ES2406630B1

ES2406630B1 - Metodo para el control de la irradiacion solar sobre la superficie terrestre mediante la dispersion controlada de aerosoles

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Publication number: ES2406630B1
Application number: ES201000372A
Authority: ES
Inventors: Alfonso Miguel Gañan Calvo
Original assignee: Universidad de Sevilla
Current assignee: Universidad de Sevilla
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: ES2406630A1; WO2011113976A3; WO2011113976A2

Abstract

Método para el control de la irradiación solar sobre la superficie terrestre mediante la dispersión controlada de aerosoles del tipo que emplean tecnologías Flow Burring{reg} y/o Flow Focusing{reg} que se caracteriza porque comprende (i) una etapa de dispersión controlada de aerosoles inocuos en la atmósfera, en donde dichos aerosoles se consiguen mediante la nebulización masiva de una solución acuosa; y (ii) una etapa de observación y cálculo del balance radiante local y global.

Description

MÉTODO PARA EL CONTROL DE LA IRRADIACiÓN SOLAR SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE MEDIANTE LA DISPERSiÓN CONTROLADA DE AERSOLES

La presente invención se encuadra en el sector de las tecnologías medioambientales y, más concretamente, en la de geo-ingeniería, encaminado a mitigar y, en la medida de lo posible, controlar las consecuencias de la emisión incontrolada de gases de efecto invernadero y el calentamiento global.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

La masa de aire que descansa sobre la superficie terrestre es de aproximadamente unos 5.5x1018 kg. De esta masa, actualmente un 0.04% (400 ppm aproximadamente) corresponde actualmente al CO2. Por tanto, en la actualidad existen en la atmósfera unos 2 billones de toneladas (2x1015 kg) de CO2• La emisión humana anual de CO2 asciende a un 1.5% de esta cantidad actualmente, unos 30.000 millones de toneladas (3x10" kg), cuantificada a través del consumo energético anual mundial, unos 500 exajulios, de los cuales más del 90% provienen de la combustión de petróleo, carbón y gas.

Actualmente, se estima que la masa de aerosoles de diversos orígenes naturales y artificiales asciende a una milmillonésima parte de la masa de aire atmosférica, es decir, unos 5.5x109 kg, la mayor parte concentrada en los niveles inferiores de la troposfera. Se sabe que entre una quinta y una cuarta parte de dicha masa de aerosoles es de origen artificial o está provocada por la actividad humana. Dicha masa de origen humano produce efectos ópticos bloqueantes que ya son cuantificables a niveles de superficie.

Estudios recientes del efecto de los aerosoles en el continente africano (Paeth & Feichter 2005, Climate Dynamics 26, 35-54) permiten estimar que una masa de aerosoles dispersos en la atmósfera equivalente a unos 20-25 mg producirían un efecto albedo compensador del efecto invernadero de 1 kg de CO2, en cuanto a balance radiante global, aunque hay que admitir que el grado de incertidumbre en esta medida es mucho mayor que el grado de incertidumbre en el efecto de calentamiento estrictamente achacable al CO2. Aun asi, admitiendo el grado de incertidumbre involucrado, los cálculos anteriores permiten estimar que una masa de

aerosoles inocuos en torno a unos 2. millones de toneladas podrlan compensar en

caso de necesidad las emisiones anu:ales de CO2 debidas a la actividad humana.

De este resultado se puede inferir un dato básico para el cálculo que interesa a esta

5: invención. En efecto, en términos globales, se ha determinado experimentalmente

(Paeth & Feichter 2005, C/ímate Dynamics 26, 35-54) que concentraciones másicas

de aerosoles del orden de un quinto de milmillonésima parte en masa en la

atmósfera producen efectos medibles. Esto lleva a que la dispersión en la atmósfera

de una masa en torno a un millón de toneladas (109 kg) de aerosoles produciría

10: efectos con consecuencias ópticas medibles en mayor o menor grado a escala

global como función del tamaño, geometría, estructura y composición química de

dichos aerosoles. Esta masa de 109 kg, curiosamente, coincide con la que indica el

Premio Nobel Paul J. Crutzen en su ensayo publicado en C/imatic Change (2006) ,

77, 211 -219, en defensa de la inyección de aerosoles de azufre en la atmósfera para

15: modificar su efecto albedo.

En general, los aerosoles no presentan una concentración vertical homogénea en la

atmósfera, ni su efecto es el mismo a distintas cotas. De hecho, la fracción de

aerosoles que alcanza la estratosfera exhibe una persistencia en suspensión en esa

2O: zona muy superior a la de :zonas inferiores, donde son precipitados

fundamentalmente por corrientes descendentes, lluvia, nieve o granizo. Además, la

dispersión en zonas extensas de elevada humedad puede producir la nucleación de

grandes masas de nubes persistentes a cotas bajas o altas de distinta naturaleza.

Por otro lado, el efecto albedo provoc:ado por aerosoles es tanto más intenso cuanto

25: mayor es su altura, dentro de la capa atmosférica.

Se desconoce por parte del inventor, experto en la materia, ningún método o

procedimiento que contenga las caracteristicas esenciales de la invención tal y como

se describen a continuación.

30

EXPLICACiÓN DE LA INVENCiÓN

Esta invención trata de introducir modificaciones controladas del balance radiante de

la Tierra para compensar los efectos negativos de los gases de efecto invernadero

35: (·carbon offsetting'). Así, se proponen unos nuevos vectores de control activo del

balance radiante global (definido en Kiehl and Trenberth 1997, Bull. Am. Metero.

Soco 78, 197-208) Y se describe la viabilidad de dichos vectores, describiendo

métodos para el control de la irradiación solar que incide sobre la superficie terrestre y su efecto albedo, mediante la dispersión controlada de aerosoles inocuos con propiedades fisicoquímicas y ópticaB determinadas. Dicha dispersión se realizaría con capas de la atmósfera donde dichos aerosoles pueden permanecer suspendidos durante tiempos suficientemente largos, asf como cubrir áreas de suficiente extensión, o donde su interacción con el vapor atmosférico pueda generar suficiente nucleación, para que sus efectos sean suficientemente significativos y cuantificables.

En una realización particular de la invención, para lograr los efectos deseados, los aerosoles propuestos pueden disper.sarse en regiones inferiores de la estratosfera, donde su persistencia es más grande, pero está más limitada que en otras regiones más altas, y por tanto, pueden ofrecer una vida útil controlada, es decir, que en el caso que se observase un efecto no deseado o imprevisto asociado a esta acción artificial, la ventana temporal de persistencia del efecto observado será muy corta. La dispersión de los aerosoles propuesta se produciría en distintos puntos o coordenadas terrestres desde los que, debido a las condiciones meteorológicas medias locales, su distribución vertic:al y su localización en corrientes globales, se maximizaría u optimizarla dicha dispe~rsión.

La optimización se formula en una realización particular mediante una función objetivo de balance radiante global, estimado en una compensación en torno a 1 W/m2, mediante un incremento del e~:;pesor óptico atmosférico en el espectro visible de la radiación solar global incidente. Naturalmente, el análisis de dicho balance involucrarfa una monitorización y análisis permanente de las variables climáticas globales y su distribución geográfica, así como la estabilidad de los patrones circulatorios globales, incluyendo nivE~les de temperatura y humedad, precipitaciones y velocidades de viento locales, ¡;;Ilobales, medios y temporales, así como su distribución vertical. Dicha función objetivo puede hacer uso de códigos numéricos de predicción globales ya existentes (por ejemplo, el AR4, citado en el IPCC Report 2007), contando como parámetros de entrada con las condiciones climáticas y meteorológicas históricas desde flechas en las que dichas condiciones son disponibles o deducibles, para prede~cir las desviaciones significativas que pudieran producirse por el uso de los métodos propuestos.

La invención propuesta haría también uso de los medios actuales de monitorización y cuantificación del balance radiante global (por ejemplo, el Geostationary Earth Radiation Budget -GERB-a bordo del Meteosat-8), y una red de medición en tierra

"

de los efectos meteorológicos y clmbientales producidos por las dispersiones propuestas, para monitorizar la evolución y convergencia de las variables hacia la función o funciones objetivo y/o la desviación de la trayectoria de dichas variables hacia los objetivos, haciendo uso auxiliar de las predicciones de los códigos numéricos mencionados. Se proponen por tanto herramientas para el control activo del cambio climático y su reorientación artificial y controlada (Geoingenieria), de manera que la cubierta atmosférica natural, y su dinámica alimentada por la energia radiante del sol, sea integrada en un sistema global de mantenimiento de las condiciones favorables para nuestro desarrollo. A este respecto, es interesante resaltar el hecho obvio de que la €!volución biológica e intelectual de la especie humana lleva asociada escalas de tiempo mucho mas largas que los tiempos característicos de su actividad global y los efectos globales que provoca, con lo cual la especie humana se convierte en su propia víctima: en general no podría adaptarse lo suficientemente rápido a los cambio provocados. Estas consideraciones nutren la idea de que, para evitar grandes niveles de sufrimiento globales, sería útil poder contar con el conocimiento profundcl y las herramientas que permitieran intervenir correctivamente en la dinámica global (como si de un "jardín~ se tratase), ya que nuestro desarrollo como especie ha conllevado acciones incontroladas sobre dicha dinámica.

En particular, al describir esta invención se hace un especial énfasis en el análisis de su factibilidad a través de tecnologías actualmente disponibles.

Es objeto de la presente invención u n método para el control de la irradiación solar sobre la superficie terrestre mediante la dispersión controlada de aerosoles que se caracteriza por que comprende

(i) la dispersión controlada de aerosoles inocuos en la atmósfera, en donde dichos aerosoles se consiguen mediante la nebulización masiva de una solución acuosa usando tecnologlas Flow Blurring® y/o Flow Focusing®;

(ji) la observación y cuantificación de

(a): la (irradiación) total incidente sobre la Tierra,

(b): la potencia radiante total emitida por la Tierra, que puede obtenerse por saltélites desde varios puntos en una órbita geoestacionaria (réldiación total perdida) mediante la medición del espectro de radiación emitido por la Tierra y la integración de la potencia emitida len cada frecuencia a lo largo de todas las longitudes de onda ;

,

"

Oii) la observación de la evolución del balance radiante total (potencia total incidente menos potencia total em~:ida) con el tiempo y su correlación con los eventos de dispersión de aerosoles.

(iv) la maximización progresiva de la correlación existente entre los eventos

5 de dispersión de aerosoles y la aparición de un cambio del balance radiante en el tiempo, realizando campañas sucesivas de dispersión de aerosoles y tomando como parámetros

(a) el número de zonas: de dispersión,

(b): el tiempo de dispemión, 10 (e) la masa total dispersada,

(d) el tamaño medio y la desviación geométrica del tamaño de los aerosoles dispersados,

(e) la longitud y latitud de la zona o zonas de emisión,

(f): la extensión superfic:ial cubierta por la zona o zonas de emisión, 15 (9) la altura a la que sel producen las dispersiones,

(h) el momento del ciclo anual cuando se realizan las dispersiones.

También es objeto de la presente invención un método de acuerdo con el objeto anterior y que se caracteriza porque la solución acuosa es agua de mar.

20 Otro objeto de la presente invención es un método de control de la irradiación solar sobre la Tierra según los objetos antElriores, caracterizado porque la solución acuosa es una solución de sales minerales u orgánicas presentes en concentraciones comprendidas en el rango desde cero hasta el doble del punto de saturación a

25 temperatura y presión estándar.

También es objeto de la presente invendón un método de acuerdo con los objetos anterionnente descritos, y que se caracteriza porque la dispersión controlada de aerosoles se realiza desde puntos fijos o m6viles sobre la superficie terrestre

30 situados a una altura comprendida entre los O y los 20.000 metros sobre el nivel del mar.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras caracteristicas técnicas, aditivos, componentes 35 o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y no se

pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente

invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y

preferidas aquí indicadas.

5: EXPOSICiÓN DETALLADA DE MOrlOS DE REALIZACiÓN Y EJEMPLOS

Como ha sido previamente indicado, la invención propuesta hace uso de métodos de

producción y dispersión controlada de aerosoles, así como su dinámica y cinética

fisicoquímica , diseñados en función de sus propiedades ópticas bloqueantes de

10: determinadas bandas de longitudes de onda. La interacción controlada de los

aerosoles dispersados con la atmós'fera y sus componentes, fundamentalmente el

vapor de agua, trataría de maximizar los efectos de bloqueo óptico de determinados

rangos de longitudes de onda.

15: Debido a la elevada complejidad de los mecanismos involucrados, la presente

invención analiza la factibilidad de un instrumento artificial del control del balance

radiante de la Tierra usando aerosoIE~S. Como se ha indicado, cabe estimar que una

masa de aerosoles de un millón de toneladas situada en los niveles inferiores de la

estratosfera puede producir una desviación cuantificable del balance radiante de la

2 O: Tierra. La estructura vertical de la atmósfera terrestre pennite por tanto la creación

de capas con propiedades ópticas de suficiente concentración y persistencia para

generar un efecto albedo controlable mediante el uso de aerosoles. Se puede definir

un índice de referencia útil para esta invención, o unidad de masa útil (UMU) de

aerosoles, como un millón de lons!/adas de un aerosol con propiedades físico

25: químicas tales que produjese propie(jades ópticas equivalentes (en términos de sus

efectos radiantes globales, incluyendo los resultantes de su interacción con el vapor

de agua atmosférico) a una profundidad óptica de 0.007 en el espectro visible, en los

niveles inferiores de la estratosfera (11 .000 metros de altitud). Definamos entonces 1

UMU=10' kg.

30

Por otro lado, es necesario introducir un Indice de referencia temporal útil que refleje

la inercia del sistema activo empleado, en este caso los aerosoles dispersados, y

que sirva como parámetro fundamental de respuesta del sistema global para

garantizar su conlrolabi/idad. En este sentido, el tiempo orbital alrededor del sol

35: establecería una cota para el til~mpo máximo de persistencia. Ademas, la

persistencia nunca debería ser superior al tiempo estacional, para evitar la aparición

de respuestas subannónicas inducidas por los ciclos de persistencia, que podrían

hacer incontrolable el sistema global por fenómenos como resonancias o bombeos paramétricos (por ejemplo, este tiPlj de fenómenos se han materializado en el pasado en los períodos de glaciación conocidos). Por tanto, si la persistencia de los aerosoles se define estacionalmente, su vida media útil debería estar en torno a los tres meses, Por otro lado, desde el punto de vista de los costes de dispersión, cuanto mayor es la persistencia melnores son dichos costes. Por tanto, para los efectos de esta invención en relación con una dispersión de aerosoles, puede definirse una unidad temporal de vida media útil igual a tres meses (definamos la Unidad de Vida Útil como 1 UVU=7.9x106 segundos), Finalmente, la cota de dispersión puede quedar determinada por el nivel de persistencia temporal más apropiado, pero dada la velocidad de sedimentación estacionaria de una partícula de tamaño en torno a 10 micras con gravedad específica como la del agua, unos 3 milímetros por segundo, la cota de r,eferencia puede definirse como 11 .000 metros (teniendo en cuenta la existencia de regiones de elevada turbulencia), es decir, la cota de comienzo de la capa inferior de la estratosfera. Es muy interesante enfatizar aqui, para los efectos de esta invención, que esa es la cota usual de vuelo de los aviones comerciales.

Objetos de la invención

Es objeto de esta invención un métoclo para el control de la irradiación solar sobre la superficie terrestre mediante la dispersión controlada de aerosoles que se caracteriza por que comprende

(i) la dispersión controlada del aerosoles inocuos en la atmósfera, en donde dichos aerosoles se consiguen mediante la nebulización masiva de una solución acuosa usando tecnologías Flow Blurring® y/o Flow Focusing®;

(ii) la observación y cuantificac:ión de

(c): la (irradiación) total incidente sobre la Tierra,

(d): la potencia radiante total emitida por la Tierra, que puede obtenerse por satélites desde varios puntos en una órbita geoestacionaria (raldiación total perdida) mediante la medición del espectro de radiación emitido por la Tierra y la integración de la potencia emitida en cada frecuencia a lo largo de todas las longitudes de onda ;

(iii) la observación de la evolución del balance radiante total (potencia total incidente menos potencia total emi'lida) con el tiempo y su correlación con los eventos de dispersión de aerosoles.

"

5 10: (iv) la maximización progresiva de la correlación existente entre los eventos de dispersión de aerosoles y la aparición de un cambio del balance radiante en el tiempo, realizando campañas sucesivas de dispersión de aerosoles y tomando como parámetros (a) el número de zonas; de dispersión, (b) el tiempo de dispersión, (c) la masa total dispersada, (d) el tamaño medio y la desviación geométrica del tamaño de los aerosoles dispersados, (e) la longitud y latitud de la zona o zonas de emisión, (f) la extensión superficial cubierta por la zona o zonas de emisión, (g) la altura a la que SE! producen las dispersiones, (h) el momento del ciclo anual cuando se realizan las dispersiones.

15: También es objeto de la invención un método de acuerdo con lo anterior que se caracteriza porque la solución acuosal es agua de mar.

2O: Otro objeto adicional de esta invención es un método de acuerdo con lo expuesto anteriormente que se caracteriza porque la solución acuosa es una solución de sales minerales u orgánicas presentes en concentraciones comprendidas en el rango desde cero hasta el doble del punto de saturación a temperatura y presión estándar.

25: Finalmente, es también objeto de esta invención un método de acuerdo con todo lo anterior que se caracteriza porque IC::I dispersión controlada de aerosoles se realiza desde puntos fijos o móviles sobre! la superficie terrestre situados a una altura comprendida entre los Oy los 20.000 metros sobre el nivel del mar.

30: Ejemplo 1. Uso de aerosoles salinos.

35: Por ejemplo, y sin que éste pueda considerarse restrictivo para los efectos de esta invención, se propone que los aerosc)les dispersados sean espráis de agua de mar, bien lanzados en vertical desde la superticie marina, o desde vehículos aéreos. Se propone para ello el uso de conjuntos o matrices de nebulizadores basados en

"

configuraciones Flow Blurring®, que producen una amplia concentración de gotas

hasta los rangos nanométricos e incluso moleculares, y son mucho más flexibles en

cuanto a condiciones de operación. Por tanto, puede definirse una unidad de energía

tilil (UEU) equivalente a la requerida por un nebulizador Flow Blurring® para

5: dispersar en forma de aerosol salino seco una cantidad equivalente a una UMU,

sabiendo que la concentración media salina de la hidrosfera es de unos 3.5 gramos

por kg de agua. Es decir, podemos definir 1 UEU=2.86x1015 julios.

Las estimaciones y datos anteriores indican que, teniendo en cuenta el consumo

10: energético global anual de la especie humana en torno a los 500 exajulios (5x1020

julios), el coste energético del procedimiento propuesto en esta invención,

comparable a una UEU , requeriría una fracción inferior a la cienmilésima parte del

consumo global anual humano. Si se tiene en cuenta que el consumo energético del

transporte aéreo equivale en torno a un 3% del consumo global anual (y produce en

15: torno al 3% de las emisiones de CO2 mundiales), en torno a 1.5x1 019 julios, una UEU

equivale a un 0.02 % del consumo global anual del transporte aéreo (no obstante,

debido a que una UVU es 4 veces inferior a un año, dicho porcentaje se

incrementarla hasta el 0.1% aproximadamente).

2 O: Más aun, si tuviera que ser dispersado a escala global una UMU estacionalmente, la

potencia media requerida (o el cociente de 1 UEU/1 UVU, es decir, 362.76 MW,

definible como unidad de potencia demandable, UPD), la puede abastecer, por

ejemplo y sin que esto sea restrictivo para los efectos de esta invención, una red de

menos de 1000 turbinas de viento de potenCia en torno a 1 MW, situadas

25: estratégicamente a lo largo de toda la superficie marina.

Lógicamente, para dotar a la red de capacidad de respuesta y control, y poder

desacoplarla de efectos puramente estacionales, podrfa dimensionarse para que

pudiera suplir de 10 a 20 veces una UPD. Dichas turbinas de viento estarian

3 O: especlficamente diseliadas para extraer y filtrar agua marina, y dispersarla en forma

de grandes chorros neumáticos bifásicos (aire y gotas de agua salina) dirigidos

verticalmente. Para ello, las turbinas contarían con un gran nebulizador que, por

ejemplo, podría albergar en torno a 1 millón de celdas u orificios individuales.

35: Para analizar la factibilidad de la dispersión en vertical de los aerosoles desde la cota

marina, puede considerarse la dinámica de los chorros bifásicos producidos. El factor

de penetración vertical del chorro neumático bifásico es fundamentalmente función

de los números de Reynolds y R;ayleigh, así como de otros parámetros que

cuantifican los efectos relativos de la evaporación de las gotas y su cinética, humedad relativa, etc. En medidas realizadas experimentalmente, se ha demostrado que la dispersión lateral del chorro neumático producido por conjuntos de celdas 5 individuales en un número elevado es inferior al efecto de la difusión intema de cantidad de movimiento entre los chorros individuales y fases intervinientes (corriente de aire y gotas de liquido), en los primeros estadios de desarrollo del chorro. De esta forma, por demandl:1 de la conservación de la masa, a una cierta distancia de los orificios de salida, el chorro de aerosol llega a tener un diámetro

10 menor que a la salida de la propia matriz de nebulizadores, y su velocidad es tal que se ha homogeneizado para las dos fases intervinientes (portadora y dispersa). Cuanto mayor es la matriz de nebulizadores, menor es el efecto de difusión lateral frente al de difusión interna, y los orificios de salida más intemos se encuentran aislados o KapantalladosH respecto al exterior.

15 Por tanto, puede estimarse el diámetro y la velocidad media del chorro mediante un balance de masa y energía mecánica del flujo bifásico resultante, con difusión despreciable respecto al exterior. A partir de dicho balance, se obtiene que el diámetro del chorro Dp es aproximadl:lmente, en ausencia total de dispersión lateral,

donde D, N, mIy ms son el diámetro de los orificios individuales, el número de dichos

orificios, el caudal másico de líquido y el caudal másico de aire, respectivamente. La

velocidad promedio liS de ambas fases seria aproximadamente:

-: 112

us:=::~ (:: +1 U

J

donde U seria la velocidad de descarga del gas a través del orificio. Para relaciones de flujo usuales (por ejemplo, del orden de 0.1),

la velocidad resultante tras la difusión interna, exclusivamente, sería comparable a la

de descarga de los orificios. Dado qUi3 dicha velocidad de descarga es comparable a

la del sonido, se obtienen velocidades muy altas a distancias grandes del punto de

descarga, comparadas con el diámetro de la matriz de orificios. Por otra parte, se ha

5: observado que la presencia de una fase dispersa favorece la persistencia de la

estructura interna del flujo, dotándolo de una especie de "rigidez" cinemática

(cuantificable a través de un aumento de la viscosidad cinemática efectiva media

bifásica) que lo hace más penetrante y menos susceptible de desarrollar

inestabilidades globales, que lo llevarían a una difusión turbulenta rápida y efectiva,

10: como ocurre en la mayoría de chorros a números de Reynolds suficientemente altos.

Además, dadas las dimensiones de dichos chorros y la rápida disminución de la

densidad del aire en vertical, una 'inversión energética en producir un pequeño

aumento de temperatura del aire expulsado produciría una fuerza de flotación y un

efecto de persistencia hasta altums del orden de las estratosféricas. Dichas

15: estimaciones sencillas y observaciones experimentales respaldan la factibilidad del

ejemplo propuesto para la realización de la invención.

Otro ejemplo de modo de dispersión tje los aerosoles es el uso de aviones de líneas

regulares comerciales o similares, que descargarían los aerosoles salinos, en el

2O: curso de sus viajes comerciales, mBdiante nebulizadores Flow Focusing® o Flow

Blurring®, cuando dichos aviones alc;anzasen la cota de crucero. Si dicha dispersión

la realizaran regularmente los aviones comerciales de pasajeros, para tener una idea

del coste demandado a las compañíéls de aerolíneas, considérese que, como se ha

apuntado anteriormente, una UEU si~lnifica un 0.02% del consumo energético global

25: anual de las aerolíneas comercialEls. En efecto, el número medio de aviones

comerciales sobrevolando cada im>tante la superficie terrestre en los niveles

inferiores de la estratosfera está en torno a 104 , actualmente. Dividiendo una UPD

por dicho número, se obtiene una potencia demandable por avión en vuelo en torno

a los 36.27 kW (48.65 CV), equivalente al quemado de 2 gramos de keroseno por

30: segundo con una eficiencia en torno al 50-60%. Para comprobar el nivel de

consistencia de los cálculos, considérese que se consume en media en torno a 1 kg

de keroseno por segundo en vuelo de crucero, con lo cual, contando con una

eficiencia del 50%, el consumo instantáneo requerido está en torno a 0.2% del

consumo total instantáneo. RecuérdE!se que cuatro UEU's (una UVU es ~ de año)

35: requería un 0.1% del consumo globéil anual de las aerolíneas, y considerando una

eficiencia del 50-60%, lleva al 0.2% del consumo total instantáneo que habiamos

calculado anteriormente. Por tanto, E!ste consumo extra implica una carga extra de

menos de 15 kg de keroseno para un vuelo de 2 horas a velocidad de crucero. La

carga extra correspondiente al aguéll salina o salmuera (pre-concentrada hasta la

saturación) en cada vuelo programad:o debería poder suminístrar un caudal en torno

a los 200-300 gramos de salmuera por segundo a lo largo del vuelo. Para un vuelo

5: de 2 horas, la carga extra serían una~; 1.5 Tm, que a su vez demandaría un consumo

extra de unos 6.5 kg de keroseno par,a elevar dicha carga hasta los 11 .000 metros.

Es necesario remarcar en este ejemplo referido a la utilización de aerosoles salinos

que los cálculos realizados hasta ahora han hecho uso de la simplificación de que el

10: aerosol se seca en su totalidad cuando es dispersado en la atmósfera. Naturalmente,

la higroscopicidad de la sal marina hElce que esta hipótesis no se cumpla en general,

y que la masa útil de aerosoles dispersada sea a efectos prácticos mucho mayor que

la correspondiente al residuo seco. Como se trata de maximizar los efectos ópticos

bloqueantes de la dispersión, se puede hacer uso tanto de las propias características

15: ópticas de los aerosoles salinos como de su capacidad de nucleación del vapor de

agua y formación de nubes, que también provocan un efecto albedo significativo. Por

ello, la cota de dispersión, su localización geográfica, y la distribución de tamanos de

los aerosoles salinos dispersados son variables fundamentales para la optimización

del funcionamiento de la invención propuesta. Dicha optimización puede hacer que,

2 O: finalmente, el coste energético de la generación de los aerosoles propuesta pueda

reducirse sustancialmente.

Por último, es necesario enfatizar de nuevo que este ejemplo pretende un efecto

paliativo o corrector de las consecue'ncias dimáticas que pueden derivarse del pico

actual de emisiones debidas al consumo de combustibles derivados del petróleo.

25

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Método para el control de la irradiación solar sobre la superficie terrestre

5

mediante la dispersión controlada de aerosoles que se caracteriza por que

comprende

(i) la dispersión controlada dE! aerosoles inocuos en la atmósfera, en donde

dichos aerosoles se consiguen mediante la nebulizaci6n masiva de una solución

acuosa usando tecnologias Flow Blurring® ylo Flow Focusing®;

10

(ii) la observación y cuantificación de

(e) la (irradiación) total incidente sobre la Tierra,

(f) la potencia radiante total emitida por la Tierra, que puede

obtenerse por satélites desde varios puntos en una órbita

geoestacionaria (raldiación total perdida) mediante la medición del

15

espectro de radiación emitido por la Tierra y la integración de la

potencia emitida I~n cada frecuencia a 10 largo de todas las

longitudes de onda;

(iii) la observación de la evolución del balance radiante total (potencia total

incidente menos potencia total emitida) con el tiempo y su correlación con los

2 O

eventos de dispersión de aerosoles.

(iv) la maximización progresiva de la correlación existente entre los eventos

de dispersión de aerosoles y la aparición de un cambio del balance radiante en el

tiempo, realizando campañas sucesivas de dispersión de aerosoles y tomando como

parámetros

25

(a) el numero de zonas de dispersión,

(b) el tiempo de dispersión,

(e) la masa lolal dispersada,

(d) el tamaño medio y la desviación geométrica del tamaño de los

aerosoles dispersados,

30

(e) la longitud y latitud de la zona o zonas de emisión,

(f) la extensión superficial cubierta por la zona o zonas de emisión,

(g) la altura a la que SEf producen las dispersiones,

eh) el momento del ciclo anual cuando se realizan las dispersiones.
2.· Método de acuerdo con la reivindicación 1 que se caracteriza porque la solución acuosa es agua de mar.
3.-Método de acuerdo con lel reivindicación 1 que se caracteriza porque la solución acuosa es una solución de sales minerales u orgánicas presentes en concentraciones comprendidas en el rango desde cero hasta el doble del punto de saturación a temperatura y presión esotándar.
4.-Método de acuerdo con las reivindicaciones anteriores que se caracteriza porque la dispersión controlada de amosoles se realiza desde puntos fijos o móviles sobre la superficie terrestre situados a una altura comprendida entre los O y los
20.000 metros sobre el nivel del mar.