Durante medio siglo, los investigadores del clima han considerado la posibilidad de inyectar pequeñas partículas en la estratosfera para contrarrestar algunos aspectos del cambio climático. La idea es que, al reflejar una pequeña fracción de la luz solar hacia el espacio, estas partículas podrían compensar parcialmente el desequilibrio energético causado por la acumulación de CO₂, reduciendo así el calentamiento, las tormentas extremas y muchos otros riesgos climáticos.

Se trata de una forma de geoingeniería solar llamada inyección de aerosoles estratosféricos (SAI) y los debates en torno a la misma comúnmente se centran en dos alternativas: investigaciones al aire libre a pequeña escala para comprender los procesos físicos involucrados, o bien implementación a una escala para alterar el clima.

El abismo entre ambos es gigantesco: para un experimento podrían usarse unos pocos kilogramos de material, mientras que para un despliegue que pudiera ralentizar sustancialmente o incluso revertir el calentamiento harían falta millones de toneladas métricas por año, una diferencia de escala mil millones de veces.

Además, enfriar apreciablemente el planeta a través de la SAI requeriría una flota especial de aviones diseñados para volar a gran altitud, cuyo ensamblaje podría llevar una o dos décadas. Este largo plazo alienta a los actores políticos a ignorar las decisiones difíciles sobre la regulación de la inyección de aerosoles estratosféricos.

Semejante complacencia no es aconsejable. La barrera entre la investigación y el despliegue puede ser menos clara de lo que a menudo se supone. Nuestro análisis sugiere que un país o grupo de países podría iniciar un despliegue de geoingeniería solar a subescala en tan solo cinco años, algo que produciría cambios inexorables en la composición de la estratosfera.

Un despliegue a subescala bien gestionado beneficiaría la investigación al reducir incertidumbres importantes sobre la SAI, pero no podría justificarse solo como investigación, ya que se podrían llevar a cabo investigaciones similares con una cantidad mucho menor de partículas de aerosol. Además, tendría un impacto no despreciable en el clima, proporcionando el mismo nivel enfriamiento que proporcionaba la contaminación por azufre procedente del transporte marítimo internacional antes de la reciente regulación de los combustibles para el transporte marítimo. Al mismo tiempo, la magnitud del enfriamiento sería lo suficientemente pequeña como para que sus efectos sobre el clima, a escala nacional o regional, fueran muy difíciles de detectar frente a una variabilidad normal.

Si bien el impacto climático de un despliegue de esta subescala sería pequeño (y muy probablemente beneficioso), el impacto político podría ser profundo. Podría desencadenar una reacción que alteraría la geopolítica climática y amenazaría la estabilidad internacional. Podría ser una vía de acceso hacia un despliegue a gran escala. Y podría ser explotado por los intereses de los combustibles fósiles que buscan frenar la tarea esencial de reducir las emisiones.

Nos oponemos al despliegue a corto plazo de la geoingeniería solar. De acuerdo con la Comisión de Supervisión Climática, el grupo de líderes políticos de mayor rango para examinar el tema, apoyamos una moratoria en el despliegue hasta que la ciencia se internacionalice y se evalúe críticamente, y hasta que se acuerde ampliamente alguna arquitectura de gobernanza. Pero si tenemos razón en que tales implementaciones a subescala son plausibles, entonces los formuladores de políticas tal vez tengan que enfrentar la geoingeniería solar –su promesa y potencial disruptivo, y sus profundos desafíos para la gobernanza global– antes de lo que ahora se supone ampliamente.

Obstáculos para el despliegue temprano

Los seres humanos emiten una gran cantidad de aerosoles a la troposfera (la capa más baja y turbulenta de la atmósfera) desde fuentes como el transporte marítimo y la industria pesada. Sin embargo, estos aerosoles caen a la Tierra o son eliminados por la lluvia y otros procesos en aproximadamente una semana. Las erupciones volcánicas pueden tener un efecto más duradero. Cuando las erupciones son lo suficientemente poderosas como para llegar a la estratosfera desde la troposfera, los aerosoles depositados allí pueden durar aproximadamente un año. La SAI, al igual que las grandes erupciones volcánicas, inyectaría aerosoles o sus precursores en la estratosfera. Dada su resistencia atmosférica mucho más prolongada, los aerosoles colocados allí pueden tener un impacto refrescante 100 veces mayor que si se emitieran en la superficie.

Llevar aerosoles a la estratosfera es otra cuestión. Los aviones de pasajeros alcanzan regularmente la estratosfera inferior en vuelos transpolares. Sin embargo, para lograr una cobertura global eficiente, es preferible dispersar los aerosoles en latitudes bajas, donde la circulación natural de la estratosfera los llevará hacia los polos y, por lo tanto, los distribuirá por todo el mundo. La altura promedio de la parte superior de la troposfera es de unos 17 kilómetros en los trópicos, y los modelos sugieren que la inyección debe ser unos kilómetros más alta para capturar la circulación estratosférica ascendente. Generalmente se supone que la altitud para un despliegue eficiente es de al menos 20 kilómetros, casi el doble de la altura a la que vuelan los aviones comerciales o los grandes aviones militares.

Aunque los pequeños aviones espía pueden volar en esta atmósfera tan enrarecida, solo pueden transportar de una a dos toneladas métricas de carga útil. Eso sería insuficiente excepto para pruebas a pequeña escala: compensar una fracción sustancial del calentamiento global (digamos, 1 °C de enfriamiento) requeriría plataformas que pudieran transportar varios millones de toneladas métricas por año de material a la estratosfera. Ni los cohetes ni los globos son adecuados para transportar una masa tan grande a tal altura. En consecuencia, el despliegue a gran escala requeriría una flota de aviones innovadores (unos pocos cientos para alcanzar el objetivo de enfriamiento de 1 °C). Adquirir solo el primer avión en la forma típica de los grandes programas de desarrollo de aviones comerciales o militares podría llevar aproximadamente una década, y fabricar la flota requerida tomaría varios años más.

Sin embargo, iniciar un despliegue a gran escala es imprudente e improbable. Incluso si reducimos la temperatura global, cuanto más rápido cambiemos el clima, mayor será el riesgo de impactos imprevistos. Es probable que un país o grupo de países que desee implementar la ingeniería solar aprecie los beneficios políticos y técnicos de un comienzo más lento, con una reversión gradual del calentamiento que facilite la optimización y el "aprendizaje haciendo", minimizando al mismo tiempo la probabilidad y el impacto de consecuencias no deseadas.

Imaginamos escenarios en los que, en lugar de intentar inyectar aerosoles de la manera más eficiente cerca del ecuador, un país o grupo de países intentará colocar una cantidad menor de material en la estratosfera inferior en latitudes más altas. Podrían hacerlo con aviones existentes, porque la parte superior de la troposfera desciende bruscamente a medida que nos alejamos del ecuador. A 35° norte y sur, se encuentra a aproximadamente 12 kilómetros. Sumando un margen de 3 kilómetros, una altitud de despliegue efectiva a 35° norte y sur sería de 15 kilómetros. Esto sigue siendo demasiado alto para los aviones de línea, pero está justo por debajo del límite de servicio de 15,5 kilómetros de los aviones de negocios de primera línea fabricados por Gulfstream, Bombardier y Dassault. La lista de países con territorio en o cerca del paralelo 35 norte o sur incluye no solo países ricos como Estados Unidos, Australia, Japón, Corea del Sur, España y China, sino también países más pobres como Marruecos, Argelia, Irak, Irán, Pakistán, India, Chile y Argentina.

Implementación a escala reducida

¿Cómo se podría lograr la implementación a escala reducida? La mayoría de los estudios científicos estratosféricos sobre inyección de aerosoles suponen que el material operativo es gas dióxido de azufre (SO₂), que tiene un 50% de azufre en masa. Otra opción plausible es el sulfuro de hidrógeno (H₂S), que reduce el requisito de masa casi a la mitad, aunque es más peligroso para las tripulaciones de tierra y de vuelo que el SO₂ y, por lo tanto, podría descartarse. El gas disulfuro de carbono (CS₂) reduce el requisito de masa en un 40 % y generalmente es menos peligroso que el SO₂. También es posible utilizar azufre elemental, que es el más seguro y fácil de manipular, pero esto requeriría un método para quemarlo a bordo antes de ventilarlo o utilizar postquemadores. Nadie ha realizado todavía los estudios de ingeniería necesarios para determinar cuál de estos compuestos de azufre sería la mejor opción.

Utilizando suposiciones confirmadas con Gulfstream, estimamos que cualquiera de sus aviones G500/600 podría transportar alrededor de 10 kilotones de material por año a 15,5 kilómetros. Si se utilizara un CS 2 altamente eficiente en términos de masa, una flota de no más de 15 aviones podría transportar hasta 100 kilotones de azufre al año. Los G650 usados, viejos pero operativos, cuestan alrededor de 25 millones de dólares. Sumando el costo de modificación, mantenimiento, repuestos, salarios, combustible, materiales y seguros, esperamos que el costo total promedio de un despliegue a escala reducida de una década sea de aproximadamente 500 millones de dólares al año. Un despliegue a gran escala costaría al menos 10 veces más.

¿Cuánto son 100 kilotones de azufre por año? Representa apenas el 0,3% de las actuales emisiones globales anuales de contaminación por azufre a la atmósfera. Su contribución al impacto sobre la salud de la contaminación del aire por partículas sería sustancialmente menor a una décima parte de lo que sería si se emitiera la misma cantidad en la superficie. En cuanto a su impacto sobre el clima, sería aproximadamente el 1% del azufre inyectado en la estratosfera por la erupción del Monte Pinatubo en Filipinas en 1992. Ese evento bien estudiado respalda la afirmación de que no se producirían efectos desconocidos de altas consecuencias.

La política del despliegue a escala reducida

El despliegue a escala reducida que hemos esbozado aquí podría servir para varios objetivos científicos y tecnológicos plausibles. Demostraría las tecnologías de almacenamiento, elevación y dispersión para una implementación a mayor escala. Si se combina con un programa de observación, también evaluaría las capacidades de seguimiento. Aclararía directamente cómo se transporta el sulfato por la estratosfera y cómo los aerosoles de sulfato interactúan con la capa de ozono. Después de unos años de un despliegue a tan pequeña escala, comprenderíamos mucho mejor las barreras científicas y tecnológicas que se oponen al despliegue a gran escala.

Al mismo tiempo, el despliegue a escala reducida plantearía riesgos para quien lo implementa. Podría desencadenar inestabilidad política e invitar a represalias por parte de otros países y organismos internacionales que no responderían bien a entidades que manipulan el termostato del planeta sin coordinación y supervisión globales. La oposición podría surgir de una aversión profundamente arraigada a la modificación ambiental o de preocupaciones más pragmáticas de que el despliegue a gran escala sería perjudicial para algunas regiones.

Los implementadores pueden estar motivados por una amplia gama de consideraciones. Lo más obvio es que un estado o una coalición de estados podría concluir que la geoingeniería solar podría reducir significativamente su riesgo climático, y que tal despliegue a escala reducida lograría un equilibrio efectivo entre los objetivos de impulsar al mundo hacia un despliegue a gran escala y minimizar el riesgo de reacción política.

Los implementadores podrían decidir que un proyecto de escala reducida podría hacer posibles intervenciones más grandes. Si bien los científicos pueden sentirse cómodos sacando inferencias sobre la geoingeniería solar a partir de pequeños experimentos y modelos, los políticos y el público pueden ser muy cautelosos respecto de las intervenciones atmosféricas que pueden alterar el sistema climático y afectar a todas las criaturas que habitan en él. Un despliegue a escala reducida que no haya encontrado grandes sorpresas podría contribuir en gran medida a reducir las preocupaciones extremas sobre el despliegue a gran escala.

Los implementadores también podrían reclamar algún beneficio limitado del propio despliegue a escala reducida. Si bien los efectos serían demasiado pequeños para ser evidentes sobre el terreno, los métodos utilizados para atribuir los fenómenos meteorológicos extremos al cambio climático podrían fundamentar las afirmaciones de pequeñas reducciones en la gravedad de dichos fenómenos.

También podrían argumentar que el despliegue simplemente está restaurando la protección atmosférica que se perdió recientemente. La reducción de las emisiones de azufre de los barcos ahora está salvando vidas al crear un aire más limpio, pero también está acelerando el calentamiento al adelgazar el velo reflectante que creó esa contaminación. El escenario a escala reducida que esbozamos restablecería casi la mitad de esa protección solar, sin la contrapartida de la contaminación del aire.

Los desplegadores también podrían convencerse a sí mismos de que su acción era consistente con el derecho internacional porque podrían realizar el despliegue completamente dentro de su espacio aéreo nacional y porque los efectos, aunque globales, no producirían “daños transfronterizos significativos”, el umbral relevante según el derecho internacional consuetudinario.

Las implicaciones para la gobernanza de tal despliegue a escala reducida dependerían de las circunstancias políticas. Si lo hiciera una potencia importante sin intentos significativos de compromiso multilateral, uno esperaría una reacción dramática. Por otro lado, si el despliegue fuera realizado por una coalición que incluyera estados altamente vulnerables al clima y que invitara a otros estados a unirse a la coalición y desarrollar una arquitectura de gobernanza compartida, muchos estados podrían ser públicamente críticos, pero en privado satisfechos de que la geoingeniería redujera los riesgos climáticos.

A veces se describe a SAI como un escenario sociotécnico imaginario que reside en un futuro lejano de ciencia ficción. Pero es técnicamente factible iniciar implementaciones a escala reducida del tipo que describimos aquí en cinco años. Un estado o coalición de estados que desee probar significativamente tanto la ciencia como la política del despliegue puede considerar despliegues de demostración o de escala reducida a medida que los riesgos climáticos se vuelven más notorios.

De hecho, reiteramos nuestro apoyo a una moratoria contra el despliegue hasta que se evalúe críticamente la ciencia y se acuerde ampliamente alguna arquitectura de gobernanza. Sin embargo, una comprensión sólida de la tecnología y la política interrelacionadas de la SAI se ve obstaculizada por la percepción de que debe comenzar con un esfuerzo significativo que desacelere sustancialmente o incluso revierta el calentamiento. El ejemplo que hemos esbozado aquí ilustra que las barreras a nivel de infraestructuras para el despliegue se superan más fácilmente de lo que comúnmente se supone.

David W. Keith es profesor de ciencias geofísicas y director fundador de la facultad de la iniciativa de Ingeniería de Sistemas Climáticos de la Universidad de Chicago.

Wake Smith es profesor de la Escuela de Medio Ambiente de Yale e investigador de la Escuela Kennedy de Harvard.

Agradecemos a Christian V. Rice de VPE Aerospace por realizar los cálculos de carga útil aquí.

Consulte este PDF para obtener más detalles sobre nuestras estimaciones.