Métodos

Este trabajo de investigación lo desarrollé en las tres escuelas públicas de primaria del cantón de Belén (Figura 1), provincia de Heredia, Costa Rica. Belén en la actualidad es un Cantón con una población de aproximadamente 24000 habitantes (Municipalidad de Belén, 2012). Cada distrito posee un centro educativo público para atender a la población de primaria:

E. España: Se ubica en el distrito de San Antonio de Belén. La institución contó con aproximadamente 1000 estudiantes matriculados para el 2013.

E. Chaves: está localizado en el distrito de La Ribera de Belén. La institución contó con una matrícula anual aproximada de 908 estudiantes en el 2013.

E. Zumbado: se encuentra en el distrito de La Asunción de Belén. La institución está separada en tres edificios divididos por la principal vías de ingreso al Cantón.

Figura 1: Ubicación de los centros educativos de primaria del Cantón de Belén. 

Inventarios de gases: Se realizó un inventario de emisiones de gases de las actividades realizadas por cada escuela de primaria, en donde fueron clasificadas en tres categorías: emisiones directas, indirectas y otras. Este inventario utilizó como año base el período contemplado entre enero de 2013 a diciembre de 2013. Para la realización de estos inventarios, se utilizó la metodología aceptada en la norma INTE 12-01-06: 2011. La definición de los límites de los inventarios utilizó el enfoque de control para cada escuela. Se usaron valores conservadores en el cálculo de las emisiones de gases por esta fuente, para evitar subestimar la cantidad emitida de gases y para no sobreestimar la reducción o remoción de CO₂ por parte de los sumideros institucionales.

Emisiones directas: para todos los centros educativos determiné 3 fuentes de emisiones de gases: Consumo de GLP en los comedores escolares, recarga de extintores con agentes extintores de CO₂ y los sistemas refrigerantes. Sin embargo, la cuantificación de los sistemas refrigerantes no se realizó ya que por la falta de revisiones a los equipos por encontrase en óptimas condiciones. Dentro de las estimaciones realizadas no se incluyeron las emisiones por fuente móviles (vehículos), ya que ninguna de las instituciones cuenta con vehículos asignados o controles administrativos del transporte de estudiante fuera de las instituciones.

Emisiones por consumo de GLP: Se registró el consumo del Gas Licuado de Petróleo (GLP) de los comedores escolares. Esta información se registró en cantidad de cilindros consumidos por mes. Se revisaron las etiquetas de los cilindros en cada comedor y se estableció el consumo en litros de gas por mes en cada comedor. Para el cálculo de las toneladas de CO₂ emitidas, se utilizó el factor de emisión para GLP presentados por el IMN para el 2013, el cual se definió como 1,61 kg de CO₂·L^-1 de GLP, 1,77·10^-4 kg de CH₄·L^-1 de GLP y 2,554·10^-7 kg de NO₂·L^-1 de GLP (^{IMN, 2013}), Esta información fue expresada en Mg CO₂·L^-1 GLP (tCO₂·L^-1 GLP).

Emisiones por recargas de extintores de Co ₂ : Se registraron los extintores de CO₂, en los cuales se registró la capacidad de cada extintor. Los extintores por norma son recargados anualmente, por lo que se estableció que las emisiones por recarga de extintores es igual a la capacidad total de los equipos instalados.

Emisiones indirectas: En el caso de las emisiones indirectas, para las tres escuelas, se identificó solamente el consumo de energía eléctrica como fuente indirecta asociada al alcance definido en cada institución.

Emisiones por consumo eléctrico: Se determinó el consumo eléctrico de las escuelas por medio de la revisión de los historiales presentados en las facturas emitidas por la CNFL, empresa encargada de suministrar el servicio en el cantón de Belén. El consumo se midió en kWh para todos los medidore. Para estimar las emisiones de gases, se utilizó el factor de emisiones del 2013 para la producción eléctrica brindada por el IMN. El factor de emisiones para la producción de energía eléctrica fue de 0,13 kg de CO₂·kWh^-1. Esta información fue expresada en Mg CO₂·kWh^-1 (tCO₂·kWh^-1).

Emisiones por la generación de residuos sólidos: Se determinó la emisión de metano por la generación de los residuos sólidos. Para estimar la cantidad de residuos producidos se estableció a través del Estudio de Generación y Caracterización de los Residuos Sólidos del Cantón de Belén (^{CEGESTI, 2011}). Para la estimación de las emisiones de CH₄, se utilizó el factor de emisiones del IMN para el 2013. Este factor fue de 0,0581 kg CH₄·kg RS^-1. La información obtenida fue expresada en Mg CH₄·año^-1 (tCH₄·año^-1) para fines de este trabajo de investigación.

Emisiones por producción de aguas residuales: En el caso de las emisiones de metano por la producción de aguas residuales se utilizó la producción de metano por medio del factor de emisión de gases presentados por el IMN para el 2013. Este factor de emisiones fue de 4,38 kg CH₄·persona^-1·año^-1. En este caso se utilizó el factor de emisión, ya que no se cuenta con datos específicos para la región acerca de las variables influyentes a la generación de CH₄, por lo que la confiabilidad no se puede establecer. La estimación se realizó utilizando la población presente en el 2013 para cada centro.

Remociones de gases de efecto invernadero: las remociones de gases encontradas se limitaron a la reducción de residuos sólidos por la implementación de programas internos de separación y reciclaje. Por ello, para estimar las remociones de gases, se utilizaron los valores de generación de gases presentados por el WARM (Waste Reduction Model) de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos. Para los tres centro educativos, los materiales incluidos en los cálculos de reducción fueron papel, aluminio (latas), cartón, vidrio, polietileno de alta densidad (HDPE) y tereftalato de polietileno (PET), ya que fueron los residuos que actualmente son valorizados en las escuelas del cantón de Belén. Para cada uno de los materiales valorizables se aplicó la equivalencia del modelo WARM para la reducción de emisiones de gases. En el caso de los plásticos, se utilizó el factor de emisión utilizado para el plástico mixto. Este factor asume una proporción de 61% de PET y 39% de HDPE en la composición de los residuos plásticos (^{EPA, 2014}). En el caso del papel, cartón y vidrio, se utilizaron los valores específicos del modelo para estos materiales (Cuadro 1).

Cuadro 1: Factores de emisión expresados en Mg CO2e para los residuos valorizables separados según el modelo WARM-EPA 

Resultados

Fuentes de emisión y remociones de gases: Con base en la delimitación de los alcances para cada escuela, se determinaron las fuentes de emisiones de gases en cada institución. En general, las fuentes de emisiones encontradas fueron las mismas, ya que las actividades que se realizan dentro de los alcances institucionales de los centros educativos son similares. Las fuentes encontradas se describen en el Cuadro 2.

Cuadro 2: Fuentes de emisiones y remociones de gases encontradas en los centros educativos de primaria del cantón de Belén 

Inventarios de gases de los centros educativos:

E. España: Las emisiones se calcularon en 313,2 Mg CO₂e para el año de referencia. La fuente con mayor aporte de emisiones fue la generación de CH₄ en la generación de residuos (69,0%), seguido por la generación de CH₄ debido a las aguas residuales producidas (28,4%) y las emisiones por el consumo de electricidad (1,97%). El 0,64% restante de las emisiones fueron producidas por el consumo de GLP y la recarga de extintores. En el caso de las remociones, la única actividad que remueve gases en la institución es el proceso de separación y reciclaje interno que alcanzó una remoción estimada de 10,4 Mg CO₂e (Cuadro 3). La generación de CO₂e per capita fue de 0,313 Mg CO₂e·persona^-1·año^-1.

Cuadro 3: Inventario de emisiones y remociones de gases de la Escuela España para el año 2013 

E. Chaves: las emisiones totales fueron de 268,8 Mg CO₂e, en donde la generación de CH₄ causada por la producción de residuos sólidos en la institución fue de 203,85 Mg CO₂e (70,0%), seguido por la generación de CH₄ por el tratamiento de aguas residuales (28,8%) en el año de referencia. El consumo eléctrico solamente produjo 1,82 Mg CO₂e en el 2013. El 0,6% restante de las emisiones fueron producidas por el consumo de GLP y la recarga de extintores. Los sistemas de refrigeración se encontraron en buen estado y no se realizó cambios en los gases refrigerantes, por lo que para el período de estudio no se registraron emisiones (Cuadro 4). Al igual que la E. España, la E. Chaves mantuvo una tendencia a la generación de residuos principalmente provocada por las fuentes indirectas. La generación de CO₂e per capita fue de 0,296 Mg CO₂e·persona^-1·año^-1.

Cuadro 4: Inventario de emisiones y remociones de gases de la Escuela Fidel Chaves para el año 2013 

E. Zumbado: es la institución más pequeña en población estudiada. Sin embargo, de manera similar a las dos escuelas anteriores, la generación de CH₄ por residuos sólidos fue la fuente más importante de gases (67,0% de las emisiones), seguida de aguas residuales (27,6%) y el consumo de energía eléctrica (3,1%). Sin embargo, las remociones por la actividad de reciclaje de residuos sólidos fue la más significativa de las tres instituciones estudiadas (24,8% de las emisiones totales brutas). El 2,3% restante de las emisiones fueron producidas por el consumo de GLP y la recarga de extintores. Para el 2013, la institución alcanzó emisiones netas de gases por 117,83 Mg CO₂e (Cuadro 5). La generación de CO₂e per capita fue de 0,250 Mg CO₂e·persona^-1·año^-1.

Cuadro 5: Inventario de emisiones y remociones de gases de la Escuela Manuel del Pilar Zumbado González para el período enero 2013-enero 2014 

En resumen, la E. España fue la institución con la mayor cantidad de emisiones netas registradas en los inventarios, seguida por la E. Chaves y por último la E. Zumbado. En las tres instituciones la generación de residuos fue la principal fuente encontrada, seguida de la generación de gases por el tratamiento de aguas residuales y el consumo eléctrico (figura 2).

Discusión

Los inventarios encontrados en los tres centros educativos de primaria del cantón muestran que la principal fuente de gases es la generación CH₄ por residuos sólidos, las aguas residuales y el consumo eléctrico. No poseen fuentes directas con emisiones significativas, por lo que la mayoría de la generación de emisiones está concentrada en fuentes indirectas.

Este primer elemento indica que la gestión de los gases en las instituciones educativas es compleja, ya que las fuentes indirectas están vinculadas a los procesos técnicos que realizan otras entidades.

Estos resultados coinciden con la realidad nacional vinculada a la gestión de los residuos sólidos, en donde la gestión tradicional de residuos sólidos a nivel nacional ha producido una gran cantidad de problemas ambientales, además de un elevado cargo económico por conceptos de recolección, transporte y disposición final de los residuos en los rellenos sanitarios. A nivel local, el cantón de Belén no se escapa de esta realidad, en donde se estima que se generan en promedio unos 621 Mg de residuos mensualmente (^{Municipalidad de Belén, 2012}). Esto toma especial importancia si se considera que las emisiones de residuos aumentaron a nivel nacional de 711 Gg en 1990 a más de 1100 Gg en el 2000 (^{Adamson-Badilla, 2008}) y continua aumentando en la actualidad.

No obstante, los resultados encontrados coinciden parcialmente con la realidad nacional en cuanto a la distribución de las fuentes con mayor generación de emisiones de gases provocadas por los residuos sólidos (IMN, 2014), principalmente por que la institución no posee vehículos oficiales (fuentes móviles), por lo que en el caso de las escuelas estudiadas, el sector energía no aporta la mayor cantidad de gases, ya que el sector residuos (sólidos y líquidos) es el principal responsable de las emisiones de las tres instituciones.

Asimismo, la única fuente de remociones encontrada en los tres centros educativos fue la separación y el reciclaje de los residuos valorizables, debido al potencial para la mitigación de emisiones (^{Bogner et al., 2007}). Sin embargo, debe implementarse en todas las escuelas acciones que permitan la gestión de los residuos orgánicos como acción para mitigar la generación de CH₄. La implementación de sistemas de compostajes o similares es fundamental en la gestión de los gases, ya que aproximadamente el 52% de los residuos del Cantón poseen potencial para ser transformados en compost (CEGESTI, 2011), lo que reduce considerablemente las emisiones.

En el caso de las emisiones provenientes de los transportes públicos y privados de estudiantes, estas no fueron incluida debido a que los centros educativos no mantienen un control sobre las rutas, el consumo o la cantidad de estudiantes que cada servicio ofrece, por lo que no hay vínculo administrativo que justifique la cuantificación de estas emisiones en el inventario. No obstante, estas emisiones son resultado de las actividades de los estudiantes y pueden considerarse como otras fuentes indirectas, por lo que se puede incluir. Para realizar esta cuantificación, las instituciones deben realizar un sistema de control y seguimiento de las rutas y el consumo de combustible de estos servicios para que se puedan incorporar al inventario institucional.

La diferencia en la proporción de las emisiones que fueron removidas es causada por la gestión interna de los residuos valorizables, que en todas las escuelas estudiados fue la única fuente de remoción encontrada e incluida en el inventario del 2013. Sin embargo, el tamaño de la población estudiantil no parece ser el responsable de la gestión de los residuos valorizables, ya que la E.

Zeledón fue la institución que más remociones presentó en los inventarios. En el caso de la E. España y la E. Chaves, la gestión de los residuos valorizables como elemento de remoción permitió que el valor de emisiones netas fuera menor en la E. Chaves, ya que la recolección fue mayor en este ente educativo.

Por otra parte, la generación de CH₄ por la producción de aguas residuales está sumamente limitada a la capacidad de la Municipalidad de ofrecer alternativas de manejo de aguas con menores emisiones. Pese a que esta fue la segunda fuente más significativa, es poco lo que se puede realizar directamente en los tres centros. El sistema de manejo de aguas residuales con mayor potencialidad es la conexión de los tanques sépticos al sistema de alcantarillado sanitario. Esta conexión en la actualidad es muy poco probable, debido que los sistemas de alcantarillado sanitario no se encuentra cerca de ninguna de las instituciones, por lo que inversión en conexión es muy elevada.

En el caso del consumo de energía eléctrica, la E. Chaves fue la institución que menores emisiones presentó asociadas a esta fuente, lo que se puede atribuir a la gestión interna de la escuela, ya que existen muchas prácticas que permiten un bajo consumo. No obstante, a nivel general, el consumo eléctrico reportó emisiones con magnitudes considerablemente más bajas que las fuentes más significativas.

Esto se puede justificar en el hecho de que en Costa Rica la generación de energía eléctrica se realiza a partir de fuente renovables, lo que permite bajas emisiones que no requieren comportarse como las demás fuentes de emisión (^{Montes de Oca & Arce, 2011}; ^{Guerra, 2007}). No obstante, la gestión del consumo de electricidad debe implementarse junto con la gestión de los residuos sólidos para lograr reducciones integrales en las emisiones institucionales.

Cabe destacar que estos inventarios poseen limitaciones en su estimación, debido a que la información disponible acerca de algunas fuentes. Un ejemplo de esto fue la información relacionada con el consumo de gases refrigerantes por los aires acondicionados, en donde las tres instituciones públicas no contaron con información de la recarga de estos gases y el registro por consumo de papel; ya que las instituciones no contaban con información verificable. La cuantificación de las posibles emisiones de estos gases debe incluirse en los siguientes inventarios, ya que poseen un potencial de calentamiento global (PCG) elevado (IMN, 2013).

La cuantificación de las emisiones de gases es fundamental para la realización de estrategias y planes de acción que permitan mitigar y adaptar las emisiones generadas por las instituciones educativas públicas. Esto toma importancia si se considera la cantidad de instituciones que posee el país, de forma de que los programas de educación ambiental pueda verse favorece por acciones de planificación y aplicación institucional que fortalezca la gestión ambiental en los centros educativos públicos.