5 métodos de la geoingeniería solar para entender cómo funciona esta ciencia

Cuando me preguntan sobre la geoingeniería solar, me gusta describirlo como un «salvavidas» en la crisis climática, una forma de ahorrar tiempo. 

La geoingeniería solar es una ciencia que busca disminuir la temperatura de la tierra a través de la modificación de su balance de energía. Es decir, de la cantida de calor que ingresa o absorbe nuestro planeta.

Pero, ¿porqué deberíamos ahorrar tiempo?

Muchos científicos hablan de que por más esfuerzos que hagamos en materia de reducción de emisiones de CO₂, el mayor daño ya está hecho. Esto significa que por más que hoy dejemos de generar este tipo de emisiones, la mayoría de ellas ya están en la atmósfera y sus tiempos de residencia allí son largos. La temperatura de la Tierra va a subir inevitablemente y las consecuencias de este fenómeno son inminentes. 

Mientras implementamos estas acciones de reducción de emisiones, los métodos de geoingeniería solar proponen que vivamos en un mundo no tan caluroso. Por eso hablaba inicialmente de un «salvavidas». 

Son una solución temporal, pero no definitiva.

¿Qué es la geoingeniería solar? 

Lo que busca la geoingeniería es básicamente que menos calor ingrese a la Tierra a través de la modificación de la radiación solar o aumento del albedo. 

Antes que me lo preguntes, el albedo se define como:

Albedo = luz que refleja la Tierra / luz que incide sobre la Tierra

Es decir, las superficies. blancas siempre van a tener más albedo que las superficies negras. Esto se debe a que reflejan más luz solar que las negras, que absorben prácticamente toda la luz que incide sobre ellas.

Algunos ejemplos del albedo de superficies de distintos colores son:

• Asfalto (negro): 0.02
• Azul: 0.06
• Rojo: 0.12
• Verde (pasto): 0.21
• Naranja: 0.30
• Amarillo Macbeth: 0.588
• Cemento blanco: 0.70
• Nieve: 0.81

El aumento del albedo haría que eventualmente la temperatura baje (porque entra menos calor), y nos daría tiempo de reducir las emisiones de CO₂ (osea, atacar la causa raíz del problema).

La geoingeniería solar y el balance de energía de la Tierra

La geoingeniería solar busca estabilizar el clima global y reducir el calentamiento global mediante la intervención directa en el balance de energía de la Tierra. 

El balance de energía de la Tierra podría simplificarse a su mínima expresión como:

Qabs = Qinc – Qref

Qabs = Cp*(Tf-To)

Qabs: calor del sol absorbido por la Tierra

Qinc: calor del sol que incide sobre la Tierra

Qref: calor del sol reflejado por la Tierra

La temperatura final de la Tierra es proporcional al calor absorbido. Si se refleja más luz solar, y por ende calor, habrá menos calor absorbido y la temperatura terrestre bajará.

Luego de esta aclaración, lo que busca la geoingeniería es reducir los síntomas del calentamiento global a través de la reducción de la luz solar (y por ende el calor) recibida o absorbida por la tierra. 

Pero recordemos que no ataca la causa raíz del problema, sólo uno de sus síntomas.

La geoingeniería no soluciona otros síntomas del cambio climático como por ejemplo la acidificación de los océanos.

El objetivo de la geoingeniería solar es aumentar la cantidad de luz solar que refleja la Tierra, lo cual reduciría el calor asociado a la misma y por ende habría una disminución en la temperatura terrestre. 

A continuación les comento los 4 métodos más estudiados de la geoingenieria solar: 

Métodos de la geoingeniería solar

1- Espejos espaciales (o mejor conocido como el método «ciencia ficción») 

Esta idea es la más antigua de todas y, a pesar de que fue considerada durante un tiempo, ya no es factible que se implemente debido a los riesgos que presenta.

La idea de este método es mandar al espacio una gran cantidad de espejos que giren alrededor de la Tierra constantemente. Estos espejos reflejarían la luz del sol para evitar que la misma incida sobre nuestro planeta. Se habla de estos números:

• 55.000 espejos que orbiten alrededor de la tierra de 100 km2 cada uno
• Trillones de espejos muy pequeños que serían del tamaño de un DVD 

Como mencioné antes, este método es más experimental que otra cosa y no se está analizando su implementación. 

Esto se debe a que, a pesar de que hay chances de que funcione (tampoco es segurísimo), los riesgos son altísimos. Uno de los riesgos es que se generen daños irreversibles a los satélites espaciales y basura espacial imposible de remover del espacio. 

2 – Aerosoles sulfatados 

Por casualidad, ¿Viste la serie «Snowpiercer»?. Bueno, este es el método que implementan en esa serie. Spolier alert (sólo del primer capítulo): todo sale mal y por una falla técnica que no se consideró antes la temperatura de la tierra termina bajando hasta llegar a -120 grados centígrados. La Tierra se vuelve un lugar inhabitable y bueno, si quieren saber más pueden ver la serie en Netflix 🙂

Pero, ¿de dónde viene este método y cómo se les ocurre tirar aerosoles en la estratósfera?

Esta técnica de reducción del albedo está inspirada en la erupción de un volcán en el Monte Pinatubo (Islas Filipinas) en el año 1991. La erupción del volcán generó que muchas partículas sulfatadas provenientes de la erupción (mayoritariamente dióxido de azufre) llegaran hasta la estratósfera.

Este suceso provocó una disminución en la temperatura de la tierra de 0.9 grados centígrados en los dos años posteriores a la erupción. 

Y, ¿porqué bajó la temperatura de la Tierra luego de esta erupción?

La disminución de la temperatura fue producto de la generación de partículas de ácido sulfúrico por la reacción química del dióxido de azufre con el agua de la estratósfera:

Y, ¿porqué estas partículas hicieron que baje la temperatura de la Tierra?

El ácido sulfúrico condensa rápidamente en la estratósfera, y produce partículas similares a aerosoles que no sólo reflejan la luz del sol en mayor medida que otras, sino que permanecen en la atmósfera por largos períodos de tiempo. 

Esto se debe a que, a diferencia de la tropósfera, en la estratósfera no hay movimientos de aire verticales. Las precipitaciones ocurren todas en la tropósfera, con lo cual si alguna partícula se deposita en esta capa de la atmósfera sería rápidamente arrastrada verticalmente y condensarían. Las partículas que llegan a la estratósfera permanecen allí largos períodos de tiempo (se estima que de 1 a 2 años) 

Entonces, la erupción del monte Pintatubo hizo que menos radiación solar ingrese a la Tierra, y por ende menos calor. Luego, la tierra se enfrió. 

El método de los aerosoles busca esparcir en la estratósfera partículas ricas en SO2 (y otros químicos que evitarían las consecuencias negativas que tuvo la erupción del Pinatubo). 

Estas partículas podrían permanecer de 1 a 2 años en la estratósfera, y al reflejar en mayor medida la luz solar, esta mediad generaría una reducción de la temperatura terrestre en el corto plazo. 

Precauciones a tener en cuenta si consideramos implementar el método de aerosoles sulfatados

Como mencioné al prinicipio, es muy importante que sepamos que todos estos métodos son una forma de ahorrar tiempo, un parche, un salvavias, pero nunca una solución al problema inicial.

Entonces, si se implementa este método es clave que sigamos trabajando en la reducción de emisiones de GEI,  o nos las podremos ver bien oscuras.

Son muy altos los riesgos que se corren si, en el período en el que se esparcen los aerosoles, no disminuimos nuestras emisiones de CO₂. Esto se debe a que:

• Los aerosoles generan una temperatura «ficticia» en la tierra, ya que no se corresponde con la concentración actual de CO₂ en la atmósfera.
• Si un día no es posible arrojar esos aerosoles, la temperatura de la tierra volvería a su valor «real» 
• Si la temperatura «ficticia» y la «real» son muy diferentes, entonces cuando se remuevan los aerosoles (que precipitan naturalmente en el lapso de 1-2 años), la temperatura de la tierra aumentaría mucho y muy repentinamente.
• Si esto sucede, la mayoría de las especies que viven en la tierra no tendrían tiempo de adaptarse y morirían súbitamente en este proceso (ver Imagen 6) 

Paso a explicar la imagen 2, que grafica la modificación en la temperatura de la tierra una vez que se esparcen los aerosoles sulfatados. Como ven, ambos gráficos comienzan en 0, lo que significa que la diferencia entre «ficticia» y «real» al comienzo es 0. Luego, se va ampliando esta diferencia ya que estamos encapuchando la temperatura real con los aerosoles. 

Ahora la parte importante para entender: Si (como en el caso de abajo) mientras tiramos los aerosoles bajamos nuestras emisiones de CO₂y nos ayudamos con métodos de captura, entonces en algún momento la temperatura «ficticia» y la «real» se van a terminar juntando.

 

Esto hace que, si algún día el señor país que decidió tirar los aerosoles deja de hacerlo, no haya riesgo de que la temperatura de la tierra cambie súbitamente (al menos no sustancialmente). En cambio, en el gráfico de arriba se ve que si no reducimos nuestras emisiones la diferencia entre las temperaturas iría en aumento, y junto con ella los riesgos para todos los habitantes y seres vivos de nuestro planeta. 

3 – Blanqueamiento de nubes 

Otro método de los más estudiados es el blanqueamiento de nubes. Si, como escucharon. Se busca «blanquear» ciertas nubes de altas altitudes ya que este efecto hace que reflejen más el sol que las nubes «sin blanquear». 

Una opción para lograr este fin es bombear agua de mar hacia estas nubes, ya que los cristales de sal contenidos en estas aguas hacen que estas nubes sean más blancas, y por ende reflejen más luz solar. 

Una ventaja de este método a diferencia de los otros dos mencionados es que puede ser revertido rápidamente en caso de que haya algún efecto adverso como consecuencia de su implementación. 

Otra ventaja es que los efectos de enfriamiento pueden ser localizados, es decir que el enfriamiento se produciría en la región donde se localizan las nubes afectadas. 

4- Reducción del volumen de nubes cirrus de altas altitudes

El cuarto método de geoingeniería solar que pareciera ser tecnológicamente viable es la reducción del volumen de ciertas nubes que se encuentran en altas altitudes. Se ha analizado el comportamiento de estas nubes y se sabe que debido a las longitudes de onda que absorben de la luz reflejada del sol generan un efecto neto de calentamiento en la Tierra. 

Entonces, la idea es reducir el volumen de estas nubes a través de un método llamado «Cirrus cloud thining». Este proceso inyecta ciertas sustancias en las zonas donde se forman las nubes para minimizar su tamaño y su lugar de formación. Esto logrará que menos calor del sol sea absorbido por estas nubes, y esto generaría un enfriamiento de la Tierra.

5- Pintura blanca refrectiva en edificios, calles y ¿glaciares?

Todos sabemos que los autos, techos o hasta la ropa de color oscuro absorben más calor que la ropa de color claro. Bueno, este fenómeno responde a la misma lógica de la que hablé en los métodos anteriores. Si pintamos los techos de nuestras casas de color blanco, la luz del sol se reflejará en mayor proporción de lo que se absorbe, es decir, aumentará el albedo. 

Con este fin, se ha estudiado que pintar rutas de blanco, techos y hasta glaciares y desiertos puede contribuir a reducir la temperatura de la tierra dado a que reflejan más el sol que los colores oscuros. 

Algunos ejemplos de implementación de pintura blanca refractaria para combatir el cambio climático

En el año 2002, un equipo local de Perú ganó una competencia del Banco Mundial por proponer pintar distintas rocas de color blanco para reducir la temperatura de la región y contribuir a la recuperación de sus glaciares. Este proyecto fue parte del ciclo «100 ideas para salvar el planeta» 

Se otorgó un fondo de 200.000 dólares para implementar esta idea, pero no he encontrado noticias actuales acerca de si funcionó o no para evitar el derretimiento de los glaciares 🙁

Otro ejemplo es que, recientemente se mostraron los resultados de pintar con pintura blanca refractaria las calles de una localidad en Los Ángeles. Esto generó el descenso de la temperatura de la región, llegando a tener diferencias de hasta 8 grados centígrados con respecto a otras ciudades que no implementaron este método.

Para concer más sobre esta medida implementada en Los Ángeles, te invito a ver mi último video de Youtube:

Mejores cursos de energía solar

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Referencias

Lohman, U., Gasparini, B. A cirrus cloud climate dial?. Perspective, Geoengineering. 2017 (357-6348). 

Sovacool, B. Reckless or righteous? Reviewing the sociotechnical benefits and risks of climate change geoengineering. Energy Strategy reviews. 2021.

Reynolds, J. Solar geoengineering to reduce climate change: a review of governance proposals. Emmet institute on Climate Change and the Environment. 2019 (475)