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Ingeniería climática

La ingeniería climática (o geoingeniería ) es un término general para la eliminación de dióxido de carbono y 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 Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el 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 colocan el enfriamiento radiativo pasivo en la categoría de ingeniería climática. Esta tecnología aumenta la emitancia 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 con hierro de los océanos. Esta última 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 entrañan un mayor riesgo de provocar perturbaciones no deseadas en los sistemas naturales, lo que da lugar al dilema de que dichas perturbaciones podrían ser más perjudiciales que el daño climático que compensan. [8] Sin embargo, los riesgos de dichas intervenciones deben considerarse en el contexto de la trayectoria del cambio climático sin ellas. [9] [8] [10]

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 profundas del cambio climático, desacelerar nuestras reducciones de emisiones y comenzar a avanzar hacia una economía baja en carbono. [11]

Terminología

La ingeniería climática (o geoingeniería) se ha utilizado como un 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, por lo que el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático ya no utiliza este término. [1] : 168  [2] Esta decisión se comunicó alrededor de 2018, véase por ejemplo el " Informe especial sobre el calentamiento global de 1,5 °C ". [12] : 550 

Según el economista climático Gernot Wagner, el término geoingeniería es "en gran medida un artefacto y un 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: [13] : 30 

Los siguientes métodos no se denominan ingeniería climática en el último informe de evaluación del IPCC de 2022 [1] : 6–11  , pero se incluyen bajo este término general en otras publicaciones sobre este tema: [25] [7]

Tecnologías

Eliminación de dióxido de carbono

Plantar árboles es una forma natural de eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera, aunque el efecto puede ser solo temporal en algunos casos. [32] [33]

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. [34] : 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 a menudo en la política climática , como un elemento de las estrategias de mitigación del cambio climático . [35] [36] Lograr emisiones netas cero requerirá, ante todo, recortes profundos y sostenidos de las emisiones y, luego, además, el uso de la CDR ("La CDR es lo que convierte la red en emisiones netas cero" [37] ). En el futuro, la CDR puede ser capaz de contrarrestar las emisiones que son técnicamente difíciles de eliminar, como algunas emisiones agrícolas e industriales. [38] : 114 

La CDR incluye métodos que se implementan en la 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. [38] [39] También hay métodos de CDR que utilizan océanos y otros cuerpos de agua. Estos se denominan fertilización oceánica , mejora de la alcalinidad oceánica , [40] restauración de humedales y enfoques de carbono azul . [38] Se debe realizar un análisis detallado para evaluar cuántas emisiones negativas logra un proceso en particular. Este análisis incluye el análisis del ciclo de vida y el "monitoreo, informe y verificación" ( MRV ) de todo el proceso. [41] La captura y almacenamiento de carbono (CCS) no se consideran CDR porque la CCS no reduce la cantidad de dióxido de carbono que ya está en la atmósfera .

Modificación de la radiación solar

Consulte el título y la descripción de la imagen.
Propuesta de modificación de la radiación solar mediante un globo atado para inyectar aerosoles de sulfato en la estratosfera

La modificación de la radiación solar (SRM), también conocida como gestión de la radiación solar o geoingeniería solar, se refiere a una variedad de enfoques para limitar el calentamiento global al aumentar la cantidad de luz solar ( radiación solar ) que la atmósfera refleja de regreso al espacio o al reducir la captura de la radiación térmica saliente . Entre los múltiples enfoques potenciales, la inyección de aerosoles estratosféricos es el más estudiado, seguido por el 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 , [42] pero no sería un sustituto para la reducción de emisiones. La SRM es una forma de ingeniería climática.

Varias evaluaciones científicas internacionales autorizadas, basadas en evidencia de modelos climáticos y análogos naturales, han demostrado en general que algunas formas de SRM podrían reducir el calentamiento global y muchos efectos adversos del cambio climático . [43] [44] [45] En concreto, 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 de los gases de efecto invernadero y el enfriamiento de SRM operarían de manera diferente en las distintas latitudes y estaciones , un mundo en el que el calentamiento global se compensara con SRM tendría un clima diferente de uno en el que este calentamiento no se produjera en primer lugar. Además, la confianza en las proyecciones actuales de cómo SRM afectaría al clima y los ecosistemas regionales es baja. [42]

Refrigeración radiactiva pasiva diurna

Se ha propuesto mejorar la emisividad térmica de la Tierra a través del enfriamiento radiativo pasivo durante el día como una alternativa o "tercer enfoque" a la ingeniería climática [4] [46] que es "menos intrusiva" y más predecible o reversible que la inyección de aerosoles estratosféricos. [47]

El PDRC puede reducir las temperaturas sin consumir energía ni contaminar, irradiando calor al espacio exterior. Se ha propuesto su aplicación generalizada como solución al calentamiento global. [48]
El enfriamiento radiativo pasivo diurno (PDRC) (también enfriamiento radiativo pasivo, enfriamiento radiativo pasivo diurno, enfriamiento radiativo del cielo, enfriamiento radiativo fotónico y enfriamiento radiativo terrestre [49] [50] [51] [52] ) es el uso de superficies reflectantes/ emisoras térmicas sin energía para reducir la temperatura de un edificio u otro objeto. [53] Se ha propuesto como un método para reducir los aumentos de temperatura causados ​​por los gases de efecto invernadero al reducir la energía necesaria para el aire acondicionado , [54] [55] reduciendo el efecto de isla de calor urbana , [56] [57] y reduciendo las temperaturas corporales humanas . [58] [48] [59] [60] [54]
Vídeo para explicar algunos de los enfoques de geoingeniería marina con un enfoque 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 la temperatura. Un enfoque consiste en añadir materiales como cal o hierro al océano para aumentar su capacidad de sustentar la vida marina y/o secuestrar CO2.
2En 2021, las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos (NASEM) solicitaron fondos por 2.500 millones de dólares para investigaciones en la siguiente década, incluyendo específicamente pruebas de campo. [31]

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. [61]

Encalado oceánico

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 el CO2.
2La 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 grandes cantidades para la industria del cemento. [31] 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. [31]

En un experimento de 2014 se añadió hidróxido de sodio (lejía) a una parte de la Gran Barrera de Coral de Australia , lo que elevó los niveles de pH a niveles casi preindustriales. [31]

Sin embargo, la producción de materiales alcalinos generalmente 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, en caso necesario, el programa podría finalizarse sin dejar efectos a largo plazo. [31]

Mejora del ciclo del azufre en los océanos

Mejorar el ciclo natural del azufre marino fertilizando una pequeña porción con hierro (que generalmente se considera un método de remediación de gases de efecto invernadero ) también puede aumentar la reflexión de la luz solar. [62] [63] Dicha fertilización, especialmente en el Océano Austral , mejoraría la producción de sulfuro de dimetilo y, en consecuencia, la reflectividad de las nubes . Esto podría usarse potencialmente como SRM regional, para frenar el derretimiento del hielo antártico . [ cita requerida ] Dichas técnicas también tienden a secuestrar carbono , pero la mejora del albedo de las nubes también parece ser un efecto probable.

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 (CO2 ) de la atmósfera. El hierro es un oligoelemento necesario para la fotosíntesis en las plantas. Es altamente insoluble en el 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 floraciones pueden nutrir a otros organismos.

Bosque submarino

Otro experimento de 2022 intentó secuestrar carbono utilizando algas gigantes plantadas en la costa de Namibia . [31] Si bien los investigadores han llamado a este enfoque geoingeniería oceánica, es simplemente otra forma de eliminación de dióxido de carbono a través del secuestro. Otro término que se utiliza para describir este proceso es gestión del carbono azul y también geoingeniería marina .

Estabilización de glaciares

La propuesta de construir un "umbral submarino" que bloquee el 50% de los flujos de agua caliente que se dirigen al glaciar podría tener el potencial de retrasar su colapso y el consiguiente aumento del nivel del mar durante muchos siglos. [27]

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, lo que actualmente hace que el colapso de estos dos glaciares sea prácticamente inevitable incluso sin un mayor calentamiento. [64] [65] Una propuesta de 2018 incluía la construcción de umbrales en la línea de conexión a tierra del Thwaites para reforzarlo físicamente o para bloquear una fracción del flujo de agua cálida. La primera sería la intervención más simple, pero equivalente a "los proyectos de ingeniería civil más grandes que la humanidad haya intentado jamás". También tiene solo un 30% de probabilidades de funcionar. Se espera que las construcciones que bloqueen incluso el 50% del flujo de agua cálida sean mucho más efectivas, pero también mucho más difíciles. [66] Algunos investigadores argumentaron que esta propuesta podría ser ineficaz o incluso acelerar el aumento del nivel del mar. [67] Los autores de la propuesta original sugirieron intentar esta intervención en sitios más pequeños, como el glaciar Jakobshavn en Groenlandia , como prueba. [66] [65] También reconocieron que esta intervención no puede prevenir el aumento del nivel del mar debido al mayor contenido de calor del océano , y sería ineficaz a largo plazo sin reducciones de las emisiones de gases de efecto invernadero . [66]

En 2023, se propuso que una instalación de cortinas submarinas , hechas de un material flexible y ancladas al fondo del mar de Amundsen, podría 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 las estructuras más rígidas. Con ellas en su lugar, la plataforma de hielo Thwaites y la plataforma de hielo Pine Island presumiblemente volverían a crecer a un estado que tenían por última vez hace un siglo, estabilizando así estos glaciares. [68] [69] [65] 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 se desplazarían regularmente por encima) y tendrían 80 km (50 millas) de largo. Los autores reconocieron que si bien un trabajo a esta escala no tendría precedentes y enfrentaría muchos desafíos en la Antártida (incluida la noche polar y la cantidad actualmente insuficiente de barcos polares y submarinos especializados), tampoco requeriría ninguna tecnología nueva y ya existe experiencia en el tendido de tuberías a tales profundidades. [68] [69]

Problemas

Las intervenciones a gran escala conllevan un mayor riesgo de provocar perturbaciones no deseadas en los sistemas naturales, lo que da lugar al 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 . [70] Además, la mayoría de los esfuerzos sólo tienen efectos temporales, lo que implica una rápida recuperación si no se mantienen. [71] La Unión de Científicos Preocupados señala el peligro de que el uso de la 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. [11] Sin embargo, varias encuestas de opinión pública y grupos de discusión informaron un deseo de aumentar los recortes de emisiones en presencia de ingeniería climática, o ningún efecto. [72] [73] [74] Otros trabajos de modelado sugieren que la perspectiva de la ingeniería climática puede de hecho aumentar la probabilidad de reducción de emisiones. [75] [76] [77] [78]

Si la ingeniería climática puede alterar el clima, esto plantea la cuestión de si los seres humanos tienen derecho a cambiar deliberadamente el clima y en qué condiciones. Por ejemplo, utilizar la ingeniería climática para estabilizar las temperaturas no es lo mismo que hacerlo para optimizar el clima con algún otro fin. Algunas tradiciones religiosas expresan opiniones sobre la relación entre los seres humanos y su entorno que alientan (para ejercer una gestión responsable) o desalientan (para evitar la arrogancia) las acciones explícitas para afectar el clima. [79]

Sociedad y cultura

Percepción pública

Un estudio a gran escala de 2018 utilizó una encuesta en línea para investigar las percepciones públicas de seis métodos de ingeniería climática en los Estados Unidos, el Reino Unido, Australia y Nueva Zelanda. [13] El conocimiento público sobre la ingeniería climática era bajo; menos de una quinta parte de los encuestados informó 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 "riesgoso", "artificial" y "efectos desconocidos". Los métodos de eliminación de dióxido de carbono fueron preferidos a la modificación de la radiación solar. Las percepciones públicas fueron notablemente estables con solo pequeñas diferencias entre los diferentes países en las encuestas. [13] [80]

Algunas organizaciones ambientalistas (como Amigos de la Tierra y Greenpeace ) se han mostrado reacias a respaldar u 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 . [70] [81]

Investigaciones y proyectos

Varias organizaciones han investigado la ingeniería climática con el objetivo de evaluar su potencial, incluido el Congreso de los EE. UU. , [82] la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de los EE. UU. , [ 83] la Royal Society , [84] el Parlamento del Reino Unido , [85] la Institución de Ingenieros Mecánicos , [86] y el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático .

En 2009, la Royal Society del Reino Unido examinó una amplia gama de métodos de ingeniería climática propuestos y los evaluó en términos de eficacia, asequibilidad, oportunidad y seguridad (asignando estimaciones cualitativas en cada evaluación). Las principales recomendaciones de los informes 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] de lo que se sabe ahora sobre las opciones de geoingeniería da razón alguna para disminuir estos esfuerzos". [87] No obstante, el informe también recomendó que "se realicen investigaciones y desarrollos de opciones de ingeniería climática para investigar si se pueden poner a disposición métodos de bajo riesgo si se hace necesario reducir la tasa de calentamiento en este siglo". [87]

En 2009, un estudio examinó la plausibilidad científica de los métodos propuestos en lugar de consideraciones prácticas como la viabilidad de la ingeniería o el costo económico. Los autores encontraron que "la captura y almacenamiento [del aire] muestra el mayor potencial, combinado con la forestación , la reforestación y la producción de biocarbón", y observaron que "otras sugerencias que han recibido considerable atención de los medios, en particular, las "tuberías oceánicas", parecen ser ineficaces". [88] Llegaron a la conclusión de que "la geoingeniería [climática] se considera mejor como un posible complemento a la mitigación de las emisiones de CO 2 , en lugar de como una alternativa a ella". [88]

El informe IMechE examinó un pequeño subconjunto de los métodos propuestos (captura de aire, albedo urbano y técnicas de captura de CO2 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. [86]

En 2015, la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos 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 que se traslade a futuros debates científicos y de políticas". [89] [90] [91] El estudio resultante, titulado Climate Intervention (Intervención climática), se publicó en febrero de 2015 y consta de dos volúmenes: Reflecting Sunlight to Cool Earth (Reflejar la luz solar para enfriar la Tierra ) [92] y Carbon Dioxide Removal and Reliable Sequestration (Eliminación y secuestro fiable del dióxido de carbono) . [93]

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. [94]

A partir de 2024, el proyecto Coastal Atmospheric Aerosol Research and Engagement (CAARE) lanzó sal marina al cielo marino en un esfuerzo por aumentar el "brillo" de las nubes (capacidad de reflexión). La sal marina se lanza desde el Museo del Mar, el Aire y el Espacio USS Hornet (según los documentos reglamentarios del proyecto). [95]

Véase también

Referencias

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