N (1997) Esta norma regula el régimen de aprovechamiento sostenible de los recursos naturales, estableciendo las condiciones y modalidades de su 184

195 Henry Antonio Mendiburu Díaz otorgamiento a particulares. Busca establecer un marco adecuado para el fomento de la inversión. La norma define como recurso natural a todo componente de la naturaleza susceptible de ser aprovechado por el ser humano. Establece que los frutos y productos de los recursos naturales son de dominio de los titulares. Se prevé la expedición de leyes de aprovechamiento de los recursos naturales, procedimientos, instancias para solución de controversias. Establece las obligaciones del titular de la explotación de los recursos naturales. Ley de Áreas Naturales Protegidas. Ley N (1997) Esta norma rige el ámbito administrativo y operativo destinado a definir las áreas naturales protegidas, su zonificación, gestión, regulación, y aprovechamiento sostenido; estas áreas son definidas como espacios continentales o marítimos del territorio nacional, destinados a conservar la diversidad biológica y a contribuir al desarrollo sostenible del país; estas áreas pueden ser parques nacionales, santuarios, bosques. Reconoce también la participación privada en la gestión de estas zonas, a fin de aprovechar los recursos del sector, ejecutar proyectos o programas de investigación y desarrollo. Define al INRENA como el ente rector del SINANPE (Sistema Nacional de Áreas Protegidas), y le atribuye las funciones de definir la política nacional para el desarrollo de estas zonas. El SINANPE aprobará un Plan Maestro para cada zona, el cual constituirá el documento de planificación y definirá la zonificación, estrategias, y políticas para la gestión de la zona. Ley sobre la Conservación y Aprovechamiento Sostenible de la Diversidad Biológica. Ley N (1997) Esta norma promueve la conservación y la utilización sostenible de la diversidad biológica, promueve además: Promueve la conservación de ecosistemas, especies, genes y procesos ecológicos. Promoción de la educación y el intercambio de información. Promoción de mecanismos de conservación ambiental Promoción de ecosistemas naturales y tierras de cultivo. Prevención de la contaminación y degradación de los ecosistemas, así como rehabilitación y restauración de estos. Promueve la adopción de tecnologías limpias. Promoción de esfuerzos conjuntos del sector público y privado. Establece la constitución de la Estrategia Nacional de de Diversidad Biológica. En caso de recursos genéticos, el acceso se establecerá mediante norma expresa. 185

196 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL También determina las situaciones en las que se limitará parcial o totalmente el acceso a dichos recursos. Ley General de Salud. Ley N (1997) En su Capítulo VIII contiene normas referidas a la Protección del Ambiente para la Salud. Define el ejercicio competente de la autoridad de salud. Precisa al Estado y a las personas naturales y jurídicas, como responsables de la protección ambiental. Denota que la autoridad de salud debe intervenir dictando medidas a fin de minimizar y controlar los riegos para la salud. Otros dispositivos legales: Ley N (1996). Ley de control y vigilancia de las actividades marítimas, fluviales, y lacustres. Resolución Directoral N DCG (1997). Regula el concepto de contaminación del mar, y los criterios para su identificación. Ley N (1998). Ley que modifica el Código del Medio Ambiente y de los Recursos Naturales, elevándose al tope máximo de las multas aplicables por infracción de las normas ambientales Normas Sectoriales de la Legislación Peruana La normativa peruana es amplia y variada, pero dentro de los sectores productivos más representativos podemos distinguir ciertas normas debido a su importancia, así tenemos: Sector Agrario: Resolución Ministerial N AG (1994) Aprueban relación de empresas e instituciones calificadas para realizar estudios de impacto ambiental en el sector agrario. Enumera la lista de empresas acreditadas para realizar los estudios de impacto ambiental. Resolución Jefatural N INRENA (1995) Guía para la formulación de términos de referencia de estudios de impacto ambiental en el sector agrario. Especifica los términos de referencia, descripción de un proyecto, plazos para la ejecución, y contenido de un estudio de impacto ambiental Sector Energía: Ley N (1996) Ley del Organismo Supervisor de la Inversión en Energía (OSINERG). Comprende la ley de creación y las funciones del organismo. 186

197 Henry Antonio Mendiburu Díaz Decreto Supremo N EM (1997) Reglamento de la Ley del Organismo Supervisor de la Inversión en Energía Especifica que le compete fiscalizar el cumplimiento de las normas contenidas en el Código del Medio Ambiente. Sectores Energía y Minería: Resolución Ministerial N EM/SG (1996) Aprueban reglamento de participación ciudadana mediante el procedimiento de audiencias públicas en el trámite de aprobación de estudios de impacto ambiental. Describe el procedimiento a seguir para la realización de una audiencia pública referente a la evaluación de un estudio de impacto ambiental. Sector Eléctrico: Decreto Supremo N EM (1994) Aprueban reglamento de protección ambiental en las actividades eléctricas. Contiene la normativa referida a las obligaciones de los proyectistas solicitantes de concesiones y autorizaciones, así como las responsabilidades y funciones de los organismos competentes, como es la Dirección General de Electricidad. Resolución Directoral N EM/DGAA (1997) Aprueban niveles máximos permisibles para efluentes líquidos producto de las actividades de generación, transmisión, y distribución de energía eléctrica. Contiene los estándares a ser aplicados por los inversionistas en el desarrollo de sus proyectos, así como la exigencia de establecer en el estudio de impacto ambiental y en las políticas medioambientales, puntos de control y medición para cada uno de estos efluentes, o flujos descargados al ambiente. Ley N (1997) Ley que establece la obligación de presentar un estudio de impacto ambiental en los casos de actividades de generación termoeléctrica cuya potencia instalada supere los 10 MW. Sector Hidrocarburos: Decreto Supremo N EM (1993) Reglamento de protección ambiental para las actividades de hidrocarburos. 187

198 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Designa a la Dirección General de Hidrocarburos del Ministerio de Energía y Minas para velar por el cumplimiento de las normas aplicables al sector. Contiene la normativa que rige las actividades de los proyectistas, entre otros temas exige la presentación de un estudio de impacto ambiental y dicta las pautas para su elaboración. Determina las obligaciones y deberes a los que se comprometen los proyectistas a fin de evitar la contaminación, así mismo advierte que el incumplimiento de la norma acarreará una sanción. Resolución Directoral N EM/DGAA (1996) Aprueban los niveles máximos permisibles para efluentes líquidos producto de actividades de explotación y comercialización de hidrocarburos líquidos y sus derivados. Contiene la descripción de los estándares de calidad permisibles para el desarrollo de la actividad, comprendiendo las operaciones de exploración, explotación, transporte, refinación, procesamiento, almacenamiento, y comercialización. Sector Minero Metalúrgico: Decreto Supremo N EM (1993) Reglamento para la protección ambiental en la actividad minera y metalúrgica Establece la autoridad del sector en el Ministerio de Energía y Minas, y particularmente en la Dirección General de Minería Denota las obligaciones y deberes del titular de la actividad minero metalúrgica, entre ellas la de presentar un estudio de impacto ambiental. A su vez se establece los plazos y objetivos que deben buscar los estudios y políticas ambientales del titular. También fija la realización de auditorías ambientales en los centros productivos, y las correspondientes sanciones de encontrarse incumplimientos al presente reglamento. Resolución Ministerial N EM/VMM (1996) Aprueban los niveles máximos permisibles para efluentes líquidos minero metalúrgicos. Contiene los estándares de calidad de los residuos líquidos. Considera a los efluentes como residuos provenientes de cualquier labor, excavación, o trabajo efectuado en el terreno, de depósito de relaves, de concentradoras, plantas de tostación, fundición, y refinerías. Resolución Ministerial N EM/VMM (1996) Aprueban niveles máximos permisibles de elementos y compuestos presentes en emisiones gaseosas provenientes de las unidades minero metalúrgicos. 188

199 Henry Antonio Mendiburu Díaz Mediante esta norma se aprueban los niveles máximos de anhídrido sulfuroso, partículas, plomo, y arsénico, permitidos en las emisiones gaseosas de los procesos. Resolución Ministerial N EM/VMM (1997) Aprueban modelo de contrato de estabilidad administrativa ambiental para la actividad minero metalúrgica. Mediante esta norma se aprueba el Modelo de contrato de estabilidad administrativa ambiental en base al programa de adecuación y manejo ambiental (PAMA). Las empresas pueden presentar sus contratos, los cuales tienen caracteres de convenio de adhesión y son aprobados por el Ministerio de Energía y Minas mediante Resolución Ministerial. Así mismo describe las características del modelo, los plazos, y pasos a seguir para su aprobación. Sector Manufactura: Decreto Supremo N ITINCI (1997) Aprueban reglamento de protección ambiental para el desarrollo de las actividades de la industria manufacturera. Los principales alcances de esta norma son: la prevención de la gestión ambiental, establecer mecanismos de participación del sector productivo peruano, creación y mantenimiento de información técnica, facilitación de la coordinación intersectorial, promover el reciclaje. Estable también las obligaciones y funciones de la autoridad competente, siendo esta el Ministerio de Industria. Así como las obligaciones y deberes de los titulares de las actividades, estableciendo responsabilidades, plazos, contenidos de los estudios y planes, además de las sanciones. Decreto Supremo N ITINCI (2001) Régimen de sanciones e incentivos del reglamento de protección ambiental para el desarrollo de actividades en la industria manufacturera. Sector Saneamiento: Decreto Supremo N SA (2001) Reglamento sanitario para las actividades de saneamiento ambiental en viviendas y establecimientos comerciales, industriales, y de servicios. Señala la necesidad de realizar inspecciones sanitarias, especificando los requisitos, acreditación y facultades de los inspectores. También expresa las acciones que constituyen infracción a la norma 189

200 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Sector Pesquero: Decreto Ley N (1992) Ley General de Pesca Señala dentro del marco regulador de la actividad pesquera, velar por la protección y prevención del medioambiente. Denota también ciertas provisiones a actividades que pueden generar contaminación y/o daño. Decreto Supremo N PE (1994) Reglamento de la Ley General de Pesca Contiene en su Título VIII, la normativa sobre la protección ambiental, indicando a los responsables, así como las obligaciones devengadas de dichas responsabilidades. Señala la obligación de presentar un estudio de impacto ambiental como requisito previo al desarrollo de la actividad, y un programa de adecuación y manejo ambiental para aquellos que ya se encuentren desarrollando la actividad. Resolución Ministerial N PE (1994) Aprueban los términos de referencia para la elaboración de estudios de impacto ambiental en el sector pesquero Esta referido al contenido que debe tener el estudio de impacto ambiental, además de la descripción los términos usados comúnmente. Resolución Ministerial N PE (1994) Aprueban los lineamientos para la elaboración de estudios de impacto ambiental y programas de adecuación y manejo ambiental para la actividad de acuicultura Resolución Ministerial N PE (1994) Aprueban los lineamientos para la elaboración del programa de adecuación y manejo ambiental de procesamiento pesquero Decreto Supremo N PE (1994) Modifican artículo del Reglamento de la Ley General de Pesca Se modifica el artículo referido a la necesidad de contar con una dependencia técnica normativa para evaluar los EIA y PAMA, dejando sin efecto a la Comisión Especial Permanente para la Protección Ambiental (creada por RM N PE) Resolución Ministerial N PE (1995) Establecen un sistema de evaluación y calificación de estudios de impacto ambiental Resolución Ministerial N PE (1996) 190

201 Henry Antonio Mendiburu Díaz Aprueban normas complementarias para la aplicación del Título VIII del Reglamento General de Pesquería relativas a la protección del medioambiente. Tiene por finalidad complementar la normativa en lo concerniente a su cumplimiento por parte de los responsables de las emisiones y de los vertimientos de desechos al medio marítimo. Se establecen las acciones consideradas infracciones. También deja en suspenso la Resolución Ministerial N PE, la cual fija los límites permisibles de emisión para la actividad pesquera de consumo humano indirecto. Resolución Ministerial N PE (1997) Disponen que la autoridad competente en materia ambiental en el ámbito pesquero sea el Ministerio de Pesquería También se establece como instancias de coordinación a la Dirección de Medio Ambiente, Dirección Nacional de Extracción, Dirección Nacional de Procesamiento Pesquero, Dirección Nacional de Acuicultura, Comisión de Sanciones, y La Alta Dirección. Resolución Ministerial N PE (1997) Protocolo de monitoreo de efluentes de la industria pesquera Mediante esta norma se aprueba el protocolo de efluentes de la industria pesquera de consumo humano indirecto: efluentes generados por las plantas evaporadoras de agua de cola, y efluentes generados en el agua de bombeo Convenios Internacionales en la Legislación Peruana A continuación se muestra una relación de los principales convenios internacionales suscritos por el Perú Norma DS N 02 (1958) DL N (1973) DL N DL N DL N Descripción Programa cooperativo para el desarrollo forestal del Perú Convenio sobre la fijación de fósforo en algunos suelos del Perú. Correlación entre los diversos métodos químicos de determinación de fósforo con el desarrollo de las plantas Convenio para la colaboración en el proyecto de desarrollo pesquero entre Perú y la URSS Acuerdo para la conservación de la flora y fauna de los territorios amazónicos de la República del Perú y la República Federal del Brasil Tratado de cooperación amazónica 191

202 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Ley (1980) Ley (1980) DL N Ley (1980) Ley RS RE (1987) Ley (1988) Ley (1988) Ley (1989) RLeg (1991) Ley (1992) Ley (1993) RLeg (1993) Ley (1993) Ley (1993) RS RE (1994) Ley (1995) Aprueban protocolos para prevenir la contaminación por los buques Convenio internacional para prevenir la contaminación por buques Acuerdo para la conservación de la flora y fauna de los territorios amazónicos de Perú y Colombia Convención de responsabilidad civil por daños nucleares Adhesión del Perú a la convención sobre el comercio para la protección del patrimonio mundial, cultural, y natural Protocolo que enmienda el convenio sobre responsabilidad civil por contaminación por hidrocarburos Convenio para la protección del medio ambiente marino y la zona costera del Pacífico sudeste Convenio de Viena para la protección de la capa de ozono Convención sobre la conservación de recursos vivos marinos Convenio internacional relativo a humedales de importancia internacional Protocolo al Tratado Antártico sobre protección del medioambiente Protocolo de Montreal relativo a sustancias que agotan la capa de ozono Convenio sobre diversidad biológica Convención marco de las Naciones Unidas sobre cambio climático Convenio de Basilea Convenio internacional de las maderas tropicales Convención de las Naciones Unidas sobre la lucha contra la desertificación, en particular en África Legislación Ambiental en Latinoamérica Para todas las naciones, la Constitución Política representa el dispositivo legal fundamental y base para el desarrollo de la demás normativa, entre los años 1970 y 1980 las Constituciones recogían la idea de que es deber del Estado proteger ciertos componentes específicos del medio 192

203 Henry Antonio Mendiburu Díaz ambiente, como por ejemplo la protección de la flora y fauna, protección del mar, establecimiento de áreas protegidas, etc. Posteriormente en los años 80 se introdujo el concepto de daño ambiental en las Constituciones, así como las conductas y actividades permitidas o no, según su grado de afección al equilibrio ambiental. La legislación latinoamericana expande su normativa a través de Códigos, Leyes Generales, o Leyes Marco, así tenemos: País Año Norma Bolivia 1992 Ley General del Medio Ambiente Brasil 1981 Ley de Política Nacional del Medio Ambiente Colombia 1974 Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y Protección al Medio Ambiente Costa Rica 1996 Ley Orgánica del Ambiente Cuba 1981 Ley de Protección del Medio Ambiente y el Uso Racional de los Recursos Naturales Chile 1994 Bases Generales del Medio Ambiente El Salvador 1998 Ley del Medio Ambiente Ecuador 1976 Ley para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental Guatemala 1986 Ley para la Protección y Mejoramiento del Medio Ambiente Honduras 1993 Ley General del Ambiente México 1988 Ley General del Equilibrio Ecológico y al Protección al Ambiente Nicaragua 1996 Ley General del Medio Ambiente y los Recursos Naturales Panamá 1998 Ley General del Ambiente Perú 1990 Código del Medio Ambiente y los Recursos Naturales Rep. Dominicana 2000 Ley General sobre Medio Ambiente y Recursos Naturales Uruguay 2000 Ley General de Protección Ambiental Venezuela 1976 Ley Orgánica del Ambiente Otro elemento común en Latinoamérica ha sido la creación de Organismos Públicos de gestión ambiental, originalmente y hasta los años 90 estos han dependido de un Ministerio o de otro Organismo o Institución Superior, salvo algunas excepciones, así tenemos: País Año Norma Argentina 1987 Comisión Nacional de Política Ambiental Bolivia 1986 Comisión de Medio Ambiente y Recursos Naturales Brasil 1990 Comisión Nacional de Medio Ambiente Colombia 1968 Instituto de Desarrollo de los Recursos 193

204 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Naturales Renovables y del Ambiente Costa Rica Ministerio de Recursos Naturales, Energía y Minería Cuba 1976 Comisión Nacional de Protección del Medio Ambiente y el Uso Racional de los Recursos Naturales Chile 1990 Comisión Nacional de Medio Ambiente El Salvador 1990 Comisión Nacional del Medio Ambiente Ecuador 1990 Departamento de Medio Ambiente del Consejo Nacional de Desarrollo Guatemala 1986 Comisión Nacional del Medio Ambiente Haití Dirección General de Ordenamiento del territorio y Protección al Ambiente Honduras 1990 Comisión Nacional de Medio Ambiente y Desarrollo Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología Comisión Nacional de Ecología México Nicaragua 1990 Comisión Nacional del Ambiente y Ordenamiento Territorial Panamá 1985 Comisión Nacional del Medio Ambiente Paraguay Subsecretaría de Medio Ambiente del Ministerio de Agricultura y Ganadería Perú Oficina Nacional de Evaluación de Recursos Naturales 1987 Comisión Nacional el Medio Ambiente Rep. Dominicana Uruguay 1973 Instituto de Preservación del Medio Ambiente Venezuela 1976 Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales Posteriormente los países fueron dándole mayor autonomía y poder a sus Organismos, hasta constituirse en Ministerios y Secretarías independientes de otras Instituciones y/o Organismos, con ciertas excepciones que cuentan con Organismos dependientes de otro superior. Estas nuevas Instituciones tienen que enfrentar la carga de gestión ambiental de todos los sectores de la actividad productiva industrial y social. Así tenemos: País Año Norma Argentina 1999 Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente Bolivia 1993 Ministerio de Desarrollo Sostenible y Planificación Brasil 1992 Ministerio de Medio Ambiente Colombia 1993 Ministerio del Medio Ambiente Costa Rica 1995 Ministerio del Ambiente y Energía Cuba 1994 Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio 194

205 Henry Antonio Mendiburu Díaz Ambiente Chile 1990 Comisión Nacional del Medio Ambiente El Salvador 1998 Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales Ecuador 1996 Ministerio del Ambiente Guatemala 1999 Ministerio del Ambiente y Recursos Naturales Haití 1995 Ministerio de Medio Ambiente Honduras 1997 Secretaría de Recursos Naturales y Ambiente México 2000 Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales Nicaragua 1994 Ministerio del Ambiente y Recursos Naturales Panamá 1998 Autoridad Nacional del Ambiente Paraguay 2000 Secretaría del Ambiente Perú 1994 Consejo Nacional del Ambiente Rep. Dominicana 2000 Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales Uruguay 1990 Ministerio de Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente Venezuela 1976 Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales Otro punto en común de la normativa latinoamericana es la cooperación de la gestión ambiental nacional con la gestión ambiental local, llevada a cabo por los municipios y autoridades regionales. Este proceso de descentralización se hace más fuerte conforme se les atribuya mayores funciones a las autoridades locales, así como mayor capacidad técnica y logística. 4. NORMATIVA ISO Introducción a las Normas ISO Las normas tienen su origen luego de la Segunda Guerra Mundial, gracias a la conformación de la International Organization for Standardization, siendo una institución europea con sede en Ginebra, no afiliada a las Naciones Unidas ni a ninguna organización europea. Las normas establecidas son mayormente en materia técnica y/o científica. El sistema ISO en la actualidad, es un sistema internacional que está conformado por representantes de 120 países. Los países se encuentran representados por instituciones propias públicas o privadas, así por ejemplo el American National Standards Institute ANSI, es uno de los representantes de Estados Unidos. El Perú esta representado ante la ISO, por el Instituto 195

206 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (INDECOPI). Las labores de ISO son desempeñadas en comités técnicos establecidos por el Consejo de Administración Técnica (TMB), cada uno de estos comités va a encargarse de determinada área, basan su trabajo en los aportes hechos por los representantes y expertos de cada país u organización. Inicialmente las certificaciones se desarrollaron y emitían desde Europa, por lo cual el costo de certificación era elevado. En la actualidad, estos puntos de certificación se han diversificado, Brasil y Argentina brindan esta certificación en Sudamérica un segundo momento, por lo que los costos disminuyeron, beneficiando a los interesados, ya que los costos de pasajes y viáticos son menores. Estas normas no solo son válidas para el entorno medioambiental, puesto que existen muchas normas y especificaciones para diversos temas, conformando una base para manuales legislativos y normativos de las diversas actividades. Para el caso específico de las normas medioambientales se aplica la serie ISO Muchas de estas normas están siendo trabajadas y no están publicadas. Lo que propone la normativa ISO son estándares de amplia aceptación industrial, que se han llevado a la práctica y han tenido importantes resultados Normas ISO Medioambientales Las normas ISO tienen como propósito estandarizar sistemas de gestión ambiental que tengan pautas comunes y establece una forma de mecanismos para ayudar a resolver los problemas ambientales. Las normas ISO de la serie 14000, son un conjunto integrado que busca proporcionar una guía para el desarrollo de un sistema administrativo del medio ambiente, conjugado con la estandarización de herramientas de análisis ambiental, como son la clasificación y evaluación de los ciclos de vida. Estas normas cubren una serie de temas donde se incluye la administración ambiental, auditoría ambiental, evaluación del ciclo de vida, clasificación ambiental, desempeño ambiental, entre otros. Antes de las ISO aparecieron las ISO 9000 (año 1987), estas últimos trataban el tema de la calidad de los productos, siendo los documentos de requisito los siguientes: ISO 9001: Modelo de certificación de calidad en diseño y/o desarrollo, producción, instalación, y servicio. ISO 9002: Modelo de certificación de calidad en la producción e instalación. ISO 9003: Modelo de certificación de calidad en inspección final y prueba. 196

207 Henry Antonio Mendiburu Díaz Los buenos resultados que fueron obtenidos con las ISO 9000 animaron a la organización a idear nuevas normas en materia medioambiental (año 1991), tal es el caso que los documentos de requisito de la ISO 9000 tiene su equivalente en las ISO a través de un documento de especificación (ISO 14001) La normas ISO son de carácter voluntario, una país o institución puede adherirse o no, pero en los últimos años ciertas normas específicas (como la medioambiental) se esta volviendo de carácter obligatorio, puesto que las empresas las solicitan a sus proveedores, inclusive los usuarios previeren comprar los productos a quienes cuentan con la certificación, de modo tal que el no contar con la certificación excluiría a muchas empresas del mercado. Una forma de evaluar la adhesión a la aplicación de las normas de calidad ambientales en el mundo lo da una encuesta que realizó ISO (año 2001). La encuesta realizada por este organismo internacional nos dice que: el 32% de las empresas requiere a sus proveedores la certificación ISO (que es la única certificada que hay), el 14% de ellas lo hará entre el 2002 y 2005, y así sucesivamente. Vemos también que sólo el 15% decidió no hacer ningún requerimiento a proveedores. Estos números nos sugieren que la mayoría de empresas tiene un programa o proyecto de certificación ISO en mediano y largo plazo. La adopción de las normas ISO por parte de una empresa, aparte de contribuir a la mejora de la calidad ambiental, trae consigo beneficios individuales, puesto que permite que esta logre facilidades para comercializar sus productos y evita que competidores que tengan productos a menor precio a causa de una menor o ninguna inversión en gestión ambiental, puedan recibir barreras para entrar a ciertos mercados y comercializar sus productos. El sistema sugiere que la manera como una empresa cuida el medio ambiente se releja en las metas que espera alcanzar, por tanto los esfuerzos para alcanzar y establecer los estándares especificados involucran a todos los empleados de la empresa, además que tiene un efecto colateral hacia las demás empresas relacionadas, puesto que marca una pauta de ejemplo y liderazgo, que otros querrán adoptar e imitar. Al poner en marcha las normas, la empresa se involucra con su medio ambiente, y se hace consciente de la interrelación de sus actividades productivas con el desarrollo de las mismas desde un enfoque científico y tecnológico. La aplicación de la norma, aparte de la finalidad propia de la norma, tiene los siguientes puntos importantes dentro de la sociedad: Tiene un efecto positivo en la industria bancaria, puesto que las empresas requerirán hacer inversiones para poner en marcha la aplicación de la norma, por lo que necesitarán créditos bancarios. 197

208 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Existe una concientización en materia legislativa, es decir, que más gente estará preocupada por aprender las directivas y normativas acordes con la materia. Permite una familiarización de parte de la sociedad con el tema, puesto que aquellas empresas que cuenten con la certificación, de seguro lo anunciarán en comerciales, lo que llegará a la gente, permitiendo que esta se compenetre más con la materia medioambiental. Esta compenetración de la sociedad a su vez se extiende hacia el Estado, permitiendo que este establezca mecanismos y políticas propias para cada país, tratando de buscar soluciones más acordes con la realidad individual de cada zona. Brinda una estandarización de condiciones de producción, permitiendo el intercambio cultural de los profesionales y técnicos de diversos países, favoreciendo la cultura y el desarrollo de los países menos industrializados. Las empresas nuevas que quieren introducir sus productos, tienen en esta norma una herramienta de publicidad, puesto que el prestigio que da la acreditación de cualquier norma internacional, es suficiente para introducir el concepto de calidad propio del nuevo producto, en el consumidor. Las auditorías y reportes medioambientales son asistidos por estas normas, facilitando la adecuación, y el cumplimiento de metas y objetivos. Es importante destacar la distinción entre normas y guías. Una norma es la y la guía propone metodologías de trabajo y ejemplos. Básicamente se agrupan en dos paquetes: quienes evalúan la organización (14001) y quiénes evalúan el producto (evalúan todo el proceso productivo, todo el ciclo de vida) Cualquier declaración que realice una empresa sobre sí misma o sobre su producto, es una declaración ambiental. Esta declaración puede ser gráfica o verbal, un enunciado; puede además, estar en el frente de la empresa, en la televisión, en el rótulo del envase, etc. En relación con esto tenemos tres normas y un informe técnico. La primera norma es la de principios generales, y después vienen la que es la de declaraciones ambientales (etiquetado de tipo II), la (etiquetado de tipo I) y la (etiquetado de tipo III). El etiquetado de tipo I se refiere a un programa voluntario, que es certificado por una tercera parte. En el mundo, por ejemplo, hay alrededor de 30 programas de etiquetado ambiental de tipo I, y dicen que de tal tipo de producto, tal o cual tienen sello verde. Los etiquetados de tipo II son auto declaraciones ambientales informativas, donde el responsable de lo que dice es el mismo fabricante. Deben contener cuanto del producto es reciclado, o si se 198

209 Henry Antonio Mendiburu Díaz esta utilizando un producto ya reciclado, se debe manifestar cuanto es lo que esta recuperado. En cuanto al uso del producto (si tiene consumo reducido de energía, etc.). En cuanto a la disposición del producto (si es reciclable, recargable, si es para desarmar, etcétera). La norma también dice que si no hay un programa oficial de reciclado el producto no puede decir reciclable. Los etiquetados de tipo III son mucho más complejos ya que se basan en el análisis de un ciclo de vida del producto Conformación de la ISO La familia ISO esta conformada por 2 grupos fundamentales, conformando el sistema de administración ambiental: Las normas referentes a la evaluación de la organización Las normas referentes a la evaluación del producto Evaluación de la Organización. Las normas más importantes correspondientes a la evaluación de la organización, comprenden las siguientes áreas: Sistema de administración ambiental ISO 14001: Sistema de administración ambiental Especificación con guía de uso Contiene los elementos que deben ser implementados y satisfechos por la organización, deben ser puestos en marcha, documentados, y ejecutados de tal manera que un registrador independiente pueda conceder el registro basándose en la evidencia de la puesta en práctica por parte de la empresa. El cumplimiento de esta norma requiere el establecimiento de programas ambientales, lo cuales deben considerar los siguientes puntos: mejora continua, revisión administrativa, auditorías y acciones correctivas, implementación de programas de control ambiental, fijación de metas y objetivos en materia medioambiental, y un fuerte compromiso en el cumplimiento de las políticas ambientales, en resumen integra 5 conceptos: planificación, política, puesta en marcha, verificación y revisión, acción correctiva. Esta norma obliga a considerar opciones para la prevención de la contaminación, al diseñar nuevos productos o sistemas; esta prevención esta definida como el uso de procesos, prácticas, materiales o productos que eviten, reduzcan, o controlen la contaminación, o pueden incluir reciclado, tratamiento, cambios en procesos, mecanismos de control, uso eficiente de recursos, y sustitución de materiales 199

210 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL ISO 14004: Sistemas de administración ambiental Guías generales sobre principios, sistemas y técnicas de soporte Este documento incluye ayudas prácticas sobre temas como: revisión ambiental inicial, identificación de aspectos ambientales, evaluación de impactos ambientales asociados, criterios de desempeño interno, objetivos y metas, comunicación y reportes, entre otros. Auditoría ambiental ISO 14010: Guías para la auditoría ambiental Principios generales Define el concepto de auditoría como el proceso de verificación sistemático y documentado para obtener y evaluar objetivamente pruebas que determinan si las actividades ambientales especificadas, se ajustan a los criterios de auditoría, y comunicar los resultados de este proceso al cliente. Entre otros puntos establece que una auditoría debe tener como centro un tema claramente definido y documentado; además señala que los miembros del equipo auditor deben ser independientes de las actividades de la organización auditada. ISO : Guías para la auditoría ambiental Procedimientos de auditoría Parte1: Auditoría de sistemas de administración ambiental La ISO es aplicable a todos los tipos y tamaños de organizaciones. Esta norma brinda consejos para un correcto desarrollo de la actividad auditora; entre otros puntos, expresa que el plan de auditoría debe de ser revisado y aprobado por el cliente; los descubrimientos de la auditoría deben basarse en evidencias, las cuales deberán registrarse y documentarse; al recolectar pruebas el auditor esta autorizado a examinar documentos, actividades, y realizar entrevistas. ISO 14012: Guías para la auditoría ambiental Criterios de calificación para auditores ambientales de sistemas de administración ambiental Este documento trata el tema relacionado a la educación, capacitación científica y tecnológica, sumada a la experiencia con que deben contar los auditores, así como las calificaciones, requisitos y procedimientos para certificar a un auditor como tal. Por otro lado expresa que los auditores deben mantener un grado de competitividad mediante la continua actualización de sus conocimientos. Evaluación del desempeño ambiental ISO 14031: Guía para la evaluación del desempeño ambiental Este documento define el desempeño ambiental como los resultados de la administración de una organización, y los aspectos ambientales 200

211 Henry Antonio Mendiburu Díaz de sus actividades, productos y servicios. Este documento puede servir para comparar el desempeño de una organización con respecto a otra. Términos y definiciones (ISO 14050) Evaluación del Producto. Las normas más importantes correspondientes a la evaluación del producto, comprenden las siguientes áreas: Clasificación ambiental ISO 14020: Clasificación ambiental principios básicos para todas las clasificaciones ambientales Promueve un incremento en la información acerca del producto, permitiendo que el público se entere de las características relevantes del producto. ISO 14021: Clasificación ambiental autodeclaración de afirmaciones ambientales términos y definiciones El objetivo de esta norma es asegurar que la información en la etiqueta del producto sea exacta, verificable, y no engañosa. Con el objetivo de asegurar que la información no sea engañosa, las afirmaciones hechas en las etiquetas deben ser consideradas no triviales al analizar el producto en su totalidad. ISO 14022: Clasificación ambiental símbolos Esta norma presenta un conjunto de símbolos que pueden ser usados en la materia. ISO 14023: Clasificación ambiental metodologías de pruebas y ver ifica ción ISO 14024: Clasificación ambiental programas del practicante principios, guías, prácticas, y procedimientos de certificación de programas de criterio múltiples (tipo1) Esta norma busca conseguir que los programas de clasificación puedan seguir principios y protocolos establecidos por este documento. Evaluación de ciclo de vida ISO 14040: Evaluación del ciclo de vida principios y marco El objetivo de esta norma es propiciar un panorama claro de la práctica, aplicaciones y limitaciones de la evaluación del ciclo de vida a un conjunto de usuarios potenciales. El análisis de ciclo de vida 201

212 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL consiste de un proceso riguroso y científico utilizado para evaluar el impacto ambiental de todos los aspectos de un producto. ISO 14041: Evaluación de ciclo de vida análisis de metas y definiciones / ámbito e inventario El objetivo de esta norma consiste en describir los requerimientos y cronogramas para la preparación, conducción, y revisión del análisis de inventario del ciclo de vida. ISO 14042: Evaluación de ciclo de vida evaluación de impacto Brinda documentación y guías acerca de la evaluación del impacto ambiental. ISO 14043: Evaluación de ciclo de vida evaluación de mejoras Brinda una visión global del sistema dentro de un marco productivo, brindando una interpretación basada en que los problemas existentes pueden ser resueltos. Aspectos ambientales en las normas de productos ISO 14060: Guía para aspectos ambientales para las normas de productos Esta norma ayuda a los redactores de normas a insertar especificaciones (en normas de productos) indicando que estas pueden tener efectos positivos o negativos. Términos y definiciones (ISO 14050) 5. ECOLOGÍA INDUSTRIAL 5.1. Generalidades La producción industrial ha sido hace algún tiempo atrás una actividad que aportaba más beneficios que inconvenientes y sus agresiones ambientales eran tenidas por simples fenómenos aislados con repercusión apenas local. Sin embargo, el paradigma de la producción a coste ambiental nulo fue cuestionado y seriamente afectado debido a las modernas técnicas de producción masiva, que buscan generar ganancias propias antes de beneficiar el entorno natural; sumado a las últimas catástrofes mundiales o accidentes de envergadura global, han llevado a expresar la necesidad de una producción más limpia desde criterios de desarrollo sostenible, lo que significa aceptar el riesgo tecnológico y minimizarlo con la aplicación de estrategias y políticas de prevención, integrando los procesos, y aportando tecnologías de conservación, cuidado, y mantenimiento, con el fin de aumentar la eficiencia ecológica del sistema de producción y minimizar los riesgos para el ser humano y el entorno 202

213 Henry Antonio Mendiburu Díaz que engloba al medio ambiente. Al igual que en un ecosistema biológico, en un ecosistema industrial cada proceso y cadena de procesos debe ser vista como una parte dependiente e interrelacionada de un todo mayor. El objetivo fundamental perseguido por la producción industrial ecológica, consiste en la reestructuración de los medios y herramientas usados por los actuales sistemas productivos, esta reestructuración implica a su vez rediseñar el paisaje industrial y tecnológico, encaminado hacia la búsqueda de la similitud de la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas naturales, y de esta forma permitir la integración con el medio biótico y abiótico que rodea la industria. Casos prácticos de la búsqueda de esta integración se aprecian en las amplias áreas verdes con que cuentan las fábricas actuales, también se puede apreciar como las edificaciones buscan guardar una estética con el ambiente incorporando colores y detalles semejantes, otros optan por recubrir de espejos las paredes para mostrar la imagen del entorno. Dado que el objetivo fundamental es integrarse al ecosistema, y puesto que una integración que cause efectos negativos resultaría perjudicial, este objetivo se ve complementado por otro objetivo de carácter principal, como es el promover el desarrollo sostenible a nivel global, regional y local, y utilizar los medios posibles para permitir la estabilidad de los ecosistemas, todo esto brindándole calidad de vida al ser humano y al medio ambiente. En el camino hacia el cumplimiento de este objetivo, los procesos industriales deben procurar reducir los impactos ambientales, reducir los costos de producción, lograr una mayor eficiencia en el uso de las materias primas, incrementar la calidad de los productos finales, etc. En un ecosistema natural debido a la escasez de recursos, la naturaleza ha implementado medios para reutilizar los recursos, puesto que por ejemplo los nutrientes absorbidos por los vegetales son reutilizados por los herbívoros y estos a su vez por los carnívoros, y posteriormente son descompuestos por bacterias que recuperan los nutrientes y los reintroducen en el inicio de la cadena. Del mismo modo debe suceder en la ecología industrial, es decir debe buscar medios para maximizar la eficiencia de los procesos socio industriales a través de la reducción, la reutilización y el reciclaje. Las interrelaciones entre productores y consumidores son que determinan qué es utilizable y qué es desecho. Estas políticas benefician económicamente a las empresas, ya que la materia prima que es reutilizada y empleada en la producción, es más barata en comparación con la nueva, lo que supone un ingreso para quien la utilice; además la ecología industrial supone un ahorro en los costos por tratamiento de residuos, innovación de nuevas tecnologías, menores probabilidades de riesgos y accidentes, primas de seguros más económicas, etc. Por otra parte, también supone un valor añadido para el desarrollo de la calidad de vida en la zona puesto que la población se verá beneficiada, ya que el establecimiento de nuevas empresas atraídas por la compatibilidad de sus procesos con los 203

214 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL residuos generados, y/o demandados en el área, creará empleo neto para satisfacer las nuevas necesidades que surgen. Se crea un efecto de simbiosis industrial, que se refiere al intercambio de materiales y de energía entre empresas o fábricas localizadas cerca unas de otras, y que les permite compartir recursos que pueden ser desechos para algunos y materia prima para otros Producción más limpia El concepto de Producción más Limpia fue introducido por la Oficina de Industria y Medio Ambiente del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente en La producción más limpia es definida por el PNUMA como la "aplicación continua de una estrategia ambiental preventiva integrada aplicada a procesos, productos, y servicios para mejorar la eficiencia ecológica y reducir los riesgos para los humanos y el medio ambiente". Una producción limpia implica buscar métodos y tecnologías a fin de que los procesos productivos eviten contaminar el ambiente, el concepto de producción más limpia aporta criterios de desarrollo sostenible, principios y valores de responsabilidad, y describe las bases teóricas para desarrollos prácticos, frente a la necesidad social de fomentar la eficiencia ecológica de los sistemas de producción. El concepto surge de la percepción de que la actividad humana está causando cambios inaceptables en los sistemas básicos de soporte ambiental. Los procesos de producción más limpia se caracterizan por utilizan sólo materias renovables y reutilizables, además de utilizar eficientemente la energía, el agua, el suelo y otras materias primas, por otro lado no usan ni elaboran compuestos químicos tóxicos, evitando así la generación de residuos tóxicos. Muchas organizaciones en Estados Unidos y en Europa están viendo hacia el futuro y buscando estrategias de desarrollo para lograr el desarrollo sostenible, además se han desarrollado técnicas que ayudan a monitorear y analizar el desempeño de los sistemas de producción para entornos industriales y urbanos, constituyendo una forma de ahorrar dinero en costos energéticos y costos materiales, beneficiando a los empresarios. La implementación de una producción más limpia implica realizar un análisis de las cargas ambientales (efectos) de los procesos de producción y sus causas, además se debe contar con un inventario y evaluación de las opciones de mejoramiento para los procesos de producción. Debido a que la producción más limpia, involucra a menudo un cambio de actitudes, la gente necesita incentivos para trabajar hacia un enfoque integrado y sistemático de protección ambiental. Sin un compromiso claro, 204

215 Henry Antonio Mendiburu Díaz incluso escrito, por parte de la alta gerencia hacia el cambio en el sistema, el resto del personal no contribuirá efectivamente. Sin la participación de todos los trabajadores de la planta en todos los niveles, será muy difícil obtener buenos resultados. Se requiere del entrenamiento interno de los trabajadores, supervisores y administradores para identificar oportunidades de implantación de los sistemas. Se requiere gestionar los cambios tecnológicos, los cuales van a ser las modificaciones del proceso y del equipo para reducir los residuos, prioritariamente en el ciclo de producción. Estos cambios incluyen: cambios en los procesos de producción, cambios en los equipos, flujo de materiales o tuberías de conducción, uso de la automatización y cambios en las condiciones de operación de los procesos. Además se puede implementar un sistema de reciclaje in situ, lo que significa la reutilización dentro de una actividad productiva de desechos de otros procesos productivos, además se puede utilizar el material fuera de la actividad industrial, como insumo o materia prima para otra actividad industrial de otra industria. Por ejemplo el 40% del acero de los Estados Unidos se produce con acero reciclado. Desarrollo de la Producción más Limpia en la Región El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), ha elaborado un Reporte del Estado de la Producción más Limpia en América Latina y el Caribe. Este informe considera de que en los países más desarrollados como Argentina, Brasil, México y Uruguay, que están considerados como economías de ingreso medio-alto por el Banco Mundial, se ha notado que a pesar de que existen una gran cantidad de iniciativas y una fuerte conciencia ambiental relacionados con la producción más limpia, hay pocas políticas dedicadas exclusivamente a ella. Algunos estados brasileños, por ejemplo, han instituido sus propias políticas en producción más limpia. En cambio en países menos desarrollados como Bolivia, Guatemala, Ecuador, Perú, El Salvador, Colombia, J amaica, Costa Rica y Chile, que están considerados por el Banco Mundial como economías de ingreso medio a mediobajo, la variación en términos de políticas que alienten la producción más limpia es alta. En la mayoría de estos países no hay normas específicas escritas, pero existe una conciencia considerable acerca del concepto de producción más limpia y motivación para formalizarla como un nuevo instrumento de política ambiental en los países. Se han desarrollado iniciativas aisladas de producción más limpia en la región desde 1970, con algunas inversiones realizadas por sectores industriales específicos, el informe afirma que muchas de las industrias de la región han implementado sistemas de gestión ambiental, sustituciones de proceso y combustible y eliminación de las sustancias que destruyen el ozono. Se encontró que la producción más limpia era esencial para lograr la competitividad de los productos, la reducción de los costos de producción y la disminución del impacto ambiental, contribuyendo también a ganar 205

216 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL consumidores potenciales. Sin embargo, el sector financiero ha mostrado poco o ningún interés y compromiso en apoyar la producción más limpia. Las universidades también están jugando un papel muy importante en la difusión de la producción más limpia y conceptos similares en la región. Un elevado número de instituciones latinoamericanos y del caribe han provisto entrenamiento y han contribuido a brindar información acerca del tema y a proveer asistencia técnica. Del mismo modo las Organizaciones No Gubernamentales (ONGs) han colaborado a introducir estos conceptos, a través de su rol en la difusión de los conceptos de producción más limpia en la región. El siguiente cuadro, muestra un resumen de la información encontrada en los países incluidos en este reporte: Argentina Bolivia Brazil Chile Colombia Costa Rica Cuba Ecuador Salvador Guatemala J amaica México Nicaragua Perú Trini. y Tob. Uruguay Realización de proyectos demostrativos con la industria * ** ** ** * * - nd nd ** - ** ** ** * nd Provisión de información técnica en opciones de P+L ** ** ** ** - ** ** nd nd ** * ** ** ** ** nd Provisión de información en Metodologías evaluadoras de P+L Educación para incrementar la conciencia pública ambiental acerca de la P+L Promoción de recomendaciones para la política en P+L Desarrollo de material técnico en P+L Universidades y estudiantes técnicos en P+L Desarrollo de estudios de caso en P+L ** ** ** ** - * ** nd nd - - ** ** ** * nd ** ** ** * - * - nd nd - - ** ** - nd nd * ** ** - nd nd * * - - ** nd nd ** * - ** ** - ** nd nd ** * * * ** nd nd * * * * - - ** nd nd - - ** ** ** nd nd * * ** ** * - - nd nd - - * * ** nd nd ** = alto número de actividades Fuente: PNUMA * = bajo número de actividades = no realizada nd = no disponible 206

217 Henry Antonio Mendiburu Díaz 5.3. Diseño Industrial Las empresas pueden basar sus estrategias competitivas en políticas de reducción de costos, mejoras en la imagen, mejoras en la calidad del producto, mejoras en la seguridad de las instalaciones, también pueden desarrollar e implementar nuevas tecnologías, a fin de conseguir una mejor repartición del mercado. Sin embargo también puede implementar estrategias ecológicas, como por ejemplo: Una imagen de empresa y producto ecológico (marketing verde ) Reutilización y reciclaje de materia prima Prestación de servicios en materia medioambiental hacia terceros. Una forma de ahorrar recursos es la agrupación de las industrias en ciertas zonas donde sólo existan fábricas, de este modo toda la vecindad de fábricas pueden unir recursos para implementar una política medioambiental general de toda la zona. Por otro lado, el desarrollo de las bioindustrias favorece el retorno de los procesos industriales a como era en sus orígenes, reemplazando sustancias contaminantes por sustancias biodegradables. El diseño de los productos finales influye directamente sobre la tecnología y recursos a ser empleados en la producción de dicho bien, y por ende en los ciclos y mecanismos productivos de una fábrica. Un ejemplo de esta adecuación esta dado por la industria de la computación; como resultado del crecimiento de la demanda de las computadoras personales, y el posterior arrojo a la basura, empresas como IBM empieza a tomar diferentes acciones al respecto, por ejemplo están trabajando con las procesadoras de materiales para utilizar plásticos reciclables en sus productos, así mismo, está revisando su sistema de manufactura para eliminar todas las partes mecánicas de la computadora; actualmente todas las partes de las computadoras IBM están simplemente unidas, juntas; no hay tornillos, ni pines ni arandelas de metal. Uno de los puntos a seguir para el diseño de un sistema ecológico industrial es mejorar las conexiones entre los procesos industriales y los materiales utilizados; de este modo permite conocer cuál es el valor económico de los desechos; otra estrategia es desmaterializar los desechos industriales, mediante la reducción en el contenido de empaque de su producto También debe ser considerado, es lograr un buen uso energético, para lo cual se puede implementar sistemas de recuperación y de rehúso de subproductos como combustibles. Un ejemplo clásico sería capturar cualquier tipo de vapor o calor que se crea en un proceso industrial para generar poder eléctrico y enviarlo a otra parte de la planta. 207

218 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Otra estrategia esta dado por el lado de la manufactura, consistente en tomar productos orientados al consumidor que han sido utilizados, rehabilitarlos y revenderlos. Por ejemplo la compañía Xerox capta las fotocopiadoras viejas, para retroalimentarlas y venderlas. Esto es bastante rentable para las empresas porque los ahorros en términos de costos energéticos y de material son bastantes elevados, y para el medio ambiente se logra evitar la fabricación de nuevos plásticos y la posterior disposición de estos productos en los rellenos sanitarios Simbiosis Industrial La simbiosis industrial esta dado por la cooperación entre empresas del medio, donde los desechos de uno son aprovechados como materia prima para otros procesos productivos. Por ejemplo los complejos petroquímicos modernos intercambian desechos entre la refinería de los productos de petróleo y la fabricación de plásticos, muchas plantas de plásticos están ubicadas cerca de una refinería de petróleo, conectadas con tuberías para intercambiar el vapor de los procesos. Los procesadores de acero son también otro ejemplo, los cuales tienen un sistema muy bien desarrollado para el intercambio de energía y materiales. Existen ciertos impedimentos para que se pueda llevar a cabo estos planes de cooperación mutua, como pueden ser: Existen costos de transacción, muchas veces se trabaja con sustancias nocivas y tóxicas, por lo que su embalaje y transporte necesitará mayores recursos económicos, además por la normativa de ciertos países se tendrá que pagar impuestos, peajes, además de los altos seguros; todos estos factores representan costos que pueden hacer preferible eliminar los desechos antes de llevarlos a otra fábrica para su reutilización. Sin embargo se dará el caso que otros gobiernos no regulan tan duramente estas transacciones por lo beneficiarán las transacciones. Puede existir también una incompatibilidad técnica entre los productos o los procesos de producción y los riesgos de dependencia, es decir, que la empresa que recibe los desechos sería capaz de confiar en dichos productos para llevar a cabo sus cadena productiva sin perjudicar sus maquinarias, y sin afectar la calidad de sus bien final. Hay empresas que ven los desechos simplemente como eso, como desechos, y no están conscientes de la tecnología que existe para su aprovechamiento. Por otro lado la información juega un rol muy importante, puesto que va a servir de base para los análisis de confiabilidad, pero las empresas no pueden confiar sus datos y estadísticas de sus producción 208

219 Henry Antonio Mendiburu Díaz a otra empresa y mucho menos a su competencia, estas acciones los podrían sacar del mercado, por lo que cierta información se maneja en forma muy confidencial, impidiendo el progreso. Además el aprovechamiento de estos recursos no se anuncia en los periódicos, por lo que empresas interesadas en ciertos productos pueden desconocer la existencia de cierta empresa que se los puede comercializar. Un punto a favor esta dado por la alianza estratégica de las empresas, cuando dos a más empresas empiezan a confiar entre sí y eliminan las barreras antes descritas, hacen posible la cooperación y las relaciones bilaterales, permitiendo la existencia de integración tanto a nivel vertical como horizontal. A menudo se hace en empresas que tienen procesos continuos y que dependen unas de otras, por ejemplo una mina de hierro y una procesadora de acero A menudo las empresas son agrupadas dentro de las ciudades en zonas denominadas parques industriales favoreciendo la existencia de una menor distancia entre estas, reduciéndose de esta forma los costos por transacción, y la comunicación entre los directivos de las empresas. 6. ETICA Y CONCIENCIA AMBIETAL La ética es la ciencia o teoría que guía el comportamiento moral en base a un conjunto de principios, es decir, permite discernir entre el bien y el mal. La moral es la aplicación de estos principios éticos. A lo largo de la historia se han escrito muchas teorías en un intento por guiar el pensamiento hacia lo moralmente correcto. De estas teorías Andrews y Kemper (1992) recogieron cuatro, estas teorías son: Aristóteles ( ac): Ética de la media de oro. Consiste en que la mejor solución se consigue por la razón y la lógica, y es un compromiso (media de oro) entre dos extremos, uno por exceso y otro de deficiencia. John Locke ( ): Ética con base en derechos. Toda persona es libre e igual, y tiene derecho a la vida, salud, libertad, y posesiones (de esta manera se prohíbe la pena capital, cobro por servicios de salud, cárcel, impuestos). Immanuel Kant ( ): Ética con base en deberes. Toda persona tiene el deber de actuar de un modo tal que sea universalmente aceptable para todos, sin excepción (de esta manera todos serían honestos, bondadosos, generosos, y pacíficos). J ohn Stuart Mill ( ): Ética utilitaria. La mejor opción es la que produce el beneficio máximo para el mayor número de personas (implica la cuantificación de los beneficios). Todas estas teorías tienen puntos a favor y puntos en contra, eso básicamente a que no hay dos individuos iguales, y no hay forma de hacer que 209

220 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL dos individuos se pongan de acuerdo y piensen exactamente igual; además los derechos de una persona no pueden entrar en conflicto y afectar los derechos de los demás; tampoco los seres humanos están dispuestos a aceptar la aplicación universal de una regla ya que puede ser perjudicial y por eso es que constantemente la normativa jurídica de los Estados varía; por último no se puede dejar de lado a las masa minoritaria porque también tienen derecho a opinar y a ser escuchados. Por tanto ninguna teoría es ley general aplicable a todas las situaciones, pero si ayuda. La ética ambiental unida con la conciencia ambiental, dan origen a la bioética, la cual se encuentra ya consolidada como una rama específica de la ética y de la racionalidad práctica, por cuanto justifica que la vida ha pasado de ser un objeto de investigación científica a ser un objeto de manipulación técnica. No se trata pues ya de un problema exclusivo de la racionalidad teórica (epistemológico) sino de la acción práctica (tecnológico). Con el avance de la ciencia en general, en las diversas áreas como por ejemplo el avance de las biotecnologías sanitarias, o el desarrollo de la ingeniería genética, se plantea la necesidad de una racionalidad práctica específica en la planificación de la racionalidad científico y/o técnica de la biotecnología, es decir, una ética de la manipulación técnica y científica de la vida humana. A cada acción le corresponderá una reacción, es como una ecuación donde ambos términos se complementan, si por un lado se le suma beneficios, por el otro lado se le estará quitando (o agregando perjuicios), sin embargo la conciencia moral exige que ambos términos se encuentren en un equilibrio donde ninguno sufra o se beneficie demasiado. La elección de que es bueno y que es malo debe hacerse en base a principios combinados de orden social y lógico. Hay que aprender a dejar de lado los intereses particulares y pasar a los generales, hay que poner la conciencia moral antes de los intereses políticos y económicos, buscando el bienestar y la armonía del planeta. La cuestión ética exige que los ciudadanos y las autoridades dejen de lado los interese personales o nacionalistas, y piensen en el beneficio a largo plazo de la población mundial, y el equilibrio natural. Antiguamente el ingeniero solo tenía que preocuparse por que su diseño sea durable, confiable y económico, en cambio ahora se debe preocupar por medir el impacto ambiental que su nuevo diseño puede generar en el medioambiente. Por ejemplo si se tenia que construir una represa para dar agua a una zona árida, pues se hacía el diseño de los canales, la profundidad de la presa, las compuertas, y todo lo demás, se evaluaba el costo y se implementaba; no se consideraba el factor ambiental, a quien podría afectar la construcción de una presa si supuestamente se buscaba mejorar las tierras de cultivo, no se evaluaba que tal vez esa acumulación de agua generaría lluvias en otras zonas y que el río que alimentaba al pueblo ya no recibiría esas lluvias y por lo tanto se secaría. 210

221 Henry Antonio Mendiburu Díaz La ética implica entrar en los campos de la política, de la normativa jurídica, el aspecto económico y los negocios, la parte tecnológica y la ingeniería, y la conciencia ciudadana; se tiene que todos los participantes dentro de estos sectores son los actuantes dentro de la ética, algunos en un determinado momento van a ser los actuantes y los otros van a ser responsables de juzgar esas acciones, en otro momento va a ser al revés, y así seguirá a manera de circulo vicioso dando vueltas. Todos son actuantes y jueces a la vez, de la conciencia y calidad de valores que tenga cada uno va a depender la manera como se desarrollen estas dos funciones. El comportamiento poco ético de la sociedad ha llevado a la sociedad humana a saquear el planeta, tomando lo que necesita en el momento que lo desee, sin tomar en consideración el impacto sobre el medioambiente. Este comportamiento es arraigado a lo largo del tiempo que tiene el ser humano sobre la tierra, primero con su comportamiento nómada y luego sedentario. La responsabilidad del ser humano no escapa a los llamados accidentes, a lo largo de la historia se han presentado muchos accidentes y otros no tan accidentales, los más conocidos son los siguientes: Estados Unidos, 1989 Derrame acuático de petróleo más grande del mundo: barriles (Exxon Valdes) Rusia, 1994 Derrame terrestre más grande el mundo: más de un millón de barriles (Tubería de Komi) Ucrania, 1988 Peor desastre nuclear del mundo (Chernobyl) Rusia Devastación del mar de Aral de agua dulce, se extinguieron 24 especies de peces. Europa Contaminación industrial irrestricta durante 50 años India, 1988 Peor accidente industrial del mundo (Bhopal) México, 1994 Presenta la peor contaminación atmosférica del mundo (Ciudad de México) En nuestra sociedad son los medios de comunicación masiva la principal fuente de información sobre temas y acontecimientos actuales, uno de estos temas puede ser el medio ambiente, por tanto los periodistas tienen el deber de insinuar la formación de una conciencia pública sobre los asuntos ambientales, el periodista deberá comprometerse a reportar visiones verdaderas sobre el ambiente, y la importancia de su conservación. Según Eblen(*), las políticas ambientalistas en el mundo pueden catalogarse bajo 5 E s : (*) Eblen RA & Eblen WR. The Encyclopedia of the Environment. Houghton Mifflin Co Estados Unidos,

222 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Ecología: Todas las actividades humanas resultan en alteraciones a los ecosistemas naturales, pero esas alteraciones no necesariamente son negativas y muchas de ellas pueden ser altamente creativas. Economía: El pensamiento ecológico es necesario para tratar inteligentemente con la naturaleza, pero las consideraciones económicas usualmente intervienen en las selecciones ecológicas - muchas veces con resultados desastrosos-. Energía: Todas las relaciones de la humanidad con la Tierra están afectadas por los niveles de consumo de energía. Estética: Los seres humanos han creado ambientes artificiales sobre cualquier zona silvestre de la Tierra, donde quiera que ellos tengan sus hogares. Estos ambientes se han hecho tan familiares a las personas que generalmente tienden a olvidar su origen. Ética: Responsabilidad ante la protección del medio ambiente, y obligación de realizarla. Como se puede distinguir, el rol que juega la ética en cuestiones ambientales, es fundamental para el crecimiento de la conciencia de conservación y protección ambiental. Los principios de interdependencia de los ecosistemas, mantenimiento de la diversidad, recuperación de los recursos y la armonía interrelacionada, forman las bases de nuestra continua existencia, las cualquiera sirven para fijar la frontera del desarrollo sostenible que no deberá ser sobrepasado. A la vez estos problemas no están solamente relacionados con la responsabilidad individual sino que afecta directamente a las acciones colectivas. La ciencia de la bioética es por tanto una ética social que se plantea conflictos políticos e institucionales, y busca soluciones de orden moral a estos conflictos. 212

223 Henry Antonio Mendiburu Díaz Capítulo VI RECURSOS TECNOLÓGICOS 1. SENSORES Y REGISTRADORES Un sensor es aquel dispositivo capaz de medir el parámetro o valor de una variable en un tiempo determinado, que puede ser un instante de tiempo, puede ser cada cierto tiempo, o de manera continua en el tiempo. La información recogida por el sensor es entregada a una unidad de control para su correspondiente procesamiento. Un registrador es aquel dispositivo capaz de almacenar datos recogidos por un sensor, para luego mostrarlos en un display (digital, analógico, o mecánico) en forma numérica o en forma gráfica, generando de esta forma un base de datos estadística de la variable sensada Sensores para Líquidos CORRENTOMETRO DIGITAL Es un dispositivo utilizado para la medición de la velocidad de las corrientes de agua en los ríos, así como en afluentes industriales y domésticas. Realiza el trabajo sumergido en el agua durante el período de tiempo que sea necesario. Deben poseer robustez y brindar durabilidad. Cuanta con una parte móvil, constituida por una hélice con imanes insertos, y un contador electrónico con pantalla de cristal líquido. 213

224 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL SENSOR DE TURBIDEZ Es un dispositivo utilizado para la medición de los movimientos de las aguas de los ríos, lagos, reservorios; monitoreo del tratamiento de efluentes; análisis de sedimentos; se utiliza preferentemente en aguas rápidas y frías, sin embargo no es recomendable su uso cuando existen grandes partículas (arena, sólidos) disueltas en el fluido. TURBIDÍMETRO Es un dispositivo utilizado para la medición de la turbidez del agua, medición del transporte de sólidos en suspensión, medición de la visibilidad submarina y la atenuación de la luz debido a la profundidad. Utiliza el principio de la luz difusa, cuando el agua es transparente la difusión lumínica es casi cero, pero cuando contiene sustancias en suspensión se produce una difusión óptica proporcional a la cantidad de sustancias en suspensión. Si un líquido contiene sustancias sólidas no disueltas, la luz que atraviesa el líquido queda tanto absorbida como dispersada, por lo que para nuestros ojos ya no parece claro sino turbio. Esta turbidez puede ser causada por lodos, algas, microbios y otras partículas insolubles. SENSOR DE DESPLAZAMIENTO Son utilizados para la medición dinámica y estática de movimientos y desplazamientos lineales. Permite obtener señales individuales provenientes de varios sensores. Se basan en un arreglo de tres bobinas simétricas, al producirse un movimiento, este es reflejado en una tensión inducida en la bobina más próxima. 214

225 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSOR DE DIRECCIÓN Y VELOCIDAD Existen comercialmente sensores que agrupan estas dos variables, permitiendo conocer la dirección de las corrientes de agua y la velocidad con que estas se desplazan. Pueden ser de tipo analógico y también digitales. Existen aquellos que brindan información adicional sobre otras variables como presión y temperatura a la cual se encuentran. FREATÍGRADO DIGITAL Son equipos utilizados en la medición y registro de niveles freatimétricos, para ello hacen uso de un sistema flotador o una sonda de presión. El sistema flotador consta de un sensor de nivel, un recolector de cable de acero, y un contrapeso. La sonda de presión cuenta con un sensor de presión y un registrador sólido unidos por un cable. Normalmente estos equipos se colocan dentro de un gabinete instalado sobre una pared o pilar. SENSOR DE ACIDEZ DEL AGUA (PH) Es un equipo utilizado para la medición del ph del agua, se emplea tanto en la superficie como a cierta profundidad. Realizan la labor a través de electrodos. 215

226 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL Tienen aplicación en los campos de la biomedicina, medio ambiente, y sistemas de control. SENSOR DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA Es un equipo utilizado para la medición de la presión ejercida por el agua en estado de reposo, para esta medición se introduce una sonda dentro del fluido, a la profundidad deseada. SENSOR DE CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Estos dispositivos conocidos como conductímetros, son utilizados para medir la conductividad eléctrica, la cual es un parámetro acumulativo de la concentración de iones de una solución. Mientras más sal, ácido o base tiene una solución, más baja o más alta es su conductividad. La unidad de conductividad es S/cm. La escala para soluciones acuosas comienza con agua ultrapura con una conductividad de 0,05 µs/cm (25 C), como por ejemplo el agua potable o agua superficial se encuentran en el rango de µs/cm aproximadamente. El extremo más alto de la escala lo alcanzan algunas bases tales como las soluciones de hidróxido potásico con valores de más de 1000 ms/cm. Mientras más iones haya en la solución, más grande será la corriente que fluye entre los mismos, el dispositivo calcula en base a la corriente medida y a la Ley de Ohm la conductancia la solución. 216

227 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSOR DE CONDUCTIVIDAD POR INMERSIÓN Este dispositivo permite medir la conductividad eléctrica dentro de un fluido, por medio de un sensor con electrodos (para baja conductividad) o con terminales magnéticos (para alta conductividad), el cual es sumergido. SENSOR DE CAUDAL A ROTOR Este dispositivo es utilizado para medir el flujo a caudal de un líquido, estando ubicado el sensor dentro de la tubería que conduce al líquido. Posee un rotor que gira transversalmente al flujo, y cuya velocidad es proporcional al caudal que la genera. 217

228 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL PLUVIÓMETROS Los pluviómetros son sensores que miden la lluvia caída en un determinado punto, constan de un dispositivo eléctrico, el cual detecta la caída de agua y envía la información hacia una unidad de procesamiento. El sistema permite conocer en tiempo real la intensidad y la cantidad de lluvia que cae en un determinado punto geográfico. PLUVIÓGRAFO Es un dispositivo que permite registrar el comportamiento y la ocurrencia de las lluvias o precipitaciones acuosas. La lluvia es recolectada a través de una abertura metálica, para luego pasar al interior donde un contacto magnético sin vinculación mecánica emite una señal digital. SENSOR DE NIVEL DE LÍQUIDO Los sensores de nivel permiten conocer la altura de un líquido con respecto a una base referencial hasta la superficie o tope, es aplicado tanto a grandes cantidades de agua (ríos, lagos, mares) como a pequeñas cantidades (acequias, tanques, pozos). Existen diversos tipos de sensores de nivel dependiendo de su funcionamiento, siendo los más conocidos los de bolla, los de presión del líquido, los de ultrasonido, y los infrarrojos. Dependiendo de la aplicación, el registrador puede recibir otros nombres como limnígrafo (ríos), mareógrafo (mares), etc. PIEZÓMETROS Estos dispositivos permiten medir el nivel de agua del subsuelo, se basan en la presión ejercida por el agua, son instalados en pozos y miden la presión debido a la columna de agua que cargan encima. 218

229 Henry Antonio Mendiburu Díaz LIMNÍMETRO / LIMNÍGRAFO Es un equipo que permite la medición y el registro de datos acerca de los niveles de agua en los ríos. El registrador va almacenando valores de nivel para un período de tiempo determinado, o cada cierta variación predefinida. Un flotador es desplazado con las oscilaciones del líquido, para luego provocar una rotación en una polea calibrada y una consiguiente interpretación de la señal. MAREÓMETRO / MAREÓGRAFO Es un equipo que permite la medición y el registro de datos acerca de los niveles de agua en los mares. Sigue el mismo modo de funcionamiento que los limnígrafos. SENSOR DE LUZ Este dispositivo permite conocer el grado de intensidad de la luz dispersada en el agua. Son herramientas útiles cuando se desea conocer la forma como las plantas y algas marinas utilizan la luz solar para realizar la fotosíntesis. SENSOR DE COLOR Una forma de conocer el estado y calidad del agua, es por medio del color que esta presenta, este tipo de sensores brindan la información necesaria para determinar si el color que presenta el agua es adecuado a los estándares de calidad exigidos para el destino que se le valla a dar al agua. Así mismo permite determinar las sustancias químicas que están disueltas en el líquido. 219

230 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL SENSOR DE REDOX Estos sensores permiten la medición del factor redox, es decir de la relación oxidación reducción, que siguen los agentes disueltos en el agua a lo largo de los ciclos que esta presenta. SENSOR DE OXIGENO DISUELTO Este sensor permite conocer la cantidad oxígeno que se encuentra disuelto en el agua, opcionalmente también puede brindar más detalles sobre la calidad del líquido y su temperatura. El oxígeno por ser un elemento fundamental para el desarrollo y supervivencia de las especies acuáticas debe estar dentro de rangos conocidos, pero el oxígeno se ve consumido por la descomposición de sustancias y residuos orgánicos disueltos en el agua, por ello la necesidad de monitorear este parámetro. Consta de una célula conformada por un cátodo, un ánodo y una membrana, además de un electrolito; el oxigeno disuelto atraviesa la membrana, por osmosis, hacia el cátodo y es allí donde se mezcla con el electrolito y entonces es empujado hacia el ánodo; este proceso galvánico crea una pequeñísima corriente entre el cátodo y el ánodo, la cual posteriormente atraviesa una resistencia eléctrica, para luego ser amplificada. 220

231 Henry Antonio Mendiburu Díaz El agua por ejemplo a una temperatura de 20 C y una presión atmosférica de 1013 mbar en estado saturado contiene aproximadamente 9 mg/l de oxígeno, el etanol puede contener hasta 40 mg/l y la glicerina sólo 2 mg/l. ANALIZADOR DE OZONO Este dispositivo permite medir la concentración de ozono disuelto en el agua, la medición puede realizarse introduciendo el sensor dentro del líquido, o analizando una muestra de líquido dentro de una unidad de bolsillo Sensores para Gases ANEMÓGRAFO Es un equipo que permite la medición y el registro de datos acerca de la velocidad y dirección del viento. Las señales son recogidas mediante molinos de viento, luego esa señal es llevada hacia una unidad de procesamiento en donde la señal es interpretada. 221

232 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL SENSOR DE CAUDAL Estos sensores son conocidos como turbinas debido a su modo de funcionamiento, su función consiste en medir el flujo de vapores gaseosos que circulan a través de una tubería. La medición de gases corrosivos requerirá de un sensor construido con materiales resistentes a la corrosión. SENSOR DE CAUDAL DE INSERCIÓN Estos sensores miden el caudal de aire en los ductos para aire acondicionado, y también para aplicaciones industriales; estos sensores pueden ser configurados para diferentes geometrías y diámetros de tuberías. 222

233 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSOR DE CONCENTRACIÓN EN CONDUCTOS Estos sensores permiten la medición de la concentración de las emisiones gaseosas que se mueven a través de conductos, además existen aquellos que adicionalmente brindan información acerca de la temperatura en el conducto producto del desplazamiento de gases. Los sensores más comunes miden la concentración de CO2 y son aplicados en la planificación de la demanda de ventilación. SENSOR DE REDOX Son utilizados en la medición del factor de redox (oxidación reducción) Constan de un sensor electroquímico consistente en un electrodo sensor (cátodo) y un electrodo contador (ánodo) separados por una delgada capa de electrolito. El gas que se pone en contacto con el sensor reacciona en la superficie del electrodo sensor y provoca un mecanismo de oxidación o reducción. Los materiales del electrodo específicamente diseñados para gases inertes catalizan esa reacción, generando una corriente eléctrica proporcional a la concentración del gas. SENSOR DE OXÍGENO Este tipo de sensor es utilizado para medir la concentración de oxígeno contenido en los gases de escape, o simplemente en el ambiente. La información que brinda sirve para determinar si se cuenta con una mezcla rica o pobre en oxígeno, y dependiendo de la aplicación en curso se contará con 223

234 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL estándares de aceptación. Es utilizado por ejemplo para determinar si el aire que se respira es apto para la vida humana, pero también tiene aplicaciones industriales como es el caso del oxígeno inyectado a un caldero para aumentar o disminuir el calor en su interior. SENSOR DE POSICIÓN DE VÁLVULA En los casos en que la medición del flujo de la emisión de un gas es una tarea complicada de llevar a cabo, se utiliza este tipo de sensor para determinar el grado de abertura de las válvulas por donde escapan los gases; es de suponer que no se tiene control sobre esta válvula, por eso se tiene que medir. Mediante relaciones matemáticas se puede llegar a determinar la cantidad de gases que fluctúan por dicha válvula. DETECTORES DE HUMO Los detectores de humo son dispositivos especializados en el monitoreo de un ambiente cerrado, en cual al menor indicio de la existencia de humo tienden a activar una alarma de peligro. Son muy comerciales y su uso es comúnmente un requisito para que un local pueda atender al público. Una mezcla de gas combustible no arderá hasta que alcance una cierta temperatura de ignición, sin embargo ante la presencia de materiales catalíticos, el gas empezará a arder a temperaturas mas bajas. El sensor detectará el gas combustible catalítico utiliza una bobina de hilo de platino recubierto de un oxido de metal con tratamiento catalítico. Ante la presencia de gases combustibles, las moléculas arden en la superficie del sensor. El cambio resultante de temperatura en el hilo de platino cambia su resistencia eléctrica. Un circuito conectado producirá una señal proporcional a la concentración del gas. 224

235 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSORES DE CALIDAD DE AIRE La calidad de aire esta definida por la pureza de este, para tal efecto se tiene rangos mínimos y máximos permitidos para ciertos parámetros que van a determinar el grado de limpieza del aire. Dependiendo de la sustancia gaseosa analizada y/o medida el sensor recibirá una denominación distinta. Son utilizados frecuentemente para monitorear la limpieza de las emisiones en los procesos industriales y en las zonas urbanas. Frecuentemente se mide la concentración de O3 a través de analizadores fotométricos ultravioleta, también la concentración de SO2 a través de analizadores de fluorescencia ultravioleta, y la concentración de monóxido de carbono (CO). Normalmente los sensores empleados para la calidad del aire y seguridad de la salud son: sensores electroquímicos, catalíticos, de estado sólido, infrarrojos y detectores de fotoionización. SENSORES DE GASES TÓXICOS La presencia de gases tóxicos provoca afecciones en la salud a quienes están en contacto con estos, por lo cual es necesario conocer la concentración que estos presentan dentro de un ambiente. Básicamente existen dos formas de medirlos, mediante procesos electroquímicos y por estado sólido. SENSORES ELECTROQUÍMICOS: Son utilizados en los sensores de factor redox, donde un electrodo sensor (cátodo) y un electrodo contador (ánodo) separados por una delgada capa de electrolito, generan una corriente eléctrica proporcional a la concentración del gas. Los sensores electroquímicos son válidos para medir unos 20 gases en los rangos de pocas ppm. Estos incluyen monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, cloruro, sulfito de hidrógeno, dióxido de sulfuro, etc. SENSORES DE ESTADO SÓLIDO: Un sensor de estado sólido consiste en uno a más óxidos de metal de los metales de transición. Estos óxidos de metal se preparan y procesan para formar un sensor de película delgada, luego se introduce un calentador dentro del sensor para mantenerlo a una temperatura óptima para la detección de gas. Ante la presencia de un gas, el oxido de metal hace que el gas se disocie en iones cargados, resultando una transferencia de electrones. Un par de electrodos parcialmente rociados con el oxido de metal miden el cambio de conductividad del sensor. Este cambio es proporcional a la concentración del gas SENSORES DE GASES COMBUSTIBLES Estos dispositivos permiten detectar la presencia de gases de naturaleza inflamable (combustibles), así como determinar su concentración en el 225

236 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL ambiente. Se basan en los sensores de estado sólido, sensores infrarrojos, y sensores catalíticos. SENSORES INFRARROJ OS: Los gases cuyas moléculas consten en dos a más átomos diferentes absorben longitudes de onda específicas de radiación infrarroja, de esta forma las moléculas de gas pueden ser identificadas y archivadas para su posterior identificación. La energía absorbida de le luz infrarroja hace que aumente la temperatura de las moléculas de gas por lo que el aumento de temperatura es proporcional a la concentración del gas. SENSORES CATALÍTICOS: Estos sensores se basan en materiales catalíticos, los gases ante la presencia de estos materiales arden, produciendo un aumento de la temperatura, lo cual deja revelada la presencia del gas combustible. Estos sensores son constituyentes de los detectores de humo. SENSOR DE GASES ORGÁNICOS Estos sensores permiten detectar la presencia de los gases producidos por descomposición orgánica, los cuales se comportan como gases combustibles, además de poder determinar la concentración de estos en el ambiente, así mismo puede detectar componentes sólidos orgánicos volátiles; para la medición se basan en los sensores por fotoionización. SENSOR DE FOTOIONIZACIÓN: Permiten detectar la fotoionización, utilizan luz ultravioleta para ionizar las moléculas de gas, para ello una lámpara de construcción espacial genera energía radiada ultravioleta. Esta energía ioniza las moléculas de gas, luego los electrones libres resultantes colisionan con los electrodos del instrumento, produciendo una corriente, donde la magnitud de la corriente es proporcional a la concentración del gas. Los niveles de radiación de energía de la lámpara son del orden de electrón voltios (ev), se puede determinar los niveles de energía dependiendo de la clase de lámpara que se elige. Por ejemplo una lámpara de 11,7 ev utiliza fluorido de Litio, por lo que detectará gases con potencial de ionización por debajo del nivel de salida de la lámpara. El Benceno, que tiene un potencial de ionización de 9.24 ev, es detectable con lámparas de 9,6; 10,6 y 11.7 ev. SENSORES DE UN SOLO GAS Estos sensores van a permitir la detección y medición de solamente un único gas, por lo tanto se consideran detectores especializados. Se utilizan en la monitorización de la calidad de aire y en la monitorización de emisiones continuas de procesos industriales y urbanos. Por ejemplo permiten medir O3 a través de fotómetros ultravioleta; SO2 a través de fluorescencia ultravioleta; NOx a través de quimiluminiscencia; THC a través de ionización de llama; 226

237 Henry Antonio Mendiburu Díaz CO, CO2, SO2 a través de sensores infrarrojos; O2 a través de medios paramagnéticos, óxido de zirconio, métodos electroquímicos; etc. SENSORES PARA MÚLTIPLES GASES Estos sensores van a permitir la detección y medición de múltiples gases al mismo tiempo. Son utilizados en la supervisación y monitoreo de ambientes industriales y urbanos. Utilizan herramientas como espectrofotómetros infrarrojos y ultravioleta; espectrómetros de masa; cromatografía de gases; procesamiento con transformada de Fourier de imágenes infrarrojas; colorímetros; conductividad térmica; etc. COLORÍMETROS y CROMATÓGRAFOS Son dispositivos utilizados para la identificación de gases, se basan en el espectro de color que los diversos gases poseen. Se basan en métodos analíticos para lograr la identificación y cuantificación de componentes individuales en una mezcla de sustancias. Utilizan placas cromatográficas con base de vidrio, aluminio y plástico. Mediante un software de procesamiento de señales se interpretará los patrones de colores, relacionándolos con patrones de colores estándares para los gases conocidos. Este análisis se realiza dentro de un laboratorio, por lo que las muestras deben ser debidamente acondicionadas. ESPECTOFOTÓMETROS Son dispositivos que permiten identificar los gases dentro de una solución, mediante la espectrofotometría, la cual se basa en la absorción, emisión o fluorescencia por átomos o iones elementales. Los espectros atómicos ultravioleta y visible se obtienen mediante un adecuado tratamiento térmico que convierte los componentes de una muestra en átomos o iones elementales gaseosos. La emisión, absorción o fluorescencia de la mezcla gaseosa resultante sirve a continuación para la determinación cualitativa y cuantitativa de uno o varios elementos presentes en la muestra. Requieren de un adecuamiento previo de las muestras, y un posterior procesamiento digitalizado de la información. 227

238 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL 1.3. Sensores para Sólidos SENSOR DE NIVEL DE NIEVE Este sensor brinda la información necesaria para conocer la cantidad de nieve acumulada en un lugar; el sensor brinda datos acerca del nivel de nieve en una porción de superficie, pero en base a relaciones matemáticas se puede llegar a conocer tanto el volumen como la masa de nieve en una zona. Consiste de una almohadilla que contiene un líquido (de muy bajo punto de congelamiento) la cual soporta la nieve, a medida que se acumula mayor cantidad de nieve el líquido irá desplazándose formándose una proporcionalidad entre el desplazamiento y la variable medida. SENSOR DE VELOCIDAD Este tipo de sensor permite conocer la velocidad con que se mueve un cuerpo, esta dado por la relación de desplazamiento en un intervalo de tiempo. Existe sensores específicos para conocer tanto la velocidad lineal (aplicados por ejemplo para conocer la velocidad de los autos en una carretera), como la velocidad angular (aplicados por ejemplo para medir las revoluciones de un motor). 228

239 Henry Antonio Mendiburu Díaz ACELERÓMETROS Este tipo de sensor permite conocer la aceleración que alcanza un cuerpo en movimiento, esta dado por la diferencia de velocidades en un intervalo de tiempo. Sus aplicaciones son mayormente industriales. SENSOR DE MOVIMIENTO Este tipo de sensor permite conocer la presencia de un cuerpo que se encuentra desplazándose de un lugar a otro dentro de un campo de visibilidad dado por una cámara de video, el sensor va a detectar la existencia de cuerpos extraños o no conformes al estándar programado, para ello envían la información a una unidad de control que se encarga de tomar las medidas necesarias luego de avistado el hecho. Son comúnmente implementados usando sensores piroeléctricos. SENSOR DE GLUTEN Estos sensores brindan información acerca de la concentración de gluten en los alimentos. Son utilizados por las empresas para garantizar la ausencia de gluten en sus alimentos, los alimentos más sensibles a contener gluten son los alimentos dietéticos procesados térmicamente, y el maíz con sus respectivos derivados. 229

240 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL SENSOR DE SUSTANCIA ESPECÍFICA Estos sensores son utilizados para determinar la presencia de una sustancia (por ejemplo calcio, amonio, plata, potasio), realizan su función a través de una membrana selectora, la cual esta especializada y debidamente configurada para dejar pasar una única sustancia Sensores Varios/Mixtos SENSORES DE HUMEDAD Este tipo de sensor permite detectar y medir la presencia de humedad en el medio ambiente. Dependiendo de la aplicación a la que vaya destinado, puede ser útil para medir la humedad atmosférica, es decir la presencia de vapor de agua en el aire, o también para medir la humedad terrestre, es decir la cantidad de agua disuelta en el suelo producto de las filtraciones. SENSOR DE HUMEDAD EN CONDUCTOS Estos sensores permiten la medición de la humedad relativa en conductos, estos conductos pueden servir para el transporte tanto de líquidos como de gases. En el mercado existe también la combinación de sensores de humedad y temperatura en conducto como un dispositivo integrado. Son utilizados en el control de aire de retorno o de impulsión al exterior, también en la industria en procesos de humidificación por vapor. 230

241 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSORES DE TEMPERATURA Existen diversas modalidades de medir la temperatura, la cual se puede medir casi desde cualquier lugar, siendo una de las variables más importantes cuando se tiene procesos que implican cambios físicos o químicos. SENSORES DE NIVEL Los sensores de nivel van a permitir conocer la distancia ocupada por una sustancia (líquida o sólida) dentro de un recipiente, tanque, o depósito que la contenga. SENSORES DE PRESENCIA Este tipo de dispositivo permite conocer la ausencia o la presencia de un determinado cuerpo o sustancia, detectándose el cuerpo en base a alguna de sus características físicas (volumen, masa, color, nivel, etc.). Los más simples usan switch on/off, pero dependiendo de la característica a detectar se puede emplear una inmensa gama de sensores. 231

242 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL SENSORES MAGNÉTICOS Estos dispositivos permiten sensar los campos magnéticos, para lo cual se valen de diversos métodos, existen sensores ópticos basados en cristales que exhiben efecto magneto-óptico, o en fibra óptica adecuadamente impurificada; otro método de sensado es mediante embobinados, estas estructuras al ser bidimensionales, las hace imprácticas para muchas aplicaciones. El desarrollo que han tenido los superconductores de alta energía aumentan la posibilidad de desarrollar sensores basados en dispositivos superconductores de interferencia cuántica (SQUID's), los cuales tienen la capacidad de detectar el campo magnético de la tierra (el campo magnético de la tierra es aproximadamente 50 T) o el del cerebro humano. También son usados los sensores de efecto hall. SENSORES DE EFECTO HALL Estos sensores constan de un material conductor, usualmente semiconductor, y de una corriente eléctrica que se hace pasar entre dos electrodos, situados en lados opuestos del dispositivo. Dos contactos sensores son colocados en los lados restantes del dispositivo (opuestos uno a otro y en dirección perpendicular al flujo de corriente). La señal de salida ofrecida es dada en una escala de milivoltios proporcional a los mt de magnetismo. 232

243 Henry Antonio Mendiburu Díaz SENSORES DE PRESIÓN Existe diversos tipos de sensores de presión, tanto mecánicos, eléctricos, mecánico-eléctricos, neumáticos, magnéticos, y electrónicos. Así mismo se puede aplicar a diversas sustancias tanto líquidas, sólidas y gaseosas. SENSOR DE PRESIÓN ATMOSFÉRICA La presión atmosférica, es la fuerza ejercida por la tierra hacia la atmósfera, de modo tal que la fuerza con que la atmósfera terrestre es atraída hacia la tierra produce una presión sobre los cuerpos que habitan en la superficie terrestre. Los sensores de presión atmosférica van a poder determinar la presión en un determinado punto con relación (o teniendo como base) a la presión atmosférica, se denominan sensores de sobrepresión o sensores de vacío. SENSORES DE FUERZA Son dispositivos que miden la fuerza aplicada sobre un área, físicamente se comportan como sensores de presión, con la ventaja de brindar datos directos sin necesidad de recurrir a conversiones físicas. Es aplicado en robots y brazos mecánicos que tienen que sujetar herramientas. 233

244 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL SENSOR DE DETONATIÓN Estos dispositivos son utilizados para medir las vibraciones generadas luego de producirse una detonación. Dependiendo de la superficie en la que se desee conocer las vibraciones generadas, se colocará el sensor. SENSOR DE CAUDAL EN LINEA Son sensores que permiten medir el caudal tanto de líquidos como de gases dentro de un ducto en forma directa, la utilidad del sensor dependerá de la especificación para lo cual este diseñado. NEFELÓMETRO El nefelómetro es un instrumento utilizado por su alta sensibilidad, para determinar los coeficientes de luz dispersos en el agua, aire, o aerosoles. Trabaja a una longitud de onda de aproximadamente 440 nanómetros. Es utilizado en el monitoreo del clima, turbidez y calidad del aire y agua, visibilidad, monitoreo de parámetros fotosintéticos en el fitoplancton marino, monitoreo del medio ambiente alrededor de la población de fitoplancton, para el desarrollo de investigaciones sobre las propiedades ópticas del océano, etc. El Nefelómetro capta la dispersión o difusión lumínica en la misma longitud de onda que transmitió. 234

245 Henry Antonio Mendiburu Díaz FLUORÍMETRO El fluorímetro es un instrumento utilizado para medir la fluorescencia química o la luz dispersa. Se basa en filtros con distintas longitudes de onda dentro del espectro visible como en el espectro infrarrojo. Es aplicado en los campos de la biología oceanográfica molecular, en la detección de fugas en oleoductos submarinos o mangas de envío de combustibles a tierra, en la detección y monitoreo de los niveles de contaminación en los puntos terminales de los emisores de aguas servidas, en interiores de los puertos, y exteriores de las ciudades costeras. Se utiliza para determinar las sustancias y organismos que emiten fluorescencia (485/530 nanómetros), en la detección de clorofila-a (430/685 nanómetros), en la detección de rodamina (500/590 nanómetros), para medir las concentraciones de hidrocarbonos (360 nanómetros). El Fluorímetro emite en una longitud de onda determinada de excitación y recibe en otra longitud de onda propia del cuerpo o sustancia que se esta midiendo. SENSOR DE CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA Estos sensores son usados en procesos donde se requiera conocer la conductividad electrolítica, como por ejemplo, en el tratamiento del agua en torres de enfriamiento, donde es necesario controlar los procesos de desalinización y limpieza, donde los niveles de sal en el agua tienen que ser monitoreados. Los electrodos de conductividad pueden contar con electrodos inductivos y/o conductivos. SENSORES AMPEROMÉTRICOS Los sensores amperométricos son utilizados para el control preciso de la dosificación de concentraciones de desinfectantes en el agua (cloro, dióxido de cloro, ozono, H 2O2, ácido peracético, bromo). Se utilizan electrodos dobles o triples, consisten en un colector de oro o platino y un contraelectrodo, los electrodos están separados del medio de medición por una membrana específicamente diseñada, lo que le permite mantener un punto cero estable, además de protegerlo de materiales que podrían interferir en las lecturas. 235

246 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL SENSORES RADIATIVOS Los sensores radiativos son aquellos aplicados en la medición de los diferentes tipos de fuentes radiantes, que incluye radiación nuclear así como luz visible, infraroja y ultravioleta. Suele utilizarse fotodiodos, fototransistores, dispositivos de acoplamiento de carga, y sensores piroeléctricos. El FOTODIODO, es una unión p-n polarizada inversamente, cuando la luz no incide sobre el dispositivo sólo una pequeña cantidad de corriente fluye (corrinte de obscuridad), en cambio cuando la luz incide se generan portadores y fluye una mayor corriente eléctrica. El FOTOTRANSISTOR es un dispositivo que presenta mayor corriente que un fotodiodo, para niveles comparables de iluminación, de otro lado, no opera tan rápido como un fotodiodo. Son básicamente transistores con la corriente de base generada por la iluminación de la unión base-colector, y mediante la operación normal del transistor, la pequeña corriente de base se ve amplificada a la salida. SENSORES PIROELÉCTRICOS Esos dispositivos operan sobre el efecto piroeléctrico en cristales polarizados (como en ZnO). Estos cristales tienen un nivel de polarización interconstruido que cambia con la cantidad de energía térmica incidente. Son dispositivos brindan alta impedancia, además pueden ser manejados por transistores de efecto de campo. Pueden ser hechos para no responder a la temperatura ambiente, y sólo responder ante rápidas fluctuaciones. Sin embargo, un grave problema de estos cristales es que exhiben también efecto piezoeléctrico, de manera que los sensores piroeléctricos requieren ser diseñados para evitar tensión en el cristal. Son aplicados en la detección de movimiento (alarmas contra intrusos); estos sistemas constan de una lente, la cual corta el campo "visible" del sensor en varias secciones, conforme alguien se mueve y cruza el campo visible, la radiación térmica del cuerpo incide sobre el 236

247 Henry Antonio Mendiburu Díaz sensor, lo que resulta en pulsos discretos conforme la persona o el cuerpo se mueva de una parte del campo visible a la siguiente. DISPOSITIVOS DE ACOPLAMIENTO DE CARGA (CCD), son aquellos que pueden ser construidos como grandes arreglos lineales o bidimensionales, son generalmente usados en pequeñas cámaras de video. Estos dispositivos consisten de una gran cantidad de electrodos (o compuertas) en un substrato semiconductor, entre los electrodos y el substrato se deposita una delgada película dieléctrica; el substrato se impurifica para obtener una corriente eléctrica debida a portadores positivos (denominados huecos). Al aplicar un voltaje positivo a cada tercer electrodo, los portadores mayoritarios son repelidos de la región inferior y se crean "pozos" (Fig. a). A manera que incide la luz sobre estos dispositivos, se generan portadores de carga adicionales (como con los fotodiodos), los portadores positivos son repelidos y los portadores negativos son atraídos hacia la compuerta, llenando los pozos (Fig. b). Después de un tiempo los portadores de carga se acumulan, y el arreglo puede ser leído mediante el corrimiento de los portadores de un pozo hacia el siguiente. En la práctica, el potencial eléctrico de las compuertas (V2) situadas al lado de las ya polarizadas se incrementa, de manera que la carga es repartida entre los pozos situados bajo dos compuertas (Fig. c). Luego el primer potencial (V1) es apagado y toda la carga es transferida al pozo adyacente y así sucesivamente (Fig. d). En estos dispositivos, el número de portadores existentes es proporcional a la cantidad de luz que llenó cada pozo. 237

248 AUTOMATIZACIÓN MEDIOAMBIENTAL PIRANÓMETROS Los sensores piranómetros miden la radiación solar, son de distintos tipos dependiendo del tipo de la longitud de onda de la radiación a medir, así tenemos: sensores de radiación solar (directa y difusa); sensores de medición global (todas las longitudes de onda); y sensores de medición de una longitud de onda específica. Estos sensores realizan una transformación directa y lineal de la intensidad luminosa a electricidad, pero también hay aquellos que al ser expuestos a la radiación solar generan una diferencia de temperatura que ofrece una relación de medición. BIOSENSOR BASADO EN ENZIMAS Los biosensores son sensores basados en organismos vivos, como son las enzimas, estos permiten medir el nivel de glucosa; son aplicados en la investigación de la glucosa, en los estudios sobre la diabetes, y en diversos procesos que implican la fermentación. La enzima es inmovilizada sobre un electrodo de platino y cubierta con una delgada membrana de poliuretano como protección, esta protección también reduce la dependencia del sensor sobre los niveles de oxígeno en la sangre. Cuando se oxida la glucosa, ésta y su forma oxidante, penetran al sensor como ácido glucónico, resultando en la conversión de la enzima a su forma reducida (la enzima no permanece en esta forma por mucho tiempo). El oxígeno que penetra a través de la membrana reacciona con la enzima, resultando un óxido "enzimático" y dos iones de Hidrógeno y dos de Oxígeno, al polarizar el electrodo con un potencial adecuado se reduce uno de los iones de oxígeno, y el producto que resulta es oxígeno y agua. La corriente que se mide es proporcional a la concentración de glucosa en el medio externo. 238

249 Henry Antonio Mendiburu Díaz MICROELECTRODOS Los microelectrodos son dispositivos muy pequeños, son usados en el estudio del sistema nervioso sobre una base celular. Además son aplicados en las técnicas relacionadas con la microingeniería. La amplitud de la señal generada (del orden de 100 uv) y la alta impedancia (1-10 MOhm a 1.0 khz) existente entre el metal y el tejido, presentan la ventaja de poder colocar el circuito amplificador tan cerca como sea posible del sitio de interés. Su pequeño tamaño permite la exacta inserción en muchos sitios de interés dentro de un pequeño volumen de tejido para estudiar redes de neuronas, o para aplicaciones de neuroprótesis. Los microelectrodos operan mediante la detección del potencial eléctrico en el tejido cercano a una fibra nerviosa activa, esto es debido a la acción de la corriente que fluye a través de la membrana de la fibra nerviosa. Hay tres tipos de microelectrodos. El arreglo de microeletrodos que se muestra en la Fig. A es usado para formar la base celular. Los microelectrodos que se muestran en la Fig. B tienen sitios de lectura a lo largo de un "tallo" delgado, el cual es insertado en el tejido bajo investigación. Los electrodos de regeneración de la Fig. C, son colocados entre los extremos de varios "tallos" periféricos (las fibras nerviosas crecen ó se regeneran por medio del dispositivo). 239

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