Servicios personalizados
Español (pdf)
Articulo en XML
Referencias del artículo
Enviar articulo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
Introducción
Wackernagel y Rees 1, introdujeron en 1998 el concepto de huella ecológica como un nuevo indicador o aproximación al grado de sostenibilidad de una población. La huella ecológica es uno de los instrumentos aplicados para evaluar el desarrollo sostenible. Es una herramienta contable que permite estimar los requerimientos en términos de consumo de recursos y asimilación de desechos de una determinada población o economía, expresados en áreas de tierra productiva.2
Frente a los retos ambientales, se ha considerado la Huella Ecológica (HE) como una herramienta de contabilidad de recursos que evalúa dos criterios específicos de sostenibilidad.3) Estos criterios son la tasa de uso de recursos renovables de la humanidad en comparación con la capacidad de la Tierra para renovar dichos recursos y la tasa de producción de desechos humanos en comparación con la capacidad de la Tierra para asimilar los desechos.4 La capacidad ecológica de la tierra para regenerar los recursos naturales se conoce como HE. Es una herramienta para representar la cantidad de área de tierra productiva que se necesita para regenerar el recurso que consume la población humana.5
La huella ecológica transforma todos los consumos de materiales y energía a hectáreas de terreno productivo (cultivos, pastos, bosques, mar, suelo construido o absorción de CO2). Es una idea clara y precisa del impacto de las actividades antrópicas sobre el ecosistema. Bajo este punto de vista, es el indicador final porque transforma cualquier tipo de unidad de consumo (toneladas, kilowatts, litros.), así como los desechos producidos, en un número único totalmente significativo.6
La metodología de cálculo de la huella ecológica se basa en la estimación de la superficie necesaria para satisfacer los consumos asociados con la alimentación, los productos forestales, gasto energético y ocupación directa del territorio. La huella ecológica está compuesta de seis usos exclusivos de la superficie bioproductiva del planeta que compiten mutuamente por el espacio biológicamente productivo disponible. Estas categorías se expresan en hectáreas globales estandarizadas y se suman para determinar la HE total de una población Así, los terrenos productivos que se consideran para el cálculo son: cultivos, pastos, bosques, mar productivo, terreno construido, espacio público y área de absorción de CO2.7
La HE analiza la sustentabilidad en términos sencillos y comprensibles y utiliza los datos científicos disponibles más confiables; lo que permite a las personas en general, analistas políticos y a los gobiernos medir y manifestar el impacto en los sectores económico, ambiental y de seguridad, originado por el uso que hacemos de los recursos naturales.8 Conocer la HE de cualquier institución ayuda a tomar decisiones ecoeficientes con su entorno, haciendo incluso que mejore la imagen de la institución entre sus propios tra bajadores y usuarios. Servirá también para identificar las fuentes de emisión de gases de efecto invernadero y para elaborar planes para reducirlos. Esto se relaciona directamente con la eficiencia y se traduce en un ahorro no solamente de recursos, sino también de los gastos propios de la entidad, como los consumos de agua, electricidad, papel, combus tible, y demás. Incluso, permite seleccionar de una manera más inteligente y sostenible, como qué productos comprar, establecer criterios de compra y contrataciones que reduzcan el impacto ambiental, haciendo mejorar la gestión.9
Es de vital importancia el cálculo de la HE para tener un indicador de sostenibilidad que muestre la realidad del consumo de recursos y que ayude a plantear medidas de ecoeficiencia que permitan ahorrar recursos y asegurarlos para las futuras generaciones. También constituye una herramienta para que las futuras actividades se desarrollen de manera sostenible cumpliendo el Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) número 12 que es garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles.10
Los centros de investigaciones dentro de las universidades tienen características específicas (pequeñas producciones, servicios científico técnicos, consumo de materiales y reactivos para las investigaciones, menos consumo de electricidad, hojas, combustible, mayor movilidad). Las metodologías para el cálculo de la HE desarrolladas para las universidades deben adecuarse a estas entidades para contar con una herramienta para la toma de decisiones que contribuya a minimizar su impacto negativo en el medio ambiente. A pesar de esto, estos centros sirven como modelo para estudios que se aplican a otras escalas mayores. Son generadores de herramientas para la toma de decisiones en cuanto a la contaminación ambiental, por tanto, deben ser los principales lugares de aplicación de estas metodologías. Cuentan con personal de prestigio social, divulgadores de los resultados de la ciencia, por lo que son espejo de los instrumentos aplicados.
Existe una necesidad creciente de investigar acerca del tema del cálculo de la HE en los centros de investigaciones dentro de las universidades cubanas. Es una herramienta que en cierta medida ayuda a analizar la demanda de naturaleza por parte de la humanidad, además de la superficie necesaria para absorber los residuos que se generan debido al consumo de productos, bienes y servicios para satisfacer las necesidades de las personas, por lo que el objetivo de este trabajo es determinar la huella ecológica generada por el Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA) como indicador de sostenibilidad.
Materiales y métodos
Metodología utilizada para el cálculo de la Huella Ecológica
Después de realizar una revisión bibliográfica se decidió usar, como base, la “Metodología para el cálculo de la huella ecológica en universidades”, de la autora Noelia López Álvarez 11 de la Oficina de Desarrollo Sostenible, Universidad de Santiago de Compostela en España y la metodología utilizada por Juan Luis Doménech Quesada 6 en su trabajo Huella ecológica y desarrollo sostenible. A la misma se le realizaron los ajustes para adaptarla a las condiciones de los centros de investigaciones adscritos a universidades cubanas.
El CNEA es considerado como un sistema dentro del entorno que lo rodea, ya que cuenta con entradas asociadas al consumo de recursos naturales: agua, materiales (construcción de edificios), papel, combustibles fósiles (energía eléctrica, movilidad, transporte), alimentos y salidas (productos, bienes y servicios, producción de residuos, emisiones de CO2). Para realizar el cálculo se utiliza como base los datos de consumos de recursos naturales, de producción de bienes y servicios y generación de residuos del año 2022.
Para realizar el cálculo de la HE generada por el CNEA para las categorías: consumo de agua, consumo de electricidad, superficie construida, consumo de papel, movilidad y generación de residuos se utilizó la ecuación siguiente:
La fijación media de carbono para un terreno forestal cubano, que se acumula en biomasa (viva y muerta) y suelo (tierra vegetal y suelo mineral), se estima en 5,06 ton CO2 /ha/año.12 La superficie construida total del CNEA es de 8 984,08 m2.
Consumo de agua
Las emisiones están en función de la energía eléctrica requerida por los sistemas de bombeo y tratamiento para conocer la cantidad de combustible requerido en toneladas equivalentes de petróleo (tep) para la generación de esta energía se utiliza el factor de conversión (Fc), consumo específico en uso final, reportado por el Ministerio de Economía y Planificación de Cuba.
Fc = 0,352 tep/MW-h
Para obtener la cantidad de CO2 liberado a la atmosfera con la quema de este combustible se utiliza el índice de 3 ton de CO2 por cada tep consumida.
Superficie construida
Para conocer las emisiones anuales se considera que la vida útil de los edificios es de 50 años, ya que es el tiempo estimado que transcurre sin que sea necesario realizar obras de acondicionamiento de envergadura suficiente como para modificar el valor del factor. Según el informe MES 13 la generación total de CO2 de los edificios, es de 475 kg de CO2 / m2 en toda su vida útil, por tanto, para obtener la tasa anual de emisión de CO2 debido a las edificaciones se divide este valor por 50 (tiempo de vida útil en años) y se obtiene 9,5 kg de CO2 / m2 al año.
Índice anual de emisiones edificios = 9,5 kg de CO2 / m2*año
Energía eléctrica
Se basa en obtener las emisiones debido a la generación de la energía, se procede de forma similar al cálculo del epígrafe consumo de agua, para conocer la cantidad de combustible requerido en tep se utiliza el factor de conversión.
Fc = 0,352.
Para obtener la cantidad de CO2 liberado a la atmosfera con la quema de este combustible se utiliza el índice de 3 ton de CO2 por cada tep consumida.
Movilidad
Para evaluar las emisiones de CO2 debidas a los medios de transporte empleados en el CNEA se tuvo en cuenta las cantidades de combustibles utilizadas anualmente, ya que su uso es exclusivo de las actividades que se desarrollan en el centro, los combustibles utilizados son diésel y gasolina los cuales se van a multiplicar por su respectivo factor de emisión. Según el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía de España, por cada litro de gasolina consumido, un coche emite en promedio 2,35 kg de CO2 y por cada litro de diésel, unos 2,68 kg de CO2 .14
Consumo de papel
El índice de generación de CO2 por cantidad de papel producido es de 1,84 kg de CO2 /kg de papel, este índice es utilizado por algunos autores 12 en la elaboración de la metodología para el cálculo de la huella ecológica en universidades. El cálculo se realiza igual que en el epígrafe Movilidad
Generación de Residuos
Los residuos sólidos urbanos no peligrosos generados en el CNEA fueron: papel, 235 kg; cartón, 7 kg; residuos de comida, 120 kg; residuos de los mantenimientos constructivos, 180 kg. Para la cuantificación de las emisiones de CO2 se utilizó el factor de emisión dado por la literatura, 11 el cual fue de 91,70 kg CO2/ kg de residuo. Por lo tanto solo se multiplicó el total de materiales por el factor de conversión directamente.
Los residuos sólidos peligrosos generados por los trabajadores del Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado fueron: 3 kg tubos fluorescentes, 7 kg equipos electrónicos, 110 kg baterías. No se tuvo en cuenta a la hora de realizar cálculos los desechos biológicos generados por los Laboratorios de Preclínica 1 y 2 ya que estos laboratorios no estaban trabajando en el período analizado. El cálculo se realiza igual que en el epígrafe Movilidad
Factor de emisión para tubos fluorescentes y equipos electrónicos: 1,35·10-2 kg CO2/kg de residuos
Factor de emisión para baterías: 4,96·10-2 kg CO2/kg de residuos
Consumo de alimentos
Para este acápite se tomó en cuenta solamente la comida consumida por los trabajadores dentro del centro, la mayoría de los alimentos de la canasta básica alimentaria y la contabilización de las porciones de cada uno de ellos se obtuvieron en la Dirección de Economía, expresado en kilogramos, estos se dividen en 2 clases:
Origen Vegetal: Incluye los siguientes alimentos: frijoles, azúcar, arroz, chícharos
Origen Animal: Incluye los siguientes alimentos: cerdo, pollo.
Los datos de productividad natural de los alimentos para porciones de tierras de Cuba se obtuvieron del Anuario Estadístico de la Oficina Nacional de Estadística e Información, estos se expresaban en kg/ha. Para realizar este cálculo solo se tiene en cuenta la productividad nacional de los alimentos.
Cálculo de la huella de los servicios
Según algunos autores, (6 detrás de cada servicio consumido existe un consumo de materiales y energía, por lo que su huella también debe ser calculada. Para estimar el consumo energético asociado a los servicios, se asume que una parte de la factura del servicio corresponde al consumo energético. Esta conversión se realiza considerando el precio del combustible fósil.
El cálculo se efectúa de la siguiente forma: se estima que un 2 % del importe total de los servicios de oficina (asesorías, asistencias técnicas, diseño de proyectos, seguros, finanzas, software, diseño gráfico), corresponde al gasto energético. Este se pasa a litros de combustible fósil líquido, según el precio del mismo en el momento actual; se pasa a kilogramos multiplicando por 0,8 y, finalmente, de kilogramos a toneladas. (1 litro de combustible pesa 0,8 kg)
El resultado se multiplica por el contenido energético del combustible (43,75 GJ/t), para así obtener el consumo en GJ, y se divide entre la productividad de los combustibles fósiles líquidos (71 GJ/ha/año), para obtener la huella.
Para obtener las emisiones de CO2 resultantes de los servicios académicos que presta el centro se procede de la siguiente forma: se conoce que un 2 % del importe total de los servicios corresponde al gasto energético, por tanto, se puede calcular la energía eléctrica utilizada para dicha actividad.
Para conocer la cantidad de combustible requerido en toneladas equivalentes de petróleo (tep) para la generación de esta energía se utiliza el factor de conversión, Fc, consumo específico en uso final, reportado por el Ministerio de Economía y Planificación de Cuba.
Fc = 0,352 tep/MW-h.
Para obtener la cantidad de CO2 liberado a la atmosfera con la quema de este combustible se utiliza el índice de 3 ton de CO2 por cada tep consumida.
Cálculo de la huella de Producción de Magnetizadores
Las emisiones de CO2 están en función de la energía eléctrica requerida para la producción de acondicionadores magnéticos. Según15 para producir un acondicionador magnético se necesitan 1,16 kW/h, multiplicando este valor por la producción anual de magnetizadores obtenemos el consumo de electricidad.
Luego para conocer la cantidad de combustible requerido en toneladas equivalentes de petróleo (tep) para la generación de esta energía se utiliza el factor de conversión, Fc, consumo específico en uso final, reportado por el Ministerio de Economía y Planificación de Cuba.
Fc = 0,352 tep/MW-h.
Para obtener la cantidad de CO2 liberado a la atmosfera con la quema de este combustible se utiliza el índice de 3 ton de CO2 por cada tep consumida.
Factores de equivalencia por terrenos productivos
Los factores de equivalencia traducen un tipo específico de uso de la tierra, es decir, tierras de cultivo promedio, pastos, bosques, zonas de pesca en una unidad universal de área biológicamente productiva, una hectárea global (hag). A continuación, en la tabla 1 se muestran los factores de equivalencia por tipos de terrenos productivos.
Resultados y discusión
Consumo de Agua
El CNEA no cuenta con Metrocontador para medir el consumo de agua diario, mensual y anual, ya que se abastece de la acometida hidráulica de la Universidad de Oriente, por lo que se realizó un estudio de estimación de los valores de este consumo. Los valores se estimaron por los índices de consumo de la Resolución 287/2015. Se realizó estudio de la demanda de agua de la entidad para el 2021, arrojando una demanda anual de 1823 m3, cuyo resultado se certificó por la UEB Comercial Empresa de Acueducto y Alcantarillado Santiago de Cuba. El consumo de electricidad para potabilizar y bombear el agua que consumen los trabajadores del CNEA es de 0,32 MWh.
Entonces:
tep = 0,352 tep/MWh * 0,32 MWh
tep = 0,11
donde:
tep (toneladas equivalentes de petróleo)
Emisiones de CO2 (consumo de agua) = 0,11tep*3 ton CO2/tep
Emisiones de CO2 (consumo de agua) = 0,33 ton CO2
Superficie construida
La entidad ocupa un edificio principal de un nivel con una superficie techada total de 8 984,08 m2.
Emisiones de CO2 Edificios = 8984,08 m2 *9,5 kg de CO2 / m2
Emisiones de CO2 Edificios = 85348,76 kg de CO2 <>85,349 ton CO2
Consumo de Electricidad
El consumo de energía eléctrica del CNEA para realizar todas las actividades previstas para el año 2022 fue de 713 70 kW.
tep = 0,352 tep/MWh * 71,37MWh
tep = 25,12
Emisiones de CO2 (consumo de electricidad) = 25,12*3
Emisiones de CO2 (consumo de electricidad) = 75,36 ton CO2
Movilidad
El consumo de gasolina y diésel del CNEA para realizar todas las actividades previstas para el año 2022 fueron de 5500 L y 1530 L respectivamente.
Cálculo de las emisiones para el consumo anual de combustibles
Emisiones de CO2 (consumo de gasolina) = 5500 L*2,35 kg CO2/L
Emisiones de CO2 (consumo de gasolina) = 12925 kg CO2 <>12,925 ton CO2
Emisiones de CO2 (consumo de diésel) =1530L*2,68kg CO2/L
Emisiones de CO2 (consumo de diésel) = 4100,4 kg CO2 <> 4,1 ton CO2
Emisiones de CO2 Total = 17,025 ton CO2
Consumo de papel
El consumo de papel virgen para la impresión de los documentos de la entidad para el año 2022 fue de 233 resmas. Cada resma pesa 20 lb, y se va a multiplicar por la cantidad de resmas consumidas para obtener el consumo en libras y luego convertir el resultado a kilogramos.
233 resmas * 20lb * 0,460 kg = 2143,6 kg de papel
Emisiones de CO2 (consumo de papel) =2143,6kg de papel*1,84 kg CO2 /kg de papel
Emisiones de CO2 (consumo de papel) = 3944,22 kg CO2 <>3,944 ton CO2.
Generación de Residuos Sólidos
Emisiones de CO2 Residuos no peligrosos= 542kg de residuos*91,70 kg CO2/ kg de residuos
Emisiones de CO2 Residuos no peligrosos= 49701,4 kg CO2 <>49,701ton CO2
Residuos peligrosos
Para calcular las Emisiones de CO2 generadas por los residuos sólidos peligrosos que se generan en el CNEA se utilizó la ecuación (10), por lo que:
Emisiones de CO2 Residuos peligrosos = (3kg+7 kg)* 1,35·10-2 kg CO2/kg de residuos + 110 kg*4,96·10-2 kg CO2/kg de residuos
Emisiones de CO2 Residuos peligrosos = 5,91 kg CO2 <> 0,005 ton CO2.
Servicios brindados por el CNEA
Emisiones de CO2 (Servicios)= (0,352tep/MWh*(71,37 MWh*0,02)* 3ton de CO2/tep)
Emisiones de CO2 (Servicios) = 1,50 ton CO2
Producción de Acondicionadores Magnéticos
Para el año que se está analizando se produjeron 510 acondicionadores magnéticos.
Emisiones de CO2 PAM = (Fc*(Prod anual de magnetizadores*0,001 16MWh)*3)
Dónde: 1,16 KW/h <>0,001 16MWh
Emisiones de CO2 PAM = (0,352tep/MWh*(510*0,00116 MWh) * 3ton de CO2/tep)
Emisiones de CO2 PAM=0,624ton CO2
En la figura 1 se muestran los valores de las emisiones de CO2 generadas a partir de las actividades que se realizan a diario en el CNEA (consumos de recursos naturales, generación de residuos, producción de acondicionadores magnéticos, además de los servicios que brinda)
El cálculo de la cantidad de CO2 emitido a la atmósfera por las actividades que se ejecutan en el CNEA, fue realizada para todas las variables, excepto para la categoría alimento, obteniéndose el resultado directamente en valores de HE (hag/año), este resultado coincide con lo planteado por.17,18
El valor total de toneladas de emisiones de CO2 generados por el CNEA fue de 233,86 ton/CO2 para el año 2022. El total de estas emisiones estuvieron generadas por todas las actividades de investigación y administración que realiza el centro. Las emisiones están asociadas mayormente a la variable superficie construida que se estimó en toneladas anuales, las cuales podrían mejorarse, de manera que prevalezcan materiales amigables con el ambiente. Las categorías consumo de papel, consumo de agua, generación de residuos sólidos peligrosos fueron de las variables que menos emisiones aportaron a la atmosfera en el año 2022, al igual que en otros estudios realizados en varias universidades.9,17-19
Cálculo de la Huella Ecológica generada por el CNEA
La estimación de HE, fue convertida a hectáreas globales aplicando factores de equivalencia según la categoría de superficie productiva establecido por 15, permitiendo compararla con las métricas de capacidad biológica. Estos factores de equivalencia se multiplicaron por los datos de HE en hectáreas de cada una de las variables, para transformarlos en hectáreas globales (hag). Los resultados se muestran en la tabla 2.
Se obtiene como resultado de calcular en el CNEA la HE por categorías 52,984 (ha/año) para el año 2022. Este valor representa el área bioproductiva de superficie tierra necesaria para regenerar los recursos consumidos por los trabajadores del CNEA, así como la necesaria para absorber los residuos que genera, independientemente de la localización de estas áreas. El cálculo de la (HE) por categorías, fue realizada para todas las variables, en el caso de la categoría consumo de alimentos su obtuvo el resultado directamente en valores de HE (hag/año).
Los resultados de la tabla 2 muestran que el CNEA requiere de 89,096 hag de bosque estándar mundial para asimilar las emisiones de CO2 emitidas en el periodo 2022 según las categorías analizadas. Comparando el terreno en el que el CNEA realiza sus actividades y la HE calculada, se requiere al menos de 52 veces más superficie que la que la organización dispone. Se puede afirmar que el CNEA padece déficit ecológico, la superficie que necesitaría el centro para ser ecológicamente autosuficiente sería aproximadamente de 52 terrenos de fútbol.
En la figura 2 se muestra la contribución de cada categoría a la huella ecológica generada por el CNEA en hectáreas globales (hag).
Las mayores contribuciones a la huella ecológica son de la superficie construida, el consumo de electricidad y los residuos no peligrosos.
Es necesario estimar la HE por miembro del centro de trabajo. Para ello se consideró la cantidad total de personas (investigadores, especialistas y administrativos) que integraron la entidad en el año 2022, (88 personas). Con este valor se obtuvo la HE del CNEA, que es 0,60 ha/persona/año o 1,01 hag/persona/año. De acuerdo al resultado obtenido por persona, en el año 2022, un trabajador del Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado requirió de 1,01 hag/persona/año de terreno productivo global de bosque para asimilar las emisiones de CO2 a la atmósfera debido a las actividades según las categorías analizadas anteriormente.
Conclusiones
Las categorías analizadas para realizar los cálculos de las emisiones de CO2 y de la huella ecológica fueron: Agua, Superficie construida, Consumo de Electricidad, Movilidad, Papel, Residuos sólidos no peligrosos, Residuos peligrosos, Alimentos, Servicios y Producción de Acondicionadores Magnéticos. Las emisiones de CO2 generadas por el CNEA según las categorías analizadas fueron de 233,86 ton CO2. Además, se necesita un área de 52,984 ha/año de bosque para regenerar los recursos naturales que necesitan los trabajadores del centro para satisfacer su objeto social. Asimismo, se requiere de 89,096 hag de bosque estándar mundial para asimilar las emisiones de CO2. Un trabajador del CNEA requirió de 1,01 hag de terreno productivo global de bosque para asimilar las emisiones de CO2 generadas a partir de las actividades que realiza según las categorías analizadas.
