Los aviones cambiarán sus rutas sobre el Atlántico para reducir el impacto climático
Los aviones podrían modificar sus rutas y altitud sobre el Atlántico Norte para evitar estelas de condensación persistentes y reducir su impacto en el cambio climático. El proyecto Operation Blue Skies combina meteorología e inteligencia artificial para identificar las zonas donde estas estelas tienen mayor efecto sobre el calentamiento global.
Mario Picazo
La imagen de un avión cruzando el cielo y dejando tras de sí una larga línea blanca resulta tan habitual que apenas llama nuestra atención. Sin embargo, esas estelas de condensación de los aviones, conocidas también como contrails, tienen un efecto sobre el clima mucho mayor de lo que podría parecer.
El equipo de expertos que lleva a cabo este estudio quiere entender mejor el impacto de las estelas de condensación en el clima. Para ello se ha puesto en marcha un experimento en la región del Atlántico Norte. Con este ambicioso estudio se espera demostrar que modificando ligeramente las rutas y, sobre todo, la altitud de los vuelos se puede reducir significativamente ese impacto.
El proyecto ha sido bautizado con el nombre de Operation Blue Skies y a él se han sumado organismos meteorológicos, científicos, responsables del control del tráfico aéreo y empresas tecnológicas. Para llevar a cabo el experimento hay que combinar predicciones detalladas de las condiciones atmosféricas con herramientas de inteligencia artificial.
Con esa combinación se pueden identificar aquellas zonas de la atmósfera en las que existe una mayor probabilidad de que los aviones produzcan estelas persistentes. Cuando sea posible, los vuelos serán desviados ligeramente para evitar esas capas.
Se trata de una estrategia relativamente sencilla que podría convertirse en una nueva herramienta para disminuir el impacto climático de la aviación mientras el sector continúa buscando soluciones a largo plazo para reducir sus emisiones de dióxido de carbono.
Por qué se forman las estelas blancas detrás de los aviones
Las estelas de condensación se forman principalmente cuando los aviones vuelan a gran altitud, normalmente en la troposfera superior. A esa altitud las temperaturas son extremadamente bajas. Los gases calientes procedentes de los motores se mezclan con el aire exterior, frío y, en determinadas situaciones, suficientemente húmedo.
Bajo esas condiciones ambientales, el vapor de agua puede condensarse y congelarse alrededor de pequeñas partículas presentes en las emisiones de los motores. Cuando eso ocurre, se forman millones de diminutos cristales de hielo. De ese proceso aparece la característica línea blanca que queda detrás del avión.
Pero no todas las estelas se comportan de la misma manera. Muchas desaparecen en cuestión de segundos o minutos. Otras, en cambio, se forman dentro de capas atmosféricas muy frías y húmedas y pueden mantenerse durante horas, extenderse con el viento y evolucionar hasta formar amplias zonas de nubosidad artificial parecidas a los cirros.
Son precisamente estas estelas persistentes las que preocupan especialmente a los científicos. Aunque se ha debatido largo y tendido sobre los llamados Chemtrails y la conspiración que existe detrás de las conocidas estelas, con ayuda de la ciencia se ha podido desmontar esta teoría rodeada de bulos.
Las estelas de los aviones también calientan el planeta
Las nubes altas formadas por cristales de hielo tienen un comportamiento complejo desde el punto de vista climático. Durante el día pueden reflejar hacia el espacio una parte de la radiación solar incidente, provocando cierto efecto de enfriamiento. Al mismo tiempo, sin embargo, absorben y reemiten parte de la radiación infrarroja que la superficie terrestre intenta liberar hacia el espacio.
Este último proceso constituye una manera de intensificar el efecto invernadero. El impacto que puede tener en la atmósfera depende en gran medida de varios factores. Lo más importante es la localización, pero también las propiedades de la estela y las condiciones meteorológicas. A nivel global, los estudios indican que el efecto neto de las estelas de condensación más persistentes es un calentamiento.
Aunque aún no está del todo claro cuánto aporta este escenario antropogénico al calentamiento, su efecto tampoco es despreciable. Los cálculos realizados indican que las estelas representan una parte importante del efecto que la aviación tiene sobre el clima.
Por este motivo, las estelas de condensación se han convertido, con el paso de los años, en uno de los aspectos menos conocidos del impacto que tiene volar en el clima del planeta. No se ha podido cuantificar con precisión este impacto, pero sabemos que existe y que ha ido en aumento.
El Atlántico Norte será el gran laboratorio
Operation Blue Skies pretende llevar la investigación un paso más allá. Hasta ahora se han realizado experimentos con determinadas aerolíneas y vuelos concretos. La novedad consiste en comprobar si el sistema puede funcionar a escala de todo un espacio aéreo.
El proyecto se desarrollará en una extensa región del Atlántico Norte por la que a diario pasan numerosos vuelos trasatlánticos en su ruta de Europa a Norteamérica. Es una región de denso tráfico aéreo considerable, y además presenta con frecuencia condiciones atmosféricas favorables para la aparición de estelas persistentes.
Durante determinados días de prueba de los próximos inviernos, los controladores aéreos podrán solicitar a algunos aviones pequeñas modificaciones de su nivel de vuelo para evitar las capas atmosféricas donde las predicciones indiquen un elevado riesgo de formación de estelas. En algunos casos, el cambio de altitud podrá alcanzar aproximadamente los 2.000 pies, unos 600 metros.
La diferencia puede parecer pequeña teniendo en cuenta que un avión comercial suele volar alrededor de los 10 u 11 kilómetros de altitud, pero desde el punto de vista meteorológico puede ser suficiente. La temperatura y, especialmente, la humedad atmosférica pueden variar considerablemente en unos pocos cientos de metros.
La meteorología será fundamental para decidir las rutas
Del proyecto destaca especialmente todo lo que tiene que ver con las condiciones meteorológicas. Uno de los aspectos más interesantes, es precisamente la estrecha relación entre meteorología y aviación. Evitar las estelas no consiste simplemente en ordenar a todos los aviones que vuelen más alto o más bajo. Las condiciones favorables para su formación se distribuyen irregularmente por la atmósfera y cambian continuamente.
La clave está en localizar las denominadas regiones sobresaturadas respecto al hielo, capas muy frías en las que existe suficiente humedad para que los cristales de hielo generados detrás del avión sobrevivan y aumenten de tamaño en lugar de evaporarse rápidamente.
Estas zonas pueden tener relativamente poco espesor vertical. Por eso, un cambio de altitud de unos cientos de metros puede hacer que un avión pase de atravesar una región muy favorable para producir una estela persistente a otra donde la estela desaparezca rápidamente o ni siquiera llegue a desarrollarse.
Inteligencia artificial para localizar zonas donde se formen estelas
Como en otros campos de investigación, en el de la climatología y la meteorología la inteligencia artificial empieza a tener un papel cada vez más destacado. Los nuevos sistemas, cada vez más complejos y precisos, permiten combinar información meteorológica, observaciones atmosféricas y datos procedentes de vuelos. Con ese abanico de información pueden estimar dónde existe una mayor probabilidad de formación de estelas persistentes.
Lo que se pretende con la integración de la IA como herramienta de apoyo es generar mapas capaces de identificar con antelación las regiones problemáticas, es decir, aquellas en las que las estelas se forman con mayor facilidad. Una vez detectada, la información puede utilizarse para gestionar las rutas programadas y realizar las modificaciones necesarias.
Este planteamiento abre una nueva vía en la aplicación de la inteligencia artificial a la meteorología y la aviación. En lugar de limitarse a predecir las condiciones atmosféricas, la información puede utilizarse para tomar decisiones operativas destinadas directamente a reducir el impacto climático.
No todos los aviones tendrán que desviarse
Una de las ventajas de esta estrategia es que no sería necesario modificar todos los vuelos. La formación de estelas con un fuerte impacto climático se concentra en determinadas situaciones meteorológicas, zonas y momentos.
El problema llega cuando cualquier cambio en la trayectoria puede aumentar ligeramente el consumo de combustible. Si al final un avión necesita recorrer más distancia o utilizar una altitud menos eficiente para evitar generar más estelas, puede quemar algo más de queroseno y al final emitir más dióxido de carbono. A la larga, ese factor amplifica el efecto invernadero y el calentamiento atmosférico.
El desafío consiste precisamente en garantizar que el calentamiento evitado al impedir la formación de una estela sea claramente superior al pequeño incremento de emisiones que pueda provocar la modificación de la ruta.
Una medida con efectos climáticos relativamente rápidos
Existe además una diferencia importante entre reducir las estelas y reducir las emisiones de dióxido de carbono. El dióxidço de carbono emitido por la aviación permanece en el sistema climático durante muchísimo tiempo. Una parte continúa influyendo sobre el clima durante siglos. Las estelas, por el contrario, suelen durar horas.
Eso significa que evitar una estela persistente elimina prácticamente de inmediato el calentamiento que esa nube artificial habría producido. No sustituye, por supuesto, a la necesidad de reducir las emisiones de dióxido de carbono que emiten los aviones.
Mejorar la eficiencia energética, desarrollar combustibles sostenibles o avanzar hacia nuevas tecnologías de propulsión. Pero podría proporcionar una herramienta complementaria capaz de reducir una parte del impacto climático de la aviación a corto plazo.
¿Cambiarán las rutas de los vuelos entre Europa y América?
Las preguntas que se hacen muchos con esta iniciativa tienen que ver mucho con el impacto sobre los pasajeros. En principio, las modificaciones son prácticamente imperceptibles. El proyecto pretende trabajar principalmente con pequeños cambios de altitud y desviaciones limitadas, siempre subordinadas a la seguridad y a las necesidades del control del tráfico aéreo.
Para ello hay que hacer muchas pruebas. El proyecto contempla la participación de cientos de vuelos de los miles que atraviesan el Atlántico Norte a diario. El proyecto analizará no solo cuánto disminuye la formación de estelas, sino también el consumo adicional de combustible, la carga de trabajo de los controladores y la capacidad del sistema para gestionar estas modificaciones sin afectar significativamente al tráfico.
Si finalmente los resultados son los deseados, la experiencia del Atlántico Norte podría plantearse como modelo para introducir sistemas similares en otras regiones del mundo. En el Pacífico asiático, el tráfico aéreo también es muy elevado y la formación de las estelas es frecuente.
Un nuevo ingrediente para reducir el impacto climático de la aviación
La aviación continúa siendo uno de los sectores más difíciles de descarbonizar. Los aviones eléctricos tienen por ahora aplicaciones muy limitadas para vuelos comerciales de larga distancia y los combustibles sostenibles todavía representan una fracción pequeña del consumo mundial de combustible aeronáutico.
Por este motivo, reducir los efectos climáticos distintos del CO₂ puede adquirir cada vez mayor importancia. Modificar ligeramente la trayectoria de determinados aviones cuando las condiciones meteorológicas favorezcan la aparición de estelas persistentes podría convertirse en una de las medidas más rápidas de aplicar.
El gran experimento sobre el Atlántico permitirá comprobar si algo aparentemente tan sencillo como subir o bajar unos cientos de metros un avión en el momento adecuado puede traducirse en una reducción significativa del calentamiento provocado por la aviación.