Cuando miramos al cielo y vemos esas líneas blancas tras los reactores, es fácil que surjan dudas sobre lo que estamos observando. En torno a las estelas de los aviones circulan todo tipo de teorías, pero la ciencia lleva años explicando con bastante claridad qué son, cómo se forman y qué papel juegan en el clima del planeta.
Lejos de ser un método de geoingeniería o una herramienta militar, las estelas son sobre todo el rastro de un fenómeno físico ligado al vapor de agua y a las bajas temperaturas de las capas altas de la atmósfera. Eso sí, su efecto sobre el calentamiento global está bajo la lupa de la comunidad científica, especialmente en Europa, donde el tráfico aéreo es intenso y muy concentrado en ciertos corredores.
Qué son realmente las estelas de los aviones
Las estelas de los aviones no contienen agentes químicos ni biológicos añadidos, ni se utilizan como herramienta secreta para modificar el clima. Lo que sale por los motores es, fundamentalmente, una mezcla de gases y partículas, y dentro de esa mezcla solo el vapor de agua es responsable directo de la formación de las estelas. El resto de componentes del escape no son los que crean esas bandas blancas que vemos desde el suelo.
Según explica la delegada de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) en Navarra, Paloma Castro Lobera, la clave está en la temperatura extremadamente baja de los niveles altos de la troposfera, la primera capa de la atmósfera donde vuelan los aviones comerciales durante la mayor parte del trayecto. En esas alturas, entre unos 8 y 12 kilómetros sobre el suelo en latitudes medias, es habitual encontrar valores de entre 30 y 50 grados bajo cero.
Cuando el chorro caliente y húmedo del motor se mezcla con ese aire tan frío, el vapor de agua se condensa y se congela formando cristalitos de hielo. Esos diminutos cristales hacen visible la estela, que a veces se ve como una línea muy fina y otras veces como una banda más ancha parecida a un cirro. Cuanto más fría es la atmósfera exterior, más tiempo puede permanecer la estela en el cielo sin disiparse.
Este comportamiento se hace especialmente evidente en regiones polares como la Antártida, donde el aire es gélido y seco. Allí, el rastro de vapor de agua que deja un avión resulta mucho más llamativo y duradero que en zonas templadas, de modo que las estelas pueden mantenerse visibles durante largos periodos, expandiéndose y ocupando áreas considerables.
Altura, latitud y concentración de estelas
La facilidad con la que se generan y se mantienen las estelas también depende de la altura de la tropopausa, el límite superior de la troposfera. Esta frontera atmosférica no está a la misma cota en todo el planeta: en los polos suele encontrarse alrededor de los 8 kilómetros, en latitudes medias se sitúa en torno a 10-12 kilómetros y en las zonas cercanas al ecuador puede elevarse hasta unos 16 kilómetros.
Este detalle es importante porque los aviones comerciales vuelan precisamente en las proximidades de esa transición entre troposfera y estratosfera. En palabras de Castro, la generación de estelas no es un proceso “matemático”: que aparezcan o no, y que duren más o menos, depende de las condiciones del día concreto y del área que se sobrevuela, incluso aunque el avión mantenga altitudes similares.
En áreas con un gran volumen de operaciones, como Madrid, Barcelona, Londres o París, es frecuente observar verdaderos enjambres de estelas. La meteoróloga pone como ejemplo la ciudad de Toledo, al suroeste de Madrid: en un día cualquiera, basta con levantar la vista para ver una decena de estelas al mismo tiempo. Algo parecido ocurre en la costa de Barcelona, donde un simple paseo en barco permite contemplar el cielo surcado por innumerables trazos blancos.
Esta acumulación de líneas puede resultar llamativa y, en ocasiones, preocupante para quien no conoce el fenómeno, pero no significa que los aviones estén rociando sustancias adicionales. Lo que vemos son condensaciones de vapor de agua y hielo en zonas de la atmósfera muy concretas. Como subraya Castro, no se trata en este caso de gases de efecto invernadero liberados a propósito, sino de un fenómeno físico asociado a la propia operación de los reactores, aunque su efecto climático global sí está siendo objeto de estudio.
De líneas finas a nubes altas que influyen en el clima
Desde el punto de vista físico, las estelas de condensación o contrails se forman cuando los gases calientes y húmedos expulsados por los motores se encuentran con capas de aire muy frías y saturadas de humedad. Las partículas presentes en el escape actúan como “semillas” sobre las que se condensa el vapor de agua, que termina congelándose y dando lugar a una nube lineal de cristales de hielo.
En sus primeras fases, esa nube es una línea fina y bien definida. Pero si las condiciones atmosféricas lo permiten, puede ensancharse, mezclarse con el entorno y transformarse en una nube alta similar a los cirros. Estas formaciones de gran altitud tienen un papel complejo en el balance radiativo del planeta: reflejan parte de la radiación solar entrante, pero también retienen el calor que emite la superficie terrestre hacia el espacio.
Las investigaciones climáticas coinciden en que, en conjunto, las estelas y los cirros derivados de ellas generan un efecto neto de calentamiento, especialmente marcado durante la noche, cuando ya no hay luz solar que reflejar y el papel dominante es el de atrapar la radiación infrarroja emitida por el suelo y los océanos.
En este contexto, varios estudios apuntan a que las estelas de los aviones podrían ser responsables de una fracción muy relevante del impacto climático de la aviación, posiblemente hasta cerca de la mitad si se suman las contribuciones de las estelas lineales visibles y de las que quedan incrustadas en nubes preexistentes.
Estelas “ocultas” dentro de los cirros
Más allá de las trazas visibles en cielo despejado, la ciencia ha empezado a fijarse en otro tipo de rastro menos evidente: las estelas de condensación que se forman dentro de nubes altas ya existentes, sobre todo cirros. Estas estelas “embebidas” no se distinguen a simple vista como líneas aisladas, pero pueden modificar de forma apreciable la estructura de la nube que atraviesan.
Un trabajo del Instituto de Meteorología de la Universidad de Leipzig ha logrado cuantificar por primera vez este fenómeno, hasta ahora poco explorado. Combinando datos de posición de aviones con observaciones satelitales basadas en láser, el equipo analizó más de 40.000 casos entre 2015 y 2021, comparando los puntos donde coincidían la trayectoria del vuelo y la medición satelital para detectar cambios en los cirros atribuibles al paso de las aeronaves.
Los resultados indican que estas estelas incrustadas aportan alrededor del 10 % del efecto de calentamiento atribuido a las estelas lineales visibles. A escala global, los investigadores estiman un forzamiento radiativo medio anual del orden de 5 milivatios por metro cuadrado, una cifra nada despreciable cuando se suman todos los factores que componen el balance energético de la atmósfera.
El estudio también despeja una duda que sobrevolaba el debate científico: se había especulado con la posibilidad de que, en ciertos casos, forzar el paso de aviones a través de cirros pudiera invertir el balance y generar un enfriamiento neto, al modificar la nube de una forma que aumentara su capacidad de reflejar radiación solar. Las observaciones no respaldan esa hipótesis; los autores no encuentran pruebas sólidas de un efecto de enfriamiento dominante en estas situaciones.
En consecuencia, desviar deliberadamente vuelos para que atraviesen zonas de cirros con la idea de conseguir un “vuelo verde” parece una estrategia poco realista. Las estelas incrustadas, lejos de compensar el calentamiento, suman un efecto adicional que debe incluirse en las evaluaciones climáticas del transporte aéreo.
La pandemia y la señal de las estelas en la atmósfera
La drástica caída del tráfico aéreo durante la pandemia de covid-19 ofreció una oportunidad casi experimental para estudiar el impacto de las estelas en un contexto de menor actividad humana. En 2020, el número de vuelos se desplomó, y con él la cantidad de perturbaciones provocadas por las aeronaves en los cirros y en la alta troposfera.
Los investigadores de Leipzig detectaron que, en ese período, la atmósfera se acercó a un estado más parecido al de las condiciones preindustriales, con menos “ruido” asociado a partículas y perturbaciones de origen humano. Paradójicamente, en ese escenario más limpio, la señal radiativa de las estelas incrustadas se hizo más clara, precisamente porque había menos interferencias de fondo.
No obstante, el efecto fue transitorio. Con la recuperación del tráfico aéreo en 2021, los indicadores volvieron rápidamente a valores similares a los de antes de la pandemia, lo que subraya hasta qué punto la aviación moderna influye en la microfísica de las nubes altas y en el balance de radiación de la atmósfera.
El estudio señala que el impacto neto de estas estelas ocultas depende de numerosos factores: las propiedades del cirro original, la posición del Sol, la hora del día (con un comportamiento distinto de día y de noche) y el tiempo transcurrido desde la formación del rastro. En general, las estelas más jóvenes, observadas en los primeros 15 minutos, tienden a generar un mayor calentamiento local que las que se han ido mezclando con la nube de fondo y ya no se distinguen con claridad.
Evitar estelas: una vía rápida, pero compleja, para reducir el impacto climático
Una de las ideas que más interés está despertando entre científicos, aerolíneas y reguladores europeos es la posibilidad de reducir el impacto climático de la aviación evitando, en la medida de lo posible, las regiones de la atmósfera propensas a formar estelas persistentes. La lógica es sencilla: si el problema no es solo el CO₂, sino también las nubes de hielo que se generan tras los aviones, impedir que estas se formen podría recortar de manera relativamente rápida parte del efecto de calentamiento.
A diferencia del dióxido de carbono, que puede permanecer en la atmósfera durante décadas, las estelas tienen un impacto casi inmediato y de corta duración. Si se consigue que un vuelo no genere una estela en una zona crítica, el beneficio climático se nota desde el mismo momento en que el avión pasa por allí, sin tener que esperar años para ver el resultado.
Sobre el papel, basta con modificar ligeramente la altitud o la ruta para esquivar las capas de aire más frías y húmedas, de manera similar a como se ajustan actualmente los niveles de vuelo para evitar turbulencias. En la práctica, el reto es mucho mayor: hay que saber con bastante precisión dónde y cuándo se darán las condiciones que favorecen la formación de estelas persistentes, y hacerlo además compatibilizándolo con la seguridad, la gestión del tráfico aéreo y el consumo de combustible.
Para abordar este desafío, la comunidad científica analiza registros de estelas ya formadas y datos atmosféricos con el fin de desarrollar modelos de predicción. Ahí entran en juego de forma decisiva las imágenes de satélite, que permiten observar grandes áreas del cielo y reconstruir el comportamiento de los contrails en situaciones reales de vuelo.
Qué ven (y qué no ven) los satélites geoestacionarios
En la actualidad, la principal herramienta para monitorizar las estelas a gran escala son los satélites geoestacionarios (GEO), situados a unos 36.000 kilómetros de altura sobre el ecuador. Desde esa posición, giran al mismo ritmo que la Tierra y pueden observar siempre la misma zona, día y noche, capturando imágenes nuevas cada pocos minutos. Esta cobertura continua los convierte en la columna vertebral de la vigilancia atmosférica en Europa y en otras regiones del mundo.
Sin embargo, un estudio reciente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) advierte de una limitación importante: al comparar imágenes de estelas tomadas por satélites GEO y por satélites de órbita baja (LEO), mucho más cercanos a la superficie terrestre, los investigadores detectaron un gran número de rastros que se le escapan a la visión geoestacionaria.
Según sus resultados, los satélites geoestacionarios pasan por alto en torno al 80 % de las estelas que aparecen en las imágenes de los satélites LEO. La razón es principalmente geométrica y de resolución: al estar más lejos, los GEO solo identifican con claridad las estelas más grandes, desarrolladas y extendidas, mientras que las más cortas, finas y recién formadas quedan difuminadas en los píxeles.
Esto no implica que se esté ignorando el 80 % del impacto climático ligado a las estelas, ya que las nubes de hielo más extensas y densas suelen ser las que generan un mayor forzamiento radiativo. Pero sí pone de manifiesto que la imagen que manejamos actualmente es incompleta y que, para diseñar estrategias eficaces de mitigación, hace falta tener bajo control también las fases tempranas y menos visibles de estos rastros.
Satélites de órbita baja y cámaras en tierra: más ojos sobre el cielo
Los satélites de órbita baja (LEO) vuelan a altitudes mucho menores que los GEO y, por tanto, ofrecen una resolución espacial mucho más fina. Esto les permite captar detalles que desde los 36.000 kilómetros de un geoestacionario resultarían imposibles de distinguir: estelas cortas, estructuras más delgadas, variaciones iniciales en la formación de cristales de hielo, etc.
La contrapartida es que los LEO no pueden observar continuamente la misma región. Solo toman una imagen cuando pasan por encima de un punto, de modo que pueden transcurrir muchas horas entre dos observaciones del mismo lugar. Esa falta de “película continua” limita su utilidad si se usan de forma aislada para monitorizar la evolución completa de las estelas.
Por eso, tanto el estudio del MIT como otros trabajos recientes apuntan a un enfoque multiobservacional: combinar las fortalezas de cada tipo de sensor. Los satélites GEO aportarían la cobertura temporal casi ininterrumpida; los LEO, la resolución y el detalle de las fases tempranas; y las redes de cámaras situadas en tierra podrían registrar en tiempo real el momento exacto en que un avión genera una estela sobre un aeropuerto o un corredor muy transitado.
Con esta combinación, los investigadores plantean la posibilidad de seguir el ciclo de vida completo de una estela: desde que sale del motor, pasa por su fase lineal y, si las condiciones lo permiten, se convierte en una nube de hielo extensa o se disipa sin dejar apenas rastro. Con suficientes datos acumulados, se podrían entrenar modelos de pronóstico en tiempo casi real capaces de indicar a qué altitud y en qué regiones es más probable que se produzcan contrails con alto impacto climático.
Hacia sistemas de predicción para la aviación europea
En Europa, donde el espacio aéreo está densamente poblado y las políticas climáticas son cada vez más estrictas, este tipo de información podría integrarse en los sistemas de gestión del tráfico aéreo. Igual que hoy se proporcionan a los pilotos avisos de turbulencia o de tormentas, en el futuro podrían recibir alertas sobre zonas propensas a la formación de estelas persistentes.
Si un modelo fiable detecta que, a una determinada altitud, las condiciones de humedad y temperatura van a favorecer la formación de una estela con alto impacto radiativo, se podría recomendar un cambio de nivel de vuelo de unos pocos cientos de metros. El ajuste es relativamente pequeño, pero puede marcar la diferencia entre generar una nube de hielo duradera o pasar “de puntillas” por una capa de aire menos sensible.
Los investigadores del MIT insisten en que los sensores geoestacionarios seguirán siendo fundamentales por su capacidad para cubrir grandes extensiones y proporcionar una secuencia casi continua de imágenes. Pero también advierten de que confiar únicamente en ellos ofrece una imagen parcial, tanto para la ciencia como para las aerolíneas que quieran aplicar estrategias de evasión de estelas.
En paralelo, se abre la puerta a desplegar redes de cámaras terrestres en aeropuertos y puntos estratégicos, capaces de asociar cada estela a un vuelo concreto, conocer la altitud exacta en la que se generó y seguir, con ayuda de los satélites, su crecimiento y dispersión. Todo ello permitiría construir bases de datos robustas con las que afinar los modelos de predicción.
La investigación reciente apunta a que las estelas de los aviones son un componente clave del impacto climático del sector aéreo, tanto en forma de líneas visibles en cielos despejados como de rastros incrustados en nubes altas. Son el resultado de un fenómeno físico bien entendido -condensación y congelación de vapor de agua en aire muy frío- y no de programas secretos de modificación del clima, pero su influencia en el calentamiento global exige ser tenida muy en cuenta. Aprovechar al máximo la combinación de satélites geoestacionarios, satélites de órbita baja y observaciones desde tierra puede ayudar a diseñar rutas y altitudes que reduzcan el número y la persistencia de estas nubes artificiales, un paso más dentro del amplio reto de hacer que volar tenga un menor coste para el clima.
