Geología ambiental

La hidrogeología es la rama de la geología que estudia la distribución y el movimiento del agua subterránea en el suelo y las rocas de la corteza terrestre . La geología ambiental se aplica en este campo, ya que la contaminación del agua subterránea, causada por la minería, la agricultura y otras actividades humanas, genera problemas ambientales . La contaminación se define como el deterioro del agua subterránea por calor, bacterias o sustancias químicas. Los principales causantes de la contaminación del agua subterránea son las fuentes superficiales, como los fertilizantes, las fugas en las alcantarillas, los arroyos contaminados y los desechos mineros. ^{[ 3 ]} La geología ambiental aborda el problema de la contaminación del agua subterránea estableciendo objetivos para el monitoreo.

Estos objetivos incluyen:

• determinar la naturaleza, el alcance y el grado de contaminación,
• determinar el mecanismo de propagación y los parámetros hidrológicos, para poder tomar las contramedidas adecuadas,
• detección y alerta de movimientos hacia áreas críticas,
• evaluar la eficacia de las contramedidas inmediatas emprendidas para contrarrestar los efectos de la contaminación,
• registro de datos para evaluación a largo plazo y cumplimiento de normas, y
• Iniciar un seguimiento de la investigación para validar y verificar los modelos y supuestos en los que se basan las contramedidas inmediatas.

La ciencia del suelo es el estudio del suelo como recurso natural en la superficie de la Tierra. La geología ambiental se aplica en este campo, ya que los edafólogos plantean inquietudes sobre la conservación del suelo y las tierras cultivables ante el aumento de la población mundial, el creciente consumo de alimentos per cápita y la degradación de la tierra . Estos problemas ambientales se abordan y mitigan mediante la geología ambiental, utilizando estudios de suelos. ^{[ 4 ]} Estos estudios evalúan las propiedades de los suelos y son útiles en la cartografía geológica, la planificación territorial rural y urbana, especialmente en términos de agricultura y silvicultura. Los estudios de suelos son esenciales para la planificación y cartografía del uso de la tierra, ya que proporcionan información sobre el uso de las tierras agrícolas. Los estudios de suelos brindan información sobre sistemas de cultivo óptimos y manejo del suelo para reducir la degradación de la tierra y lograr que la agricultura proporcione su rendimiento óptimo para el creciente consumo de alimentos per cápita. ^{[ 1 ]}

Las investigaciones de estudios de suelos incluyen:

• erosionabilidad del suelo ,
• profundidad del suelo,
• pendiente pronunciada,
• potencial de contracción y expansión,
• frecuencia de afloramientos rocosos,
• posibilidad de salinización
• respuesta de la planta al fertilizante y
• ensayos de variedades de cultivos.

Desde la Edad de Piedra, cuando los humanos comenzaron a extraer sílex , han dependido de esta práctica, y la dependencia de los minerales continúa aumentando a medida que la sociedad evoluciona. Una de las desventajas de la minería es que se restringe a áreas donde los minerales están presentes y son económicamente viables. La duración de la minería también está limitada, ya que los recursos minerales son finitos, por lo que cuando un yacimiento se agota, la minería en ese lugar termina. ^{[ 1 ]} Aunque las actividades mineras y de extracción de minerales modernas utilizan muchas maneras de reducir los impactos ambientales negativos, pueden ocurrir vertidos accidentales y las prácticas adecuadas de mitigación y prevención no eran comunes en las prácticas históricas. Metales potencialmente dañinos, otros componentes de los yacimientos y productos químicos o subproductos del procesamiento de minerales pueden contaminar el medio ambiente circundante debido a estas situaciones. ^{[ 6 ]} Algunos impactos ambientales comunes de la minería son los desplazamientos de rocas que permiten que partículas finas de polvo se filtren en las aguas superficiales, la alteración del paisaje local y las grandes cantidades de residuos, algunos de los cuales son químicamente reactivos. ^{[ 7 ]} En última instancia, el impacto de la minería en el medio ambiente está determinado por muchos factores, como el tamaño de la operación y el tipo de minería. La geología ambiental ha reducido los impactos ambientales negativos de la minería, ya que se ha utilizado en litigios relacionados con la minería. En algunos países, como Brasil ^{[ 8 ]} y Australia ^{[ 9 ]} , por ejemplo, la ley decreta que los sitios deben someterse a rehabilitación después de que cese una operación minera. Antes de cualquier actividad minera, también es necesaria una evaluación para analizar los posibles impactos ambientales. Otra medida adoptada es que se debe elaborar un programa de gestión ambiental que muestre cómo operará la mina. La planificación territorial es un aspecto importante para decidir si un sitio es adecuado para la minería, pero cierta degradación ambiental es inevitable. La geología ambiental continúa reduciendo la cantidad de efectos negativos que la minería tiene en el medio ambiente natural. ^{[ 1 ]}

Los recursos no renovables son solo un tipo de recurso, siendo los otros dos potencialmente renovables y perpetuos . Los recursos no renovables, como los combustibles fósiles y los metales , son finitos y, por lo tanto, no pueden reponerse durante la vida humana, pero se están agotando a un ritmo elevado. Debido a su importancia en muchas economías, esto crea un problema a medida que el mundo continúa desarrollando las tecnologías utilizadas para explotar estos recursos. Algunas funciones importantes de estos recursos no renovables son calentar hogares, alimentar automóviles y construir infraestructura. La geología ambiental se ha utilizado para abordar este problema con el desarrollo sostenible del reciclaje y la reutilización . ^{[ 10 ]} El reciclaje es el proceso de recolectar materiales y productos de consumo e industriales reciclables y luego clasificarlos para que puedan procesarse en materias primas con la intención de utilizarlas para crear nuevos productos. ^{[ 11 ]} El reciclaje y la reutilización pueden realizarse a escala individual o industrial. Estas prácticas maximizan el uso de los recursos tanto como sea posible, al tiempo que minimizan los residuos. También gestionan la eliminación de residuos industriales y domésticos, ya que reducen la cantidad de residuos vertidos al medio ambiente global. ^{[ 12 ]}

La reutilización y el reciclaje incluyen:

• compostaje : la descomposición biológica de residuos orgánicos de jardín y alimentos para utilizarlos como acondicionador del suelo,
• suprarreciclaje : aumentar el valor y la calidad de los materiales y productos mediante el proceso de reciclaje,
• Freecycling: dar u obtener artículos gratis de otros antes de comprar otros nuevos.
• Ecología industrial : desmantelamiento de artefactos masivos para convertirlos en materia prima para nuevos procesos.

El enfoque de la geología ambiental ante el declive de los recursos no renovables, junto con la gran cantidad de residuos que contaminan la Tierra, ha consistido en reducir el consumo derrochador y reciclar siempre que sea posible.

La planificación del uso del suelo es importante para reducir el riesgo de desastres naturales para los seres humanos y su infraestructura, pero sobre todo para reducir el impacto humano negativo en el medio ambiente. El uso del suelo, el agua, el aire, los materiales y la energía se ven afectados de manera crítica por los asentamientos humanos y la producción de recursos. ^{[ 13 ]} Es necesario encontrar nuevos emplazamientos para la minería, la eliminación de residuos y las instalaciones industriales, ya que todos forman parte de una sociedad industrial. A menudo resulta difícil encontrar emplazamientos adecuados y obtener la aprobación, puesto que deben demostrar que cuentan con barreras que impidan la entrada de contaminantes al medio ambiente.

La investigación de emplazamiento en la planificación del uso del suelo suele constar de al menos dos fases: una investigación preliminar y una investigación detallada. La información de la investigación preliminar se obtiene mediante mapas y otros datos de archivo. La información de la investigación detallada se obtiene mediante un reconocimiento de campo y la revisión del uso histórico del suelo.

La investigación orientativa incluye:

• topografía , uso del suelo y vegetación, asentamientos, carreteras y ferrocarriles,
• Clima : precipitación, temperatura, evapotranspiración, dirección y velocidad del viento, así como la frecuencia de vientos fuertes,
• Condiciones hidrológicas e hidrogeológicas: arroyos, lagos y estanques, manantiales, pozos, uso y calidad del agua superficial y subterránea, escorrentía, balance hídrico, propiedades y estratigrafía de acuíferos/acuicludos, nivel freático, recarga y descarga de agua subterránea,
• geología: suelo, estructuras geológicas, estratigrafía y litología,
• Aspectos ecológicos: por ejemplo, reservas naturales, geotopos protegidos, zonas de protección del agua.

La investigación detallada incluye: ^{[ 2 ]}

• geología: espesor y extensión lateral de los estratos y unidades geológicas, litología, homogeneidad y heterogeneidad, condiciones de estratificación y estructuras tectónicas, fracturas, impacto de la meteorización,
• Aguas subterráneas : nivel freático, contenido de agua, dirección y velocidad del flujo de agua subterránea, conductividad hidráulica, valor del acuífero,
• Caracterización geoquímica del sitio: composición química del suelo, rocas y agua subterránea, estimación de la retención de contaminantes,
• Estabilidad geotécnica: La barrera geológica debe ser capaz de absorber la tensión derivada del peso de un vertedero, un montón de escoria o un edificio industrial.
• eventos geogénicos: fallas activas, karst, terremotos, subsidencia, deslizamientos de tierra,
• actividades antropogénicas: daños mineros, edificios, canteras, graveras, etc., y
• cambios en la calidad del suelo y del agua subterránea

La geología ambiental abarca tanto el monitoreo como la planificación del uso del suelo. Los mapas de uso del suelo se elaboran para representar el uso actual del suelo junto con los posibles usos futuros. Mapas como el que se muestra pueden utilizarse para reducir los asentamientos humanos en áreas con posibles riesgos naturales como inundaciones, inestabilidad geológica, incendios forestales, etc. ^{[ 13 ]} En el mapa de uso del suelo mostrado se puede observar que existe un margen de árboles y vegetación entre los asentamientos y el río Misisipi para reducir el riesgo de daños por inundaciones a medida que cambian los niveles de agua del río Misisipi.