IA para mitigar el efecto climático de las estelas de los aviones

Las estelas de condensación, esas delgadas líneas blancas que con frecuencia dejan los aviones, tienen un impacto en el clima sorprendentemente importante. Según el informe del IPCC de 2022, las nubes creadas por esas estelas suponen aproximadamente el 35% del impacto global de la aviación en el calentamiento planetario, más de la mitad del impacto del combustible para aviones en el mundo. Google Research se asoció con American Airlines y Breakthrough Energy para reunir un gran volumen de datos, como imágenes de satélite, datos meteorológicos y rutas de vuelo, y utilizó IA para desarrollar mapas de previsión de estelas con el objetivo de comprobar si los pilotos pueden seleccionar rutas que eviten su formación.

^{Explicación visual de los efectos radiativos nocturnos y diurnos asociados a las estelas de condensación. El calentamiento causado por las estelas de condensación suele ser mayor durante la noche que durante el día porque, durante la noche, su efecto consiste exclusivamente en atrapar calor.}

Las estelas de condensación se forman cuando los aviones atraviesan capas húmedas y pueden mantenerse en forma de cirros durante minutos u horas, dependiendo de las condiciones atmosféricas. Esa nubosidad adicional puede reflejar luz solar hacia el espacio, además, también puede atrapar una gran cantidad de calor que, en ausencia de nubes, abandonaría la atmósfera terrestre, lo que crea un efecto neto de calentamiento. Si se evita el tráfico aéreo en zonas propensas a la aparición de estelas de condensación, se podría reducir el efecto de calentamiento. Obviamente, el desafío es saber qué rutas de vuelo son susceptibles de generar estelas de condensación.

Cómo reducir el efecto de calentamiento causado por las estelas
Durante seis meses, un grupo de pilotos de American Airlines han realizado 70 vuelos usando las predicciones de la IA de Google y cruzando las referencias con los modelos de estelas de condensación de código abierto de Breakthrough Energy han conseguido evitar altitudes susceptibles de formar estelas de condensación. Después de estas pruebas, se analizaron imágenes de satélites y se pudo comprobar que los pilotos pudieron reducir las estelas de condensación en un 54%. Esta es la primera evidencia de que los vuelos comerciales pueden evitar la formación de estelas de condensación de manera verificable y, con ello, reducir su impacto climático.

^{El capitán John P. Dudley (derecha), director general de Operaciones de Vuelo de American Airlines, y su primera oficial, Tammy Caudill (izquierda), en la cabina del primer vuelo programado para evitar la formación de estelas, que integró nuestras predicciones en la aplicación FPO de PACE para evitar estelas de condensación.}

El otro hallazgo significativo de los ensayos con American Airlines es que los vuelos que trataron de evitar la formación de estelas consumieron un 2% más de combustible. Según estudios recientes, para reducir la mayor parte del calentamiento global debido a las estelas de condensación solo se requeriría reajustar un pequeño porcentaje de los vuelos. En conjunto, el impacto total en el consumo de combustible podría ser de tan solo un 0,3%, para el programa de vuelos de una compañía aérea. Todo ello sugiere que las estelas de condensación podrían evitarse a gran escala a un coste de entre 5 y 25 dólares/tonelada de CO2e utilizando nuestras predicciones actuales, lo que las convierte en una medida rentable de reducción del calentamiento. Además, es de esperar que se produzcan mejoras adicionales.

^{Animación que muestra estelas de condensación detectadas en EE.UU mediante imágenes de satélites GOES-16 e IA}

¿Cuál es el próximo paso? 
Evitar las estelas de condensación puede ser la solución más rentable y escalable para reducir la huella climática de la aviación. Por nuestra parte, seguiremos investigando y trabajando en maneras de automatizar la reducción en la formación de estelas, además de cuantificar y maximizar el potencial de reducción. Hemos asumido el compromiso de colaborar con el sector de la aviación para que, con la ayuda de la IA, la reducción de las estelas se convierta en una realidad en los próximos años.