Ingeniería sanitaria

Durante la década de 1900, se inventó el proceso de lodos activados . ^{[ 6 ]} El proceso de lodos activados es una forma de purificación de agua que utiliza bacterias para consumir las heces humanas. El cloro se utiliza posteriormente en el proceso para eliminar las bacterias. En la década de 1950, los informes de salud pública proporcionaron planes para el suministro de agua potable a la población, comenzando por analizar los riesgos potenciales. La organización examinó cuidadosamente la contaminación del agua, así como la forma en que se trataba el agua potable. También priorizaron la búsqueda de métodos que fueran efectivos, pero no demasiado costosos. ^{[ 7 ]} El costo del saneamiento es el principal problema para muchos países extranjeros (no Estados Unidos). El costo promedio de los sistemas domésticos de agua y saneamiento comienza en $50 al mes, cuando muchos ciudadanos no ganan lo suficiente para gastar en cosas no esenciales. ^{[ 8 ]}

A lo largo de los siglos, el campo de la ingeniería de aguas residuales ha experimentado grandes cambios. Los avances en microbiología, química e ingeniería han transformado radicalmente este sector. Hoy en día, los ingenieros de aguas residuales también se dedican a la captación de agua potable, su tratamiento químico y el uso de luz ultravioleta para eliminar microorganismos. Asimismo, tratan la contaminación del agua residual ( aguas negras y grises ) para que esta pueda utilizarse de forma segura sin poner en peligro a la población ni al medio ambiente circundante. El tratamiento y la recuperación de aguas residuales son áreas de gran importancia en este campo.

A principios de la década de 1940, muchos condados del estado tenían problemas con la eliminación de sus desechos, especialmente en la zona del lago Tahoe. Los habitantes de estas localidades temían que los deficientes sistemas de alcantarillado de sus ciudades provocaran brotes de enfermedades como la poliomielitis , el cólera y la hepatitis , entre otras. El cólera, en particular, representa el mayor riesgo para la salud asociado a la gestión de desechos. Esta enfermedad es causada por bacterias, sobre todo cuando una persona ingiere alimentos o agua contaminados. En las zonas más pobres, esto es extremadamente probable debido a la contaminación cruzada entre los desechos y el agua potable.

La ingeniería de aguas residuales no suele ser una carrera universitaria independiente, sino una especialización dentro de titulaciones como ingeniería ambiental y sanitaria, ingeniería sanitaria, ingeniería civil , ingeniería ambiental , ingeniería bioquímica o ingeniería química . La formación formal para ingenieros de aguas residuales comienza en el bachillerato, donde los estudiantes cursan asignaturas como química, biología, física y matemáticas avanzadas, incluyendo cálculo. Tras finalizar el bachillerato, la mayoría de los puestos de trabajo requieren una certificación estatal. Quienes deseen progresar en el sector deben cursar estudios de ingeniería sanitaria, ingeniería ambiental y sanitaria, ingeniería civil, ingeniería mecánica , ingeniería ambiental o ingeniería de instalaciones . Adquirir experiencia mediante prácticas profesionales y trabajar durante la universidad es una vía común para el ascenso profesional.

La formación en el tratamiento de residuos requiere cursos sobre diseño de sistemas, principios de diseño de maquinaria, química del agua y materias similares. Otras asignaturas pueden incluir Química de los Procesos Vegetales y diversos cursos sobre operaciones de planta.

Los ingenieros de aguas residuales pueden progresar en su carrera mediante formación y experiencia adicionales. Con conocimientos y experiencia adicionales, pueden llegar a ser gerentes de una planta completa. El organismo acreditador que certifica la formación para la obtención del título y la licencia es la Junta de Acreditación de Ingeniería y Tecnología (ABET). Con el tiempo, algunas empresas pueden exigir que el ingeniero de aguas residuales continúe su formación para mantenerse al día con los avances tecnológicos.

Se recomienda obtener una maestría, ya que muchas empresas la incluyen como preferencia en la selección. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

En este campo, el 76 por ciento de los empleados tienen una licenciatura, el 17 por ciento una maestría y el tres por ciento un doctorado (datos de 2013). ^{[ 14 ]} El salario anual promedio es de aproximadamente $83,360. ^{[ 15 ]}

El empleo inicial en ingeniería de aguas residuales puede ser obtenido tanto por personas con estudios superiores como sin ellos. La Junta Estatal de Control de Recursos Hídricos de California (SWRCB), por ejemplo, muestra cómo las personas pueden progresar a través de una serie de certificaciones como Operadores de Tratamiento de Aguas Residuales. ^{[ 16 ]} La Junta utiliza un sistema de clasificación de cinco niveles para clasificar las instalaciones de tratamiento de agua en categorías IV según la población atendida y la complejidad del sistema de tratamiento.

Los requisitos de certificación para operadores de plantas de tratamiento de agua y aguas residuales se describen detalladamente en la ley estatal. Para cumplir con los requisitos de certificación, los operadores deben presentar una solicitud ante la SWRCB, contar con la experiencia laboral necesaria, cumplir con los requisitos educativos y aprobar un examen basado en los conocimientos, habilidades y aptitudes descritos en la normativa. Los operadores deben renovar sus certificados cada tres años. Para poder renovarlos, los operadores certificados deben completar un número específico de horas de formación continua tras la emisión del certificado anterior. ^{[ 17 ]}

Los ingenieros de aguas residuales trabajan para empresas privadas, gobiernos estatales y locales, y distritos especiales.

Los gestores del agua se enfrentan a nuevos retos y a la necesidad de nuevas tecnologías a medida que los niveles de agua disminuyen debido a sequías cada vez más frecuentes y prolongadas. Tecnologías como el mapeo por sonar se utilizan en pozos para determinar el volumen de agua que pueden contener. Por ejemplo, el Servicio Geológico de los Estados Unidos y el Estado de Nueva York colaboraron en la cartografía de acuíferos subterráneos desde la década de 1980. ^{[ 19 ]} Hoy en día, disponen de mapas detallados de estos acuíferos que facilitan la gestión del agua.

Es posible que en el futuro se requieran plantas desalinizadoras para las regiones más afectadas por la escasez de agua . La desalinización es un proceso de purificación del agua mediante evaporación. El agua se evapora y pasa a través de membranas. Luego se enfría y se condensa, lo que permite que regrese a la red principal de suministro de agua o se vierta al mar. ^{[ 20 ]}

Saneamiento inteligente: Los avances en tecnología de sensores, análisis de datos y automatización están permitiendo el desarrollo de sistemas de saneamiento inteligentes que pueden monitorear la calidad del agua, detectar fugas, optimizar los procesos de tratamiento y mejorar la eficiencia general. Los ingenieros sanitarios deben aprovechar estas tecnologías para mejorar el rendimiento y la confiabilidad de la infraestructura de saneamiento. ^{[ 21 ]}

El tratamiento de aguas residuales contribuye al calentamiento global de diversas maneras. Uno de los factores que contribuyen al calentamiento global son las plantas de tratamiento de aguas residuales y sus emisiones de gases de efecto invernadero . Algunos de estos gases son el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso . Estos gases se producen debido a la descomposición de materia orgánica por bacterias anaeróbicas, las cuales limpian los residuos. Si bien la descomposición bacteriana anaeróbica produce estos gases, el porcentaje de gases de efecto invernadero generados por otros equipos sigue siendo mayor que la contribución de las bacterias anaeróbicas. Además, el consumo energético de estas máquinas es muy elevado. Por ello, muchas instalaciones se están renovando para utilizar mayores niveles de bacterias anaeróbicas en comparación con otros tipos de equipos. ^{[ 22 ]}

Los impactos del cambio climático en la ingeniería sanitaria varían según la región y las soluciones de saneamiento empleadas en ella. En el Ártico, el deshielo del permafrost ha causado daños a las tuberías y otras infraestructuras. ^{[ 23 ]} En el noreste de Estados Unidos, el aumento de las precipitaciones ha sobrecargado las infraestructuras obsoletas que no están preparadas para manejar el enorme volumen de agua de las fuertes lluvias. ^{[ 24 ]} En el oeste de Estados Unidos, la sequía prolongada ha disminuido la disponibilidad de agua. Esto ha llevado a algunas plantas de tratamiento de aguas residuales a ampliar los programas de agua reciclada y recuperada . ^{[ 25 ]} El cambio climático también ha afectado a las tuberías de distribución de agua. El estrés físico derivado de las condiciones relacionadas con el cambio climático, como las lluvias extremas o la sequía, aumenta la tasa de corrosión de las tuberías, incrementando el costo de las instalaciones. ^{[ 26 ]}