El lunes por la tarde, un satélite del tamaño de una lavadora abordó un cohete SpaceX y lo puso en órbita. MtaneSat, como se llama el nuevo satélite, es el último en unirse a más de una docena de otros instrumentos actualmente en órbita que monitorean las emisiones de la Tierra del ultrapotente gas de efecto invernadero metano. Pero no será el último. En los próximos meses, está previsto que se unan a la flota al menos dos satélites más de detección de metano de Estados Unidos y Japón.
Hay varios satélites de detección de metano en el espacio que están reduciendo el calentamiento global, no sólo proporcionando datos esenciales sobre las emisiones, sino también bloqueando la radiación del Sol, una broma entre los científicos.
Entonces, ¿por qué empezamos más?
A pesar de un ejército de pequeñas sondas en órbita y una gran flota de aviones y drones detectores de metano cerca de la Tierra, nuestra capacidad para identificar dónde se está filtrando metano a la atmósfera es todavía muy limitada. Al igual que el dióxido de carbono, las fuentes de metano son numerosas y están dispersas por todo el mundo. Pueden ser naturales, como en los humedales y océanos, o artificiales, como el estiércol que se pudre en las granjas, los desechos que se pudren en los vertederos y las filtraciones de las operaciones de petróleo y gas.
Hay grandes preguntas sin respuesta sobre el metano, qué fuentes generan la mayor cantidad de emisiones y, en consecuencia, sobre cómo abordar el cambio climático, que los científicos dicen que MtaneSAT ayudará a abordar. Pero incluso entonces, algunos dicen que necesitamos lanzar más instrumentos al espacio para llegar al fondo de todo esto.
La medición del metano desde el espacio comenzó en 2009 con el lanzamiento del Satélite de Observación de Gases de Efecto Invernadero, o GOSAT, por parte de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón. Anteriormente, la mayoría de los detectores de metano del mundo estaban en tierra en América del Norte. GOSAT permitió a los científicos desarrollar una comprensión más diversa geográficamente de las principales fuentes de metano en la atmósfera.
Poco después, el Fondo de Defensa Ambiental, que lideró el desarrollo de Metanesat, inició una campaña para obtener mejores datos sobre las emisiones de metano. A través de sus propias mediciones sobre el terreno, el grupo descubrió que las estimaciones de la Agencia de Protección Ambiental sobre las fugas de las operaciones de petróleo y gas de Estados Unidos estaban completamente equivocadas. EDF tomó esto como un llamado a la acción. El metano tiene un efecto de calentamiento muy fuerte, pero se descompone en la atmósfera después de aproximadamente una década, por lo que frenar las emisiones de metano podría frenar el calentamiento en el corto plazo.
«Algunos lo llaman la fruta madura», dijo el viernes en una conferencia de prensa Steven Hamburg, científico jefe de EDF que dirige el proyecto MtaneSAT. “Me gusta llamarlo fruta madura. De hecho, podemos reducir esas emisiones y podemos hacerlo rápidamente y ver los beneficios.
Pero para hacerlo, necesitamos una imagen mejor que la que pueden proporcionar GOSAT u otros satélites similares.
En los años transcurridos desde que comenzó GOSAT, el campo del monitoreo de metano se ha disparado. Hoy en día, existen dos grandes categorías de equipos de metano en el espacio. Los cartógrafos de flujo de área, como GOSAT, toman instantáneas globales. Pueden mostrar dónde son comunes las concentraciones de metano y detectar fugas inusualmente grandes, llamadas «ultraemisores». Pero la mayoría de las filtraciones, grandes y pequeñas, son invisibles para estas herramientas. Cada píxel de una imagen GOSAT tiene 10 kilómetros de ancho. La mayoría de las veces, no hay forma de ampliar la imagen y ver qué instalaciones son responsables.
Jacob, DJ, Varan, DJ, Cusworth, DH, Dennison, PE, Frankenberg, C., Gautham, R., Gwanter, L., Kelly, J., McKeever, J., Ott, LE, Poulter, B., Qu, Z., Thorpe, AK, Worden, JR y Duren, RM: Cuantificación de las emisiones de metano desde escalas globales hasta fuentes puntuales utilizando observaciones satelitales de metano atmosférico, Atmos. Química. Phys., 22, 9617–9646, https://doi.org/10.5194/acp-22-9617-2022, 2022.
Los lectores de imágenes de fuente puntual, por otro lado, toman fotografías más pequeñas con una resolución mucho más fina, con tamaños de píxeles de sólo unos pocos metros de ancho. Eso significa que proporcionan datos geográficamente limitados: deben programarse para apuntar sus lentes a objetivos específicos. Pero dentro de cada imagen se encuentran datos mucho más dinámicos.
Por ejemplo, GHGSat, una empresa privada con sede en Canadá, opera una serie de 12 satélites de fuente puntual, cada uno del tamaño de un horno microondas. Las empresas de petróleo y gas y las agencias gubernamentales pagan a GHGSat para ayudar a identificar las instalaciones con fugas. Jean-François Gauthier, director de desarrollo de negocios de GHGSat, afirmó que cada imagen tomada por uno de sus satélites tiene 12 kilómetros de ancho, pero la resolución de cada píxel es de 25 metros. Una instantánea de la principal región productora de petróleo y gas de Texas, la Cuenca Pérmica, puede contener cientos de pozos de petróleo y gas propiedad de múltiples empresas, pero GHGSat puede aislarlos y asignar responsabilidades.
«Vemos cinco, 10, 15, 20 sitios diferentes emitiendo al mismo tiempo, y podemos distinguirlos», dijo Gauthier. «Puedes verlos muy claramente en el mapa y poder decir, OK, esa es una llama que no está encendida, y puedes saber qué compañía es». Asimismo, GHGSat puede examinar el extenso complejo petroquímico e identificar el tanque o tubería exacto que originó la fuga.
Pero existe una brecha entre esta lente extremadamente gran angular y muchos instrumentos afinados que señalan objetivos específicos. «Parece que hay muchos equipos en el espacio, pero todavía no tenemos la cobertura que necesitamos, lo creas o no», me dijo Andrew Thorpe, ingeniero investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Está trabajando con la organización sin fines de lucro Carbon Mapper en una nueva flota de generadores de imágenes de fuente puntual, el primero de los cuales se lanzará a finales de este año.
La razón por la que no tenemos suficiente cobertura tiene que ver con el tamaño de las imágenes existentes, su resolución y el tiempo que lleva adquirirlas. Thorpe dijo que sería muy difícil obtener una imagen continua de cualquier fuga. Los equipos de petróleo y gas pueden tener fugas aleatorias. Pueden tener fugas de forma continua o intermitente. Si recibe una instantánea cada pocas semanas, es posible que no pueda saber cuánto durará la fuga o que se pierda una columna pequeña pero significativa. Mientras tanto, los yacimientos de petróleo y gas cambian semanalmente, me dijo Joost de Gouve, químico atmosférico de la Universidad de Colorado en Boulder. Se están perforando nuevos pozos en lugares nuevos, lugares que los generadores de imágenes de fuentes puntuales no pueden ver.
«Hay muchas posibilidades de pasar por alto las emisiones porque no estamos mirando», dijo. «Si combinas eso con las nubes (las nubes pueden oscurecer la mayoría de nuestras observaciones), todavía hay muchas ocasiones en las que en realidad no vemos emisiones de metano».
De Gouve espera que MtaneSAT ayude a resolver uno de los mayores debates sobre las fugas de metano. Entre los millones de sitios que liberan pequeñas cantidades de metano todo el tiempo y los pocos que rara vez emiten enormes columnas, ¿cuál es peor? ¿Qué fracción del total representan esos grandes emisores?
Paul Palmer, profesor de la Universidad de Edimburgo que estudia la composición de la atmósfera de la Tierra, espera que ayude a obtener una imagen más completa de las causas de los cambios en la atmósfera. A principios de siglo, los niveles de metano se habían estabilizado en gran medida, afirmó. Pero entonces, alrededor de 2007, empezaron a crecer de nuevo y desde entonces se han ido acelerando. Los científicos han llegado a diferentes conclusiones sobre el motivo.
«Hay mucha controversia sobre cuáles son los grandes impulsores», me dijo Palmer. Algunos piensan que tiene que ver con el aumento de la producción de petróleo y gas. Otros -y están en este campo- piensan que tiene que ver con el calentamiento de los humedales. «Cualquier cosa que pueda ayudarnos sería genial».
MtaneSAT se encuentra en algún lugar entre los cartógrafos globales y los generadores de imágenes de fuentes puntuales. Toma imágenes más grandes que GHGSat, cada una de 200 kilómetros de ancho, lo que significa que puede cubrir más terreno en un solo día. Esas imágenes contienen detalles más finos sobre las fugas que GOSAT, pero no pueden identificar exactamente de qué instalaciones provienen las fugas más pequeñas. Además, a diferencia de GHGSat, los datos de MtaneSAT están disponibles gratuitamente para el público.
EDF, que recaudó 88 millones de dólares para el proyecto y pasó casi una década trabajando en él, dice que la capacidad clave de MtaneSAT es proporcionar estimaciones de emisiones a nivel de cuenca más precisas. Eso significa que permite a los investigadores rastrear las emisiones de toda la Cuenca Pérmica a lo largo del tiempo y compararlas con otros campos de petróleo y gas en los EE. UU. y en el extranjero. Muchos países y empresas se han comprometido a reducir sus emisiones, y MtaneSAT proporcionará cantidades relevantes de datos para ayudar a rastrear el progreso, me dijo Marion Sargent, científica senior de proyectos de la Universidad de Harvard que trabaja con EDF en MtaneSAT.
Cortesía de MetanoSAT
También ayuda a la Agencia de Protección Ambiental a comprender si sus nuevas regulaciones sobre metano están funcionando. Ayudará al desarrollo de nuevas normas para el gas natural importado a Europa. Como mínimo, ayuda a los compradores de petróleo y gas a distinguir entre productos asociados con una intensidad alta o baja de metano. También permite a las empresas de combustibles fósiles que miden sus propias emisiones de metano comparar su desempeño con los promedios regionales.
Metanesat no puede detectar todas las fuentes de emisiones de metano en el mundo. La planificación está limitada por la cantidad de datos que se pueden enviar a la Tierra, por lo que debe ser estratégica. Sargent está limitando la recopilación de datos a 30 objetivos por día y, en el corto plazo, serán en su mayoría áreas productoras de petróleo y gas. Su objetivo es mapear las emisiones del 80% de la producción mundial de petróleo y gas durante el primer año. El resultado podría ser revolucionario.
“Podemos observar todo el sector con mayor precisión y rastrear esas emisiones, cuantificarlas y rastrearlas a lo largo del tiempo. Hamburgo dijo a los periodistas el viernes que se trata de la primera vez que se dispone de datos empíricos para cualquier sector, para cualquier gas de efecto invernadero.
Pero eso todavía no es suficiente, dijo Thorpe de la NASA. Quiere que la próxima generación de instrumentos comience a observar más de cerca las fuentes naturales de emisiones, como los humedales. «Emisiones como estas son realmente importantes y muy poco comprendidas», afirmó. Así que creo que hay mucho potencial para trabajar en áreas que son realmente difíciles de abordar con las tecnologías actuales.