Introducción

En los últimos años, la gestión integral de los residuos sólidos urbanos (RSU) ha cobrado relevancia, debido a las consecuencias ambientales, sociales y económicas derivadas de su manejo. En México la generación per cápita de RSU es de 0.944 kg/hab/día, con un total de 120 128 ton/día, de los cuales el 46.42 % son residuos orgánicos (RO); 31.56 %, residuos susceptibles de aprovechamiento; y 22.03 %, otros residuos (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales [Semarnat], 2020). En particular, los RO representan una fracción significativa del total de los residuos generados y su manejo inadecuado ha propiciado la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) como el metano (CH₄) y el dióxido de carbono (CO₂) (Sánchez et al., 2015), contribuyendo al cambio climático, a la contaminación de suelos, de aguas superficiales y subterráneas por la lixiviación de líquidos, así como la generación de malos olores y proliferación de plagas. En el rubro de la salud humana, persiste el riesgo de contraer enfermedades biológico-infecciosas a causa de la proliferación de agentes patógenos (Rosas-Prado et al., 2021).

Los RO conformados por restos de alimentos, papel y cartón pueden degradarse biológicamente mediante la acción de bacterias fermentativas. En este proceso, los compuestos orgánicos son hidrolizados hasta monómeros de CH₄, un gas con alto poder inflamable y se genera un acetato a partir del CO₂ (Dávila-Vázquez, 2007). Esta degradación contribuye a la emisión de GEI, cuyo potencial de calentamiento global (PCG) se mide en términos de CO₂ equivalente (CO₂eq) a lo largo del ciclo de vida de los residuos (Semarnat, 2019). No obstante, la valorización de los RO mediante tecnologías como la biodigestión anaerobia permitirían aprovechar su contenido energético para la generación de electricidad y calor, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles. Además, este proceso genera un subproducto con aplicaciones como mejorador de suelos, promoviendo modelos de bioeconomía circular y disminuyendo el impacto ambiental asociado a su disposición final (Organización de las Naciones Unidas [ONU], 2018).

La bioeconomía circular está estrechamente relacionada con la gestión integral de RO ya que ambos conceptos se enfocan en maximizar el uso de recursos biológicos y minimizar el desperdicio a través de ciclos regenerativos mediante el uso de tecnologías más eficientes (Escamilla-Alvarado et al., 2017; Graziani, 2018; Kumar Awasthi et al., 2022). Bajo el enfoque de la bioeconomía circular, los residuos no se ven como desechos finales, sino como recursos que pueden ser reutilizados para generar nuevos productos; esto incluye la transformación de residuos alimentarios, agrícolas o forestales en bioenergía, fertilizantes y otros productos bajo una perspectiva de ciclo de vida como lo es compostaje (Catalán Campiño, 2019; Ashokkumar et al., 2022).

El compostaje es el tratamiento que aprovecha el carbono capturado en la biomasa vegetal para transformarlo en abonos orgánicos por medio de un proceso aerobio, que evita que la fracción orgánica llegue intacta a los sitios de disposición final (SDF) (Andersen et al., 2012; Jensen et al., 2016; García-Bucio et al., 2022). Durante el proceso es importante controlar parámetros como: el contenido de humedad, la temperatura y disponibilidad de oxígeno, así como la proporción de nutrientes (relación carbono/nitrógeno (C/N)) durante las diferentes etapas. La parametrización de estos factores bajo la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) permite evaluar los impactos ambientales del compostaje (Sun et al., 2021; Nordahl et al., 2020). Adoptar una perspectiva de ciclo de vida para la gestión ambiental urbana de los residuos sólidos permite definir procedimientos específicos tales como: sistematizar su ciclo de vida mediante la estructura urbana, diseñar acciones correctivas que posibilitan la participación social en la identificación y evaluación de los principales impactos asociados (Viau et al., 2020), así como elaborar un conjunto de regulaciones que protejan a los sistemas naturales de los procesos socioeconómicos (Reynaldo et al., 2019).

La gestión integral de residuos atañe a los diferentes sectores sociales y económicos, tal es el caso de las Instituciones de Educación Superior (IES). Dentro de estos espacios, los RO suelen ser una parte importante del total generado, debido a actividades como: la preparación y consumo de alimentos en cafeterías, el uso de laboratorios, mantenimiento de áreas verdes y desarrollo de eventos institucionales (Carvajal-Flórez et al., 2023). La gestión eficiente de estos residuos en los entornos académicos ofrece una oportunidad para promover prácticas sostenibles y servir como modelo de educación ambiental para otros sectores de la sociedad (Alanís et al., 2022). Sin embargo, a pesar del potencial para implementar estrategias innovadoras de manejo de residuos, las IES aún enfrentan desafíos en términos de infraestructura, recursos económicos, educación y concientización ambiental de su comunidad.

Uno de los desafíos actuales es la estimación de la huella de carbono (HC) del sector de residuos en las IES ya que permite comprender y gestionar el impacto ambiental que generan las actividades universitarias en términos de emisión de GEI. Esta medición no solo es clave para mitigar el cambio climático, sino también para la toma de decisiones en el manejo de residuos dentro del ámbito académico. La importancia de contribuir con estudios que valoren la implementación de acciones sobre la gestión de residuos se ha reportado en IES internacionales como el caso de la Universidad de Oulu, Finlandia (Kiehle et al., 2023), donde se calculó la HC con el método del Green House Protocol (sus siglas en inglés, GHP), considerando las emisiones de GEI asignadas a la gestión de desechos, con perspectiva de ciclo de vida. Dentro de las fracciones de desechos se incluyeron RO, cartón y papel. Los resultados indicaron que la HC durante el periodo de estudio fue de 19.072 ton de CO₂eq, donde el 1.3 % corresponde a los RO.

Otro estudio es el que se llevó a cabo en los comedores de la Universidad Científica del Sur, Lima, Perú, aplicando la metodología establecida por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (por sus siglas en inglés, IPCC), propusieron escenarios para contrarrestar la HC, siendo uno de ellos la valorización de los residuos, logrando así una reducción del 85.90 % (Vargas-Ayala et al., 2022). En México, la Universidad Iberoamericana, campus Ciudad de México, cuenta con un Plan de Manejo Integral de Residuos Sólidos, el cual ha sido una herramienta educativa al fomentar la participación colaborativa de académicos, alumnos y personal administrativo tanto en las tareas de investigación como en las de gestión en el área de manejo de residuos (Ruiz Morales, 2017). Como parte de dicho programa, se realizó un diagnóstico integral del manejo de los residuos en la institución, reportando que la cantidad recuperable pasó de 13 760 kg en 2018 a 22 686 kg para 2021, siendo papel y cartón los principales residuos recuperables (Ibero Sustentable, 2022).

Las IES desempeñan un papel clave en la promoción de la sostenibilidad, no solo como generadoras de conocimiento, sino también como espacios que integran la diversidad de pensamientos, culturas e intereses de sus distintos actores (Restrepo Zapata, 2022). En este contexto, la medición de HC se ha convertido en una herramienta esencial para evaluar el impacto ambiental de estas instituciones a partir de sus emisiones de GEI. Sin embargo, la implementación efectiva de esta medición representa un desafío para gestores y tomadores de decisiones, debido a la heterogeneidad y complejidad de las metodologías disponibles, lo cual genera incertidumbre en los resultados y dificulta la aplicación de estrategias claras para la reducción de emisiones y la transición hacia modelos de gestión más sostenibles (Mellado, 2021).

En Latinoamérica, el uso de la HC como instrumento de ponderación no ha sido armonioso, pues si bien las políticas climáticas de cada país incluyen guías metodológicas para su estimación, no existe un consenso sobre los métodos de medición empleados (Comisión Económica para América Latina y el Caribe [CEPAL], 2021). Esta falta de armonización refleja la necesidad de un enfoque integral que permita la implementación uniforme de este tipo de herramientas. A medida que las IES avanzan en la implementación de estrategias sostenibles, se enfrentan a desafíos significativos, como la recolección precisa de datos y la necesidad de consensuar metodologías para la medición de la huella de carbono (Samara et al., 2022). Estas instituciones tienen el potencial de ser líderes en la adopción de prácticas que no solo mitiguen su impacto ambiental, sino que también fomenten una cultura de sostenibilidad en la sociedad.

La Universidad Autónoma del Estado de México (Uaemex), participa actualmente en el ranking Green Metrics, desarrollado por la Universidad de Indonesia, el cual clasifica a nivel mundial a las IES en función de su sostenibilidad ambiental, evaluando su desempeño en diversas áreas del medio ambiente y la sostenibilidad (UI Green Metric, 2021). Dentro de este ranking, la Uaemex se posiciona en el lugar 14 a nivel regional, 55 de América Latina y 414 mundial. Cabe mencionar que en el sector residuos la institución alcanza un puntaje de 1200 con máximo a lograr de 1800 puntos. Dentro de los 6 criterios y 39 indicadores se encuentra el de energía y cambio climático, cuyo valor de evaluación de residuos considera la implementación de un programa para reducir las emisiones de GEI provenientes de RO y la reducción de residuos enviados a vertederos, que tienen un impacto directo en la HC de la institución (UI Green Metric, 2023).

Dentro del Plan Rector de Desarrollo Institucional de la Uaemex (2021-2025), se consideran estrategias para aplicar un Sistema de Gestión Ambiental en sus diferentes espacios académicos y desarrollar actividades de tratamiento y reciclaje de residuos de forma permanente (Barrera Díaz, 2021). Como parte de las acciones, la Dirección de Protección al Ambiente, recientemente reportó una HC para el sector RO de 845.69 ton CO₂/año (Montoya García, 2023). Tomando como antecedente el estudio previo, el objetivo de la investigación es estimar la HC de la Facultad de Planeación Urbana y Regional (Fapur), a partir un diagnóstico sobre el manejo, generación y disposición de RO entre la comunidad estudiantil, proponiendo escenarios para contrarrestar la HC, con perspectiva de ciclo de vida.

Metodología

Para el cálculo de la HC de los RO (alimentos, papel y cartón) que se generan en la Fapur, se llevaron a cabo los siguientes pasos (figura 1).

Diseño de la encuesta para la percepción estudiantil sobre RSU

Para conocer la percepción de la comunidad estudiantil sobre la situación actual del manejo de los RSU en la institución, se diseñó y aplicó una encuesta a una muestra representativa de alumnos (N=130) con un nivel de confianza del 80 % y un margen de error del 5 %. El instrumento contenía tres secciones: a) Percepción del manejo institucional de RSU, b) Esquemas de generación y disposición de RSU e c) Interés personal por participar en acciones para mejorar la gestión de RSU.

Caracterización y cuantificación per cápita de los RO

La caracterización y cuantificación de las diferentes fracciones de los RSU se llevó a cabo durante un año escolar (agosto de 2022 a junio de 2023), mediante el método de cuarteo establecido por la Norma Mexicana NMX–AA–022–1985 (Secretaría de Comercio y Fomento Industrial [SECOFI], 1985). Para el cálculo en la generación per cápita de RSU, se consideró un total de 564 alumnos que representan el 86 % de la comunidad FAPUR (Uaemex, 2022).

Estimación de la huella de carbono

Para la evaluación de la HC de los RO dentro de la Fapur, se utilizó la metodología del IPCC (Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático [INECC], 2020; IPCC, 2022), desarrollando el cálculo de emisiones de GEI generadas por los RO y su disposición final, aplicando datos de actividad sobre la gestión, generación, así como un modelo de descomposición microbiana de RO, donde la fórmula general se describe a continuación (ecuación 1).

Resultados y discusión

Percepción estudiantil sobre la Gestión de RSU en la Fapur

Del total de encuestados, 72 % estuvo conformado por estudiantes de la Licenciatura de Ciencias Ambientales y el 28 % de Planeación Territorial. En la figura 2, se muestra la percepción de los alumnos de la Fapur sobre la separación de los RSU, indicando que el 40 % de los participantes consideraron que la principal causa por la que no se separan los RSU dentro de la Facultad es debido a que el alumnado muestra una falta de interés y educación ambiental sobre la separación de RSU; destacando que menos del 5 % de los alumnos conoce la existencia de lineamientos que regulen el manejo de residuos dentro del espacio académico. Únicamente el 12 % contestó que es la mala administración del manejo actual de los residuos la causa principal por la que consideran que no se separan correctamente los residuos. Asimismo, el 81 %, nunca ha asistido a conferencias o talleres que aborden el tema de los residuos en la Fapur.

La frecuencia con que los alumnos (86 % de los encuestados), refirieron generar residuos entre una a cinco veces por semana. En la figura 3 se muestra el lugar donde los residuos son depositados por los encuestados, destacando con un 74 % los botes con señalética. Sin embargo, al realizarse la caracterización y cuantificación de estos, se obtuvo que más del 80 % de los residuos llegan a los botes no identificados en los que no hay separación.

Finalmente, se cuestionó el interés de los alumnos en formar parte de una brigada para promover la gestión de RSU y sólo el 64 % respondió positivamente. En relación con los temas sobre los que les gustaría recibir información de residuos, el 34 % prefirió conocer sobre posibles tratamientos, 26 % de normatividad y 20 % de aspectos de economía circular y educación ambiental (figura 4).

Análisis del manejo actual de los RO

Para la etapa de cuantificación y caracterización se consideraron los resultados de los pesajes realizados a lo largo de los meses estudiados. En el cuadro 1 se muestra la cantidad en kg de RSU generados en todo un año escolar por la comunidad de la Fapur. Para efecto de los cálculos posteriores de esta investigación, se trabajó con la fracción de RO (65 %) (alimentos, papel y cartón) (figura 5). Cabe resaltar que en un estudio previo, reportado por Alanís et al. (2022), identificaron que la mayoría de RO generados dentro de la Fapur provienen de la cafetería universitaria, restaurantes y puestos ambulantes aledaños.

La generación de residuos por estudiante al año en universidades latinoamericanas varía en función de factores como: el tamaño de la institución, las políticas de gestión ambiental y los hábitos de consumo de la comunidad universitaria. De acuerdo con el total de RSU generados en la Fapur, se calculó la generación diaria de residuos por persona cuyo valor fue de 0.17 kg/día, de los cuales 0.11 kg/día por persona son RO. Si se compara la generación diaria per cápita con la de diferentes instituciones educativas a nivel internacional, es posible observar que este dato es consistente con el rango reportado por Paredes Canencio et al. (2024), quienes compararon estudios de universidades de todo el mundo (cuadro 2), no así para la generación anual per cápita, que es similar a la obtenida por Vilches et al. (2015) y Chavarría-Solera et al. (2016) para instituciones en Ecuador y Costa Rica respectivamente. Estas variaciones se explican principalmente por diferencias metodológicas, como la inclusión de ciertas actividades en el método GHG Protocol dentro del Alcance 3, las cuales no son contempladas en todos los estudios, además del número de días laborables que cada análisis toma en cuenta.

Evaluación de la huella de carbono de los RO

Bajo la metodología del IPCC, se calculó la HC de los RO, que representan el 65 % del total de RSU en la Fapur, esta fue de 148.54 kg CO₂eq/año, considerando el escenario actual de su confinamiento en un SDF. Si bien, este último dato no es factible de comparar con el de otras instituciones debido a que existen diferencias considerables en la población de cada una de ellas, si es posible hacer un comparativo con la HC per cápita, que para nuestro estudio fue de 0.23 kg CO₂eq/año, similar a la de la Universidad Nacional de Costa Rica (0.26 kgCO₂eq/año), pero de más del doble a lo obtenido en Reino Unido y Pakistán (cuadro 3).

El comparativo revela nuevamente similitudes y contrastes con las instituciones mencionadas; en comparación con las universidades de Reino Unido y Pakistán, los valores de la HC de las universidades latinoamericanas son entre dos y cinco veces superiores, lo cual pudiera explicarse principalmente a partir de las diferentes plataformas metodológicas empleadas como el GHG Protocol, las actividades o materiales incluidos en el Alcance 3 en cada caso, así como el tipo de inventario realizado, pero también pudiera advertir una importante potencial para optimizar las prácticas de gestión de RO en nuestra institución.

Como resultado de lo anterior, estudios de amplio espectro como el metaanálisis realizado por Paredes Canencio et al. (2024), advierten la necesidad de homologar las metodologías propuestas en un intento por establecer un lineamiento base y comparaciones más pertinentes.

Perspectiva de ciclo de vida para la gestión de RO

Desde el enfoque de la bioeconomía circular de los residuos orgánicos, propuesto por autores como Ragossnig y Schneider (2019) y Talwar y Holden (2022), es fundamental incorporar en la comunidad académica un modelo institucional guiado por el pensamiento de ciclo de vida. Esto permitiría, entre otros beneficios, disminuir de forma significativa la cantidad de RO enviados a SDF, al aprovecharlos en la producción de abonos orgánicos utilizables en las áreas verdes de la institución. Adicionalmente, el modelo tendría el potencial de integrarse a esquemas educativos locales para promover y coordinar la participación de los diferentes actores institucionales (Alanís et al., 2022), que eventualmente pudiera transferirse a otros sectores de la sociedad (Sayara et al., 2020).

En el caso de los RO, la transición de un modelo lineal a un modelo circular es factible, de acuerdo con el diagrama de mariposa propuesto por la Fundación Ellen MacArthur (2014) (figura 6). Esta transición se basa en jerarquizar el manejo de residuos, priorizando estrategias de prevención, reutilización y valorización. Por lo que respecta a los residuos alimentarios, las estrategias recomendadas incluyen la reducción o rechazo en origen, seguidas de tratamientos biológicos como la digestión aerobia y anaerobia, que permiten la producción de composta y biogás, aportando con ello un valor energético adicional al residuo (Oliveira et al., 2017; Wang et al., 2021). Considerando al papel y cartón, las acciones prioritarias son la reducción o rechazo, seguidas del reciclaje y la reutilización, favoreciendo así un enfoque más sostenible en la gestión de los RO.

Para fomentar el tratamiento de los RO que genera la Fapur y contrarrestar su HC actual se plantearon cuatro escenarios (figura 7): 1) Escenario actual, 2) Valorización de papel y cartón, 3) Tratamiento aerobio de residuos de alimentos y 4) Valorización de todos los RO. Como resultados, en el segundo escenario se plantea que, si en la Facultad se llevara a cabo la valorización de los residuos de papel y cartón ya sea por reducción o reúso, la HC que se emitiría sería de 126.26 kg CO₂eq/año, reduciendo su HC con respecto al escenario 1 en 15 %. En el tercer escenario se plantea que, si en la facultad se llevara a cabo un tratamiento aerobio de los residuos de alimentos, las emisiones serían de 22.27 kg CO₂eq/año, reduciendo así la HC en 85 %.

De acuerdo con el documento Visión Nacional hacia una gestión Sustentable: Cero Residuos (Semarnat, 2019), las plantas de compostaje forman parte de la gestión de RO dentro de un modelo de economía circular, contribuyendo al uso eficiente de los recursos naturales y promoviendo el desarrollo sostenible en el país (Evangelisti et al., 2017; Wei et al., 2021). Apoyando el supuesto anterior, los estudios de Juárez et al. (2008); Grace, (2020) y Sardarmehni et al. (2020), concluyen que la producción de composta en todos los escenarios evaluados en un ACV reduce de manera considerable los impactos en las categorías de acidificación, eutrofización, toxicidad del suelo, efectos cancerígenos, enfermedades respiratorias y la extracción de combustibles fósiles. Es por ello que, para futuros proyectos se planea contar con datos experimentales de las emisiones de CO2 biogénicas sobre la eficiencia del proceso (Ardolino et al., 2018). El cuarto escenario donde se valorizaron todos los RO que se generaron en la facultad, siendo el escenario ideal para considerar, se tendría una HC nula, considerando la recuperación de nutrientes, energía y agua (Samarasiri et al., 2021).

Conclusiones

La perspectiva de ciclo de vida de los residuos orgánicos generados en la Facultad de Planeación Urbana y Regional de la Universidad Autónoma del Estado de México permitió establecer un diagnóstico detallado sobre su origen, gestión y tratamiento de estos. Los resultados evidenciaron la necesidad de implementar una estrategia de educación ambiental enfocada en la separación, manejo y disposición final de residuos dentro del espacio académico, según la percepción de la comunidad estudiantil.

Se determinó que los residuos orgánicos, compuestos principalmente por restos de alimentos, papel y cartón, representan el 65 % del total de desechos generados, con una producción per cápita de 0.11 kg/día. La evaluación de la huella de carbono con la metodología del IPCC para este sector estimó emisiones de 148.54 kg CO₂eq/año, un valor comparable con el promedio de otras universidades latinoamericanas. Para reducir la huella de carbono y avanzar hacia un modelo de bioeconomía circular, se plantearon cuatro escenarios de gestión. Entre ellos, el tratamiento aerobio de los residuos alimentarios se destacó como la opción más efectiva, con una reducción de hasta el 85 % en las emisiones de carbono. Además, este proceso permite la producción de composta y biofertilizantes, los cuales pueden ser utilizados en las áreas verdes del campus y en proyectos agrícolas, promoviendo un modelo de emprendimiento sostenible dentro de la institución.

El análisis comparativo de los resultados con los de diferentes Instituciones Educativas de Educación Superior, reflejan la necesidad de estandarizar criterios metodológicos para permitir comparaciones más efectivas entre ellas; esto no solo facilitaría una mejor del desempeño ambiental institucional, sino que también fortalecería la implementación de estrategias para reducir las emisiones, contribuyendo así de manera significativa al combate del cambio climático.

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