Oscurecer el sol para enfriar la Tierra del cambio climático: el primer experimento

Zhen Dai sostiene un pequeño tubo de vidrio recubierto de un polvo blanco: carbonato cálcico, un componente ubicuo que se usa en todo, en el papel, en el cemento, en la pasta de dientes, en pastelería. Si se deja caer una pastilla de esa sustancia en agua se tiene un burbujeante antiácido que calma el estómago. Para Dai, candidata doctoral en la Universidad de Harvard, y sus compañeros de lo que se trata es de si esa inocua sustancia no podría también ayudar a la humanidad a aliviar la indigestión suprema: el calentamiento global causado por la contaminación con gases de invernadero.

La idea es simple: se rocía una cantidad de partículas en la estratosfera para que enfríen el planeta devolviendo algunos rayos solares al espacio. Los científicos ya han asistido a ese fenómeno en acción. Cuando la erupción del Pinatubo de 1991, en Filipinas, se inyectaron, según se calcula, 20 millones de toneladas de dióxido de azufre en la estratosfera (la capa de la atmósfera que va de unos 10 a unos 50 kilómetros sobre la superficie terrestre). La erupción creó una neblina de partículas de sulfato que enfrió el planeta en alrededor de 0,5 grados. Durante unos 18 meses, la temperatura media de la Tierra volvió a ser como era antes de la aparición de la máquina de vapor.

Los investigadores han estado limitando sus trabajos sobre esta táctica a los modelos de ordenador. Preocupa que el oscurecimiento del Sol pueda resultar contraproducente o, al menos, perjudicar fuertemente a ciertas partes del mundo al dejar, por ejemplo, a los cultivos sin suficiente luz solar y al modificar las pautas de la lluvia.

Pero como las emisiones siguen aumentando y las predicciones climáticas siguen siendo lúgubres, cada vez se habla más de la geoingeniería entre los científicos, los responsables de las políticas públicas y algunos ecologistas. La razón está en que muchos investigadores han llegado a la alarmante conclusión de que la única forma de impedir las severas consecuencias del calentamiento global será absorber grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera o enfriar el planeta artificialmente. O, y quizá sea lo más probable, ambas cosas a la vez.

Si todo va como está planeado, el equipo de Harvard será el primero del mundo en sacar la geoingeniería solar del laboratorio y llevarla a la estratosfera. El proyecto tiene el nombre de Experimento de Perturbación Controlada Estratosférica (SCoPEx). La primera fase, un ensayo que cuesta 3 millones de dólares y en el que se efectuarán dos vuelos de un globo dirigible a una altura de 20 kilómetros sobre el sudoeste de Estados Unidos, podría empezar ya en la primera mitad de 2019. Una vez en su emplazamiento, el experimento liberaría pequeños penachos de carbonato cálcico, cada uno de unos cien gramos, más o menos equivalente a la cantidad que hay en un frasco corriente, comercial, de antiácido. El globo volvería entonces sobre sus pasos para observar cómo se dispersan las partículas.

La prueba en sí es modestísma. Dai, cuyo trabajo doctoral durante los últimos cuatro años ha incluido la construcción de un dispositivo de mesa de laboratorio que simula y mide las reacciones químicas en la estratosfera adelantándose al experimento, no quiere que se subrayen las inquietudes que suscita un experimento así. “Estudio una sustancia química”, dice. “No es como una bomba atómica”.

No obstante, el montaje experimental será el primero en volar bajo la bandera de la geoingeniería solar. Y por eso está sometido a intenso examen, también por grupos ecologistas que sostienen que este tipo de empeño distrae peligrosamente de la única solución permanente del cambio climático: reducir las emisiones de gases de invernadero. El resultado científico de SCoPEx en realidad no importa, según Jim Thomas, codirector ejecutivo del ETC Goup, una organización ecologista de Val-David, cerca de Montreal, que se opone a la geoingeniería. “Es tanto un experimento sobre el cambio de las normas sociales y el cruzar una raya como un experimento científico”.

Consciente de esta atención, el equipo avanza despacio y pretende que haya una supervisión clara del experimento, en la forma de un comité asesor externo que revise el proyecto. Hay quienes dicen que ese marco, que podría preparar el camino para futuros experimentos, es aún más importante que los resultados de esta prueba concreta. “SCoPEx es el primero que sale afuera y ha desencadenado un importante intercambio de ideas acerca de cómo debería ser una guía, una asesoría y una supervisión independientes”, afirma Peter Frumhoff, climatólogo jefe de la Unión de Científicos Preocupados, en Cambridge, Massachusetts, y miembro de una comisión independiente encargada de seleccionar el director del comité asesor. “Conseguir que se haga bien es más importante que hacerlo deprisa”.

Unir fuerzas

De muchas formas, la estratosfera es un lugar ideal para volver más reflectora a la atmósfera. Unas partículas pequeñas inyectadas allí pueden expandirse por todo el globio y permanecer en las alturas dos años o más. Si se las coloca estratégica y regularmente en ambos hemisferios, podrían crear una cubierta relativamente uniforme que blindaría el planeta entero. El proceso no tiene por qué ser horriblemente caro; según un informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático publicado el mes pasado, una flota de aviones que vuele a gran altura podría depositar azufre suficiente para contrarrestar alrededor de 1,5 grados de calentamiento con un coste anual de entre mil millones y diez mil millones de dólares.

La mayor parte de las investigaciones sobre la geoingeniería solar se ha centrado hasta ahora en el dióxido de azufre, la sustancia que emitió el Pinatubo. Pero el azufre podría no ser el mejor candidato. Además de enfriar el planeta, los aerosoles que se generaron en la erupción aceleraron el paso al que los clorofluorocarbos destruyen la capa de ozono, que protege al planeta de la dañina radiación ultravioleta del Sol. El Sol también calienta los aerosoles de sulfato, lo suficiente para afectar posiblemente al movimiento de la humedad y alterar incluso la corriente de chorro. “Hay muchos efectos que se siguen unos a otros y que no conocemos bien”, dice Frank Keutsch, químico de la atmósfera en Harvar, e investigador principal de SCoPEx.

Los experimentos iniciales del equipo de SCoPEx se centrarán en el carbonato cálcico, del que se espera que absorba menos calor que los sulfatos y afecte menos al ozono. Pero las respuestas de manual (o incluso el montaje de mesa de laboratorio de Dai) no pueden captarlo todo. “La verdad es que no sabemos qué haría, ya que no lo hay en la estratosfera”, dice Keutsch. “Eso dispara una aviso de peligro”.

SCoPEx pretende reunir datos del mundo real para esclarecerlo. El experimento empezó con la colaboración entre James Anderson, químico de la atmósfera, de Harvard también, y el físico experimental David Keith, que pasó a esa universidad en 2011. Keith había estado estudiando una variedad de soluciones de geoingeniería, aunque con interrupciones, durante más de 25 años. En 2009, todavía en la Universidad de Calgary, en Canadá, fundó en Squamish una empresa llamada Carbon Engineering, que quiere comercializar técnicas que retiren carbono de la atmósfera. Tras incorporarse a Harvard, empleó los fondos de investigación que le había dado el cofundador de Microsoft Bill Gates para empezar a planificar el experimento.

Keutsch, que se enroló en este empeño después, no es climatólogo y es geoingeniero, en el mejor de los casos, a regañadientes. Pero está preocupado por el derrotero de la sociedad y lo que supone para el futuro de sus hijos. Cuando oyó a Keith hablar sobre la idea de SCoPEx en un congreso, tras empezar en Harvard en 2015, dice que su reacción inicial fue la de considerar que la idea era “una completa locura”. Y entonces decidió que era el momento de implicarse. “Me pregunté qué podía hacer yo, químico atmosférico”. Se juntó con Keith y Anderson, y desde entonces dirige los trabajos experimentales.

Ojo en el cielo

SCoPEx ha llegado más allá que los proyectos de geoingeniería solar anteriores. El experimento brtánico que lleva el nombre de Inyección Estratosférica de Partículas para la Ingeniería Climática, que quería rociar agua un kilómetro dentro de la atmósfera, se anuló en 2012, en parte porque los científicos habían solicitado la patente de un aparato que en última instancia afectaría a cada ser humano del planeta. (Keith dice que no habrá patentes para ninguna de las técnicas empleadas en el proyecto SCoPEx). Y los investigadores estadounidenses del Proyecto de Abrillantamiento de Nubes Marinas, cuyo objetivo es rociar gotas de agua salada en la baja atmósfera para que aumente la reflectividad de las nubes oceánicas, llevan intentando obtener el dinero necesario desde hace casi diez años.

Aunque SCoPEx podría ser el primer experimento de geoingeniería solar que emprenda el vuelo, Keith dice que otros proyectos que no se encuadraron bajo esa rúbrica han aportado ya datos útiles. En 2011, por ejemplo, el Experimento de Nubes de Aerosoles Emitidos del Pacífico Oriental metió humo en la baja atmósfera para imitar la polución de los barcos, que generan nubes que se abrillantan al capturar más vapor de agua. El ensayo se usó para estudiar el efecto en las nubes marinas, pero los resultados tuvieron su peso para la ciencia de la geoingeniería: las nubes abrillantadas produjeron un enfriamiento 50 veces mayor que el calentamiento por las emisiones de carbono del barco de los investigadores.

Keith afirma que el equipo de Harvard no se ha topado todavía con protestas públicas u oposición directa, aparte de algún teórico de la conspiración que otro. El problema al que se enfrentan los investigadores, dice, procede más bien del miedo que sienten los organismos que subvencionan la ciencia a que invertir en geoingeniería suscite protestas de los ecologistas.

Para que este campo avanzase, Keith se marcó como objetivo reunir en 2016 veinte millones de dólares que servirían para apoyar un programa formal de investigación que no solo cubriese los trabajos experimentales, sino también las investigaciones sobre la creación de modelos, la gobernanza y la ética. Hasta ahora ha conseguido 12 millones, en su mayor parte de fuentes filantrópicas, como Gates; la hucha proporciona fondos a docenas de personas, en buena medida a tiempo parcial.

Keith y Keutsch quieren además que un comité asesor externo revise SCoPEx antes de que vuele. El comité, que no ha sido seleccionado todavía, informará al decano de ingeniería y al vicerrector de investigación de Harvard. “Lo consideramos parte de un proceso que irá concitando un apoyo más amplio a la investigación en este tema”, dice Keith.

Keutsch espera contar con la guía de un grupo externo, que ponga claridad en cómo deben proceder ensayos como el suyo. “Es un experimento mucho más dificultoso políticamente de lo que me había imaginado”, añade. “Yo era un poco ingenuo”.

SCoPEx se enfrenta a dificultades técnicas también. Debe rociar partículas del tamaño adecuado: el equipo calcula que las de un diámetro de 0,5 micrómetros dispersarían y reflejarían bien la luz solar. El globo tiene además que poder invertir su ruta en aire enrarecido de modo que atraviese, al volver sobre sus pasos, la estela creada por su propio propulsor. Suponiendo que el equipo no perderá de vista el penacho de carbonato cálcico (y no es seguro que lo logre), SCoPEx necesitará instrumentos que puedan analizar las partículas y que tomen muestras, o así se espera, y las traigan de nuevo al suelo.

“Va a ser un experimento difícil, y quizá no salga bien”, dice David Fahey, científico de la atmósfera de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Boulder, Colorado. Con la esperanza de que sí saldrá bien, el equipo de Fahey ha creado para SCoPEx un instrumento ligero, que puede medir fiablemente el tamaño y el número de las partículas que se liberen. El globo estará equipado también con un dispositivo de láser que segurá el penacho desde lejos. Podrían volar también con el globo otros equipamientos que recogerían información sobre el nivel de humedad y ozono en la estratosfera.

A la estratosfera

Keutsch y Keith siguen trabajando en algunos detalles técnicos. Fallaron los planes con un fabricante de globos, así que ahora trabajan con otro. Y un equipo independiente de ingenieros de California se ocupa de diferentes opciones para el rociador. El grupo de SCoPEx tiene pensado que el globo vuele la primavera o el otoño, cuando, dicho de manera simplificada, los vientos estrarosféricos cambian de dirección y durante un breve período se calman, con lo que resultará más fácil seguir el penacho.

Por todas estas razones, Keutsch caracteriza el primer vuelo como una prueba de ingeniería, orientada sobre todo a demostrar que todo funciona como debe. El equipo ya está listo para rociar partículas de carbonato cálcico, pero podrían emplear en cambio agua salada para probar el rociador en caso de que el comité asesor presente objeciones.

Keith cree todavía que los aerosoles de sulfato podrían ser al final la mejor opción para la geoingeniería solar, aunque solo sea porque se ha investigado mucho más sobre sus cionsecuencias. Dice que la posibilidad de que los sulfatos aumenten la destrucción del ozono será menos preocupante en el futuro a medida que la continúe la restauración de la capa de ozono gracias a la reducción de los contaminantes. No obstante, su mayor esperanza es la de que se establezca un programa experimental en el que los científicos puedan explorar diferentes aspectos de la geoingeniería solar.

Hay muchas cuestiones pendientes. Algunos investigadores han apuntado a que la geoingeniería solar podría alterar los patrones de las precipitaciones y conducir incluso a que haya más sequías en algunas regiones. Otros advierten de que uno de los posibles beneficios de la geoingeniería social, mantener el rendimiento de los cultivos al tenerlos protegidos del estrés térmico, podría no darse. En un estudio publicado en agosto, se mostraba que las cosechas de maíz, soja, arroz y trigo disminuyeron tras las erupciones volcánicas. El Pinatubo, en 1991, y El Chichón, de México, en 1982, oscurecieron los cielos. Esas reducciones podrían bastar para anular cualquier posible ganancia futura.

Keith dice que la ciencia, hasta este momento, indica que los beneficios bien podrían sobrepujar a las consecuencias negativas potenciales, en particular si se compara con un mundo en el que el calentamiento campase a sus anchas. La pega que se suele sacar a colación es la de que como apantallar el Sol no afecta a las emisiones, los niveles de gases de invernadero seguirían creciendo y los océanos se volverían cada vez más ácidos. Pero Keith señala que la geoingeniería solar reduciría la cantidad de carbono que, sin ella, acabaría en la atmósfera, ya que minimizaría la pérdida del permafrost, promovería el crecimiento de los bosques y reduciría la necesidad de refrigerar los edificios. Con un análisis, que no se ha publicado todavía, de los extremos de las precipitaciones y de las temperaturas, basado en un modelo de alta resolución del clima, Keith y otros encontraron que casi todas las regiones del mundo se beneficiarían de un programa moderado de geoingeniería solar. “Pese a todas las inquietudes, no hemos podido encontrar ninguna zona que fuera a ir claramente a peor”, dice. “Si la geoingeniería solar es tan buena como arrojan esos modelos, sería una locura no tomársela en serio”.

Sigue siendo vasta la incertidumbre acerca del estado de la ciencia pertinente y de las premisas de los modelos, incluida la suposición de que la humanidad pueda coordinarse para fundar, mantener y, llegado el momento, desmantelar un programa de geoingeniería bien diseñado mientras se las ve con el problema de fondo, las emisiones. Con todo, organizaciones importantes, como la Royal Society británica y las Academias Nacionales de las Ciencias, de la Ingeniería y de la Medicina de Estados Unidos han pedido que se investigue más. En octubre, las academias presentaron un proyecto que persigue la elaboración de un bosquejo de un programa así.

Hay organizaciones que ya están intentando promover el debate entre los gestores de las políticas y los responsables gubernamentales a nivel internacional. La Iniciativa para el Gobierno de la Gestión de la Radiación Solar celebra seminarios por todo el Sur global, por ejemplo. Y Janos Pasztor, que se encargaba de asuntos climáticos en la ONU bajo su antiguo secretario general Ban Ki-moon, ha estado hablando a altos cargos gubernamentales de todo el mundo en su condición de director de la Iniciativa Carnegie para el Gobierno de la Geoingeniería Climática, organización sin ánimo de lucro radicada en Nueva York. “Los Gobiernos necesitan implicarse en este debate y entender estos problemas”, dice Pasztor. “Tienen que comprender los riesgos de hacer, pero también los de no entender y no saber”.

Preocupa que los Gobiernos entren en pánico por las consecuencias del calentamiento global y corran a ejecutar un programa peligroso de geoingeniería solar, posibilidad innegable dado que los gastos son lo suficientemente pequeños para que muchos países, y hasta algunos individuos, puedan permitirse el correr con ellos por su propia cuenta. Estas y otras cuestiones se plantearon a principios de este mes en Quito, en la cumbre anual del Protocolo de Montreal, que rige el uso de las sustancias químicas que dañan la capa de ozono. Varios países pidieron que se realizase una asesoría científica de los efectos potenciales que la geoingeniería solar podría tener en la capa de ozono y, más en general, en la estratosfera.

Si el mundo se toma en serio la geoingeniería, hay, dice Fahey, multitud de experimentos muy refinados que se podrían realizar con los satélites y los aviones que vuelan a gran altitud. Pero por ahora, añade, SCoPEx será valioso, aunque solo sea porque hace avanzar el debate. “No hablar de la geoingeniería es el mayor error que podemos cometer ahora mismo”.

Fuente: investigaciónyciencia.es

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