Microburbujas y espuma marina
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Description and purpose of the technology
Inyectar microburbujas en las masas de agua o en la espuma marina son propuestas teóricas de geoingeniería con la meta de reflejar más luz solar hacia el espacio, alterando el albedo (reflectividad) de las superficies del agua. Cuanto más brillante es una superficie de agua, mayor es su albedo y menor es la absorción y transformación de la energía solar en calor. Estas propuestas pretenden imitar y prolongar la vida útil de las olas blancas naturales, que se forman en las crestas de las olas cuando hace viento, o de la espuma blanca que se crea cuando las olas rompen en la orilla, que son más brillantes y, por tanto, más reflejantes que las superficies de agua más tranquilas y oscuras. Cuanto más brillante sea la superficie del agua, más energía solar se reflejará y menos calor absorberá el agua.
Las propuestas para producir burbujas de larga duración combinan dos enfoques diferentes: (1) barcos equipados con tecnología para producir grandes cantidades de microburbujas, por ejemplo, utilizando tecnología de boquillas o agitadores mecánicos; (2) estabilizar las microburbujas añadiendo productos químicos, surfactantes o tensoactivos, como nanopartículas anfifílicas (solubles pero al mismo tiempo hidrófobas) o fosfolípidos. La producción de espuma artificial requiere la aplicación de agentes espumantes sobre el océano u otras grandes masas de agua. Agentes espumantes químicos, como los gelificantes con éteres de celulosa, podrían crear una capa de microburbujas en la superficie del agua. [1]
Si se aplican a gran escala, las técnicas de microburbujas podrían tener importantes efectos negativos en las cadenas alimentarias de los océanos y reducir los niveles de oxígeno —una capa superficial duradera de burbujas o espuma artificial disminuye la radiación fotosintéticamente activa, reduciendo así la actividad fotosintética y el crecimiento del fitoplancton, base de la cadena alimentaria marina. La capa superficial también puede inhibir el intercambio de gases y, por tanto, reducir la oxigenación del agua de mar. Estos impactos afectarían negativamente la biodiversidad y la productividad marina. Además, los tensoactivos tienen potencial tóxico para la vida marina.
Actors involved
Hasta ahora, la investigación sobre las microburbujas y las propuestas de espuma marina se ha limitado a ejercicios de modelización y pruebas a escala de laboratorio, y las tecnologías no se han probado en mar abierto. Entre los avances más destacados figuran los siguientes:
- Russell Seitz, físico especializado en geoingeniería de Harvard, propuso “enfriar el planeta” bombeando grandes cantidades de microburbujas en los océanos para aumentar la reflectividad y bajar la temperatura de las aguas superficiales. Poco después de publicar los resultados de sus simulaciones por computadora en 2010, Seitz intentó comercializar su propuesta de geoingeniería solar y formó Microbubbles LLC. La empresa se centró en el desarrollo de microburbujas de larga duración mediante el uso de soluciones mecánicas y químicas como aire comprimido y tensioactivos, pero prácticamente no habló de las implicaciones medioambientales de la tecnología propuesta. [2]
- Investigadores de la Universidad de Leeds, en el Reino Unido, modelaron el potencial de geoingeniería solar de las estelas de los barcos y publicaron los resultados en 2016, proponiendo la inclusión de tensioactivos químicos para alargar la vida útil de las microburbujas creadas por las estelas de los barcos de minutos a días. [3]
- En la década pasada, científicos del University College de Londres (Reino Unido) propusieron aumentar el albedo de la superficie oceánica aumentando la formación de capas blancas con espuma reflejante. Se elaboraron modelos de los efectos climáticos de la aplicación de espuma a gran escala y se probaron diferentes espumas a escala de laboratorio, con el objetivo de aumentar la vida útil de la espuma en el agua de mar. [4]
- El proyecto G4Foam realizó un modelo de los efectos climáticos de la alteración del albedo oceánico mediante la incorporación de espuma estable y no dispersiva, con el fin de establecer una capa de microburbujas reflejantes. El estudio, publicado en 2017, fue realizado por investigadores de la Universidad Rutgers de Nueva Jersey, en colaboración con el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste de Estados Unidos. [5]
Impacts of the technology
El despliegue de microburbujas o espuma marina artificial a la escala necesaria para influir en el clima podría alterar toda la base de la vida marina, que depende en última instancia de la luz solar que atraviesa las aguas superficiales, desde el fitoplancton hasta los grandes mamíferos. Esto tendría efectos devastadores en los medios de vida de las comunidades costeras que dependen de los recursos marinos para su subsistencia, en particular las comunidades de pescadores artesanales y los cultivadores de algas.
Un océano más frío también absorberá CO2 con mayor eficacia, lo que potenciará la acidificación de los océanos. Las nubes burbuja podrían cambiar la circulación oceánica y provocar tasas de evaporación inesperadas o inusuales, lo que a su vez afectaría al calentamiento atmosférico, la circulación y los patrones de precipitación. Esto también abre preguntas sobre la posibilidad de un control climático regional, con el riesgo potencial del despliegue unilateral e incluso la militarización de la tecnología. [6] Del mismo modo, si los esquemas de microburbujas se desplegaran a través de las estelas de los barcos, habría que tener en cuenta el hecho de que hay muchos más movimientos de barcos en el hemisferio norte que en el sur, ya que de lo contrario se provocaría una distribución muy desigual de las microburbujas. Este desequilibrio tendría que solucionarse de alguna manera.
Las posibles consecuencias del despliegue de microburbujas en la sociedad humana fueron señaladas por una investigación realizada por la Evaluación Integrada de Propuestas de Geoingeniería. Mediante ejercicios de elaboración de modelos, se llegó a la conclusión de que la geoingeniería con microburbujas oceánicas podría afectar a dos mil millones de personas a través de cambios meteorológicos regionales y fenómenos extremos como inundaciones y sequías. [7]
Las propuestas de microburbujas conllevan la incorporación de grandes volúmenes de “tensioactivos” químicos a las aguas superficiales, lo que podría reducir los procesos de intercambio de gases y la oxigenación de las capas superiores del océano, donde viven la mayoría de los peces y otras especies. [8] Aunque los investigadores señalan que los tensioactivos tendrían que ser ecológicamente benignos, estas sustancias químicas pueden tener efectos desconocidos e indeseables en los ecosistemas. Por ejemplo, pueden afectar a los procesos microbiológicos o fotoquímicos, [9] y también pueden ser muy tóxicos.
El desastre petrolero de BP en el Golfo de México en 2011 es un ejemplo de ello: el dispersante de petróleo que BP utilizó era una mezcla de dos tensioactivos, que afirmaron que eran seguros, y la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos no exigió ninguna prueba de seguridad antes de su uso. Se utilizó la cantidad récord de 1.8 millones de galones para dispersar el petróleo, y es posible que los componentes tóxicos de los dispersantes pudieran haber causado más daño a la vida marina que el petróleo por sí mismo. [10] Esto ilustra las posibles consecuencias prácticas de este tipo de “solución tecnológica”, especialmente si se pone en manos de empresas irresponsables o de organismos gubernamentales sin escrúpulos.
Reality check
Hasta ahora, la investigación sobre esta técnica se ha limitado a modelos y experimentos de laboratorio.
Further reading
Geongineeringmonitor.org, ¿Usar las estelas de los barcos para luchar contra el cambio climático? Es hora de anclar la investigación climática al sentido común. www.geoengineeringmonitor.org/2016/03/using-ship-wakes-to-fight-climate-change-time-to-anchor-climate-research-to-common-sense/
The Guardian, Los científicos dicen que reflejar la luz solar al espacio tiene consecuencias aterradoras. https://www.theguardian.com/environment/2014/nov/26/geoengineering-could-offer-solution-last-resort-climate-change?CMP=fb_gu
Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll, “Mapa de Geoingeniería” https://map.geoengineeringmonitor.org/
End notes
[1] Crook, et al. (2016) ¿Puede el aumento del albedo de las estelas de los buques existentes reducir el cambio climático?, en: JGR Atmospheres, Vol. 121(4): 1549 – 1558, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2015JD024201#jgrd52751-bib-0008; Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020) Mapa de Geoingeniería: Microburbujas y Espumas Marinas, https://map.geoengineeringmonitor.org/
[2] Seitz (2010) Aguas brillantes: hidrosoles, conservación del agua y cambio climático, en: Climatic Change, Vol. 105(3-4): 365 – 381, https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-010-9965-8; Kintisch (2010) ¿Podrían las microburbujas enfriar el planeta?, en: ScienceMag, publicado en línea: 26 de marzo de 2010, https://www.sciencemag.org/news/2010/03/could-tiny-bubbles-cool-planet; Edwards (2010) Propuesta de agua brillante para reducir el calentamiento global, en: Phys.org, Publicado en línea: 29 de marzo de 2010, https://phys.org/news/2010-03-bright-global.html
[3] Ibidem (Crook, et al. (2016)); University of Leeds (2016) Burbujas más pequeñas y duraderas podrían reducir las temperaturas globales, en: Priestley International Centre for Climate News, publicado en línea: 2 de marzo de 2016, https://climate.leeds.ac.uk/news/smaller-longer-lasting-bubbles-could-reduce-global-temperatures/
[4] Ortega y Evans (2018) Sobre la energía requerida para mantener un espejo oceánico utilizando la reflectancia de la espuma, en: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment, Vol 233(1): 388 – 397, https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1475090217750442?journalCode=pima&; Rowland, et al. (2015) La sal marina como potencial material de espejo oceánico, en: RSC Advances, Vol. 5(49): 38926 – 38930, https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/RA/C5RA03469H#!divAbstract
[5] Gabriel, et al. (2017) El experimento G4Foam: impactos climáticos globales de la modificación regional del albedo oceánico, en: Atmos. Chem. Phys., Vol. 17: 595 – 13, https://www.atmos-chem-phys.net/17/595/2017/acp-17-595-2017.pdf
[6] Ibidem (Crook, et al. (2016), Gabriel, et al. (2017)); Evans, et al. (2010) ¿Pueden las espumas oceánicas limitar el calentamiento global? en: Climate Research, Vol. 42(2): 155 – 160, http://www.int-res.com/abstracts/cr/v42/n2/p155-160/; Robock (2011) Burbuja, burbuja, trabajo y problemas. Un comentario editorial. En: Climatic Change, Vol. 105: 383 – 385
[7] Ibidem (Crook, et al. (2016), Gabriel, et al. (2017)); Evans, et al. (2010), Robock (2011))
[8] Carrington (2014) Los científicos dicen que reflejar la luz solar en el espacio tiene consecuencias aterradoras, en: The Guardian, publicado en línea: 26 de noviembre de 2014, https://www.theguardian.com/environment/2014/nov/26/geoengineering-could-offer-solution-last-resort-climate-change
[9] Ibidem (Crook, et al. (2016), Robock (2011))
[10] Sheppard (2010) La mala ruptura de BP: ¿Qué tan tóxico es Corexit? En Mother Jones, publicado en línea: número de septiembre/octubre de 2010, https://www.motherjones.com/%20environment/2010/08/bp-ocean-dispersant-corexit/
[11] Ibidem (Crook, et al. (2016))
Microburbujas y espuma marina
TIPO
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Descripción y propósito de la tecnología
Inyectar microburbujas en las masas de agua o en la espuma marina son propuestas teóricas de geoingeniería con la meta de reflejar más luz solar hacia el espacio, alterando el albedo (reflectividad) de las superficies del agua. Cuanto más brillante es una superficie de agua, mayor es su albedo y menor es la absorción y transformación de la energía solar en calor. Estas propuestas pretenden imitar y prolongar la vida útil de las olas blancas naturales, que se forman en las crestas de las olas cuando hace viento, o de la espuma blanca que se crea cuando las olas rompen en la orilla, que son más brillantes y, por tanto, más reflejantes que las superficies de agua más tranquilas y oscuras. Cuanto más brillante sea la superficie del agua, más energía solar se reflejará y menos calor absorberá el agua.
Las propuestas para producir burbujas de larga duración combinan dos enfoques diferentes: (1) barcos equipados con tecnología para producir grandes cantidades de microburbujas, por ejemplo, utilizando tecnología de boquillas o agitadores mecánicos; (2) estabilizar las microburbujas añadiendo productos químicos, surfactantes o tensoactivos, como nanopartículas anfifílicas (solubles pero al mismo tiempo hidrófobas) o fosfolípidos. La producción de espuma artificial requiere la aplicación de agentes espumantes sobre el océano u otras grandes masas de agua. Agentes espumantes químicos, como los gelificantes con éteres de celulosa, podrían crear una capa de microburbujas en la superficie del agua. [1]
Si se aplican a gran escala, las técnicas de microburbujas podrían tener importantes efectos negativos en las cadenas alimentarias de los océanos y reducir los niveles de oxígeno —una capa superficial duradera de burbujas o espuma artificial disminuye la radiación fotosintéticamente activa, reduciendo así la actividad fotosintética y el crecimiento del fitoplancton, base de la cadena alimentaria marina. La capa superficial también puede inhibir el intercambio de gases y, por tanto, reducir la oxigenación del agua de mar. Estos impactos afectarían negativamente la biodiversidad y la productividad marina. Además, los tensoactivos tienen potencial tóxico para la vida marina.
Actores involucrados
Hasta ahora, la investigación sobre las microburbujas y las propuestas de espuma marina se ha limitado a ejercicios de modelización y pruebas a escala de laboratorio, y las tecnologías no se han probado en mar abierto. Entre los avances más destacados figuran los siguientes:
- Russell Seitz, físico especializado en geoingeniería de Harvard, propuso “enfriar el planeta” bombeando grandes cantidades de microburbujas en los océanos para aumentar la reflectividad y bajar la temperatura de las aguas superficiales. Poco después de publicar los resultados de sus simulaciones por computadora en 2010, Seitz intentó comercializar su propuesta de geoingeniería solar y formó Microbubbles LLC. La empresa se centró en el desarrollo de microburbujas de larga duración mediante el uso de soluciones mecánicas y químicas como aire comprimido y tensioactivos, pero prácticamente no habló de las implicaciones medioambientales de la tecnología propuesta. [2]
- Investigadores de la Universidad de Leeds, en el Reino Unido, modelaron el potencial de geoingeniería solar de las estelas de los barcos y publicaron los resultados en 2016, proponiendo la inclusión de tensioactivos químicos para alargar la vida útil de las microburbujas creadas por las estelas de los barcos de minutos a días. [3]
- En la década pasada, científicos del University College de Londres (Reino Unido) propusieron aumentar el albedo de la superficie oceánica aumentando la formación de capas blancas con espuma reflejante. Se elaboraron modelos de los efectos climáticos de la aplicación de espuma a gran escala y se probaron diferentes espumas a escala de laboratorio, con el objetivo de aumentar la vida útil de la espuma en el agua de mar. [4]
- El proyecto G4Foam realizó un modelo de los efectos climáticos de la alteración del albedo oceánico mediante la incorporación de espuma estable y no dispersiva, con el fin de establecer una capa de microburbujas reflejantes. El estudio, publicado en 2017, fue realizado por investigadores de la Universidad Rutgers de Nueva Jersey, en colaboración con el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste de Estados Unidos. [5]
Impactos de la tecnología
El despliegue de microburbujas o espuma marina artificial a la escala necesaria para influir en el clima podría alterar toda la base de la vida marina, que depende en última instancia de la luz solar que atraviesa las aguas superficiales, desde el fitoplancton hasta los grandes mamíferos. Esto tendría efectos devastadores en los medios de vida de las comunidades costeras que dependen de los recursos marinos para su subsistencia, en particular las comunidades de pescadores artesanales y los cultivadores de algas.
Un océano más frío también absorberá CO2 con mayor eficacia, lo que potenciará la acidificación de los océanos. Las nubes burbuja podrían cambiar la circulación oceánica y provocar tasas de evaporación inesperadas o inusuales, lo que a su vez afectaría al calentamiento atmosférico, la circulación y los patrones de precipitación. Esto también abre preguntas sobre la posibilidad de un control climático regional, con el riesgo potencial del despliegue unilateral e incluso la militarización de la tecnología. [6] Del mismo modo, si los esquemas de microburbujas se desplegaran a través de las estelas de los barcos, habría que tener en cuenta el hecho de que hay muchos más movimientos de barcos en el hemisferio norte que en el sur, ya que de lo contrario se provocaría una distribución muy desigual de las microburbujas. Este desequilibrio tendría que solucionarse de alguna manera.
Las posibles consecuencias del despliegue de microburbujas en la sociedad humana fueron señaladas por una investigación realizada por la Evaluación Integrada de Propuestas de Geoingeniería. Mediante ejercicios de elaboración de modelos, se llegó a la conclusión de que la geoingeniería con microburbujas oceánicas podría afectar a dos mil millones de personas a través de cambios meteorológicos regionales y fenómenos extremos como inundaciones y sequías. [7]
Las propuestas de microburbujas conllevan la incorporación de grandes volúmenes de “tensioactivos” químicos a las aguas superficiales, lo que podría reducir los procesos de intercambio de gases y la oxigenación de las capas superiores del océano, donde viven la mayoría de los peces y otras especies. [8] Aunque los investigadores señalan que los tensioactivos tendrían que ser ecológicamente benignos, estas sustancias químicas pueden tener efectos desconocidos e indeseables en los ecosistemas. Por ejemplo, pueden afectar a los procesos microbiológicos o fotoquímicos, [9] y también pueden ser muy tóxicos.
El desastre petrolero de BP en el Golfo de México en 2011 es un ejemplo de ello: el dispersante de petróleo que BP utilizó era una mezcla de dos tensioactivos, que afirmaron que eran seguros, y la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos no exigió ninguna prueba de seguridad antes de su uso. Se utilizó la cantidad récord de 1.8 millones de galones para dispersar el petróleo, y es posible que los componentes tóxicos de los dispersantes pudieran haber causado más daño a la vida marina que el petróleo por sí mismo. [10] Esto ilustra las posibles consecuencias prácticas de este tipo de “solución tecnológica”, especialmente si se pone en manos de empresas irresponsables o de organismos gubernamentales sin escrúpulos.
Visión realista
Hasta ahora, la investigación sobre esta técnica se ha limitado a modelos y experimentos de laboratorio.
Lectura complementaria
Geongineeringmonitor.org, ¿Usar las estelas de los barcos para luchar contra el cambio climático? Es hora de anclar la investigación climática al sentido común. www.geoengineeringmonitor.org/2016/03/using-ship-wakes-to-fight-climate-change-time-to-anchor-climate-research-to-common-sense/
The Guardian, Los científicos dicen que reflejar la luz solar al espacio tiene consecuencias aterradoras. https://www.theguardian.com/environment/2014/nov/26/geoengineering-could-offer-solution-last-resort-climate-change?CMP=fb_gu
Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll, “Mapa de Geoingeniería” https://map.geoengineeringmonitor.org/
Notas finales
[1] Crook, et al. (2016) ¿Puede el aumento del albedo de las estelas de los buques existentes reducir el cambio climático?, en: JGR Atmospheres, Vol. 121(4): 1549 – 1558, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2015JD024201#jgrd52751-bib-0008; Grupo ETC y Fundación Heinrich Böll (2020) Mapa de Geoingeniería: Microburbujas y Espumas Marinas, https://map.geoengineeringmonitor.org/
[2] Seitz (2010) Aguas brillantes: hidrosoles, conservación del agua y cambio climático, en: Climatic Change, Vol. 105(3-4): 365 – 381, https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-010-9965-8; Kintisch (2010) ¿Podrían las microburbujas enfriar el planeta?, en: ScienceMag, publicado en línea: 26 de marzo de 2010, https://www.sciencemag.org/news/2010/03/could-tiny-bubbles-cool-planet; Edwards (2010) Propuesta de agua brillante para reducir el calentamiento global, en: Phys.org, Publicado en línea: 29 de marzo de 2010, https://phys.org/news/2010-03-bright-global.html
[3] Ibidem (Crook, et al. (2016)); University of Leeds (2016) Burbujas más pequeñas y duraderas podrían reducir las temperaturas globales, en: Priestley International Centre for Climate News, publicado en línea: 2 de marzo de 2016, https://climate.leeds.ac.uk/news/smaller-longer-lasting-bubbles-could-reduce-global-temperatures/
[4] Ortega y Evans (2018) Sobre la energía requerida para mantener un espejo oceánico utilizando la reflectancia de la espuma, en: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment, Vol 233(1): 388 – 397, https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1475090217750442?journalCode=pima&; Rowland, et al. (2015) La sal marina como potencial material de espejo oceánico, en: RSC Advances, Vol. 5(49): 38926 – 38930, https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/RA/C5RA03469H#!divAbstract
[5] Gabriel, et al. (2017) El experimento G4Foam: impactos climáticos globales de la modificación regional del albedo oceánico, en: Atmos. Chem. Phys., Vol. 17: 595 – 13, https://www.atmos-chem-phys.net/17/595/2017/acp-17-595-2017.pdf
[6] Ibidem (Crook, et al. (2016), Gabriel, et al. (2017)); Evans, et al. (2010) ¿Pueden las espumas oceánicas limitar el calentamiento global? en: Climate Research, Vol. 42(2): 155 – 160, http://www.int-res.com/abstracts/cr/v42/n2/p155-160/; Robock (2011) Burbuja, burbuja, trabajo y problemas. Un comentario editorial. En: Climatic Change, Vol. 105: 383 – 385
[7] Ibidem (Crook, et al. (2016), Gabriel, et al. (2017)); Evans, et al. (2010), Robock (2011))
[8] Carrington (2014) Los científicos dicen que reflejar la luz solar en el espacio tiene consecuencias aterradoras, en: The Guardian, publicado en línea: 26 de noviembre de 2014, https://www.theguardian.com/environment/2014/nov/26/geoengineering-could-offer-solution-last-resort-climate-change
[9] Ibidem (Crook, et al. (2016), Robock (2011))
[10] Sheppard (2010) La mala ruptura de BP: ¿Qué tan tóxico es Corexit? En Mother Jones, publicado en línea: número de septiembre/octubre de 2010, https://www.motherjones.com/%20environment/2010/08/bp-ocean-dispersant-corexit/
[11] Ibidem (Crook, et al. (2016))