Proyecto I+D financiado por SENACYT: FIED22-09
Estado: En ejecución desde agosto 2022
Periodo: 2022 – 2024
Resumen:
Panamá como la Universidad Tecnológica de Panamá (UTP), está realizando esfuerzos de sostenibilidad en cumplimiento con las metas mundiales. El alcance de esta gestión es amplio, en función de que comprende, además del Campus Universitario, a 7 centros regionales y dos extensiones en todo el país. La actividad universitaria tiene un impacto directo en la sostenibilidad social, ambiental y económica de su entorno, es en este espacio en el que se visualiza la posibilidad de desarrollar acciones concretas, más contundentes, para generar impactos reales que conduzcan a la mejora de los indicadores relacionados. Con este proyecto se busca el mejoramiento de la sostenibilidad (eficiencia energética del campus, reciclaje, entre otras), con una dimensión: ambiental, económica (mantenimiento del campus) y social. Se abordarán dos aspectos: mitigación y adaptación, en conjunto con las unidades de apoyo de esta propuesta.
Objetivo general: Evaluar la sostenibilidad ambiental del Campus Universitario, identificando estrategias factibles de mitigación y de adaptación más adecuadas en términos de cero emisiones de carbono para las Instituciones de Educación Superior (IES).
Objetivos específicos (OE):
- Definir y caracterizar los aspectos operativos internos del campus universitario de referencia y sus diferentes servicios (OE1);
- Modelar los sistemas que incluyen los aspectos operativos relacionados con consumo de energía del campus universitario mediante simulación dinámica (OE2);
- Identificar y evaluar posibles estrategias de mitigación y adaptación que lleven a reducir las emisiones de carbono del campus, como las activas (generación fotovoltaica, solar térmica) y pasivas (basadas en la bioclimática del lugar: persianas, free-cooling, superficies verdes, voladizos fijos o móviles) para los edificios existentes (OE3);
- Evaluar el efecto de las estrategias escogidas (individuales o combinadas) destinadas a la sostenibilidad, en términos consumo energético, agua, planificación institucional, económicos, entre otros (OE4);
- Definir indicadores, criterios y medición para las IES en términos de cálculo de huella de carbono para un campus universitario (OE5).
Colaboradores del proyecto:
- Dra. Dafni Mora (Investigadora principal)
- Dr. Miguel Chen Austin (Co-investigador principal)
- Dra. Carmen Castaño (Co-investigador)
- Dra. Nathalia Tejedor (Co-investigador)
- Ing. Axel Martínez (Co-investigador)
Materiales y métodos
A nivel mundial las IES están evaluando y apuntando a reducir sus emisiones de carbono y operar de manera sostenible. Las universidades, como organizaciones dedicadas a la educación, la investigación y los servicios comunitarios, desempeñan un papel importante en la promoción de la sostenibilidad y deben ser un ejemplo de organización Sostenible.
La Huella de Carbono (FC) es una herramienta muy útil para la toma de decisiones que permite a las organizaciones medir y comunicar el efecto de sus actividades en el medio ambiente. Para ello, es necesario contar con herramientas capaces de calcular, rastrear y reportar sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), así como orientar las acciones para reducirlas y compensarlas [35].
De esta forma, el objetivo principal del proyecto es evaluar la sostenibilidad ambiental del Campus Universitario, identificando medidas de mitigación y de adaptación más adecuadas en términos de cero emisiones de carbono para las IES (OG).
La propuesta formulada en este proyecto se basa en una metodología cuantitativa de investigación que combina el estudio teórico y la aplicación práctica mediante la recolección de datos.
El proceso de desarrollar un inventario de GEI hacia carbón neutro en una institución involucra una serie de pasos que pueden ser consolidados en tres fases [24]: i) definición del alcance de la huella de carbón, análisis de las instalaciones, identificar emisiones; ii) análisis de resultados y conclusiones, para analizar los resultados del cálculo y determinar su pertinencia dentro de los procesos de la institución, identificar actividades que producen mayor cantidad de emisiones y lugar donde se generan para establecer las acciones respectivos, así como divulgar los resultados dentro y fuera de la institución. Definir acciones de mitigación. iii) verificación: evaluación de los datos y sistemas de monitoreo para proyectos. Definir estrategias de compensación y carbono neutro.
La huella de carbono empresarial se puede determinar utilizando diferentes metodologías y certificaciones relacionadas con la Sostenibilidad ambiental que son aplicables a las IES, entre las que destacan: ISO 14001 Gestión ambiental, ISO 14064 Huella de carbono y Green Globe.
El Greenhous Gas Protocol (GHG, por sus siglas en inglés) es la herramienta de cálculo y comunicación del inventario de emisiones de GEI, de uso frecuente en todo el mundo para la estimación de la huella de carbono a nivel corporativo; fue la primera iniciativa destinada a contabilizar las emisiones de GEI desarrollada por el Instituto de Recursos Mundiales (WRI) y el Consejo Empresarial Mundial para el Desarrollo Sostenible (WBCSD). La norma ISO 14064-1:2006 determina especificaciones y lineamientos para la cuantificación, declaración de emisiones y remoción de GEI de una empresa u organización e institución gubernamental o no gubernamental; también incluye los requisitos para el diseño, desarrollo, gestión y verificación del inventario de GEI.
Primera Fase
Definir las principales características del campus universitario de referencia y sus diferentes servicios (OE1). En particular se definirá la línea base, la cual se constituye mediante un diagnóstico de la gestión ambiental del campus en estudio, a través de indicadores (como la evaluación de impacto ambiental [36], huella de carbono [35], entre otros), incluyendo, aspectos operativos de la universidad que permiten su funcionamiento óptimo: Consumo eléctrico (sistema de alumbrado diurno y nocturno, sistemas de aire acondicionado), consumo de agua, combustible (para desplazamiento interno, mantenimiento de áreas externas de jardín), residuos en general, confort y calidad del aire exterior e interior, estado de salud estructural de las edificaciones y comportamiento del ocupante. Este último, resulta de crucial interés en la búsqueda o concepción de edificios altamente eficientes, por lo cual se pretende enfocar de manera detallada. En esta fase se realizará la recolección de datos mediante:
- Revisión del estado del arte.
- Datos estadísticos recopilados periódicamente (costos de electricidad, agua, gasolina, entre otros) por diferentes direcciones de la UTP, tales como la Dirección General de Planificación Universitaria (DIPLAN), Dirección de Mantenimiento y la Dirección General de Ingeniería y Arquitectura (DGIA) u otras.
- Comportamiento térmico del ecosistema dentro del campus en términos de temperatura, radiación, confort de peatones, a través del uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG).
- Entrevistas o encuestas realizadas a miembros de diferentes estamentos de la comunidad universitaria: personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes de diferentes niveles (pregrado y postgrado).
Aquí, sólo se tomarán en cuenta los servicios u operaciones internas de la Universidad, no se tomarán en cuenta los servicios que aportan económicamente a la Universidad (asesoría externa para entidades públicas y privadas, peritajes, certificaciones, entre otros), debido a aspectos de confidencialidad. Adicionalmente, este estudio se enfoca únicamente en la fase de operación del ciclo de vida del campus debido a que es una de las fases más importantes en cuanto a las emisiones generadas.
Por último, se prevé definir el estado actual de sostenibilidad del campus universitario a través de la evaluación de índices de sostenibilidad como el Green City Index [36], tomando sólo los aspectos relevantes que aplican al caso de estudio (campus universitario Dr. Víctor Levi Sasso de la Universidad Tecnológica de Panamá, VLS-UTP), indicadores de eficiencia energética [37], así como la evaluación del potencial que tiene el campus para llegar a ser autosostenible (tomando como referencia los indicadores propuestos por [38]. Para este último, el caso de estudio debe modelarse en base a los flujos ecosistémicos asociados.
Segunda Fase
Una vez caracterizado el campus universitario de referencia (caso VLS-UTP) se procederá a modelar y evaluar el consumo energético mediante simulación dinámica (OE2). Se utilizará el software DesignBuilder, interfaz gráfica del motor de cálculo EnergyPlus, una herramienta acreditada por la comunidad científica internacional, que proporciona resultados fiables y precisos. Adicionalmente, se prevé utilizar el software Grasshopper – Rhino 3D para modelar los otros aspectos operativos del caso de estudio. Se integrarán otros softwares de ser necesario.
En la creación de los modelos de simulación, los datos de entrada son de importancia fundamental. La definición de los principales insumos se basará en resultados de la primera fase del proyecto. Se adoptarán las técnicas de investigación más adecuadas (bibliografía, encuestas in situ, consulta de bases de datos oficiales, archivos estadísticos, entre otros), para identificar los datos requeridos, para ser utilizado en el análisis. Para la validación de los modelos y cálculos, se utilizará el criterio de la ASHRAE 14 y los resultados de aplicar SIG para estimar la temperatura superficial terrestre, tal y como en [39] (OE2).
Se procederá a identificar posibles medidas de mitigación y adaptación como las de eficiencia energética activa (por ejemplo, FV, PDC, solar térmica) y pasivas (por ejemplo, las basadas en la bioclimática del lugar, persianas, free-cooling, superficies verdes, voladizos fijos o móviles) para los edificios existentes (OE3). Así como otras estrategias, por ejemplo, de reutilización, reciclaje, compostaje, uso de biomasa, entre otros). Evaluar el efecto de las estrategias escogidas (individuales o combinadas) destinadas a la sostenibilidad, en términos consumo energético, consumo de agua, planificación institucional, económicos, entre otros (OE4).
Definir indicadores, criterios y medición para las IES en términos de cálculo de huella de carbono (OE5). En este protocolo se identifican fuentes de emisión directa, que son aquellas que son propiedad o están controladas por el campus universitario y las indirectas que son emisiones de fuentes que pertenecen o están controladas por otra entidad [23]. Se prevé generar una herramienta que identifique las mejores medidas en base a datos de entrada de los diferentes aspectos operativos.
Una vez culminada la primera fase, se identifica la metodología más apropiada para continuar las siguientes fases, tomando en cuenta los datos que se lograron recopilar de las diferentes fuentes de información.
Entre las actividades del proyecto se prestará la debida atención a la difusión de los resultados, que se llevará a cabo mediante la organización de seminarios, difusión en diferentes canales de comunicación (institucionales y redes sociales) y actividades de sensibilización para informar a todas las partes interesadas sobre los avances proyecto, los puntos de fuerza y debilidades encontradas, con el objetivo que se puedan compartir las informaciones útiles para facilitar el logro de la mejora, hacia un campus autosostenible. Por último, los resultados pueden ser de referencia para entidades acreditadoras nacionales.
El equipo de investigación que concibió la idea del proyecto tiene sólidas competencias en los temas cubiertos por la propuesta (ver referencias citadas) y cuenta con experiencia en la gestión de proyectos de investigación nacionales e internacionales. De igual manera cuenta con experiencia en gestión pública y planificación, que son elementos indispensables para la correcta implementación y transferencia de conocimientos. De igual manera que se logren incorporar como planes en ejecución en la Universidad y sirvan de modelo para otras IES. Con este proyecto se busca cumplir con los requisitos que se están exigiendo a nivel de Campus Sostenibles, tomando en cuenta la riqueza en recursos naturales de nuestro campus [40] y el potencial de mejora identificado.
Referencias bibliográficas
[1] S. Albareda Tiana, M. Fernández Morilla, J. M. Mallarach Carrera, and S. Vidal Ramèntol, “Barreras para la sostenibilidad integral en la Universidad,” Revista Iberoamericana de Educación, vol. 73, pp. 253–272, 2017, doi: 10.35362/rie730301.
[2] A. Vilches and D. Gil Pérez, “Ciencia de la Sostenibilidad: ¿Una nueva disciplina o un nuevo enfoque para todas las disciplinas?,” Revista Iberoamericana de Educación, vol. 69, no. 1, pp. 39–60, 2015, doi: 10.35362/rie691152.
[3] E. Lourrinx, Hadiyanto, and M. A. Budihardjo, “Implementation of UI GreenMetric at Diponegoro University in order to Environmental Sustainability Efforts,” E3S Web of Conferences, vol. 125, no. 201 9, 2019, doi: 10.1051/e3sconf/201912502007.
[4] D. Romo and D. Morales, “Eficiencia Energética en la Universidad Católica sede Azogues un enfoque de implementación técnico – económico basado en energía solar,” Revista Técnica “energía,” vol. 17, no. 2, pp. 44–54, 2021.
[5] A. Itesm, D. México, M. Ramírez, F. E. Fish, and U. D. W. Chester, “Bio mímesis innovación,” 2008.
[6] N. Jiménez and R. Hernández, “Biomímesis y adaptación tecnológica en el Antropoceno: Una lectura desde la ecología política,” Ecología Política, 2017.
[7] Universidad Tecnológica de Panamá, “Plan de Desarrollo Institucional 2018-2030,” Panamá, 2018.
[8] G. Sen, H. W. Chau, M. A. U. R. Tariq, N. Muttil, and A. W. M. Ng, “Achieving sustainability and carbon neutrality in higher education institutions: A review,” Sustainability (Switzerland), vol. 14, no. 1, pp. 1–27, 2022, doi: 10.3390/su14010222.
[9] Á. M. Parrado Castañeda and H. F. Trujillo Quintero, “University and sustainability: a theoretical approach for implementation,” AD-minister, no. 26, pp. 149–163, 2015, doi: 10.17230/ad-minister.26.7.
[10] UNESCO and IESALC, “EES Educación Superior y Sociedad,” 2020. doi: iSSN 26107759.
[11] A. Rodriguez-Rodriguez, R. Mejías-Elizondo, and C. Vindas-Chacón, “Desempeño ambiental universitario en el ranking UI Green Metric: caso del campus tecnológico central de Instituto Tecnológico de Costa Rica,” Tecnología en Marcha, vol. 35, no. 1, pp. 90–99, 2022.
[12] Universidad Tecnológica de Panamá, “Transparencia,” Manual de procedimientos de la Dirección Nacional de Presupuesto, 2022. https://utp.ac.pa/manual-de-procedimientos-de-la-direccion-nacional-de-presupuesto (accessed Mar. 06, 2022).
[13] Universidad Tecnológica de Panamá, “Transparencia,” Informes de Ejecución Presupuestaria, 2022. https://utp.ac.pa/informes-de-ejecucion-presupuestaria (accessed Mar. 06, 2022).
[14] Universidad Tecnológica de Panamá, “Transparencia,” Manual de procedimientos de Sistema Gestión de la Calidad Institucional, 2022. https://utp.ac.pa/manual-de-procedimientos-de-sistema-gestion-de-la-calidad-institucional (accessed Mar. 06, 2022).
[15] Universidad Tecnológica de Panamá, “Acreditación,” Introducción-Acreditación, 2022. https://utp.ac.pa/introduccion-acreditacion (accessed Mar. 06, 2022).
[16] Universidad Tecnológica de Panamá, “Conoce la UTP,” Innovación y Vinculación con la Sociedad, 2022. https://utp.ac.pa/innovacion-y-vinculacion-con-la-sociedad (accessed Mar. 06, 2022).
[17] Universidad Tecnológica de Panamá, “Centros Regionales de la UTP y sus aportes en tiempo de COVID-19,” 2020. https://utp.ac.pa/centros-regionales-de-la-utp-y-sus-aportes-en-tiempo-de-covid-19 (accessed Mar. 06, 2022).
[18] Universidad Tecnológica de Panamá, “Cuatro décadas dedicados a la investigación, desarrollo e innovación en la UTP,” 2021. https://utp.ac.pa/cuatro-decadas-dedicados-la-investigacion-desarrollo-e-innovacion-en-la-utp (accessed Mar. 06, 2022).
[19] D. Romo and D. Morales, “Eficiencia Energética en la Universidad Católica sede Azogues un enfoque de implementación técnico – económico basado en energía solar,” Revista Técnica “energía,” vol. 17, no. 2, pp. 44–54, 2021.
[20] M. Khoshbakht, Z. Gou, and K. Dupre, “Data driven energy efficiency in campus buildings : energy efficiency initiatives for building operation and maintenance,” no. January 2019, 2018.
[21] M. Khoshbakht, Z. Gou, and K. Dupre, “Data driven energy efficiency in campus buildings : energy efficiency initiatives for building operation and maintenance,” no. January 2019, 2018.
[22] A. A. Kutty, R. J. Shalabi, and R. M. Ibrahim, “A Combined Bibliometric Analysis on the Data Collection and Reporting Systems for Sustainability Assessment in Higher Education A Combined Bibliometric Analysis on the Data Collection and Reporting Systems for Sustainability Assessment in Higher Education,” 2021.
[23] A. Mustafa, M. Kazmi, H. R. Khan, S. A. Qazi, and S. H. Lodi, “Towards a Carbon Neutral and Sustainable Campus: Case Study of NED University of Engineering and Technology,” Sustainability (Switzerland), vol. 14, no. 2, pp. 1–17, 2022, doi: 10.3390/su14020794.
[24] A. M. Osorio et al., “Towards Carbon Neutrality in Higher Education Institutions : Case of Two Private Universities in Colombia,” pp. 1–24, 2022.
[25] L. Ruiz Gutiérrez and F. Preciado Quiñones, “Environmental indicators in a public university of Ecuador,” Revista Varela, vol. 22, no. 61, pp. 49–56, 2022, [Online]. Available: http://revistavarela.uclv.edu.cu
[26] ISCN (International Sustainable Campus Network), “2018 Sustainable Campus best practices,” 2018. Accessed: Apr. 18, 2022. [Online]. Available: file:///C:/Users/dafni/Dropbox/PC/Downloads/iscn-report-2018-international-sustainable-campus-network.pdf
[27] Secretaria Nacional de Energía, “Plan Energético Nacional 2015-2050- Escenarios,” Panamá, 2015.
[28] Gaceta Oficial, Ley 69 de 12 de octubre 2012 que establece los lineamientos generales de la política nacional para el uso racional y eficiente de la energía en el territorio nacional, no. 27145-A. Panamá, 2012, pp. 1–17.
[29] Junta Técnica de Ingeniería y Arquitectura, Resolución de la JTIA No.035 de 26 de junio de 2019 por medio de la cual se aprueba el reglamento de edificación sostenible para la República de Panamá. Panamá, 2019.
[30] UI GreenMetric, “UI GreenMetric World University Rankings,” Background of the Ranking, 2022. https://greenmetric.ui.ac.id/ (accessed Mar. 06, 2022).
[31] República de Panamá – Gobierno Nacional, Política Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Panamá 2040 y Plan Nacional estratégico de Ciencia, Tecnología e Innovación (PENCYT) 2019-2024: Hacia la Transformación de Panamá, no. 28936-B. Panamá, 2020, pp. 2019–2024.
[32] Universidad Tecnológica de Panamá, “Diagnóstico del cumplimiento de los ODS en la Universidad Tecnológica de Panamá,” Panama, 2021.
[33] Consejo de la Concertación Nacional para el Desarrollo, “Plan Estratégico Nacional con Visión de Estado: Panamá 2030, alineando el desarrollo nacional con los Objetivos de Desarrollo Sostenible,” Panamá, 2017.
[34] E. Burleson, “Paris agreement and consensus to address climate challege,” American Society of International Law, vol. 20, no. 8, 2016.
[35] K. Valls-val and M. D. Bovea, “Carbon footprint assessment tool for universities : CO2UNV,” Sustainable Production and Consumption, vol. 29, pp. 791–804, 2022, doi: 10.1016/j.spc.2021.11.020.
[36] M. Zarzavilla, A. Quintero, F. López Serrano, M. Chen-Austin, and N. Tejedor-Flores, “Comparison of Environmental Impact Assessment Methods in the Assembly and Operation of Photovoltaic Power Plants : A Systematic review in the Castilla – La Mancha Region,” Energies (Basel), vol. 15, no. 1926, 2022.
[37] Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL), “Informe Nacional de Monitoreo de la Eficiencia Energética de Panamá, 2020,” 2020.
[38] A. Quintero, M. Zarzavilla, N. Tejedor-Flores, D. Mora, and M. C. Austin, “Sustainability assessment of the anthropogenic system in panama city: Application of biomimetic strategies towards regenerative cities,” Biomimetics, vol. 6, no. 4, 2021, doi: 10.3390/biomimetics6040064.
[39] M. Bustamante, D. Mora, and M. Chen Austin, “Use of Land Surface Temperature Estimation with Geographical Information Tools for Validation of Numerical Microclimate Studies at Urban Scale,” E3S Web of Conferences, vol. 312, p. 06004, 2021, doi: 10.1051/e3sconf/202131206004. [40] T. Nuñez, “Ambiente natural del Campus Víctor Levi Sasso,” El Tecnológico, pp. 6–8, 2010
Spanish