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Ingeniería climática Manipular el clima para combatir el calentamiento global

La cantidad de CO2 en la atmósfera sigue en aumento y un acuerdo climático mundial se antoja todavía lejano. ¿Por qué no recurrir a  la tecnología para modificar artificialmente el clima? 

La tecnología para modificar el clima, ¿una opción a tener en cuenta o a descartar?

(AFP)

Espejos enormes en el espacio para reflejar la luz del Sol y enfriar la Tierra. Un barco que surca los océanos para alimentar a las algas y reducir el CO2 en la atmósfera. ¿Ciencia ficción?

“No, en absoluto”, responde Nicolás Gruber, profesor de Física Ambiental en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (EPFZ). “La idea de los espejos en el espacio es posible, aunque muy cara. La fertilización de los océanos es, en cambio, una técnica que ya ha sido experimentada. Sin embargo, ha resultado relativamente ineficaz”, precisa a swissinfo.ch.

Una opción tabú

Los dos métodos son ejemplos de ingeniería climática (o geoingeniería); es decir, la modificación deliberada y a gran escala del sistema climático terrestre. De manera contraria a las técnicas para provocar lluvia artificial o granizo, los efectos son a escala planetaria y de largo plazo.

“En las negociaciones internacionales sobre el clima, aún no se ha discutido la ingeniería climática. Por ahora, se mantiene como un tabú político, pero que podría romperse”, dice Matthias Honegger, de PerspectivasEnlace externo, una consultoría de Zúrich especializada en temas climáticos.

El experto, que a finales de agosto participó en Berlín en la primera conferencia internacional sobre el temaEnlace externo, establece que “si los jefes de Estado advirtieran que es demasiado tarde para limitar el calentamiento a 2° C y que su esfuerzos nacionales de adaptación son insuficientes, sería probable que consideraran la posibilidad de recurrir a la ingeniería climática”.

En este sentido, ya existen las condiciones. La concentración de CO2 en la atmósfera está en continuo aumento y ha alcanzado un nivel récord, señala la Organización Meteorológica MundialEnlace externo en su último informe sobre las emisiones de gases de efecto invernadero. Una evolución que la comunidad internacional no parece, por ahora, capaz de contrarrestar.

“Los progresos a escala mundial son lentos”, señala el Centro para la Investigación Internacional sobre el Clima y el Medio Ambiente de OsloEnlace externo. “En este momento -anotan los investigadores noruegos- el mundo está más lejos de la conclusión de un acuerdo internacional sólido sobre el clima que hace 15 años, cuando se adoptó el Protocolo de Kioto”.

En su intervención durante la más reciente Cumbre del ClimaEnlace externo celebrada en Nueva York el pasado 23 de septiembre, la ministra suiza de Energía, Doris Leuthard, dijo que “muy pocas cosas han cambiado en el mundo en materia de clima”.

Dióxido de carbono CO2

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El dióxido de carbono es considerado como el gran lobo malo entre los gases de efecto invernadero, precursor del cambio climático y el recalentamiento terrestre. ¿Y si se utilizara para producir energía y mitigar así su impacto negativo? Dos proyectos suizos a la vista.

Uno es privado y busca absorber el CO2 con una aspiradora gigante. El otro, público, quiere usar este gas para producir metano, con ayuda de unos pequeños minerales conocidos como zeolitas.

El primero, el Comeworks inició en Zúrich hace un lustro. Se concentra en desarrollar la tecnología para extraer el CO2 de modo continuo de la atmósfera y utilizarlo para diversos propósitos, entre ellos, producir fuel sintético.

El dióxido de carbono se colecta del aire que atraviesa un filtro de celulosa tratado especialmente y colocado dentro de una unidad de extracción. Una vez alcanzada su máxima capacidad, el filtro es calentado con energía renovable o de desechos para liberar el CO2 de modo extremadamente puro.

“Buscamos eliminar el carbono en algunos sectores del transporte, como la aviación, importante emisora de CO2”, indica Christoph Gebald, uno de los fundadores de la empresa.

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La aviación es responsable de alrededor del 3,5% de emisiones que provocan el cambio climático antropogénico (resultado de actividades humanas); y significa el 13% de toda la liberación de CO2 del sector del transporte, según el Panel Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático (IPCC).

Hasta ahora, Climeworks ha evaluado los ensayos de su unidad de captura de aire directo, capaz de reunir una tonelada anual de CO2, al filtrar alrededor de dos millones de metros cúbicos de aire. Un modo de demostrar la eficacia del concepto.

El resultado fue suficientemente interesante para atraer la atención del productor alemán de automóviles Audi, que ve esta tecnología como elemento potencial de su estrategia para desarrollar vehículos a base de carburante sintético.

“Lo que necesitan es una fuente sostenible de CO2”, subraya Gebald. “Puede ser atmosférica o producida por procesos biológicos”. La segunda opción, resultado de la combustión o la descomposición de material de base biológica, es insuficiente para cubrir los requerimientos de un productor automovilístico, considera Gebald.

Actualmente se ha puesto en operación una planta de prueba para ver el modo de incrementar las reservas de CO2 dirigidas a la producción de combustibles sintéticos en una planta de Audi.

Climeworks es una de las once finalistas del concurso Virgin Earth Challenge. El ganador de esta competición obtendrá 25 millones de dólares para desarrollar “un camino sostenible a escala económica y medioambiental para eliminar los gases de efecto invernadero en la atmósfera”.

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Simple… en el laboratorio

Extraer y purificar el CO2 es solo un paso en el proceso hacia la producción de fuel sintético.

En teoría, la producción de metano inyectado en la red de gas natural mediante la combinación de dióxido de carbono y de hidrógeno con impulso de una fuente externa –idealmente renovable- es relativamente sencilla si se utiliza agua. El proceso es conocido desde inicios del siglo XX como la Reacción Sabatier.

Pero separar moléculas del agua a partir de metano es todo un reto si el proceso debe realizarse de modo económico y veloz. El empleo de un catalizador puede acelerar el método, pero a menudo el rendimiento es bajo y también subsiste el riesgo de producir el altamente tóxico monóxido de carbono (CO).

Investigadores de los Laboratorios Federales para Materiales Científicos y Desarrollo Tecnológico (EMPA) trabajan cerca de Zúrich en un proyecto que no requiere de altas temperaturas. Utilizan las zeolitas, minerales microporosos que destacan por su capacidad de hidratarse y deshidratarse reversiblemente.

“Las zeolitas recubiertas de níquel absorben el agua generada durante el proceso. Casi no se produce CO y el gas que se obtiene al final es el metano”, explica Andreas Borgschulte, al frente del proyecto.

Pero el resultado está lejos de ser perfecto. “Se encuentra aún en etapa experimental y la cantidad de agua que una zeolita puede absorber es limitada”.

Se requiere de más trabajo de laboratorio para convertir el proceso en viable. Las zeolitas pueden reproducirse fácilmente en el laboratorio, en cantidades reducidas, pero para su producción industrial sería necesario encontrar un método eficiente y barato.

A la captura del CO2

Su captura directa en el aire puede ser posible con tecnologías capaces de tomar grandes cantidades de dióxido de carbono en la atmósfera. La otra gran opción tecnológica es un punto de captura y recolección utilizado en las chimeneas que emiten grandes concentraciones de CO2.

El precio es el gran problema de la captura directa. De acuerdo a los estudios, es hasta diez veces más caro que el método de recolecta en chimeneas. La captura directa aún se encuentra en fase experimental y lejos de ser aplicada a escala industrial. Tampoco el otro método ha sido implementado a gran escala.

Además de Climeworks, varias empresas trabajan en la captura directa, tales como Carbon Engineering, Global Thermostat, Coaway y Terraleaf, por citar solo algunas. Instituciones como la Columbia University, el Georgia Institute of Technology y la University of Southern California han estado implicadas en este terreno de investigación.

La capture directe est encore largement expérimentale et bien loin d’une utilisation industrielle. Mais la méthode de séquestration n’a jusqu’à présent pas été totalement mise en œuvre à grande échelle.

Outre Climeworks, plusieurs autres entreprises travaillent sur la capture directe, notamment Carbon Engineering, Global Thermostat, Coaway et Terraleaf, pour n’en citer que quelques-unes.

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Una de muchas soluciones necesarias

También subsisten retos en el ámbito de la ingeniería, considera Borgschulte, tales como crear un gran reactor que pueda trabajar con grandes volúmenes de gas y energía. El proceso ideal sería la extracción del CO2 de la biomasa, y no a partir de combustibles fósiles.

“Los precios del gas son muy bajos, por lo que sería difícil competir con esta fuente energética. El gas sintético puede ser cinco veces más caro”.

De este modo, el precio es un desafío para Climeworks. Tomar el CO2 del aire puede llegar a costar hasta 600 francos suizos por tonelada, según indica un estudio de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (EPFZ).

La empresa espera reducir este precio a unos 100 francos suizos para volver más competitivo su método. Para este objetivo, intenta recolectar el dióxido de carbono con temperaturas menores a los 100 grados Celsius. Los sistemas tradicionales con necesitan temperaturas superiores a los 300 grados Celsius.

Pero incluso si estas tecnologías llegan a madurar y se generalizan, nadie espera que puedan resolver el problema del recalentamiento global. “No es una panacea y no debería ser considerada como tal, sino solo como parte de un abanico de tecnologías que tomarán importancia a medio y largo plazo”, predice Gebald.

El inicuo CO2

El dióxido de carbono juega un papel mayor en la regulación del clima y la temperatura. En circunstancias ideales, el CO2 forma parte del denominado ciclo del carbono, un proceso natural de largo plazo.

Pero los humanos han modificado este proceso al emplear carburantes fósiles y al desforestar los bosques. La investigación muestra que las concentraciones altas de CO2 tienden a recalentar la superficie de la Tierra.

El CO2 no es el único gas que provoca el efecto invernadero. El metano (CH4), el óxido de nitrógeno (N2O) y diversos aerosoles también se dirigen a la atmósfera.

Estos gases son relativamente menos importantes que el CO2, cuyas emisiones son inmensas y cuyos efectos pueden verse en la atmósfera por mucho más tiempo. Del total emitido hasta ahora, los científicos estiman que un 20% seguirán presentes en la atmósfera en los próximos mil años.

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La ingeniería climática abarca una serie de intervenciones, que se pueden dividir en dos categorías principales: la eliminación del CO2 de la atmósfera (Carbon Dioxide Removal, CDR) y el control de la radiación solar que llega a la Tierra (Solar Radiaton Management, SRM ).

El primer enfoque incluye la manipulación de los ecosistemas con el fin de aumentar la cantidad de anhídrido carbónico absorbido por la biomasa terrestre (plantas y suelo) o marina. Con la aspersión de sulfatos de hierro sobre la superficie de los océanos, por ejemplo, se favorece el crecimiento de las algas, que fijan el CO2 a través de la fotosíntesis. Soluciones más innovadoras incluyen el uso de “aspiradores” para filtrar el anhídrido carbónico del aire, un campo en el que proyectos suizos prometedores son desarrollados.  

En cuanto a las técnicas SRM contemplan, además de las instalaciones en el espacio, el aumento de la reflectividad de la superficie terrestre, las nubes y la atmósfera. “Al cambiar el color del asfalto, de oscuro a claro, se puede lograr un enfriamiento local, por ejemplo, en una ciudad. Eso podría evitar cientos de muertes durante las olas de calor. Sin embargo, saber si se puede hacer lo mismo a gran escala es otra cosa”, dice Matthias Honegger.

Entre las técnicas SRM más estudiadas y prometedoras está la pulverización de aerosoles en la estratosfera con la ayuda del aviones, proyectiles o globos aerostáticos. “Se logra el efecto de una erupción volcánica”, explica Reto Knutti, profesor en el Instituto de Investigación sobre la Atmósfera y el Clima de la EPFZ. Enlace externo 

Los aerosoles de partículas de azufre, por ejemplo, son liberados en la atmósfera para formar una especie de pantalla que refleja una parte de los rayos solares. 

(Hughhunt)

“Es bien sabido – añade el investigador - que después de una erupción, como la del Pinatubo, la temperatura disminuye”. El polvo liberado por el volcán filipino en 1991 hizo bajar la temperatura de la Tierra en alrededor de medio grado durante dos años.

Frente a la opción de la Ingeniería Climática, hasta ahora confinada a proyectos de laboratorio o de pequeña escala, surgen sin embargo preguntas cruciales, advierte Reto Knutti: ¿Cuáles son los efectos secundarios? ¿Y cuáles las implicaciones políticas y éticas?”.

Modificar el tiempo y el clima, algunos ejemplos

1877: Un investigador estadounidense propone cambiar la dirección de la corriente oceánica Kuroshio a través del estrecho de Bering. Objetivo: Aumentar las temperaturas del Ártico en alrededor de 15° C.

1929: Un físico alemán sugiere instalar espejos gigantes en una estación espacial para concentrar la radiación solar sobre la superficie de la Tierra y hacer habitable el extremo norte del planeta.

1945: para el director de la UNESCO, la explosión de bombas atómicas en las regiones polares provocaría un aumento de la temperatura del Océano Ártico y el calentamiento del clima en las zonas templadas del Hemisferio Norte.

1967-1972: Durante la guerra de Vietnam, el ejército estadounidense insemina las nubes con yoduro de plata para prolongar la temporada de los monzones.

1989: Un climatólogo estadounidense sostiene que se podría reflejar el 2% de la luz del sol con un escudo espacial situado en la órbita terrestre.

2006: Un químico holandés propone inyectar partículas de azufre en la estratósfera para absorber parte de los rayos del sol y hacer bajar la temperatura de la Tierra.

2010: Investigadores de la Universidad de Ginebra son capaces de crear lluvia artificial gracias a un láser que puede condensar gotitas de agua suspendidas en la atmósfera. 

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Mucha incertidumbre 

Es evidente que la manipulación de la atmósfera comportaría cambios importantes, en particular en el ciclo del agua y las precipitaciones, señala Reto Knutti. Su colega en la EPFZ, Ulrike Lohmann, explica que en el caso de los aerosoles en la estratósfera hay menos luz solar que alcanza la superficie de la Tierra, lo que modifica el equilibrio del planeta. “El resultado es una disminución de las precipitaciones a escala mundial, como en efecto se observó tras la erupción del Pinatubo”.

La ingeniería climática podría cambiar por completo nuestra relación con la naturaleza y fortalecer la desconfianza entre las naciones, sostiene James Fleming, historiador de ciencia y tecnología, y autor de un libro (‘Fixing the Sky’) que documenta los intentos por controlar el clima. “Los escandinavos dirían que Inglaterra es responsable de su mal tiempo, y viceversa. El potencial de futuros conflictos es enorme”, afirma en una entrevistaEnlace externo con la organización ecologista Greenpeace.

Otro problema: ¿qué pasaría si, por razones políticas, económicas o científicas, se interrumpiera de manera súbita un proyecto de geoingeniería después de 20 o 30 años? “El riesgo sería un calentamiento repentino de 1 o 2 grados, tal vez en un año”, dice Reto Knutti. Un aumento de la temperatura mucho más rápido que el actual, lo que podría tener consecuencias catastróficas.

Sobre todo, la ingeniería climática conlleva el riesgo de distraer la atención de los intentos -y objetivos- de reducción de las emisiones, lo que comprometería las negociaciones internacionales, denuncian sus detractores, incluidas las organizaciones ambientalistas. La geoingeniería, señalan, no ataca el fondo del problema sino que se limita a aliviar los síntomas.

La reflexión de fondo

Buena parte del mundo científico se muestra escéptica o, por lo menos, aconseja prudencia. En la conferencia de Berlín, Mark Lawrence, director científico del Instituto de Estudios Avanzados para la Sostenibilidad, de Potsdam (Alemania), destacó que “ninguno de los enfoques de la ingeniería climática se puede implementar de forma rápida y sin problemas”.

Incluso para comprender las potencialidades, limitaciones y efectos secundarios, es necesaria una reflexión en profundidad sobre la ingeniería climática, insiste Matthias Honegger. Una discusión, añade, que también deberá involucrar al público. 


Traducción del italiano, Marcela Águila Rubín , swissinfo.ch

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