La inteligencia artificial, en particular la IA generativa, tiene un enorme potencial económico, pero ¿cómo puede contribuir a las transiciones mundiales hacia la sostenibilidad?
La aviación representa el 2 % de las emisiones mundiales de dióxido de carbono relacionadas con la energía, y la IA será clave para impulsar la innovación sostenible en todo el sector.
Las innovaciones impulsadas por la IA pueden mejorar la eficiencia del combustible y reducir la huella ecológica de la aviación, pero debemos actuar con rapidez para alcanzar los objetivos de net-zero.
La fascinación mundial por la inteligencia artificial (IA) y su potencial económico es innegable. Según estudios recientes, los avances en la IA generativa por sí solos podrían inyectar billones de dólares estadounidenses en la economía mundial.
Sin embargo, el entusiasmo por esta tecnología incipiente se produce en medio de una crisis climática sin precedentes que está llevando a las industrias a acelerar sus esfuerzos en materia de sostenibilidad.
Esto nos lleva a dos preguntas cruciales: más allá de las ganancias económicas, ¿cómo puede la IA contribuir a las transiciones hacia la sostenibilidad? ¿Dónde pueden converger el potencial comercial y ambiental de la IA para desarrollar con rapidez soluciones escalables y convertir un futuro climáticamente positivo de una aspiración lejana en una realidad a corto plazo?
Huella ambiental de la industria de la aviación
La industria de la aviación se enfrenta a un intenso escrutinio en materia de sostenibilidad debido al peso de su huella ambiental.
Solo la aviación contribuye aproximadamente el 2 % de las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO2) relacionadas con la energía, pero organizaciones como la Asociación Internacional del Transporte Aéreo han fijado ambiciosos objetivos de net-zero para 2050.
Además, un 50 % estimado de las reducciones de emisiones de carbono necesarias para alcanzar el net-zero procederá de soluciones que aún no se han inventado.
La IA está en una posición única para acelerar estos descubrimientos y, a su vez, impulsar la transición de la industria hacia la sostenibilidad. Su capacidad inigualable para mejorar nuestra comprensión de problemas complejos, optimizar los sistemas existentes y acelerar avances científicos revolucionarios sitúa a la IA en la vanguardia del impulso al progreso en materia de sostenibilidad.
Con esto en mente, a continuación pretendemos ilustrar cómo la IA puede ayudarnos a abordar los desafíos de sostenibilidad propios de la industria de la aviación y qué organizaciones están liderando el camino.
Cómo puede la IA hacer que el combustible de aviación sea más sostenible
En el centro de los esfuerzos de descarbonización de la industria de la aviación se encuentra la promesa del combustible sostenible para aviación (SAF), que ofrece una vía tangible para reducir significativamente las emisiones del transporte aéreo.
Derivado de recursos renovables, materiales orgánicos o materias primas residuales, el SAF representa una alternativa convincente al combustible para reactores convencional.
Sin embargo, aunque el potencial del SAF para mitigar las emisiones es innegable, su accesibilidad y su competitividad en costes a escala comercial siguen siendo obstáculos importantes.
La IA puede abordar estos obstáculos y acelerar el desarrollo del SAF mediante la optimización de los procesos de producción. Por ejemplo, al analizar vastos conjuntos de datos, la IA puede identificar áreas de mejora de la eficiencia, lo que conduce a una reducción de los costes de producción y a una mejor viabilidad económica.
Además, los modelos predictivos basados en IA ayudan a identificar las materias primas más adecuadas y a perfeccionar los procesos de conversión.
Teniendo en cuenta factores como los datos climáticos, los rendimientos de los cultivos y la disponibilidad de residuos, la IA puede descubrir vías innovadoras de combustibles sostenibles para aviación que son tanto sostenibles como económicamente viables.
Un ejemplo claro de este potencial es LanzaJet, una empresa pionera en el desarrollo de combustible sostenible para aviación (SAF).
Mediante el aprovechamiento de la IA y el análisis de datos, LanzaJet identifica fuentes de materias primas prometedoras, optimiza los procesos de producción y ajusta las mezclas de SAF para mejorar el rendimiento y reducir las emisiones.
Este enfoque innovador acelera la creación de combustibles para aviación respetuosos con el medio ambiente, contribuye a reducir la huella de carbono de la industria de la aviación y sirve de ejemplo de cómo la IA puede revolucionar el desarrollo del SAF al hacerlo más accesible y asequible.
La IA podría predecir y evitar la formación de estelas de condensación
Las estelas de condensación, esas finas líneas blancas que dejan los aviones, tienen un impacto climático sorprendentemente grande. El informe del IPCC de 2022 señaló que las nubes creadas por las estelas de condensación representan alrededor del 35 % de la repercusión del calentamiento global de la aviación, lo que supera la mitad de la repercusión del combustible para aviones utilizado en todo el mundo.
A diferencia de las emisiones típicas de gases de efecto invernadero, la formación de estelas de condensación depende de condiciones atmosféricas específicas, a saber, la humedad y la temperatura. Cabe destacar que no todos los kilómetros de vuelo producen el mismo impacto de estelas, ya que una minoría de vuelos es responsable de la mayor parte del calentamiento inducido por estas.
Esto contrasta con otras emisiones, que escalan por kilómetro de vuelo. El reto de las estelas de condensación consiste en comprender qué vuelos las formarán, y es aquí donde la IA puede ampliar los límites de lo posible.
Para predecir qué rutas formarán estelas de condensación persistentes, es necesario conocer la temperatura y la humedad a la altitud de vuelo. Hoy en día, los pronósticos meteorológicos están ajustados para un buen rendimiento a baja altitud y funcionan mal a las altitudes de vuelo, además de que faltan mediciones de humedad.
La IA puede compensarlo mediante la síntesis de señales de múltiples fuentes de datos. Combinando datos meteorológicos, satelitales y de vuelo, la IA puede predecir cuándo y dónde es probable que se formen estelas de condensación, lo que después puede utilizarse para ajustar las altitudes de los vuelos y evitar su formación.
La IA también puede utilizarse para confirmar si el intento de evitar estelas de condensación tuvo éxito. Aprovechamos las imágenes satelitales y la visión artificial para detectar estelas de condensación y atribuirlas a los vuelos correspondientes, a partir de cientos de horas de etiquetado de decenas de miles de imágenes satelitales.
Con este fin, Google colaboró con American Airlines y Breakthrough Energy para aprovechar estas herramientas basadas en IA y demostrar que evitar las estelas de condensación es posible en operaciones normales.
El experimento se consideró exitoso, ya que generó aprendizajes significativos entre organizaciones y demostró una reducción del 54 % en la formación de estelas de condensación.
Esta colaboración también ilustra que la IA está en una posición única para acelerar la evitación de estelas de condensación como solución de sostenibilidad escalable que puede mitigar un 35 % del impacto climático de la aviación.
IA para el diseño y la optimización de aeronaves
Otra aplicación prometedora que cabe destacar es el potencial de la IA para ayudar a diseñar aeronaves más eficientes en el consumo de combustible, mediante el análisis de enormes conjuntos de datos y la ejecución de simulaciones para optimizar la aerodinámica, los materiales y el rendimiento de los motores.
El gigante aeronáutico mundial Boeing ejemplifica esta tendencia a través de sus programas tecnológicos avanzados. Boeing utiliza IA y aprendizaje automático para mejorar la aerodinámica, los materiales y el rendimiento de los motores.
Por su parte, se emplean simulaciones de dinámica de fluidos computacional para modelar el flujo de aire sobre las superficies de la aeronave, lo que permite optimizar la forma de las alas y otros componentes cruciales, reduciendo en última instancia la resistencia aerodinámica y mejorando la eficiencia del combustible.
También se emplean algoritmos de diseño generativo para crear estructuras de aeronaves innovadoras y ligeras, un paso importante para reducir el consumo de combustible y las emisiones.
Otro ejemplo ilustrativo del potencial de la IA en el diseño de aeronaves se encuentra en los esfuerzos de Boom Supersonic. La empresa emplea algoritmos de diseño generativo y simulaciones informáticas avanzadas para optimizar el diseño de su aeronave Overture.
Estos sofisticados algoritmos exploran multitud de posibilidades de diseño y generan una estructura de aeronave que es a la vez ligera, aerodinámicamente eficiente y resistente.
Este tipo de innovaciones impulsadas por la IA puede desempeñar un papel fundamental en la mejora de la eficiencia del combustible y en la reducción de la huella ecológica de la industria de la aviación, contribuyendo así a un futuro más ecológico y sostenible para los viajes aéreos.
La IA puede acelerar la transición de la aviación hacia el net-zero
Los ejemplos anteriores son solo algunos de los que ilustran el papel fundamental que la IA tiene que desempeñar para acelerar la transición de la industria de la aviación hacia el net-zero. Dado el crítico calendario al que nos enfrentamos en relación con el cambio climático, es necesario acelerar el desarrollo y la implementación de nuevas soluciones de IA.
Las barreras críticas, como la brecha entre la experiencia técnica y la experiencia en el ámbito climático al desarrollar soluciones de IA, pueden salvarse mediante colaboraciones multisectoriales, como ilustran los esfuerzos pioneros de Google en este campo y sus recientes acuerdos con organizaciones europeas para ampliar la gama de sus soluciones de IA al espacio aéreo europeo.
Estos esfuerzos son ejemplares del interés internacional por trabajar de forma colaborativa en el desarrollo y la ampliación de tecnologías verdes para la transición de la aviación hacia la sostenibilidad. Pero se necesitan más innovaciones en IA para acelerar el avance de la industria hacia el net-zero.
UpLink, la iniciativa de innovación en etapa temprana del Foro Económico Mundial, permite y acelera la labor de los emprendedores con un propósito, esenciales para un futuro de net-zero, positivo para la naturaleza y equitativo. Para obtener más información y unirse a la comunidad de UpLink, haga clic aquí.
