La inyección estratosférica de partículas sólidas podría mitigar los impactos del cambio climático y reducir los efectos secundarios

Un estudio con participación del Instituto de Geociencias (IGEO, UCM-CSIC) demuestra que la Geoingeniería Solar mediante Inyección de Aerosoles Estratosféricos (Stratospheric Aerosol Injections, o “SAI” en inglés – véase Figura 1) de partículas sólidas como partículas de diamante y calcita (CaCO3) podría ayudar a reflejar los rayos del Sol de vuelta al espacio y así reducir el calentamiento global, reduciendo además algunos de los efectos adversos resultantes del método más convencional de inyección de SO2 en forma de gas (lo que hacen de manera natural los volcanes). Por ejemplo, las partículas sólidas podrían reducir efectos adversos en los patrones de circulación atmosférica, y a la vez reducir rápidamente la temperatura global.

Figura 1. Ilustración de los métodos de intervención climática a través de modificación de radiación solar. Fuente: Wikipedia.

Las perspectivas cada vez más pesimistas de la mitigación del cambio climático han impulsado la investigación sobre Geoingeniería Solar y especialmente SAI, que a día de hoy es un método de intervención climática cuya eficiencia está demostrado por los efectos de las erupciones volcánicas. La idea es inyectar continuamente aerosoles o sus precursores en la estratosfera, donde reflejan más luz solar de vuelta al espacio, enfriando así el clima. Como ejemplo de esto, en la Figura 2 se puede ver el efecto de la reciente erupción volcánica de Hunga Tonga en 2022 sobre la capa de aerosoles estratosféricos.

Volcán Tonga, cambio climático
Figura 2. Vista desde la Estación Espacial Internacional (ISS) en marzo de 2022. En delgada capa oscura situada en el color azulado, se pueden ver los restos de la columna volcánica de Tonga, que permanece en la estratosfera meses después de la erupción ocurrida en enero de 2022. Crédito: NASA Earth Observatory.

¿Solución al cambio climático?

Aunque SAI y la Geoingeniería Solar en general no sean solución definitiva al cambio climático, podrían utilizarse temporalmente para reducir algunos de sus impactos, como mantener las temperaturas globales por debajo de un calentamiento de 1,5 grados Celsius hasta alcanzar el objetivo de cero emisiones netas. Hasta ahora, la mayoría de las investigaciones sobre el tema se han centrado en la inyección de SO2 en forma de gas, que tras la oxidación forma aerosoles de ácido sulfúrico. Sin embargo, utilizar SO2 produciría varios efectos secundarios adversos, como el calentamiento estratosférico debido a la absorción de radiación, lo que podría alterar la circulación atmosférica a escala global, y afectar los patrones de precipitación.

En un estudio reciente, Fabrice Stefanetti y coautores (incluyendo a Gabriel Chiodo, Científico Titular en el IGEO-CSIC), utilizaron un modelo de clima que es capaz de simular los procesos microfísicos que determinan la evolución de las partículas sólidas de tamaño ultra-fino (100-300 nm) una vez emitidos en la estratosfera.

Con este modelo, han podido demostrar que la inyección de partículas sólidas como alúmina (Al2O3), calcita (CaCO3) y diamante podría minimizar estos efectos secundarios, debido a su pequeña absorción en el espectro de la radiación infrarroja que emite la Tierra. La reducción del calentamiento estratosférico disminuye los impactos en la circulación atmosférica y patrones de variabilidad climática como la Oscilación del Atlántico Norte (Figura 3), además de reducir los efectos sobre la humedad en la estratosfera.

cambio climático
Figura 3: Los dos modos de la Oscilación del Atlántico Norte (North Atlantic Oscillation, NAO), el negativo a la izquierda y el positivo a la derecha, y los efectos en los patrones de precipitación. Se ha demostrado que los métodos tradicionales de SAI forzarían una NAO más positiva, lo cual llevaría a inviernos más secos en el Mediterráneo. Los impactos en la NAO se podrían reducir utilizando partículas sólidas. Fuente: AEMET.

Los riesgos potenciales del SAI

El estudio destaca las ventajas del SAI mediante materiales no absorbentes como las partículas de diamante. Sin embargo, es crucial señalar que el SAI, incluso con partículas sólidas, conlleva riesgos potenciales. Estos incluyen posibles impactos en la capa de ozono, interacciones entre aerosoles y nubes, y efectos desconocidos sobre los ecosistemas.

Además, existe el riesgo de una ‘terminación brusca’ si la inyección se detuviera repentinamente, lo que podría llevar a un rápido calentamiento. Esto motiva nuevas investigaciones para explorar todo el potencial de tipos alternativos de SAI en el conjunto de medidas de intervención climática, y por ello, los autores invitan a la comunidad científica a realizar más investigaciones sobre estos aspectos antes de considerar cualquier implementación a gran escala.

El Dr. Gabriel Chiodo, científico titular en el IGEO-CSIC, advierte: “Aunque estos resultados son prometedores, es importante subrayar que la geoingeniería solar no es una solución definitiva. Tenemos que seguir priorizando la reducción de emisiones y adaptación al cambio climático. La investigación sobre SAI y otros métodos de intervención climática nos ofrece una herramienta potencial, pero tenemos que saber mucho más sobre riesgos y beneficios”.

Este trabajo pionero, en el que el IGEO-UCM-CSIC ha contribuido, abre nuevas vías para investigar en geoingeniería climática. Sin embargo, mientras se exploran estas tecnologías como posibles medidas alternativas, la comunidad científica enfatiza que la prioridad debe seguir siendo la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la aceleración de la transición hacia fuentes de energía sostenibles.


Gabriel Chiodo

Gabriel Chiodo

Doctor en Ciencias de la Atmósfera y Clima por la Universidad Complutense.

Cortesía de Muy Interesante



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