Geoingeniería climática: ¿se podría oxidar el metano atmosférico para ayudar a disminuir la temperatura del planeta?

Una propuesta reciente busca inyectar peróxido de hidrógeno en la atmósfera, insistiendo en que esto oxidaría el metano (CH4), un gas de efecto invernadero extremadamente potente, y al mismo tiempo mejoraría la calidad del aire.

Impacto del metano sobre el clima

Si bien el dióxido de carbono de los combustibles fósiles es en gran parte responsable del cambio climático, el metano también contribuye en gran medida. Con el tiempo, el metano se descompone en dióxido de carbono y agua.

El metano, o CH4, es el principal componente del gas natural que se quema en los electrodomésticos y las centrales eléctricas y tiene un efecto 76 veces mayor sobre el calentamiento global que el dióxido de carbono en un período de 20 años. El metano persiste en la atmósfera durante sólo 12 años, pero se le atribuye casi un tercio del aumento de las temperaturas globales desde la Revolución Industrial, según la Agencia Internacional de la Energía.

Las fuentes antropogénicas, principalmente las operaciones de petróleo, gas y carbón y los vertederos, representan el 60% de las emisiones mundiales de metano.

Geoingeniería con el metano

Los científicos atmosféricos de la Universidad de Utah Alfred Mayhew y Jessica Haskins se mostraron escépticos, por lo que se propusieron comprobar las afirmaciones en las que se basaba esta propuesta. Sus resultados, publicados recientemente, confirman sus dudas y ofrecen una dosis de realidad a las agencias que están considerando este tipo de propuestas como una forma de evitar el cambio climático.

"Nuestro trabajo demostró que la eficiencia de la tecnología propuesta era bastante baja, lo que significa que se requeriría una adopción generalizada de la tecnología para tener un impacto significativo en el CH4 atmosférico", dijo Mayhew, investigador postdoctoral del Centro Wilkes para la Ciencia y Política del Clima de la U. "Entonces, nuestros resultados indican que si esta tecnología se adopta a gran escala, entonces comenzamos a ver algunos efectos secundarios negativos en la calidad del aire, particularmente en la contaminación del aire por material particulado en invierno".

Para llevar a cabo el estudio, los científicos de Utah modelaron lo que sucedería si se implementara la tecnología patentada por una empresa canadiense, que propone rociar peróxido de hidrógeno en aerosol, o H2O2, en la atmósfera durante las horas del día desde torres de 600 metros de altura. Estas torres se acercarían a la altura de las torres de radio más altas del mundo.

"Cuando el peróxido de hidrógeno está en presencia de la luz solar, va a formar un oxidante muy potente, el radical hidroxilo OH", dijo Haskins, profesor adjunto de ciencias atmosféricas. "Es un depurador natural en la atmósfera y va a ayudar a acelerar la conversión de metano en CO2".

El metano es una combinación de moléculas de carbono e hidrógeno con un solo enlace, a diferencia de los compuestos con doble enlace que son mucho más comunes en la atmósfera. Los hidroxilos tienen más probabilidades de oxidar esas moléculas con doble enlace, como el isopreno que se desprende de los árboles o los compuestos orgánicos volátiles, por lo que el OH no es tan eficiente para descomponer el metano, según Haskins.

"El OH no reacciona rápidamente con el metano", dijo Haskins. "Reacciona con muchas otras cosas".

Acelerar artificialmente la oxidación del metano podría mitigar el cambio climático, pero esos proyectos de geoingeniería podrían acarrear impactos ambientales adversos, que el laboratorio de Haskins busca caracterizar. Un informe reciente de la Academia Nacional de Ciencias concluyó que las consecuencias no deseadas de las tecnologías de eliminación del metano atmosférico son probablemente significativas, pero poco comprendidas. El estudio de Haskins responde al llamado del informe a examinar estas tecnologías, como la que liberaría grandes cantidades de peróxido de hidrógeno.

"Podríamos ganar unos 50 años y evitar algunos de los impactos inmediatos del cambio climático si hiciéramos esto, pero nadie había realizado antes estudios de efectos secundarios para ver qué iba a pasar", dijo Haskins. "Este es el primer artículo que evalúa los efectos secundarios de este tipo de soluciones de geoingeniería en la calidad del aire".

Los posibles efectos secundarios de la geoingeniería

Manipular un sistema tan complejo como la atmósfera de la Tierra es una acción intrínsecamente peligrosa, que puede dar lugar a problemas imprevistos.

"Hay muchos mecanismos de retroalimentación que pueden afectar al clima. La química atmosférica es sólo un ejemplo. Si cambias algo, piensas que tendrá un efecto determinado, pero en realidad puede tener el efecto contrario en un lugar y no en otro", dijo Haskins. "Hay que tener mucho cuidado y hacer este tipo de evaluaciones. ¿Es una medida responsable? ¿Cuál será el impacto?".

A modo de ejemplo, Haskins planteó la preocupante historia de los gases artificiales llamados clorofluorocarbonos o CFC, que erosionan la capa protectora de ozono que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta.

"Empezamos a utilizar CFC en la industria como propulsores y refrigerantes y, de repente, provocamos el agujero de ozono", afirmó. "Y llevamos 40 años lidiando con las consecuencias de ello. Y todavía no tendremos un año sin agujero de ozono resuelto por completo hasta probablemente 2060, así que tenemos que tener cuidado con lo que hacemos".

Mayhew y Haskins utilizaron un modelo global de transporte químico, llamado GEOS-Chem, para simular la propuesta de liberar peróxido de hidrógeno desde torres. El objetivo era estimar cuánto metano se oxidaría en tres escenarios de emisiones diferentes, desde leves hasta extremos.

Su simulación previó el uso de 50 torres distribuidas por toda América del Norte. Replicando la propuesta de la empresa, el escenario de liberación media exigía que cada torre rociara 612 gramos, o 1,35 libras, por segundo durante 10 horas al día durante un año.

"Esta solución propuesta no eliminará ninguna cantidad significativa de metano de la atmósfera. No va a resolver el calentamiento global. Como máximo, hemos descubierto que 50 torres podrían reducir el 0,01% de las emisiones anuales de metano antropogénico", dijo Haskins. "Se necesitarían unas 352.000 de ellas para eliminar el 50% del metano antropogénico. Es una cifra descabellada. Y si se construyeran 50 torres de alta emisión, se necesitarían unas 43.000".

Mientras tanto, los lugares con mala calidad del aire en invierno podrían ver la contaminación por partículas empeorar mucho.

"Existe la posibilidad de que futuras investigaciones puedan demostrar que el impacto en la calidad del aire de la colocación de estas torres cerca de fuentes puntuales de metano es mínimo si se activan en determinadas épocas del año y lejos de grandes centros de población", dijo Mayhew. "Si ese es el caso, entonces esta tecnología (o enfoques similares) podrían desempeñar un papel muy pequeño en la lucha contra el calentamiento, pero está claro a partir de nuestro trabajo que los efectos secundarios en la calidad del aire deberían ser una consideración central para cualquier implementación propuesta en el mundo real de una tecnología como esta".

Referencia

Alfred W. Mayhew and Jessica D. Haskins, Potential Air Quality Side-Effects of Emitting H2O2 to Enhance Methane Oxidation as a Climate Solution. Environmental Science & Technology Vol 59/Issue 1.