Article
La viabilidad técnica y los costos de la SAI
La inyección estratosférica de aerosoles (SAI), una idea para añadir millones de toneladas de partículas reflectantes a la atmósfera superior, parece ofrecer una enorme influencia sobre el clima, ya que una cantidad relativamente pequeña de material podría producir un efecto de enfriamiento sustancial. Pero, ¿cuáles son los desafíos técnicos y económicos de implementar la SAI a gran escala y quién podría hacerlo?
Principales conclusiones
- Una implementación a gran escala planetaria para frenar o detener el calentamiento global requeriría una flota de aviones especializados, cuyo desarrollo llevaría muchos años y su construcción y operación costaría decenas de miles de millones de dólares al año.
- Una implementación polar a menor altitud sobre las regiones ártica y antártica podría llevarse a cabo utilizando versiones modificadas de las aeronaves existentes y, por lo tanto, tener un coste inicial más bajo, pero sería menos eficiente.
- Si bien los implementaciones tan grandes solo podrían ser implementados por estados poderosos, una amplia gama de actores, incluidos los individuos ricos, podrían llevar a cabo despliegues mucho más pequeños, lo que tendría poco efecto en el clima.
La SAI ha sido descrita por algunos como «fácil«: una solución técnica rápida y sencilla que puede reducir los riesgos climáticos a bajo costo. En este sentido, los investigadores han especulado sobre los pequeños estados insulares amenazados por el clima extremo y el aumento del nivel del mar: Tuvalu,1 por ejemplo, que implemente la SAI por su cuenta, o incluso por multimillonarios:»Greenfingers»2 siguiendo el modelo deGoldfinger villano de James Bond, que se empeñan en «salvar el mundo» mediante la implementación de la tecnología.
Pero, ¿qué tan fácil sería implementar la SAI en términos técnicos y económicos?3
Implementación: métodos y escenarios
Una de las razones por las que la SAI tiene el potencial de tener un efecto de enfriamiento sustancial es que los aerosoles (pequeñas partículas reflectantes) que se liberarían tendrían una vida útil mucho más larga en la estratosfera en comparación con la atmósfera inferior. Las condiciones secas de la estratosfera significan que las nubes y la lluvia no eliminarían las partículas, y los fuertes vientos en la estratosfera ayudarían a esparcir las partículas por todo el mundo y hacia los polos.
Stratospheric aerosol injection (SAI)
Tiny particles released in the stratosphere would directly reflect a small fraction of sunlight.
Sunlight
Sería posible crear una capa global de partículas con una vida útil de 1 a 2 años liberando dióxido de azufre (SO2) u otras partículas en la estratosfera tropical o subtropical a unos 20 km de altitud.4 Sin embargo, esto está muy por encima del límite máximo de vuelo de la mayoría de los aviones (alrededor de 13 km) y, por lo tanto, requeriría medios especiales para transportar las partículas. Fuera de los subtrópicos, la altura de la estratosfera es mucho más baja y desciende hasta 7 km en los polos, pero las partículas introducidas en estas altitudes más bajas tendrían una vida útil más corta y, por lo tanto, un efecto de enfriamiento menor.5
Los investigadores han analizado varios mecanismos posibles para enviar aerosoles a la estratosfera para implementar la SAI, incluidos los globos a gran altitud, las mangueras atadas y los cohetes.4 Sin embargo, las evaluaciones de ingeniería sugieren constantemente que una flota de aeronaves especialmente diseñadas sería la mejor manera de enviar aerosoles a la estratosfera.6,7
Los requisitos técnicos para la implementación de la SAI dependen de la escala de la implementación. Aquí, se discuten tres posibilidades ilustrativas: un despliegue a microescala o «acrobacia» sin un impacto climático significativo, un despliegue polar a baja altitud con el objetivo de lograr 0,1 °C de enfriamiento global y un despliegue a gran altitud a escala planetaria destinado a lograr 1 °C de enfriamiento global.
Implementación de la SAI a microescala
Imagina un escenario en el que un actor quisiera lanzar un avión lleno de SO2 ,digamos, 5 toneladas, a la estratosfera para captar la atención del mundo e incluir a la SAI en la agenda internacional. Tal liberación a «microescala» representaría alrededor de una millonésima parte de la escala necesaria para producir un efecto de enfriamiento global sustancial y no tendría ningún efecto significativo en el sistema climático. Este tipo de implementación única podría lograrse comprando un avión de negocios disponible en el mercado y modificándolo para transportar y liberar el SO2 por unos 30 millones de dólares.8
Un truco de esta naturaleza podría llevarse a cabo hoy. Una amplia variedad de actores, incluidos países grandes y pequeños, corporaciones e incluso individuos, podrían perseguirlo. Sin embargo, una vez más, un lanzamiento a microescala como este sería principalmente simbólico y ampliar un despliegue con aviones ejecutivos no sería una forma práctica de lograr un enfriamiento sustancial.4
Implementación de SAI polares a baja altitud
La menor altura de la estratosfera sobre los polos en comparación con los trópicos y subtrópicos la sitúa al alcance de las aeronaves existentes, lo que permite realizar despliegues polares más grandes basados en la tecnología actual. Una implementación limitada al Ártico pero destinado a reducir la temperatura global en 0,1 °C sería posible utilizando una flota de aviones comerciales modificados (como el Boeing 777)9 inyectan aproximadamente 2 millones de toneladas de SO2 en la estratosfera por año.10
Tal implementación no sería necesariamente aconsejable, ya que sería ineficiente y, por lo tanto, tendría mayores efectos secundarios por unidad de refrigeración. Además, si esta implementación asimétrica de la SAI se ampliara para compensar una gran cantidad de calentamiento, produciría grandes cambios en los patrones de lluvia tropical.11
Sin embargo, la preparación para una implementación de este tipo llevaría al menos una década.9 Habría que modificar los aviones (incluyendo la instalación de tanques, boquillas y un sistema de tuberías) y construir bases aéreas.9 Los costos ascenderían a miles de millones de dólares al año.12
Implementación planetaria de IA
Ahora imagine un escenario en el que una implementación pretenda reducir las temperaturas globales en 1 °C. A diferencia de una implementación polar, un despliegue planetario completo requeriría una inyección estratosférica en los trópicos.5 Por lo tanto, para implementar esto sería necesario fabricar una flota de cientos de aviones especialmente diseñados para gran altitud y gran carga útil, capaces de llegar a la estratosfera en lugares más cercanos al ecuador.4 Una flota de este tipo necesitaría inyectar aproximadamente 12 millones de toneladas de SO2al año.13
A schematic for a proposed stratospheric aerosol delivery aircraft
Las principales compañías aeroespaciales, como Boeing y Airbus, podrían desarrollar una flota de este tipo, ya que son las únicas capaces de diseñar, desarrollar y fabricar los tipos de fuselajes y motores que se necesitarían para un despliegue planetario a gran escala basado en la tecnología existente.14 El principal desafío técnico para estas empresas sería diseñar y construir motores capaces de una combustión sostenida a grandes altitudes.
Los costos de una gran implementación planetaria con una flota producida por fabricantes establecidos de fuselajes y motores se estiman en decenas de miles de millones de dólares al año.6 Desarrollar y construir aeronaves y la infraestructura asociada llevaría al menos dos décadas.15
Cabe señalar que es posible que se produzcan avances muy rápidos en las tecnologías aeroespaciales y que se han logrado durante la carrera espacial y en tiempos de guerra. Sin embargo, no está claro si se materializarán nuevas vías de desarrollo tecnológico o una voluntad política suficiente para un programa de desarrollo rápido.
¿Factible para quién?
Por lo tanto, cuanto mayor sea la intervención de la SAI que se prevé, más difícil y costosa será. Hoy en día se pueden realizar acrobacias, pero los despliegues polares y especialmente globales dependen de los avances técnicos y de la construcción de la infraestructura que se produce a lo largo de décadas. Sin embargo, aunque la implementación de la SAI a gran escala no sería fácil, tampoco se enfrentaría a obstáculos técnicos insuperables.
Los recursos técnicos y económicos necesarios para implementar la SAI, particularmente a grandes escalas, no están distribuidos de manera uniforme en todo el mundo, sino que se concentran en los países ricos y poderosos. Al mismo tiempo, los países ricos y poderosos son generalmente menos vulnerables al cambio climático que los países en desarrollo. Esto plantea la pregunta: ¿qué se puede hacer, si es que se puede hacer algo, para garantizar que quienes tengan la capacidad de implementar la SAI tengan en cuenta las opiniones e intereses de quienes carecen de tales capacidades?
Escenarios de SAI, viabilidad técnica y costos
| Scenario | Goal | Amount of SO2 | Technical Requirements | Cost |
|---|---|---|---|---|
| Implementación de la SAI a microescala | Provocar reacción | Toneladas | Avión de negocios modificado | Alrededor de 30 millones de dólares |
| Despliegue polar a baja altitud | Reduzca la temperatura global en 0,1 °C, desplegándolo solo en el Ártico | Alrededor de 2 millones de toneladas al año | Aviones comerciales modificados | Miles de millones de dólares al año |
| Implementación planetaria | Reducir las temperaturas globales en 1 °C | Alrededor de 10 millones de toneladas al año | Aeronaves nuevas y especializadas | Decenas de miles de millones de dólares al año |
Preguntas abiertas
- ¿Qué estados tendrían la capacidad de desarrollar e implementar la SAI planetaria?
- ¿Qué estados podrían impedir que otros desplieguen la SAI y cómo?
- Si un estado quisiera desarrollar e implementar la SAI lo más rápido posible, ¿cuánto tiempo tardaría en hacerlo?
Háganos una pregunta
Notas finales
- Millard-Ball A. (2012). The Tuvalu syndrome: can geoengineering solve climate’s collective action problem? Climatic Change. 110(3):1047-66. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0102-0
- Victor DG. (2008). On the regulation of geoengineering. Oxford Review of Economic Policy. 24(2):322-36. https://doi.org/10.1093/oxrep/grn018
- Los desafíos sociales y los costos asociados con la SAI, como eldesplazamiento por mitigación, no se consideran aquí.
- Smith W, Wagner G. (2018). Stratospheric Aerosol Injection Tactics and Costs in the First 15 Years of Deployment, Environmental Research Letters 13: 124001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aae98d
- Zhang Y, MacMartin DG, Visioni D, et al. (2024). Hemispherically symmetric strategies for stratospheric aerosol injection. Earth System Dynamics. 15(2):191-213. https://doi.org/10.5194/esd-15-191-2024
- Smith W. (2020). The Cost of Stratospheric Aerosol Injection Through 2100. Environmental Research Letters 15: 114004. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aba7e7
- Lockley A, MacMartin D, Hunt H. (2020). An update on engineering issues concerning stratospheric aerosol injection for geoengineering. Environmental Research Communications. 2(8):082001. https://doi.org/10.1088/2515-7620/aba944
- De hecho, la empresa Make Sunsets está llevando a cabo actualmente (y de manera controvertida) intervenciones de SAI similaresa microescala utilizando globos meteorológicos; sin embargo, este enfoque no puede ampliarse de manera factible.
- Smith W, Bartels MF, Boers JG, et al. (2024). On Thin Ice: Solar Geoengineering to Manage Tipping Element Risks in the Cryosphere by 2040. Earth’s Future 12. https://doi.org/10.1029/2024EF004797
- Los resultados de Lee et al. 202311revelaron una eficiencia de enfriamiento de 0,1 °C por millón de toneladas de SO2 para la SAI global a gran altitud y de 0,06 °C por millón de toneladas para la SAI centrada en el Ártico.
- Lee WR, MacMartin DG, Visioni D, et al. (2023). High‐latitude stratospheric aerosol injection to preserve the Arctic. Earth’s Future. 11(1):e2022EF003052. https://doi.org/10.1029/2022EF003052
- Esta estimación es aproximadamente una décima parte del costo del despliegue de 35 000 millones de dólares descrito en Smith et al. 2024.9
- Haywood J, Tilmes S, Keutsch F, et al. (2022) Chapter 6: Stratospheric Aerosol injection and its Potential Effect on the Stratospheric Ozone Layer. In: Scientific Assessment of Ozone Depletion 2022. pp. 325–375. https://csl.noaa.gov/assessments/ozone/2022/downloads/Chapter6_2022OzoneAssessment.pdf
- Horton JB, Smith W, Keith DW. (under review at Global Policy) Who Could Deploy Stratospheric Aerosol Injection? The US, China, and Large-Scale, Rapid Planetary Cooling. Preprint available at https://media.rff.org/documents/HORTON_paper2.pdf
- Smith W. (2024). An assessment of the infrastructural and temporal barriers constraining a near-term implementation of a global stratospheric aerosol injection program. Environmental Research Communications. https://doi.org/10.1088/2515-7620/ad4f5c
Cita
Reutilice esta obra libremente
Todas las visualizaciones, los datos y el código producidos por SRM360 son de acceso abierto bajo la licencia Creative Commons BY. Usted es libre de usarlos, distribuirlos y reproducirlos en cualquier medio, siempre que se acredite a SRM360 y a los autores.
Los datos producidos por terceros y puestos a disposición por SRM360 están sujetos a los términos de licencia de los autores externos originales. Siempre indicaremos la fuente original de dichos datos en nuestra documentación, por lo que le rogamos que revise la licencia de los datos de terceros antes de usarlos y redistribuirlos.