Las estelas de los aviones

Estelas de los aviones: un enorme impacto climático… evitable

Maraña de estelas de aviones cubriendo el cielo. NOAA., CC BY

Pere Roura Grabulosa, Universitat de Girona y Jordi Mazon Bueso

El día 21 de septiembre de 2012, el cielo sobre el golfo de León (extremo noroeste del Mediterráneo) quedó completamente cubierto por nubes altas (cirrus y cirrostratus) durante varias horas. Su formación no pudo ser predicha por los meteorólogos, ya que no tenía un origen natural: la causa fue la interacción de los gases de combustión de los aviones con el aire circundante.

La combustión del queroseno genera dióxido de carbono (CO₂) y vapor de agua, los dos componentes principales de las estelas. Si la temperatura exterior es suficientemente baja, el vapor se sublima en cristales de hielo: así es cómo se forman las finas líneas blancas que los aviones dejan tras su paso. Estas se pueden extender horizontalmente, favorecidas por el viento, cuando la humedad circundante es suficientemente elevada, ya que el vapor de agua de la combustión llega a la saturación.

Tales condiciones se cumplieron aquel día. El resultado fue una “nube” artificial de unos 100 000 km² . Una demostración visual de hasta qué punto la aviación puede modificar el estado de la atmósfera a escala regional.

Un aumento del calentamiento

Más allá de la anécdota, las estelas han despertado un gran interés en el actual escenario de crisis medioambiental. Un estudio de referencia publicado en 2021 dejó establecido que su efecto climático era el doble que el del CO₂ emitido por los motores de los aviones.

En concreto, dichas estelas modifican la temperatura de la Tierra a través dos mecanismos de efecto contrario. Por un lado, al ser de color blanco, la mayor parte de la radiación solar es reflejada hacia el espacio exterior: se produce poca absorción y, por consiguiente, un enfriamiento. Si embargo, por otro, impiden que la radiación térmica (infrarroja) que el suelo emite hacia la atmósfera escape hacia las capas más altas y, de ahí, hacia el espacio exterior. Este calor es reenviado de nuevo hacia el suelo, contribuyendo al aumento de la temperatura del aire. El efecto combinado promediado sobre todas las estelas es de calentamiento.

Por tanto, la contribución del sector de la aviación al ritmo de calentamiento global es muy superior al 2,5 % (el porcentaje de las emisiones de dióxido de carbono de la aviación). Además, es una cifra que va a aumentar en el futuro por la expansión que el sector prevé de un 3 % anual.

Imagen tomada por el canal infrarrojo del satélite Meteosat. El círculo destaca la zona de concentración de los cirrus de estelas. EurmetSat.

Si queremos limitar el calentamiento global dentro de las próximas décadas, es necesario priorizar la disminución de las estelas por encima de la reducción de las emisiones, por razones económicas y porque el beneficio climático de hacerlo sería inmediato.

Como los acuerdos internacionales (Kyoto, París…) ponen el énfasis en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, no nos debe extrañar que la opción preferida por el sector sea la substitución progresiva del queroseno fósil por los combustibles avanzados sostenibles (SAF, por sus siglas en inglés).

Estos combustibles se pueden obtener a partir de materias primas orgánicas (biocombustibles) o se pueden sintetizar combinando dióxido de carbono extraído del aire por captura directa con hidrógeno de la hidrólisis del agua (e-queroseno).

Según una encuesta reciente, algunas aerolíneas estarían dispuestas a pagar el litro de SAF a un precio tres veces superior al del queroseno fósil. Una opción imprescindible a largo plazo, pero extremadamente cara.

Reducir estelas antes que emisiones

Resulta mucho más barato reducir las estelas. Entre las estrategias propuestas, una bastante curiosa consiste en el “vuelo en formación”, ya que el vapor de agua extraído del aire para formar las estelas se tendría que repartir entre los aviones de la formación.

La más aceptada, sin embargo, consiste en evitar que el avión cruce zonas demasiado húmedas y frías. En este caso, se precisa un sistema de alerta del estado de la atmósfera específico para poder modificar la ruta previamente al vuelo o durante el mismo.

Un estudio reciente ha llegado a la conclusión que el 80 % del efecto climático de las estelas se concentra en el 3 % de los vuelos, la mayoría de ellos realizados sobre el Atlántico Norte y sobre Europa. Es, pues, en estas zonas donde se debería desplegar primero el sistema de alerta.

Su coste sería de unos 20 euros para obtener el mismo beneficio climático que evitando la emisión de una tonelada de dióxido de carbono (20 € / t CO₂). En comparación, el coste de evitar las emisiones del queroseno fósil substituyéndolo por SAF sería superior a 500 € /t CO₂. Desde el punto de vista económico, la eliminación de estelas es claramente favorable.

Evolución del calentamiento global debido a la aviación si la actividad crece al ritmo previsto por el sector después de la COVID del 3% anual sin ninguna acción de mitigación (A); si en 2025 se elimina el queroseno fósil (B); si se eliminan las estelas (C); y si se eliminan estelas y queroseno fósil (D). Pere Roura et al.

El sector se hace el ‘sueco’

Esta estrategia de eliminación también resulta más beneficiosa para el clima. A diferencia de las estelas, que desaparecen al cabo de pocas horas, el dióxido de carbono persiste en la atmósfera durante siglos antes de ser absorbido. Es decir, aunque substituyéramos rápidamente el queroseno fósil por SAF, el calentamiento producido por las emisiones históricas se mantendría. Evitando la formación de las estelas se eliminaría su contribución al calentamiento y, como consecuencia, se produciría un enfriamiento a muy corto plazo.

Llegados a este punto, cabe preguntarse por la falta de interés en eliminar las estelas. Resulta más cómodo centrar la atención en el CO₂, ya que no conlleva ningún cambio tecnológico. El sector de la aviación, mientras no pueda pagar el sobrecoste del combustible sintético, externalizará el esfuerzo con contratos baratos de compensación de emisiones.

De hecho, este es el contenido básico del acuerdo mundial CORSIA sobre el control de emisiones del sector. Hasta la fecha, no se ha llegado a ningún acuerdo que obligue a reducir las estelas. En definitiva, falta ambición climática.

Pere Roura Grabulosa, Catedrático emérito de Física, Universitat de Girona y
Jordi Mazon Bueso, Doctor en ciencias, físico de la atmósfera

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.