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Dec 13, 2023

El ingeniero

A medida que la crisis climática muestra sus dientes, los ingenieros pueden

A medida que la crisis climática muestra sus dientes, los ingenieros pueden desempeñar un papel fundamental para cambiar el rumbo. informa Andrew Wade.

El 19 de julio de 2022, las temperaturas en el Reino Unido superaron los 40 °C por primera vez. Después de décadas de advertencias de la comunidad científica, el clima extremo asociado con el cambio climático y el calentamiento global ahora está aquí para que todos lo vean. Desde incendios forestales infernales en Australia y América del Norte, hasta inundaciones devastadoras en Pakistán y una hambruna provocada por la sequía en Somalia que amenaza con morir de hambre a hasta 22 millones en la región, los efectos de la catástrofe que se desarrolla son severos y aterradores.

Apenas un mes después de esas temperaturas récord en el Reino Unido, la descuidada PM en espera Liz Truss anunció que aprobaría hasta 130 nuevas licencias de perforación de petróleo y gas en el Mar del Norte. Nuestro sistema energético global ha ayudado a impulsar un enorme progreso, sacando a millones de personas de la pobreza y haciendo avanzar la civilización de innumerables maneras. Pero nuestra incapacidad para alejarnos de los combustibles fósiles se ha convertido ahora en la mayor amenaza para esa civilización, ya que las emisiones de gases de efecto invernadero empujan constantemente a grandes partes de la Tierra hacia condiciones inhabitables.

"Los gobiernos y las empresas a menudo sufren de una forma de disonancia cognitiva", dijo recientemente Greg Muttitt, experto en energía del Instituto Internacional para el Desarrollo Sostenible. "Si bien reconocen la urgencia y la gravedad de la amenaza climática, siguen desarrollando nuevos yacimientos de petróleo, gas y carbón y minas que empeorarán el problema. La respuesta política es simple: cuando estás en un hoyo, debes dejar de cavar".

Las tecnologías necesarias para alejarse de los combustibles fósiles son bien conocidas: energía renovable y almacenamiento, vehículos eléctricos, hogares bien aislados junto con calor bajo en carbono, etc. Los ingenieros y la industria han hecho grandes avances en el avance de estas tecnologías, obstaculizados en muchos casos por la inacción del gobierno. y política confusa. A pesar de algunos avances alentadores, a nivel mundial estamos muy lejos de donde debemos estar. A fines de octubre, un informe de la ONU declaró que ahora "no hay un camino creíble hacia 1.5C". Según el profesor Sir David King, exasesor científico en jefe del Reino Unido y presidente del Grupo Asesor de Crisis Climática, solo nos quedan dos o tres años para comenzar a lograr avances significativos.

Junto con el imperativo obvio de reducir las emisiones, Sir David es un defensor de tomar medidas de emergencia para mitigar su efecto más pernicioso: el rápido calentamiento del Ártico. La región se está calentando cuatro veces más rápido que el resto del planeta, un fenómeno que muchos creen que está desestabilizando el clima en todo el mundo.

"La razón por la que se está calentando tan rápido en realidad se explica de manera muy simple, porque el hielo del Ártico sobre el Océano Ártico se ha estado derritiendo mucho más rápido de lo que predijeron los científicos del clima hace 10/15 años", dijo Sir David a The Engineer. "Y ahora estamos en el punto donde casi el 50 por ciento del Océano Ártico azul está expuesto a la luz solar durante los meses polares de verano".

Según Sir David, este hipercalentamiento del Ártico es el principal impulsor del clima extremo que el mundo ha estado experimentando. Señala que las temperaturas en Canadá alcanzaron los 49,6 grados el verano pasado, números inconcebibles hace apenas unos años pero que ahora nos miran fijamente a la cara, récords macabros destinados a romperse muchas veces mientras la Tierra se cocina.

Si se liberara todo el metano del permafrost, digamos durante un período de 20 años, las temperaturas en todo el mundo aumentarían entre cinco y ocho grados centígrados.

Prof. Sir David King

"Y sabes, estos eventos climáticos extremos son extremos", continuó. “No está 0,1 grados por encima del récord anterior, sino cinco o diez grados centígrados.

"Incluso en el norte de Finlandia y el norte de Siberia, se han observado temperaturas en el permafrost de 30 a 32 grados centígrados. Ahora bien, esto es fenomenal para una región que debe estar bajo cero".

El permafrost en estas latitudes del norte también alberga grandes cantidades de metano, un gas de efecto invernadero muchas veces más potente que el CO2 para el calentamiento global a corto plazo. Según Sir David, el hidrato de metano se ha liberado de forma explosiva en alrededor de 1000 incidentes en el norte de Siberia desde 2014.

"Si se liberara todo el metano del permafrost, digamos durante un período de 20 años, las temperaturas en todo el mundo aumentarían entre cinco y ocho grados centígrados", dijo. "Así que estamos hablando de un clima humano inmanejable en el futuro".

El plan propuesto por Sir David y su Centro para la Reparación del Clima, con sede en Cambridge, es triple e incluye un triplete de 'R' muy abrumadoras. Una reducción rápida y profunda, pero ordenada, de las emisiones de gases de efecto invernadero; la eliminación de grandes cantidades de CO2 de la atmósfera; y, quizás lo más urgente, reparar/recongelar el Ártico para estabilizar los sistemas meteorológicos y ganar tiempo para reequilibrar los niveles atmosféricos de GEI. Incluyendo los gases de metano y NOx, actualmente estamos en torno a las 500 ppm. Sir David cree que un objetivo de 350 ppm es a lo que deberíamos aspirar.

"Varios de mis colegas y yo creemos que podemos tener un planeta sostenible para la humanidad si podemos lograrlo allí", dijo. "Probablemente nos llevaría hasta el final del siglo, incluso si elimináramos 30 000 millones de toneladas al año. Ahora está el gran desafío de la ingeniería. ¿Podemos eliminar esa cantidad de gases de efecto invernadero? Y, a nivel mundial, estamos emitiendo alrededor de 40 000 millones de toneladas". , ¿verdad? Entonces, el balance está en la dirección equivocada. Tenemos que reducir las emisiones.

"Pero lo tercero es volver a congelar el Ártico para ganar tiempo y poder entregar las dos primeras 'R' mientras el Ártico se mantiene artificialmente en un estado congelado para que pueda reflejar la luz de vuelta al espacio... El Centro para la Reparación del Clima en Cambridge que establecí está totalmente enfocado en brindar esas tres R".

El método propuesto por Sir David para volver a congelar el Ártico es el brillo de las nubes marinas, generando una capa de nubes blancas sobre la región para reflejar más luz solar durante los meses de verano, protegiendo el hielo que se acumula durante el invierno. Para lograr esto, los ingenieros de Cambridge esperan imitar las fuerzas de la naturaleza. Las tormentas en el mar con olas rompientes generan gotas de agua, las más pequeñas de las cuales son arrastradas hacia el cielo a la atmósfera superior por las corrientes de aire cálido del océano. A medida que suben, la humedad se evapora, dejando minúsculos cristales de sal.

"Entonces se forma una nube de cloruro de sodio y luego, a medida que desciende lentamente, recoge vapor de agua nuevamente y crea pequeñas gotas", explicó Sir David. "Y una pequeña nube de gotas es blanca... así que tenemos que crear una pequeña nube de gotas.

"Para imitar este proceso, estamos en el negocio, y eso es lo que está sucediendo aquí en el laboratorio, de ver cómo podemos crear a partir del agua del océano pequeñas gotas de agua, de tamaño submicrónico, para que podamos garantizar que creamos una nube blanca. cubrir o que si las partículas de sal caen sobre una nube negra, ésta blanqueará la nube".

Este es un gran desafío científico y de ingeniería, que requiere embarcaciones operadas a distancia en la región del Ártico para bombear las pequeñas gotas de agua a la atmósfera. También exigirá una estrecha coordinación de múltiples naciones, junto con organizaciones meteorológicas y agencias internacionales.

La geoingeniería a esta escala también conlleva riesgos sustanciales, con efectos climáticos adversos en otras partes del planeta como una clara posibilidad. Pero la enormidad de la crisis a la que nos enfrentamos exige una acción drástica, según King, y el proceso se someterá a una prueba en una escala mucho menor antes de cualquier despliegue en el Ártico.

"Solo activaríamos aquellas embarcaciones que estén en la dirección del viento, por lo que necesitamos información de Met Office, un viento que nos llevará hacia el Polo Norte", dijo Sir David.

"Es un consorcio razonablemente grande. Somos muy, muy afortunados de que uno de los miembros del consorcio esté en el este de Australia. La Gran Barrera de Coral es un problema importante para los australianos y el gobierno australiano nos ha dado permiso para trabajar en el desarrollo cubierta de nubes blancas sobre la Gran Barrera de Coral dentro de su zona económica extendida".

El plan es probar y desarrollar el proceso en Australia y, con suerte, enfriar el agua alrededor de la Gran Barrera de Coral, antes de intentar construir un acuerdo internacional para el Ártico. Es el tipo de solución de alto perfil y alta tecnología que los políticos pueden estar ansiosos por respaldar, un proyecto lunar con un enorme potencial que existe fuera de la complejidad sistémica de la descarbonización global. Incluso podría servir como un punto de reunión para la colaboración global necesaria para abordar el alcance total de la crisis: las otras dos 'R' del tríptico climático de Sir David. Sin embargo, volver a congelar el Ártico no será barato.

"El costo total de ejecutar este programa podría ascender a miles de millones de dólares cada año, además del costo de construcción de los buques", dijo. “Estas embarcaciones permanecerían en el océano durante todo el año, pero solo serían operadas, un cierto número de ellas, durante el período de tres meses.

"Una vez que se dé cuenta de lo que está sucediendo en la región del Círculo Polar Ártico... Creo que los gobiernos entenderán que este es un importante programa de gestión de riesgos. Estamos hablando con el sector de seguros y reaseguros y, por supuesto, son muy muy conscientes del aumento de los pagos que están dando como resultado de estos fenómenos meteorológicos extremos".

Si el brillo de las nubes marinas se puede implementar con éxito, puede crear el espacio para la cooperación internacional necesaria para reducir las emisiones globales. Las promesas actualmente vigentes desde el Acuerdo de París no son ni de lejos adecuadas y los gobiernos continúan escondiendo la cabeza en la arena cuando se trata de la velocidad de descarbonización que exigen los objetivos de París.

"Nuestros sistemas políticos han demostrado no ser aptos para la tarea de una rápida descarbonización, porque hay una captura muy fuerte del sistema por parte de los intereses de los combustibles fósiles", dijo Kjell Kühne, candidato a doctorado en geografía en la Universidad de Leeds y director. de la iniciativa Leave it in the Ground (LINGO), dijo a The Engineer. "Así que ves una y otra vez cómo los intereses creados de los combustibles fósiles logran frenar las políticas climáticas ambiciosas.

"No hemos reelaborado nuestras instituciones y la forma en que funcionan nuestras economías para adaptarse a la realidad de que con nuestro modelo de combustibles fósiles, estamos incendiando la casa y socavando nuestro futuro común".

Kühne cita al profesor de la LSE Nicholas Stern, presidente del Instituto de Investigación Grantham sobre el Cambio Climático y el Medio Ambiente, quien calificó la crisis climática como el mayor fracaso del mercado en la historia.

“Porque a partir de hoy, con cada barril de petróleo quemado o cada tonelada de carbón, estamos destruyendo mucho valor. Y puedes ponerle números a eso”, dijo. "Obtienes aproximadamente un ser humano muerto por cada 4400 toneladas de emisiones de CO2 durante el resto del siglo y obtienes alrededor de $ 417.00 en daños por cada tonelada de CO2 emitida.

"Hasta que alineemos nuestras instituciones y nuestras leyes y nuestros incentivos con eso, será bastante difícil para los actores como los gobiernos y otros ir contra la corriente. Y esa es una de las razones clave por las que los gobiernos siguen impulsando el combustible fósil". modelo."

Un estudio reciente, dirigido por Kühne y publicado en la revista Energy Policy, mapeó 425 'bombas de carbono' en todo el mundo. Individualmente, estos proyectos de combustibles fósiles tienen el potencial de generar más de 1 gigatonelada de emisiones de CO2 cada uno. Colectivamente, verían que el presupuesto de carbono para el objetivo de París de 1,5 °C se superó dos veces. Detener estos proyectos debería ser una prioridad clave para la humanidad, liderada por gobiernos y apoyada por ingenieros.

"Para ser honesto, creo que los ingenieros no deberían trabajar para compañías de combustibles fósiles en el mundo actual", dijo Kühne.

"Hay 400 bombas de carbono en el mundo y realmente necesitamos desactivarlas para mantener un planeta habitable, y creo que el conocimiento técnico de los ingenieros que han estado trabajando y otras personas que han estado trabajando para la industria de los combustibles fósiles puede ser muy útil para identificar dónde exactamente debemos centrar nuestros esfuerzos para tratar de desactivar estos proyectos".

Los ingenieros, junto con la gran mayoría, son simplemente piezas de un sistema complejo que ha sido demasiado lento para cambiar, su inercia sobrecargada por una combinación letal de codicia y apatía. Sin embargo, si bien la complejidad sistémica de nuestra infraestructura energética presenta enormes desafíos, también hay una gran cantidad de frutos al alcance de la mano que actualmente se están ignorando, no más que en el Reino Unido.

En noviembre de 2021, el Centro Nacional de Políticas de Ingeniería, una asociación de 43 organizaciones de ingeniería dirigidas por la Real Academia de Ingeniería, publicó su marco Low Regrets. El informe destacó varias áreas en las que una política específica podría ayudar a suavizar el camino del cero neto, con desventajas mínimas.

La principal de estas áreas fue la modernización de edificios: equipar nuestra infraestructura construida para hacerla más eficiente desde el punto de vista energético y prepararla, en particular nuestro parque de viviendas, para la descarbonización. Con los precios de la energía empujando a millones a la pobreza energética, un programa de modernización subsidiado de aislamiento e implementación de bombas de calor no solo reduciría las emisiones, sino que también reduciría las facturas y ayudaría a crear hasta 500,000 empleos, según el informe Low Regrets.

"Absolutamente deberíamos estar haciéndolo", dijo a The Engineer la profesora Rebecca Lunn MBE FREng FRSE, jefa del Centro de Ingeniería Terrestre y Geociencias Energéticas de la Universidad de Strathclyde, y una de las autoras del informe.

" Debería haber incentivos de precio para hacerlo. Deberíamos estar haciendo crecer una industria a su alrededor. Si podemos ser realmente buenos en eso e incorporar nuevas tecnologías en la forma en que lo hacemos, incluso podríamos exportar esa industria".

No falta voluntad en la industria. La mayoría de las personas con las que hablo quieren ser parte de la solución

Profesora Rebecca Lunn

En un contexto de posibles apagones escalonados este invierno, la falta de una política seria de eficiencia energética para el Reino Unido es casi increíble, rozando lo criminalmente negligente. Lo que es peor, un programa semi-funcional estaba en marcha hace más de una década, desechado por David Cameron junto con otras 'basuras verdes' como la energía eólica terrestre y los subsidios solares. Al año siguiente, el número de viviendas con desvanes o paredes huecas aisladas se redujo en un 92 % y un 74 %, respectivamente. Para agravar la ausencia actual de un esquema de modernización adecuado para el propósito, el gobierno tampoco emitió ningún consejo formal sobre la reducción de la demanda este invierno, insistiendo en que la señal de precio de las facturas de energía deslumbrantes es suficiente para alterar el comportamiento.

"Si bien el precio es un incentivo, creo que muchas personas no entienden lo que pueden hacer", dijo el profesor Lunn. "Y también es importante distribuir la demanda, así como reducirla... que donde las personas tienen flexibilidad, usan energía en un momento en que no es pico.

"Y creo que también debe haber alguna política regulatoria e incentivos financieros. Por lo tanto, no se trata solo de apagar cosas, sino también de aislar y electrificar la calefacción y otras formas de hacer que su hogar y su negocio pierdan menos calor y usar menos horas, por lo que se vuelven más eficientes energéticamente".

Pero donde puede faltar el gobierno, la industria está lista para enfrentar el desafío de la descarbonización, según el profesor Lunn.

"No hay falta de voluntad en la industria", dijo. "La mayoría de las personas con las que hablo en altos cargos de la industria quieren ser parte de la solución.

"La industria quiere asesoramiento sobre en qué invertir mejor y qué no quedará como un activo varado si se invierte en... lo que hace que la conversación actual sobre el aumento de nuestra producción de petróleo y gas sea extremadamente confusa".

Como Sir David King se ha esforzado en señalar, ahora es el momento de actuar.

"Es de vital importancia entender que se nos acabó el tiempo", dijo. "Realmente tenemos que movernos rápido".