David Keith (físico) - David Keith (physicist)

Profesor

David Keith
Ciudadanía Canadá, Estados Unidos y Reino Unido
alma mater Universidad de Toronto (1986), MIT (1991)
Carrera científica
Los campos Física aplicada , energía y clima
Instituciones Universidad Carnegie Mellon , Universidad de Calgary , Universidad de Harvard
Sitio web keith .seas .harvard .edu
Video externo
icono de video ¿Podemos enfriar el planeta? , NOVA , 28 de octubre de 2020
icono de video Geoingeniería solar: políticas públicas y consideraciones geopolíticas , charla con el IIEA , 25 de septiembre de 2019
icono de video A medida que el planeta se calienta, los científicos exploran formas 'lejanas' de reducir el CO2 atmosférico en YouTube , PBS NewsHour 27 de marzo de 2019 (con animación de SCoPEx)
icono de video Patient Geoengineering , Talk to the Long Now Foundation , 10 de mayo de 2020

David W. Keith es el profesor Gordon McKay de Física Aplicada de la Universidad de Harvard 's Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Paulson (SEAS) y profesor de Políticas Públicas para la Harvard Kennedy School en la Universidad de Harvard . Las primeras contribuciones incluyen el desarrollo del primer interferómetro atómico (considerado un gran avance en la física atómica) y un espectrómetro de transformada de Fourier utilizado por la NASA para medir la temperatura atmosférica y la transferencia de radiación desde el espacio. Especialista en tecnología energética, ciencia climática y políticas públicas relacionadas, y pionero en la captura y almacenamiento de carbono , Keith es fundador y miembro de la junta de Carbon Engineering .

La investigación de Keith abarca múltiples campos, incluida la evaluación de tecnologías relacionadas con el clima y el análisis de políticas , el desarrollo de tecnología, las ciencias atmosféricas y la física. Aboga firmemente por la investigación de enfoques de geoingeniería para abordar el cambio climático, incluidos los enfoques de ingeniería del ciclo del carbono y de gestión de la radiación solar.Enfatiza que sus implicaciones científicas, ambientales, geopolíticas, sociales, psicológicas y éticas deben examinarse y comprenderse cuidadosamente antes puede ser una consideración significativa de su posible uso.

Vida personal

Keith nació en Wisconsin, donde su padre, un biólogo de campo nacido en Gran Bretaña y funcionario del Servicio de Vida Silvestre de Canadá llamado Anthony Keith. asistió a la escuela de posgrado. Su madre, Deborah Gorham, era profesora de historia en la Universidad de Carleton . Keith creció en Gran Bretaña y en Ottawa , Ontario . Su madrastra era bióloga, como su padre. Keith es ciudadano de Canadá, Estados Unidos y Reino Unido.

Le gustaba leer y observar aves con su padre y más tarde se dedicó al esquí de fondo. escalada en roca y camping de invierno. El interés de Keith en la física se fortaleció al pasar varios veranos trabajando en el laboratorio láser del Consejo Nacional de Investigación del físico experimental Paul Corkum , comenzando hacia el final de la escuela secundaria. En 1986 Keith se graduó con una licenciatura en Física de la Universidad de Toronto .

Desarrolló un amor por el Ártico cuando pasó parte de un año sabático entre estudios de pregrado y posgrado como asistente de investigación de un biólogo de vida silvestre en la isla de Devon en Nunavut . Desde entonces, ha navegado en canoa por el río Yellowknife , ha caminado por la isla Holman y ha cruzado el escarpado hielo marino desde Iglulik hasta Arctic Bay en esquís.

Carrera académica

En 1991, Keith obtuvo su doctorado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en el campo de la Física Experimental. Como estudiante de doctorado en el MIT, Keith fue supervisado por David E. Pritchard . Keith fue un líder en el grupo de investigación que creó el primer interferómetro atómico en funcionamiento , considerado un gran avance en la física atómica. Este trabajo fue la base de su doctorado. tesis, Un interferómetro para átomos (1991). Después de lograr este éxito, Keith decidió dejar la física atómica, en parte porque una de las aplicaciones más obvias de la interferometría atómica era la construcción de giroscopios de alta precisión para submarinos que transportaban misiles balísticos .

Keith fue becario postdoctoral en la Universidad Carnegie Mellon de 1991 a 1992, y trabajó con Granger Morgan para comprender mejor la incertidumbre y los juicios de expertos relacionados con el cambio climático. Keith se convirtió en profesor asistente adjunto allí en 1992, aunque trabajó principalmente en otros lugares. Recibió una Beca de Cambio Global de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) para 1992-1994, que utilizó para trabajar en modelos climáticos en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) en Boulder, Colorado .

Keith pasó el último año de su posdoctorado en la NOAA como científico investigador en el Departamento de Ciencias Planetarias y Terrestres de la Universidad de Harvard, donde permaneció de 1993 a 1999. Trabajó con el químico atmosférico James G. Anderson . Keith fue el científico principal en el desarrollo de un espectrómetro de transformada de Fourier con alta precisión radiométrica que fue utilizado por el avión de investigación ER-2 de gran altitud de la NASA y por el satélite Arrhenius. Los sensores de Keith apoyaron la medición de la temperatura atmosférica y la transferencia de radiación desde el espacio.

A partir de 1999, Keith se convirtió en profesor asistente en el Departamento de Ingeniería y Políticas Públicas de la Universidad Carnegie Mellon. En 2000, Keith y Ph.D. El estudiante James Rhodes estaba desarrollando un marco para lo que se llamaría Bioenergía con captura y almacenamiento de carbono (BECCS). Desde el principio, Keith ha señalado tanto las ventajas como las preocupaciones sobre los posibles enfoques para la mitigación del clima.

En 2004, Keith fue reclutado para unirse a la Universidad de Calgary , donde se convirtió en profesor de ingeniería y economía química y del petróleo, y ocupó la Cátedra de Investigación de Canadá en Energía y Medio Ambiente. Keith se convirtió en director del Grupo de Sistemas de Energía y Medio Ambiente del Instituto de Energía, Medio Ambiente y Economía Sostenibles (ISEEE) en la Universidad de Calgary, un grupo de investigación interdisciplinario dentro de ISEEE. Mientras estuvo en la Universidad de Calgary, siguió siendo profesor adjunto en Carnegie Mellon. En ISEEE, Keith buscó establecer conexiones entre el gobierno, académicos, ambientalistas y empresarios. Obtuvo el apoyo de cuatro importantes ejecutivos del sector energético y publicó un informe de 2007 que promovía la captura y almacenamiento de carbono.

Más tarde, Keith sintió que la integridad intelectual de la organización se vio comprometida. A partir del 1 de septiembre de 2011, Keith renunció a la Universidad de Calgary. Siguió siendo profesor adjunto en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Calgary y miembro visitante en ISEEE.

También a partir de 2011, Keith aceptó una cátedra de física aplicada y políticas públicas en la Escuela Kennedy de la Universidad de Harvard . En 2017, Keith fue codirector fundador, con Gernot Wagner del Programa de Investigación de Geoingeniería Solar de Harvard. A partir de 2019, Keith se convirtió en el único director, después de que Wagner se uniera a la facultad de la Universidad de Nueva York .

Keith se presentó en las reuniones de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. En 2000, 2009 y 2013.

Política pública

Keith fue coautor del Tercer Informe de Evaluación del IPCC de 2001 (capítulos AR3-WG1, 8 Evaluación del modelo; AR3-WG3, 4 Potencial tecnológico y económico de las opciones para mejorar, mantener y administrar los reservorios de carbono biológico y la geoingeniería). Keith también presidió uno de los tres grupos de la Naciones Unidas ' Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) y fue uno de los autores del 2005 IPCC Informe especial sobre la captura de carbono y almacenamiento de dióxido . Renunció al comité del Quinto Informe de Evaluación del IPCC .

En mayo de 2005, Keith fue nombrado miembro de un panel asesor federal para la Estrategia de Ciencia y Tecnología de Energía Sostenible del gobierno canadiense. Keith fue miembro del grupo de trabajo Geoingeniería del clima: ciencia, gobernanza e incertidumbre de la Royal Society del Reino Unido , que elaboró ​​un informe en 2009. En 2010, Keith testificó ante los comités del Congreso de los Estados Unidos y el Parlamento del Reino Unido .

Con Ken Caldeira , Keith ha gestionado el Fondo para la Investigación del Clima y la Energía Innovadora (FICER), establecido por Bill Gates para la investigación del cambio climático.

Keith fue uno de los 18 miembros del Grupo de Trabajo sobre Remediación Climática del Centro Bipartidista de Políticas (BPC) de Washington, DC , que publicó un informe de investigación el 4 de octubre de 2011. Los autores del informe del BPC creen que "el gobierno federal (de EE. UU.) debería embarcarse en un programa de investigación centrado y sistemático en la remediación climática ". A partir de 2021, las Academias Nacionales emitieron un informe sobre el mismo tema, respaldando un plan de investigación sólido y una supervisión sustancial, evaluación de riesgos y esfuerzos de divulgación pública y describiendo un marco para la gobernanza de posibles experimentos. Keith considera que sus recomendaciones de gobernanza son "viables, incrementales y bien razonadas".

Trabajo científico

Keith ha escrito sobre la posible rentabilidad y las implicaciones geopolíticas y éticas de muchos enfoques para el cambio climático y la mitigación del clima. En 2003, él y Alexander Farrell publicaron un comentario en Science , cuestionando las iniciativas gubernamentales para el desarrollo de vehículos de pila de combustible que utilizan hidrógeno comprimido . El hidrógeno tiende a derivarse del petróleo y el carbón y produce dióxido de carbono. En 2004, la Academia Nacional de Ciencias publicó un controvertido artículo en el que sus modelos informáticos sugerían que las turbinas de parques eólicos masivos podrían tener impactos inesperados locales y globales sobre el clima. Su argumento no era que no se debiera considerar la energía eólica, sino que era necesario comprenderla mejor. Después del escepticismo inicial en 2008-2011 sobre el potencial de la energía solar para volverse competitiva, ahora ve a la energía solar como un competidor líder para proporcionar energía sin un gran impacto ambiental.

Ingeniería de carbono

En las décadas de 1990 y 2000, Keith trabajó en la captura y almacenamiento de CO 2 , considerándolo en términos de tecnología, economía y política regulatoria en la industria energética. Keith enfatiza que el objetivo principal en la lucha contra el cambio climático debe ser la reducción de las emisiones de carbono. Sin embargo, aún será necesario contrarrestar los efectos del dióxido de carbono que ya se ha liberado a la atmósfera. Por lo tanto, considera deseable múltiples enfoques al problema del cambio climático, incluidas las técnicas de gestión de la contaminación y un "impuesto al carbono". Ha sido criticado por grupos ambientalistas, políticos y empresarios relacionados con la energía por diferentes recomendaciones.

En 2005, el equipo de Keith en la Universidad de Calgary construyó una torre de cinco metros para probar la viabilidad de eliminar el CO 2 “depurativo” del aire y almacenarlo bajo tierra. En 2009, Keith fundó Carbon Engineering , que busca desarrollar tecnologías para la eliminación de dióxido de carbono del aire y su conversión en CO 2 puro . Después de haber creado la empresa, dejó en gran medida de realizar investigaciones y análisis de políticas en esa área, por considerar que sería un conflicto de intereses.

En octubre de 2015, Carbon Engineering abrió una planta de demostración para la captura directa de CO2 en el aire, en Squamish, BC . La compañía espera utilizar el dióxido de carbono extraído del aire para producir un combustible a base de carbono sintético denso en energía, adecuado para semirremolques, autobuses y aviones. Idealmente, les gustaría producir un combustible económico, basado en carbono y neutro en carbono. Los patrocinadores financieros de Carbon Engineering incluyen a Bill Gates , N. Murray Edwards , Peter J. Thomson, Chevron Corporation , Occidental Petroleum y el conglomerado minero BHP .

Geoingeniería solar

Keith ha trabajado en geoingeniería solar desde 1992, cuando él y Hadi Dowlatabadi publicaron una de las primeras evaluaciones de la tecnología y sus implicaciones políticas, introduciendo una comparación estructurada de costo y riesgo. Keith ha argumentado constantemente que la geoingeniería necesita un “programa de investigación sistemático” para determinar si sus enfoques son factibles o no. Keith también ha pedido estándares internacionales de gobernanza y supervisión sobre cómo se podría llevar a cabo dicha investigación.

Keith publicó otra descripción general de la geoingeniería en 2000, describiéndola en términos de riesgo moral y colocando la geoingeniería en el contexto de la historia de posguerra del control del clima . En ese momento, la geoingeniería era "profundamente controvertida" y rara vez se hablaba de ella. Desde entonces, el interés en el campo ha aumentado y se discute más abiertamente.

Las publicaciones relacionadas incluyen:

  • en 2010 un método para reducir la cantidad de azufre necesaria para un forzamiento radiativo dado ;
  • en 2010 una propuesta de partículas fotoforéticas autolevitantes que podrían limitar la pérdida de ozono ;
  • en 2011 fue coautor de la primera encuesta a gran escala sobre la percepción pública de la geoingeniería ;
  • en 2012 el primer análisis cuantitativo de la "desigualdad regional" de la " gestión de la radiación solar ";
  • supervisó el primer doctorado en economía. para centrarse en la geoingeniería, y junto con su alumno Moreno-Cruz en 2012 publicó un análisis económico de decisiones "óptimas" bajo incertidumbre de resultados.
  • en 2013 propuso un sistema de dos umbrales que combina la "moratoria de despliegue" con una vía para regular la investigación a "pequeña escala" (sic);

Un caso para la ingeniería climática

En 2013, Keith publicó A Case for Climate Engineering , proporcionando "una descripción clara y accesible" de una "tecnología controvertida". El libro se describe como un punto de entrada útil para las discusiones, particularmente para la inyección de aerosoles estratosféricos y menos para otros enfoques de la geoingeniería. "Los argumentos del libro son claros y es directo sobre muchos de los problemas que surgen de la posición que defiende". Otro revisor apreció la capacidad de Keith para discutir temas "en un lenguaje simple que cualquier lector pueda entender" y su objetividad cuando "discute su propio dilema interno" y "expone al lector a puntos de vista opuestos".

Keith, un destacado científico preocupado durante mucho tiempo por el cambio climático, no ofrece una propuesta ingenua para una solución fácil a lo que quizás sea la cuestión más desafiante de nuestro tiempo; la ingeniería climática no es una solución milagrosa. Pero sostiene que después de décadas en las que se ha avanzado muy poco hecho para reducir las emisiones de carbono debemos poner esta tecnología sobre la mesa y considerarla responsablemente ".

El libro atrajo la atención de Stephen Colbert , y Keith apareció en un segmento del 9 de diciembre de 2013 en The Colbert Report para discutir su idea de geoingeniería para frenar el cambio climático mediante la pulverización de partículas reflectantes en la atmósfera superior. Keith describió la posibilidad de desplegar aviones para liberar toneladas de ácido sulfúrico a la atmósfera, lo que admitió libremente "sería una solución técnica totalmente imperfecta ... Pero en realidad podría salvar a la gente y ser útil". Colbert se mostró escéptico. Los críticos de la idea también incluyen al geofísico de la Universidad de Chicago Raymond Pierrehumbert, quien calificó la idea como "salvaje, total, aullando y ladrando como loco", y el comité editorial de USA Today .

SCoPEx

Keith trabajó inicialmente con el químico atmosférico James G. Anderson y luego con el investigador principal Frank Keutsch en el proyecto SCoPEx de "atenuación del sol" , para examinar el potencial de sembrar la estratosfera con partículas reflectantes que alejarían la luz solar de la tierra. La idea se inspiró en eventos naturales como la erupción volcánica del monte Pinatubo , que liberó azufre y otras partículas al aire y provocó una disminución de las temperaturas en todo el mundo.

Los modelos informáticos sugieren que un enfoque de dispersión de partículas podría reducir la potencia solar y la temperatura ambiente. Los tipos de partículas que se han propuesto incluyen dióxido de azufre , polvo de diamante , alúmina y calcita u otras formas de carbonato cálcico . Las principales preocupaciones de este enfoque incluyen las cuestiones de cuánto tiempo permanecerían las partículas en la estratosfera, cómo podrían interactuar con otros componentes de la atmósfera y si aumentarían la contaminación, causarían riesgos para la salud de los seres humanos o tendrían otros efectos ecológicos negativos.

Un primer paso del proyecto sería una pequeña prueba con un globo para liberar una pequeña cantidad, tal vez un kilogramo, de una sustancia química en la estratosfera. Al estudiar los efectos locales, los científicos podrían comprender mejor cómo se comportarían las partículas y la estratosfera, para evaluar mejor la viabilidad y los riesgos de la idea. Los sensores conectados a la góndola del globo podrían medir la reflectividad de las partículas, el grado de dispersión o coalescencia de la pluma y las interacciones con otros componentes de la atmósfera. Si se lleva a cabo, sería uno de los primeros experimentos oficiales relacionados con la geoingeniería que se realizarán fuera del laboratorio.

Se retiró una propuesta de 2012 para llevar a cabo una prueba de este tipo en Nuevo México , liberando sulfatos en la estratosfera inferior. En 2020, la ubicación de otra prueba propuesta, que utiliza carbonato de calcio, se trasladó del suroeste de EE. UU. A Suecia, cerca del Círculo Polar Ártico. En febrero de 2021, los planes para lanzar un globo estratosférico sembradora de Kiruna 's Esrange Space Center en Laponia se topó con la oposición de los suecos que escribió una carta calienta a Per Bolund , el ministro sueco de Medio Ambiente y la Corporación Espacial Sueca (SSC). Este último dijo: "El vuelo solo se realizará siempre que cumpla con las regulaciones nacionales e internacionales. El proceso para averiguar si este vuelo cumple con la ley y es éticamente apropiado está en curso. Al día de hoy no sabemos si habrá un vuelo o no ". El 31 de marzo de 2021, la SSC "dijo que había decidido no realizar la prueba técnica" ante la oposición de los pastores de renos Sami locales y otros grupos medioambientales como la Sociedad Sueca para la Conservación de la Naturaleza , que consideraban que las técnicas eran "demasiado peligrosas". para ser utilizado alguna vez ".

Premios

Medios de comunicación

Keith es un orador y presentador frecuente. Entre otros, compartió sus pensamientos en el foro TED en 2007, apareció en Discovery Channel en 2008, participó en un panel sobre los desafíos del siglo XXI en la Royal Geographical Society en 2009, hizo una entrevista en BBC News HARDTalk en 2011, y apareció en un documental de NOVA sobre geoingeniería que se emitió el 28 de octubre de 2020.

Referencias