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Ingeniería climática

La ingeniería climática (o geoingeniería ) es un término general tanto para la eliminación de dióxido de carbono como para la modificación de la radiación solar , cuando se aplica a escala planetaria. [1] : 168  Sin embargo, estos dos procesos tienen características muy diferentes. Por esta razón, el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático ya no utiliza este término general. [1] : 168  [2] Los enfoques de eliminación de dióxido de carbono son parte de la mitigación del cambio climático . La modificación de la radiación solar refleja parte de la luz solar (radiación solar) de regreso al espacio. [3] Algunas publicaciones sitúan el enfriamiento radiativo pasivo en la categoría de ingeniería climática. Esta tecnología aumenta la emisión térmica de la Tierra. [4] [5] [6] Los medios de comunicación tienden a utilizar la ingeniería climática también para otras tecnologías como la estabilización de glaciares, el encalado de los océanos y la fertilización de los océanos con hierro. Esto último modificaría los procesos de secuestro de carbono que tienen lugar en los océanos.

Algunos tipos de ingeniería climática son muy controvertidos debido a las grandes incertidumbres en torno a su eficacia, efectos secundarios y consecuencias imprevistas . [7] Las intervenciones a gran escala corren un mayor riesgo de perturbaciones no deseadas de los sistemas naturales, lo que genera el dilema de que dichas perturbaciones podrían ser más dañinas que el daño climático que compensan. [8] Sin embargo, los riesgos de tales intervenciones deben verse en el contexto de la trayectoria del cambio climático sin ellas. [8] [9]

La Unión de Científicos Preocupados señala el peligro de que el uso de tecnología de ingeniería climática se convierta en una excusa para no abordar las causas fundamentales del cambio climático, frenar nuestras reducciones de emisiones y comenzar a avanzar hacia una economía baja en carbono. [10]

Terminología

La ingeniería climática (o geoingeniería) se ha utilizado como término general tanto para la eliminación de dióxido de carbono como para la gestión de la radiación solar , cuando se aplica a escala planetaria. [1] : 168  Sin embargo, estos dos métodos tienen características geofísicas muy diferentes, razón por la cual el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático ya no utiliza este término. [1] : 168  [2] Esta decisión fue comunicada alrededor de 2018, véase por ejemplo el " Informe especial sobre el calentamiento global de 1,5 °C ". [11] : 550 

Según el economista climático Gernot Wagner, el término geoingeniería es "en gran medida un artefacto y el resultado del uso frecuente del término en el discurso popular" y "tan vago y abarcador que ha perdido mucho significado". [7] : 14 

Las tecnologías específicas que caen dentro del término general de "ingeniería climática" incluyen: [12] : 30 

Los siguientes métodos no se denominan ingeniería climática en el último informe de evaluación del IPCC de 2022 [1] : 6–11,  pero otras publicaciones sobre este tema los incluyen bajo este término general: [24] [7]

Tecnologías

Eliminación de dióxido de carbono

Plantar árboles es una forma natural de eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera; sin embargo, el efecto puede ser sólo temporal en algunos casos. [31] [32]

La eliminación de dióxido de carbono (CDR) es un proceso en el que el dióxido de carbono (CO 2 ) se elimina de la atmósfera mediante actividades humanas deliberadas y se almacena de forma duradera en depósitos geológicos, terrestres u oceánicos, o en productos. [33] : 2221  Este proceso también se conoce como eliminación de carbono, eliminación de gases de efecto invernadero o emisiones negativas. La CDR se integra cada vez más en la política climática , como un elemento de las estrategias de mitigación del cambio climático . [34] [35] Lograr cero emisiones netas requerirá, ante todo, recortes profundos y sostenidos en las emisiones, y luego—además—el uso de CDR (“CDR es lo que lleva a la red a cero emisiones netas” [36] ). En el futuro, la CDR podría contrarrestar las emisiones que son técnicamente difíciles de eliminar, como algunas emisiones agrícolas e industriales. [37] : 114 

CDR incluye métodos que se implementan en tierra o en sistemas acuáticos. Los métodos terrestres incluyen la forestación , la reforestación , las prácticas agrícolas que secuestran carbono en los suelos ( cultivo de carbono ), la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS) y la captura directa de aire combinada con almacenamiento. [37] : 115  También existen métodos CDR que utilizan océanos y otros cuerpos de agua. Estos se denominan fertilización de los océanos , mejora de la alcalinidad de los océanos , [38] restauración de humedales y enfoques de carbono azul . [37] : 115  Es necesario realizar un análisis detallado para evaluar cuántas emisiones negativas logra un proceso en particular. Este análisis incluye análisis del ciclo de vida y "monitoreo, reporte y verificación" ( MRV ) de todo el proceso. [39] La captura y almacenamiento de carbono (CAC) no se consideran CDR porque la CAC no reduce la cantidad de dióxido de carbono que ya se encuentra en la atmósfera .

Modificación de la radiación solar

consulte el título y la descripción de la imagen
Modificación propuesta de la radiación solar mediante un globo atado para inyectar aerosoles de sulfato en la estratosfera

La modificación de la radiación solar (SRM), o geoingeniería solar, se refiere a una variedad de enfoques para limitar el calentamiento global aumentando la cantidad de luz solar ( radiación solar ) que la atmósfera refleja hacia el espacio o reduciendo la captura de la radiación térmica saliente . Entre los múltiples enfoques potenciales, la inyección de aerosoles estratosféricos es el más estudiado, seguido del brillo de las nubes marinas . La SRM podría ser una medida temporal para limitar los impactos del cambio climático mientras se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y se elimina el dióxido de carbono , [40] pero no sería un sustituto de la reducción de las emisiones.

Múltiples evaluaciones científicas internacionales autorizadas, basadas en evidencia de modelos climáticos y análogos naturales, han demostrado en general que algunas formas de GRS podrían reducir el calentamiento global y muchos efectos adversos del cambio climático . [41] [42] [43] Específicamente, la inyección controlada de aerosoles estratosféricos parece capaz de moderar en gran medida la mayoría de los impactos ambientales, especialmente el calentamiento, y, en consecuencia, la mayoría de los impactos ecológicos, económicos y de otro tipo del cambio climático en la mayoría de las regiones. Sin embargo, debido a que el calentamiento debido a los gases de efecto invernadero y el enfriamiento causado por la SRM operarían de manera diferente según las latitudes y las estaciones , un mundo donde el calentamiento global sería compensado por la SRM tendría un clima diferente de uno donde este calentamiento no ocurrió en primer lugar. Además, la confianza en las proyecciones actuales sobre cómo la GRS afectaría el clima y los ecosistemas regionales es baja. [40]

Enfriamiento radiativo pasivo diurno

Se ha propuesto mejorar la emisividad térmica de la Tierra mediante enfriamiento radiativo pasivo durante el día como una alternativa o "tercer enfoque" a la ingeniería climática [4] [44] que es "menos intrusivo" y más predecible o reversible que la inyección de aerosoles estratosféricos. [45]

El enfriamiento radiativo diurno pasivo (PDRC) puede reducir las temperaturas sin consumo de energía ni contaminación al irradiar calor al espacio exterior. Se ha propuesto una aplicación generalizada como solución al calentamiento global. [46]

El enfriamiento radiativo diurno pasivo (PDRC) es un método de enfriamiento de edificios de energía cero propuesto como una solución para reducir el aire acondicionado , disminuir el efecto isla de calor urbano , enfriar la temperatura del cuerpo humano en condiciones de calor extremo, avanzar hacia la neutralidad de carbono y controlar el calentamiento global mejorando el calor terrestre. fluyen hacia el espacio exterior mediante la instalación de superficies térmicamente emisoras en la Tierra que requieren cero consumo energético o contaminación. [47] [48] [49] [50] [51] [46] [52] [53] [54] A diferencia de los sistemas de enfriamiento basados ​​en compresión que se utilizan predominantemente (por ejemplo, acondicionadores de aire), consumen cantidades sustanciales de energía, tienen un efecto de calentamiento neto, requieren fácil acceso a la electricidad y a menudo requieren refrigerantes que agotan la capa de ozono o tienen un fuerte efecto invernadero, [55] [56] la aplicación de PDRC también puede aumentar la eficiencia de los sistemas que se benefician de una mejor refrigeración , como sistemas fotovoltaicos , técnicas de recolección de rocío y generadores termoeléctricos . [57] [58]

Las superficies PDRC están diseñadas para tener una alta reflectancia solar (para minimizar la ganancia de calor) y una fuerte transferencia de calor por radiación térmica infrarroja de onda larga (LWIR) a través de la ventana infrarroja de la atmósfera (8 a 13 μm) para enfriar temperaturas incluso durante el día. [59] [60] [61] También se conoce como enfriamiento radiativo pasivo, enfriamiento radiativo pasivo diurno, enfriamiento radiativo del cielo, enfriamiento radiativo fotónico y enfriamiento radiativo terrestre. [60] [61] [57] [62] El PDRC se diferencia de la gestión de la radiación solar porque aumenta la emisión de calor radiativo en lugar de simplemente reflejar la absorción de la radiación solar. [63]
Vídeo para explicar algunos de los enfoques de geoingeniería marina centrándose en sus riesgos, impactos negativos y posibles efectos secundarios, así como en la cuestión de la gobernanza de estas tecnologías.

Geoingeniería oceánica

La geoingeniería oceánica implica modificar el océano para reducir los impactos del aumento de temperatura. Un enfoque es agregar materiales como cal o hierro al océano para aumentar su capacidad de sustentar la vida marina y/o secuestrar CO.
2. En 2021, las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos (NASEM) solicitaron 2.500 millones de dólares de fondos para investigaciones en la siguiente década, incluidas específicamente pruebas de campo. [30]

Otra idea es reducir el aumento del nivel del mar instalando "cortinas" submarinas para proteger los glaciares antárticos del calentamiento de las aguas, o perforando agujeros en el hielo para bombear agua y calor. [64]

Encalado del océano

Se ha informado que enriquecer el agua de mar con hidróxido de calcio ( cal ) reduce la acidez del océano , lo que reduce la presión sobre la vida marina como las ostras y absorbe CO.
2. La cal añadida elevó el pH del agua , capturando CO
2en forma de bicarbonato de calcio o como carbonato depositado en las conchas de los moluscos . La cal se produce en volumen para la industria del cemento. [30] Esto se evaluó en 2022 en un experimento en Apalachicola, Florida, en un intento de detener la disminución de las poblaciones de ostras. Los niveles de pH aumentaron modestamente, ya que el CO
2se redujo en 70 ppm. [30]

Un experimento realizado en 2014 añadió hidróxido de sodio (lejía) a parte de la Gran Barrera de Coral de Australia . Elevó los niveles de pH a niveles casi preindustriales. [30]

Sin embargo, la producción de materiales alcalinos normalmente libera grandes cantidades de CO.
2, compensando parcialmente el secuestro. Los aditivos alcalinos se diluyen y dispersan en un mes, sin efectos duraderos, de modo que si fuera necesario, se podría finalizar el programa sin dejar efectos a largo plazo. [30]

Fertilización con hierro

La fertilización con hierro es la introducción intencional de compuestos que contienen hierro (como el sulfato de hierro ) en áreas pobres en hierro de la superficie del océano para estimular la producción de fitoplancton . Esto tiene como objetivo mejorar la productividad biológica y/o acelerar el secuestro de dióxido de carbono (CO 2 ) de la atmósfera. El hierro es un oligoelemento necesario para la fotosíntesis en las plantas. Es altamente insoluble en agua de mar y en una variedad de lugares es el nutriente limitante para el crecimiento del fitoplancton. Se pueden crear grandes floraciones de algas suministrando hierro a las aguas oceánicas deficientes en hierro. Estas flores pueden nutrir a otros organismos.

bosque submarino

Otro experimento de 2022 intentó secuestrar carbono utilizando algas gigantes plantadas frente a la costa de Namibia . [30] Si bien los investigadores han llamado a este enfoque geoingeniería oceánica, no es más que otra forma de eliminación de dióxido de carbono mediante el secuestro. Otro término que se utiliza para describir este proceso es gestión del carbono azul y también geoingeniería marina .

Estabilización de glaciares

Un "alféizar submarino" propuesto que bloquea el 50% de los flujos de agua cálida que se dirigen al glaciar podría tener el potencial de retrasar su colapso y el consiguiente aumento del nivel del mar durante muchos siglos. [26]

Se han propuesto algunas intervenciones de ingeniería para el glaciar Thwaites y el cercano glaciar Pine Island para estabilizar físicamente su hielo o preservarlo. Estas intervenciones bloquearían el flujo de agua cálida del océano, que actualmente hace que el colapso de estos dos glaciares sea prácticamente inevitable, incluso sin un mayor calentamiento. [65] [66] Una propuesta de 2018 incluía la construcción de umbrales en la línea de conexión a tierra de Thwaites para reforzarla físicamente o para bloquear alguna fracción del flujo de agua caliente. La primera sería la intervención más sencilla, pero equivalente a "los mayores proyectos de ingeniería civil que la humanidad haya intentado jamás". También tiene sólo un 30% de probabilidades de funcionar. Se espera que las construcciones que bloqueen incluso el 50% del flujo de agua caliente sean mucho más efectivas, pero también mucho más difíciles. [67] Algunos investigadores argumentaron que esta propuesta podría ser ineficaz o incluso acelerar el aumento del nivel del mar. [68] Los autores de la propuesta original sugirieron intentar esta intervención en sitios más pequeños, como el glaciar Jakobshavn en Groenlandia , como prueba. [67] [66] También reconocieron que esta intervención no puede evitar el aumento del nivel del mar debido al aumento del contenido de calor del océano y sería ineficaz a largo plazo sin reducciones de las emisiones de gases de efecto invernadero . [67]

En 2023, se propuso que una instalación de cortinas submarinas , hechas de un material flexible y ancladas al fondo del mar de Amundsen, sería capaz de interrumpir el flujo de agua caliente. Este enfoque reduciría los costos y aumentaría la longevidad del material (estimada de manera conservadora en 25 años para los elementos de cortina y hasta 100 años para los cimientos) en relación con estructuras más rígidas. Con ellos en su lugar, las plataformas de hielo Thwaites y Pine Island probablemente volverían a crecer hasta alcanzar el estado que tuvieron hace un siglo, estabilizando así estos glaciares. [69] [70] [66] Para lograr esto, las cortinas tendrían que colocarse a una profundidad de alrededor de 600 metros (0,37 millas) (para evitar daños por los icebergs que regularmente se desplazarían por encima) y a 80 km (50 mi) de largo. Los autores reconocieron que, si bien el trabajo a esta escala no tendría precedentes y enfrentaría muchos desafíos en la Antártida (incluida la noche polar y el número actualmente insuficiente de barcos polares y submarinos especializados), tampoco requeriría ninguna tecnología nueva y ya existe experiencia. de tender tuberías a tales profundidades. [69] [70]

Problemas

Las intervenciones a gran escala corren un mayor riesgo de perturbaciones no deseadas de los sistemas naturales, lo que genera el dilema de que dichas perturbaciones podrían ser más dañinas que el daño climático que compensan. [8]

Aspectos éticos

La ingeniería climática puede reducir la urgencia de reducir las emisiones de carbono, una forma de riesgo moral . [71] Además, la mayoría de los esfuerzos tienen sólo efectos temporales, lo que implica un rápido rebote si no se mantienen. [72] La Unión de Científicos Preocupados señala el peligro de que el uso de tecnología de ingeniería climática se convierta en una excusa para no abordar las causas fundamentales del cambio climático, frenar nuestras reducciones de emisiones y comenzar a avanzar hacia una economía baja en carbono. [10] Sin embargo, varias encuestas de opinión pública y grupos focales informaron de un deseo de aumentar los recortes de emisiones en presencia de ingeniería climática, o de ningún efecto. [73] [74] [75] Otros trabajos de modelización sugieren que la perspectiva de la ingeniería climática puede, de hecho, aumentar la probabilidad de reducción de emisiones. [76] [77] [78] [79]

Si la ingeniería climática puede alterar el clima, entonces esto plantea dudas sobre si los humanos tienen derecho a cambiar deliberadamente el clima y bajo qué condiciones. Por ejemplo, no es lo mismo utilizar la ingeniería climática para estabilizar las temperaturas que hacerlo para optimizar el clima para algún otro propósito. Algunas tradiciones religiosas expresan puntos de vista sobre la relación entre los seres humanos y su entorno que alientan (para llevar a cabo una administración responsable) o desalientan (para evitar la arrogancia) acciones explícitas para afectar el clima. [80]

sociedad y Cultura

Percepción pública

Un gran estudio de 2018 utilizó una encuesta en línea para investigar las percepciones del público sobre seis métodos de ingeniería climática en los Estados Unidos, el Reino Unido, Australia y Nueva Zelanda. [12] La conciencia pública sobre la ingeniería climática era baja; menos de una quinta parte de los encuestados informaron tener conocimientos previos. Las percepciones de los seis métodos de ingeniería climática propuestos (tres del grupo de eliminación de dióxido de carbono y tres del grupo de modificación de la radiación solar) fueron en gran medida negativas y frecuentemente asociadas con atributos como "efectos riesgosos", "artificiales" y "desconocidos". Se prefirieron los métodos de eliminación de dióxido de carbono a la modificación de la radiación solar. Las percepciones públicas fueron notablemente estables con sólo diferencias menores entre los diferentes países en las encuestas. [12] [81]

Algunas organizaciones ambientalistas (como Amigos de la Tierra y Greenpeace ) se han mostrado reacias a respaldar o oponerse a la modificación de la radiación solar, pero a menudo apoyan más los proyectos de eliminación de dióxido de carbono basados ​​en la naturaleza, como la forestación y la restauración de turberas . [71] [82]

Investigaciones y proyectos

Varias organizaciones han investigado la ingeniería climática con miras a evaluar su potencial, incluido el Congreso de los EE. UU. , [83] la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de los EE. UU., [84] la Royal Society , [85] el Parlamento del Reino Unido , [86 ] la Institución de Ingenieros Mecánicos , [87] y el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático .

En 2009, la Royal Society del Reino Unido revisó una amplia gama de métodos propuestos de ingeniería climática y los evaluó en términos de efectividad, asequibilidad, puntualidad y seguridad (asignando estimaciones cualitativas en cada evaluación). Los informes de recomendaciones clave fueron que "las Partes de la CMNUCC deberían hacer mayores esfuerzos para mitigar y adaptarse al cambio climático, y en particular para acordar reducciones de emisiones globales", y que "[nada] que se sabe ahora sobre las opciones de geoingeniería da alguna razón para disminuir estos esfuerzos". [88] No obstante, el informe también recomendó que "la investigación y el desarrollo de opciones de ingeniería climática deberían llevarse a cabo para investigar si se pueden disponer de métodos de bajo riesgo si fuera necesario reducir la tasa de calentamiento en este siglo". [88]

En 2009, una revisión examinó la plausibilidad científica de los métodos propuestos en lugar de consideraciones prácticas como la viabilidad de ingeniería o el costo económico. Los autores descubrieron que "la captura y el almacenamiento [de aire] muestran el mayor potencial, combinados con la forestación , la reforestación y la producción de biocarbón", y señalaron que "otras sugerencias que han recibido considerable atención de los medios, en particular, las 'conducciones oceánicas' parecen ser ineficaz". [89] Concluyeron que "la geoingeniería [climática] se considera mejor como un complemento potencial a la mitigación de las emisiones de CO 2 , en lugar de como una alternativa a ella". [89]

El informe IMechE examinó un pequeño subconjunto de métodos propuestos (captura de aire, albedo urbano y técnicas de captura de CO 2 basadas en algas), y sus principales conclusiones en 2011 fueron que la ingeniería climática debería investigarse y probarse a pequeña escala junto con una descarbonización más amplia de la economía. [87]

En 2015, la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de EE. UU. concluyó un proyecto de 21 meses para estudiar los posibles impactos, beneficios y costos de la ingeniería climática. Las diferencias entre estas dos clases de ingeniería climática "llevaron al comité a evaluar los dos tipos de enfoques por separado en informes complementarios, una distinción que espera se traslade a futuros debates científicos y políticos". [90] [91] [92] El estudio resultante titulado Climate Intervention se publicó en febrero de 2015 y consta de dos volúmenes: Reflecting Sunlight to Cool Earth [93] y Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration . [94]

En junio de 2023, el gobierno de Estados Unidos publicó un informe que recomendaba realizar investigaciones sobre la inyección de aerosoles estratosféricos y el brillo de las nubes marinas. [95]

A partir de 2024, el proyecto Coastal Atmospheric Aerosol Research and Engagement (CAARE) estaba lanzando sal marina al cielo marino en un esfuerzo por aumentar el "brillo" (capacidad reflectante) de las nubes. La sal marina se lanza desde el Museo del Mar, el Aire y el Espacio USS Hornet (según los documentos reglamentarios del proyecto). [96]

Ver también

Referencias

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