Las emisiones de cohetes debilitan la capa de ozono estratosférico, advierten estudios científicos. Esto es particularmente grave debido a que, impulsado por la demanda de internet satelital, observación terrestre, exploración y turismo espacial, el lanzamiento de cohetes ha tenido una expansión significativa en los últimos años.
Por otra parte, cada lanzamiento deja una huella química que erosiona la capa, debilitando la barrera natural que protege la vida del exceso de radiación ultravioleta. Y, a pesar de que actualmente el impacto es limitado, el ritmo de crecimiento de los lanzamientos escala el problema de manera rápida. Así, cada uno de estos, cuya cantidad se ha duplicado desde 2019, libera una mezcla de cloro, hollín, óxidos de nitrógeno y partículas metálicas a alturas donde la atmósfera es especialmente vulnerable. Y, aunque el impacto directo actual es pequeño, el riesgo está en la acumulación.
Más de 2.000 lanzamientos anuales podrían reducir hasta un 4% del ozono sobre la Antártida, alertan nuevos modelos atmosféricos. Aunque no parezca mucho, en química atmosférica cambios mínimos pueden desencadenar efectos desproporcionados, especialmente en zonas polares donde las temperaturas extremas y la presencia de nubes estratosféricas favorecen las reacciones que destruyen ozono.
Investigaciones recientes demuestran que los lanzamientos continuos y frecuentes de cohetes podrían retrasar la recuperación del ozono, por lo que es necesario actuar de manera urgente para que el crecimiento futuro de la industria de lanzamiento y la protección del ozono sean mutuamente sostenibles.
Lanzamientos en aumento
Los lanzamientos de cohetes en el mundo pasaron de 102 en 2019, a 258 en 2024, y se espera que esa cifra se supere en 2025. Señalan los especialistas que entre los factores que impulsan este aumento está la demanda de lanzamiento de constelaciones de satélites a gran escala. Como razones particulares detrás del incremento resaltan la demanda de internet satelital, observación terrestre, exploración y turismo espacial.
Además, un estudio señala que la diversidad geográfica de los sitios de lanzamiento en el mundo también ha aumentado, aunque la gran mayoría permanece en el hemisferio norte.
La actividad y las ubicaciones de los lanzamientos también tienen implicaciones para sus impactos atmosféricos y en la capa de ozono.
¿Qué causa las pérdidas de ozono?
Las pérdidas de ozono se originan por el cloro que produce el propulsante sólido de los motores de cohetes y al carbono negro emitido por la mayoría de éstos. Al alcanzar la estratósfera, éste actúa como un catalizador letal, destruyendo moléculas de ozono. A esto se suma que el hollín (carbono negro) absorbe calor y calienta la atmósfera media, acelerando aún más esas reacciones destructivas.
Muchos de los gases y partículas producidos por los cohetes son radiactivamente y/o químicamente activos con una vida promedio de días hasta meses, y pueden causar destrucción de ozono. Las principales especies de emisión de los propelentes de uso común son dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), alúmina (Al2O3) y partículas de carbono negro, especies reactivas que contienen cloro y óxidos de nitrógeno (NOx=NO + NO2). Los productos de escape de cohetes de los cuatro tipos de propelentes más comunes (queroseno, criogénico, hipergólico y propelente de motor de cohete sólido (SRM)) pueden causar agotamiento de la capa de ozono.
El daño se mantiene aun cuando el cohete sale de la atmósfera. Los satélites que reentran y se desintegran liberan óxidos de nitrógeno y polvo metálico, ambos capaces de contribuir al agotamiento del ozono. Si bien los motores que funcionan con combustibles criogénicos, como hidrógeno y oxígeno líquido, apenas afectan al ozono, se usan con mucha menos frecuencia porque son complejos y costosos, De hecho, en la actualidad representan solo el 6% de los lanzamientos.
Pérdidas antes y ahora
La combustión de propulsores de cohetes para generar empuje produce gases reactivos y partículas que se emiten a la atmósfera a medida que un cohete recorre un perfil de vuelo hacia el espacio. Dentro de esta trayectoria, la estratosfera (a unos 15 – 50 kilómetros sobre la superficie terrestre) es donde reside la capa de ozono.
El ozono protege la biosfera mediante la absorción de la radiación solar UV-B, desempeñando un papel fundamental en el mantenimiento de la estructura vertical de la temperatura atmosférica.
A finales del siglo XX se empezaron a observar grandes pérdidas de ozono debido a las emisiones de clorofluorocarbonos (CFC) y otros gases halocarbonados. Gracias al Protocolo de Montreal, relativo a las Sustancias que Agotan la Capa de Ozono, y sus posteriores enmiendas y ajustes, la mayoría de los halocarbonos están ahora prohibidos.
La capa muestra signos tempranos de recuperación, con un retorno a los niveles de 1980 proyectado para las próximas décadas, dependiendo de la latitud y las futuras emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, aunque la capa se está recuperando lentamente de los efectos de los CFC, la abundancia media global de ozono sigue siendo un 2 % inferior a la medida antes del inicio del agotamiento.
Posibles efectos en la atmósfera
Dos estudios recientes han examinado los posibles efectos del lanzamiento de cohetes en la atmósfera. En uno de ellos modelaron los impactos del carbono negro emitido por cohetes en la atmósfera y el clima. Identificaron una pérdida de ozono estacional en el hemisferio norte debido al calentamiento radiativo de la estratosfera, el cual incrementa las tasas de pérdida de ozono químico.
Otra investigación modeló los escenarios basados en las actividades contemporáneas de lanzamiento de cohetes y la reentrada, e identificaron pérdidas globales de ozono que aumentan con el aumento de la cadencia de lanzamiento.
Previamente, en 2022, la Evaluación Científica del Agotamiento del Ozono de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) señaló una mayor preocupación por el aumento de la frecuencia de lanzamientos de cohetes civiles sobre el ozono estratosférico del siglo XXI, así como por las grandes lagunas de conocimiento. Para ello usaron un modelo acoplado de química y clima para estudiar los impactos de los lanzamientos de cohetes en la capa de ozono en el futuro cercano (2030).
El estudio
Escenarios de la investigación dirigida por Laura Revell de la Universidad de Canterbury, en Nueva Zelanda
Los modelos científicos más conservadores, como los desarrollados por el equipo internacional de Laura Revell, calculan una pérdida del 0,17% del ozono global para 2030 con un ritmo moderado de 884 lanzamientos por año.
Ahora bien, con 2.040 lanzamientos anuales, la pérdida alcanzaría el 0,29% global y hasta un 4% en la Antártida, donde la capa de ozono ya es frágil por naturaleza.
En la investigación participaron científicos de la Universidad de Canterbury, Nueva Zelanda; el Observatorio Davos, el Centro Mundial de Radiación y el Instituto para Ciencia Atmosférica y Climática, Suiza; la Universidad de Harvard, Estados Unidos; el Instituto de Geociencias, Madrid, y de la Universidad de San Petersburgo en Rusia.
La investigación determinó que las partículas de carbono negro tienen menor peso que la alúmina y, por lo tanto, están más dispersas en la estratosfera. En tanto, el cloro inorgánico (Cly = HCl + ClONO₂ + HOCl + ClO + 2 × Cl₂O₂ + Cl + 2 × Cl₂ + BrCl) aumenta aproximadamente un 10 % en la estratosfera superior. Por el contrario, los cambios en las concentraciones de vapor de agua y NOx emitidos por los cohetes son pequeños (menos del 2% y el 4%, respectivamente) y estadísticamente insignificantes en comparación con las concentraciones de fondo estratosféricas.
De 1980 a la actualidad
La crisis del ozono se convirtió, en la década de 1980, en un símbolo global del daño ambiental causado por la gran familia humana. Los CFC presentes en aerosoles y sistemas de refrigeración estaban literalmente agujereando la atmósfera.
Con la firma del Protocolo de Montreal en 1987, se prohibieron estos compuestos, lo que logró reducir sus emisiones en un 99%. Y aunque en la actualidad la capa de ozono muestra signos de recuperación, no está completamente a salvo.
Estos y otros estudios recientes advierten que, si no se actúa a tiempo, la nueva fuente de contaminación que representa el lanzamiento masivo de cohetes al espacio puede ralentizar o incluso revertir parte de los avances logrados.
Se hace evidente que la tecnología no es neutra por lo que no deben ignorarse las alertas tempranas. Hacerlo podría poner en riesgo la capa de ozono, con consecuencias para la salud humana, los ecosistemas y el clima.
Con información de Nature, Techno-Science y Ecoinventos
No te pierdas
> Basura espacial es una nueva amenaza para el planeta
> Contaminantes atmosféricos amenazan la polinización de los insectos