El cambio climático ya está afectando a la defensa

cambio climáticoMientras los incendios forestales agotan los recursos de la Guardia Nacional, el Pentágono se apresura a desarrollar modelos informáticos que puedan orientar mejor las decisiones sobre los esfuerzos de sostenibilidad.

El Pentágono se encuentra en medio de un enorme esfuerzo de varios años para adaptarse mejor al cambio climático y reducir las emisiones de efecto invernadero. Pero el clima cambiante ya está imponiendo costes a las fuerzas armadas e incluso desafiando la preparación para la lucha contra otros estados nacionales.

“En términos de operaciones actuales, tenemos guardias nacionales y soldados y aviadores en servicio activo participando en la lucha contra el fuego. Así que son… personas que no están haciendo su trabajo primario, de modo que ya estamos experimentando el cambio climático y sus efectos. Ahora mismo, sabemos que éstos no harán más que aumentar con el tiempo”, dijo en una entrevista Richard Kidd, subsecretario de Defensa para el medio ambiente y la resiliencia energética.

Este es sólo uno de los ejemplos más evidentes del impacto del clima en la defensa. La asistencia humanitaria y el apoyo a la autoridad civil también son misiones del Departamento de Defensa, como se indica en la Estrategia Nacional de Defensa, y el cambio climático está aumentando el tamaño y el alcance de esas misiones, dijo Kidd.

“Ya hemos visto pruebas anecdóticas del aumento de la demanda de apoyo nacional. Si se hace un seguimiento del número de días que se necesitó a la Guardia Nacional para prestar apoyo a las autoridades civiles, el año pasado fue el más alto registrado”, dijo.

Parte de ello fue la respuesta a las protestas masivas en todo el país. Pero este año, con muchas menos protestas, “estamos en camino de superar esa cantidad”. Se trata de guardias nacionales llamados a luchar contra los incendios forestales”, dijo. “Del mismo modo, la respuesta del Cuerpo de Ingenieros del Ejército a los huracanes y sequías en apoyo de la respuesta nacional a través de la FEMA (Federal Emergency Management Agency)”, también aumentará, dijo.

Apoyar a los bomberos y a otras personas que se enfrentan a catástrofes naturales es un trabajo satisfactorio para muchas tropas, dijo Kidd. Pero, añadió, “hay un coste de oportunidad: si el equipo y el personal se utilizan para eso, no están haciendo otras cosas. No están haciendo el tipo de entrenamiento de guerra que necesitan hacer”.

Con el tiempo, hacer frente a los efectos del cambio climático se convertirá en un área clave de la participación militar, dijo. “Predecimos absolutamente que esas demandas irán en aumento, y sí, podemos hacerlo”.

Cada vez más expertos en seguridad están de acuerdo.

En junio, el International Military Council on Climate and Security publicó su segundo informe sobre las repercusiones del cambio climático en cuestiones como la gobernanza y los disturbios civiles en todo el mundo. Encuestaron a expertos de diversas instituciones, como la Planetary Security Initiative del Netherlands Institute of International Relations, el Hague Centre for Strategic Studies y el French Institute for International and Strategic Affairs, preguntándoles cómo esperaban que evolucionasen en la próxima década diversas áreas de riesgo como la biodiversidad, la disponibilidad de agua y la inestabilidad dentro de las naciones. La opinión de los expertos resultó ser poco halagüeña.

“Los encuestados esperan que la mayoría de los riesgos planteen niveles de riesgo entre altos y catastróficos para la seguridad. Dentro de diez y veinte años, los encuestados esperan niveles de riesgo muy elevados en casi todos los tipos de fenómenos de seguridad climática”, señala el informe.

Los expertos concluyeron que el sistema de gobernanza mundial no está preparado para muchos de los riesgos. Así que, en parte debido a esa falta de preparación, cada vez más la respuesta internacional a los problemas relacionados con el cambio climático recaerá en los hombres y mujeres de uniforme.

“Los ejércitos se verán cada vez más desbordados a medida que se intensifique el cambio climático. A medida que aumenta el ritmo y la intensidad de los fenómenos meteorológicos extremos, los países aumentarán su dependencia de las fuerzas militares como primeros intervinientes”, escribieron. “Si bien los efectos directos del cambio climático amenazan regularmente la infraestructura militar y amenazan con reducir la preparación, las amenazas de seguridad más apremiantes provendrán de las interrupciones inducidas por el cambio climático en los sistemas sociales.”

En 2019, el Pentágono publicó una amplia revisión de los efectos del cambio climático en el plano militar, que no puso precio a los costes actuales o futuros, en parte porque dependen de cuánto pueda reducir el Departamento de Defensa sus propias emisiones.

“En términos de emisiones de gases de efecto invernadero, si fuéramos un país, seríamos el 55º mayor emisor de gases de efecto invernadero”, dijo Kidd.

“El departamento reconoce de modo absoluto que tenemos que ser parte de la solución”.

Reducir las emisiones en los cientos de instalaciones del departamento, que producen aproximadamente un tercio de sus gases de efecto invernadero, puede parecer la parte fácil, ya que los edificios y las infraestructuras son más sencillos de modelar y modificar. Pero ese es también el problema: los errores están literalmente cimentados. Unas simples decisiones erróneas pueden costar millones y la “equivocación” de cualquier elección suele quedar clara sólo con el tiempo.

“Seis pulgadas o un pie de un dique equivalen a millones de dólares en costes de construcción”, dijo Chris Massey, matemático del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos.

Pero es difícil predecir cuánto subirán los mares y se intensificarán las tormentas en las próximas décadas.

La reducción de la huella de carbono operativa militar estadounidense es un juego diferente, que consiste en comprender lo más perfectamente posible cómo cualquier decisión puede dar lugar a un resultado mejor o peor, o a la pérdida de vidas. También en este caso, la clave está en comprender mejor los riesgos asociados al cambio de una tecnología que consume mucho combustible por otra más ecológica.

Aquí es donde entran en juego nuevas tecnologías como el hermanemiento virtual. Las técnicas de modelización de alta resolución permitirán comprender mejor los efectos del cambio climático y encontrar formas de reducir la huella de carbono del Departamento.

Entender cómo predecir mejor el clima ha sido un sueño del Departamento de Defensa desde el final de la Segunda Guerra Mundial. Pero las tecnologías disponibles hoy en día han hecho que ese sueño sea una posibilidad real.

Predicción del tiempo

Para los militares estadounidenses, la idea de emplear ordenadores para modelar mejor el clima es más antigua que los propios ordenadores. Justo después de la Segunda Guerra Mundial, el ejército estadounidense barajó brevemente la idea de que podría ser posible predecir con precisión el clima, y por tanto controlarlo, mediante el uso de enormes calculadoras eléctricas. Por extraña que parezca la idea, dos de las mejores mentes del país se lo creyeron a pies juntillas y consiguieron convencer a la Marina de Estados Unidos para que financiara sus investigaciones. En octubre de 1945, el matemático John Von Neumann, al que se le atribuyen algunos de los descubrimientos informáticos más importantes de la historia, y Vladimir Zworykin, el padre de la televisión, se presentaron en el despacho del almirante Lewis Strauss y le expusieron su idea: una máquina que pudiera realizar cálculos con la suficiente rapidez como para tener en cuenta todas las variables meteorológicas y climáticas y, finalmente, predecir la lluvia o la nieve con la misma claridad que el tiempo. Strauss les proporcionó 200.000 dólares para construir su máquina, que ayudó a allanar el camino de la memoria de acceso aleatorio, o RAM, y el futuro de la computación moderna tal y como la conocemos. Lo que no hizo fue predecir con exactitud el tiempo.

Aunque Von Neumann y Zworkin subestimaron enormemente el número de cálculos que tendría que hacer una máquina para predecir perfectamente el tiempo, estaban en lo cierto. Un mayor número de cálculos permitió prever con mayor precisión las condiciones meteorológicas, algo que los militares estadounidenses de 2021 están aprovechando ahora para replantearse cómo y dónde construir instalaciones.

En julio, el Ejército anunció que había llegado a un nuevo acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo con Microsoft para probar cómo funciona el sistema de modelización de tormentas costeras del Ejército, CSTORM-M, en el entorno de la nube Microsoft Azure. La esperanza es que el traslado a una nube masiva de nivel empresarial les permita ejecutar nuevas simulaciones, nunca antes desplegadas, de la subida del mar en la costa y también permitir a los investigadores aprovechar los resultados del modelo para observar las costas con más detalle.

“Para ello necesitamos modelos de alta fidelidad”, dijo Massey. “Son eficientes desde el punto de vista computacional, pero al mismo tiempo son caros. Requieren muchas horas de CPU para conseguir ese nivel de precisión”. Cuando se trata de costes de construcción, la precisión es importante”.

C-STORM-M toma unos 10.000 registros históricos de tormentas pasadas y los modela para entender lo que podría ocurrir con futuras tormentas y otros fenómenos meteorológicos relacionados con el clima. El traslado de la operación a una nube empresarial permitirá a los investigadores ejecutar el modelo una y otra vez de forma mucho más rápida, y eso debería mejorar la precisión del modelo. Es la diferencia entre 100 horas de práctica y 1.000 o más. También les permitirá aportar otras formas de datos y mejorar aún más la comprensión de las probabilidades potenciales.

“Si por alguna razón hubiera alguna limitación, y en lugar de hacer mil simulaciones sólo se pudieran hacer veinte, entonces las partes inciertas en las respuestas en todo el espacio de probabilidades serían mucho mayores. Eso se traduciría en una gran cantidad de dinero a la hora de construir algo”, dijo Massey.

Bruno Sánchez-Andrade Nuño, científico principal del Programa de Inteligencia Artificial para la Tierra de Microsoft, afirma que la ejecución del modelo con mayor frecuencia en el nuevo entorno también mejorará la capacidad del Ejército para aplicar el modelo en diferentes lugares. La incorporación de nuevas capas de datos relacionadas con imágenes de satélite, infraestructuras, etc., permitirá a los militares comprender mucho mejor no sólo qué zonas estarán bajo el agua o serán azotadas por fuertes vientos huracanados, sino también la capacidad de recuperación del modelo. Por ejemplo, cómo puede afectar al tráfico el cierre de una determinada carretera, o cuánto tiempo tardará la base en recuperarse tras un acontecimiento importante.

En esencia, la ejecución de un modelo climático de alta resolución en un entorno de nube empresarial miles de veces es una especie de máquina de predicción, pero en lugar de predecir perfectamente el tiempo, ofrece una idea de lo que costará el tiempo y los problemas que traerá, dijo Nuño.

Más que una herramienta de previsión de “qué pasaría si”, el resultado sería una evaluación de los riesgos en determinadas circunstancias”, dijo. “Cualquier bien, cualquier servicio, cualquier población se verá amenazada por esas mareas de tempestad, por lo que es muy importante comprender esos riesgos y usarlo” para fundamentar las decisiones de construcción.

Los cálculos, dijo Massey, “dan las respuestas para saber a qué altura hay que construir. ¿Cómo de alto tiene que ser el gravamen? …Si los costes de construcción son erróneos o no se ha realizado una modelización suficiente para satisfacer los requisitos de precisión, podría ser necesario añadir 15 centímetros o más de incertidumbre o márgenes de seguridad de ingeniería a lo que ya se ha hecho”.

La Marina está realizando un trabajo de modelado similar para sus instalaciones en Hawai, así como para su astillero en Portsmouth, Virginia, a través de un proceso llamado hermanamiento digital. En esencia, crean una maqueta digital de muy alta fidelidad de la nueva base, edificio o pieza de infraestructura que se intenta construir, un gemelo virtual, y luego la martillean una y otra vez con desastres: vientos fuertes, demasiada lluvia, muy poca lluvia.

“De hecho, realizamos modelos a través de gemelos digitales en los que podemos ver la probabilidad de que se produzca un evento y los costes asociados a la mitigación, y eso realmente impulsaría algunos de los trabajos de construcción”, dijo el contralmirante John Korka, comandante del Naval Facilities Engineering Systems Command, durante el reciente evento Sea Air Space en Maryland.

En abril, el Departamento de Defensa anunció que pondría a disposición de todos sus organismos dependientes su Climate Assessment Tool (DCAT), que permite a los planificadores “examinar los efectos del cambio climático en nuestras instalaciones en dos periodos de tiempo, dos escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero en ocho áreas, sequía, temperatura, ríos y la subida del nivel del mar”, dijo Kidd.

Toda esta preparación climática está colocando al Departamento de Defensa a la cabeza como desarrollador y comprador de tecnología de microrredes, lo que podría ayudar a reducir el coste y estimular la innovación.

“Queremos aumentar la resiliencia de las instalaciones. ¿Cómo lo hacemos? Básicamente con microrredes y generación de energía in situ”, dijo Kidd. Señaló que los informes muestran que el Departamento de Defensa podría constituir un tercio del mercado de microrredes y almacenamiento de energía a gran escala debido a los nuevos requisitos de resiliencia derivados del cambio climático.

Los nuevos edificios también se equiparán con nuevos sensores para alimentar más datos en futuros modelos, a través de la iniciativa de instalaciones inteligentes, lo que debería ayudar al Departamento de Defensa a entender mucho mejor cómo está usando, y en algunos casos desperdiciando, la energía.

Reducir las emisiones operativas

Pero las instalaciones sólo representan un tercio de la huella de gases de efecto invernadero del Pentágono. La mayor parte procede de las operaciones, en las que se puede recurrir a alternativas más ecológicas. También es un área en la que el Departamento de Defensa ha sido líder durante décadas, sobre todo debido a las preocupaciones prácticas sobre la disponibilidad de combustible. El Departamento de Defensa prestará mucha atención a cómo lograr el mismo nivel de capacidad con un menor uso de combustible, dijo Kidd.

“No vamos a hablar de reducir las operaciones. Vamos a hablar de: ¿Cómo maximizamos el impacto de la energía que usamos, que es en términos de eficiencia, pero también se trata de la inteligencia artificial, la planificación de las aeronaves? ¿Podemos ser aún más precisos, más exactos? ¿Podemos cubrir el mismo conjunto de objetivos con menos activos mediante un mejor uso de la inteligencia y para esos activos?”, dijo.

También en este caso, los modelos computacionales de alta fidelidad, que probablemente se ejecuten en grandes entornos de nube, permitirán al Departamento encontrar nuevas eficiencias.  Y el Departamento ya está usando el hermanamiento virtual para los nuevos diseños de aviones, como el avión de combate experimental de sexta generación.

Otras tecnologías, como la solar de capa fina, también han alcanzado un nivel de madurez que permitirá crear nuevos vehículos más eficientes o integrarlos en los existentes.

“Hay toda una serie de tecnologías, como la fotovoltaica de película muy fina que puede colocarse en las alas de los aviones, sobre todo de los no tripulados, para darles una gran autonomía, añadir propulsión híbrida a muchos de nuestros vehículos, almacenar baterías, condensadores de energía. Tenemos una serie de inversiones y oportunidades en el ámbito de la energía operativa que aumentarán la capacidad y reducirán el consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero”, dijo Kidd.

El Departamento de Defensa, dijo, también forma parte de una nueva iniciativa de la administración Biden con la industria aérea comercial para convertir los flujos de residuos en nuevos tipos de combustible. Y el Pentágono lleva mucho tiempo experimentando con nuevos tipos de combustible de ingeniería genética o molecular.

El objetivo es llegar a una huella de carbono neta cero a mediados de siglo. Pero muchas cosas en el campo de batalla todavía no se pueden convertir fácilmente. “Si sumamos todo eso… probablemente seguiremos quemando combustible líquido en 2050”, dijo Kidd.

Eso significa que el Pentágono tendrá que encontrar alguna forma de compensar el combustible, lo que, según Kidd, podría significar usar los terrenos del Departamento de Defensa de forma diferente. “Tenemos una enorme cantidad de terreno. Podemos cambiar la forma en que usamos esa tierra, atrapar más carbono en los suelos o en la vegetación, para que sirva de compensación de secuestro para los combustibles que todavía estamos quemando”, dijo.

Aun así, no hay forma de modelar absolutamente todas las eventualidades, especialmente en el contexto de un posible conflicto. Eso significa que los mandos militares deberán seguir siendo cautelosos en cuanto a las tecnologías que prueben o desplieguen, sobre todo si se hace a costa de una capacidad que saben que funciona. Así que será difícil convencer a los jefes militares de que las nuevas soluciones funcionan mejor que las actuales.

“Me siento cómodo de que podamos adaptarnos, pero no sé la magnitud a la que podemos hacerlo”, dijo Korka. “Hablamos de la modelización, de nuevo, tomamos decisiones basadas en la probabilidad de ocurrencia, y eso es lo que introducimos. ¿Pero qué pasa si te equivocas? ¿Y qué pasa si te equivocas con algo crítico para la misión?

Fte. Defense One