Detección de fugas desde el espacio ¿Con qué precisión detectan los satélites las fuentes de metano?

Fuente: Nota de prensa La Universidad de Stanford, con la colaboración del Instituto Max Planck de Química 7 min Tiempo de lectura

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¿Con qué precisión pueden los satélites detectar el metano? Un equipo internacional de investigación ha evaluado la precisión con la que los instrumentos espaciales son capaces de detectar emisiones de metano en la Tierra. Los resultados pueden ayudar a localizar fuentes importantes de metano, sellar fugas y reducir las emisiones de este potente gas de efecto invernadero.

Los módulos solares suministran energía a las instalaciones de liberación de metano del centro de investigación de Casa Grande, en Arizona.(Imagen: Frances Reuland)
Los módulos solares suministran energía a las instalaciones de liberación de metano del centro de investigación de Casa Grande, en Arizona.
(Imagen: Frances Reuland)

Fue la mayor prueba controlada realizada hasta la fecha para la monitorización del metano desde el espacio: el equipo de investigación dirigido por el profesor Adam Brandt, de la Doerr School of Sustainability de Stanford, puso a prueba en 2025, en el desierto de Arizona, el rendimiento de los instrumentos de medición por satélite.

Junto con la doctoranda y autora principal, Frances Reuland, el equipo llevó a cabo 481 emisiones controladas de metano. Los experimentos se sincronizaron con los sobrevuelos de once satélites estatales, sin ánimo de lucro y comerciales, de modo que estos pudieran registrar lo que ocurría en el centro de investigación de la Universidad de Stanford en Casa Grande.

Los datos recopilados fueron analizados de forma independiente por quince equipos de investigación procedentes de empresas, organizaciones sin ánimo de lucro, organismos gubernamentales y universidades de nueve países. Comprobaron si en cada imagen de satélite se observaba una nube de metano y, en caso afirmativo, estimaron la cantidad de metano que se había escapado. A continuación, los autores del estudio compararon las cantidades estimadas con las cantidades de emisión conocidas y señalaron qué satélites habían obtenido los mejores resultados en las mediciones.

«Durante años ha existido un gran escepticismo sobre si el metano se puede monitorizar de forma fiable desde el espacio. Detectar este gas mediante satélite es técnicamente muy complejo», afirma Brandt, director del estudio. «Nuestros resultados deberían infundir confianza en la vigilancia por satélite a las autoridades reguladoras, a los responsables políticos, a los productores de metano y a la población».

Medición de metano desde el espacio: ¿es fiable?

Los resultados de los once satélites fueron muy dispares. Los instrumentos que obtuvieron mejores resultados fueron los desarrollados específicamente para la monitorización del metano. Detectaron correctamente entre el 92 % y el 100 % de las nubes de prueba.

La mayoría de las estimaciones se desviaban hasta un 50 % al alza o a la baja con respecto a los volúmenes reales de emisiones. Por término medio, las sobreestimaciones y las subestimaciones se compensaban en gran medida entre sí. En opinión de los autores del estudio, los datos satelitales son, por lo tanto, lo suficientemente fiables como para identificar fugas importantes que requieran investigaciones adicionales, evaluar la intensidad de las emisiones de diversas regiones petroleras y gasísticas, y complementar los inventarios regionales de gases de efecto invernadero de las autoridades. Un inventario de gases de efecto invernadero consiste en el registro y el balance sistemáticos de todas las emisiones y sumideros de gases de efecto invernadero.

Con unas emisiones de entre 50 y 200 kilogramos de metano por hora y en condiciones ideales —es decir, con poca nubosidad y viento moderado—, los instrumentos detectaron las estelas de metano de forma fiable. Esta tasa de emisión se aproxima al umbral de 100 kilogramos por hora, a partir del cual se activan las inspecciones en el marco de algunos programas estatales y nacionales para «grandes emisores».

Los límites de los sistemas de análisis de metano

Los sistemas de vigilancia por satélite detectan el metano mediante la luz infrarroja que se refleja en la superficie terrestre. Dado que dependen de la luz solar reflejada, incluso los instrumentos especializados de los satélites GHGSat y Tanager-1 tuvieron dificultades para detectar las columnas de metano a través de un cielo nublado.

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Según los autores, esto supone un problema en algunas regiones en las que se libera una gran cantidad de metano. Entre estas regiones se encuentran países tropicales productores de petróleo y gas, como Nigeria y Venezuela, así como zonas con un clima frío y nublado, como Canadá y Rusia. Se necesitan más investigaciones para comprender cómo funcionan estos sistemas de satélites y algoritmos sobre terrenos no desérticos, así como en diferentes condiciones meteorológicas y sobre aguas abiertas.

Bajo un cielo despejado sobre el campo de pruebas de Arizona en Casa Grande, los instrumentos adaptados para la medición de metano —entre ellos, el programa alemán de vigilancia y análisis medioambiental EnMAP— detectaron entre el 62 % y el 88 % de las nubes de metano. Los sistemas polivalentes de observación de la Tierra a bordo de satélites gubernamentales estadounidenses y europeos solo detectaron entre el 29 % y el 37 %. Resultaron especialmente propensos a cometer errores en el caso de emisiones inferiores a 1.000 kilogramos por hora.

Por su parte, los sistemas de observación terrestre no recogen suficientes datos espectrales para detectar el metano de forma inequívoca. No obstante, la cobertura a gran escala que ofrecen y los datos de archivo siguen siendo valiosos, ya que permiten documentar tendencias a largo plazo y detectar fugas importantes.

La IA suele detectar metano donde no lo hay

La autora principal del estudio, Frances Reuland, en el centro de investigación de Casa Grande, Arizona.(Bild:  Taylor Adams)
La autora principal del estudio, Frances Reuland, en el centro de investigación de Casa Grande, Arizona.
(Bild: Taylor Adams)

Para comprobar si los sistemas notificaban fugas de forma errónea, los investigadores facilitaron a los equipos de análisis datos de 265 sobrevuelos en los que no se había liberado metano. Las falsas alarmas fueron relativamente poco frecuentes en la mayoría de los métodos. Una excepción fueron los análisis realizados con nuevos enfoques de inteligencia artificial.

Según el estudio, el 79 % de las falsas alarmas fueron generadas por equipos que habían analizado datos de satélites estatales de observación de la Tierra mediante IA. Según los investigadores, los nuevos datos obtenidos en los experimentos de Casa Grande pueden, al menos, ayudar a mejorar los análisis basados en IA. «Con este estudio disponemos de muchos más puntos de datos procedentes de fuentes controladas que nunca antes para poner a prueba la detección de metano desde el espacio», afirma la autora principal, Reuland.

Así se produjeron las emisiones de metano en el desierto

Para su estudio, los científicos utilizaron un montaje relativamente sencillo. En el centro de investigación, hicieron pasar gas natural comprimido —compuesto en su mayor parte por metano— a través de una chimenea de gases de escape y ajustaron las tasas de emisión de manera que se correspondieran aproximadamente con fuentes puntuales como los vertederos y las instalaciones de petróleo y gas.

El equipo controló las emisiones en línea. Cada ciclo duró entre ocho y diez minutos y liberó entre 10 y 1.200 kilogramos de metano por hora. A lo largo de toda la duración del experimento, el equipo liberó así un total de menos de 50 toneladas de metano al medio ambiente. Esto equivale a las emisiones anuales de un rebaño de unas 500 vacas lecheras o a unos 13 segundos de las emisiones mundiales de metano procedentes de combustibles fósiles.

«Esperamos que nuestros hallazgos cambien el debate sobre las emisiones de metano: Ya no debería tratarse de si estos sistemas funcionan, sino de cómo y dónde pueden utilizarse de la forma más eficaz para impulsar la reducción de las emisiones de metano a nivel mundial, teniendo en cuenta también las limitaciones algorítmicas», escriben Reuland y sus coautores.

La eliminación de las fugas de metano no solo beneficia al medio ambiente

La reducción de las emisiones mundiales de metano constituye uno de los ejes centrales de los esfuerzos internacionales para frenar el aumento de la temperatura global. Mientras que el dióxido de carbono tiene una vida útil más larga, el metano retiene el calor en la atmósfera unas 80 veces más durante los primeros 20 años. Por ello, influye de manera desproporcionada en las temperaturas globales del futuro próximo.

Si las fugas en las instalaciones de petróleo y gas se reparan rápidamente y se detecta y detiene la liberación intencionada de metano, las emisiones se reducen. Esto no solo beneficia al clima: según argumentan los investigadores, las reparaciones económicas en las instalaciones de petróleo y gas también pueden reportar beneficios económicos a las empresas, ya que se pierde menos gas comercializable.

«Además, es una cuestión de seguridad: el metano es inflamable y contribuye a la formación de ozono troposférico, que es perjudicial para la salud», afirma Brandt, director del estudio. «Así pues, hay muchas razones para apoyar la vigilancia por satélite. Beneficia por igual al medio ambiente, a los productores y a la población en general».

Publicación original: Frances E. Reuland, Taylor Adams, Evan D. Sherwin, Sahar H. El Abbadi, Eric A. Kort y Adam R. Brandt: Evaluación de la detección de metano desde el espacio mediante una prueba a ciegas de un año de duración, Nature 658, 673–681 (2026); DOI: 10.1038/s41586-026-11115-0

Financiación del estudio

El estudio fue financiado por el Global Methane Hub, la Fundación Grantham, Saudi Aramco y el programa Stanford Knight-Hennessy Scholars, del que Reuland formaba parte como becaria de la promoción de 2023.
Este trabajo también contó con el apoyo de la Natural Gas Initiative, que forma parte del programa de socios industriales del Center for Fuels of the Future. Los programas de socios industriales de Stanford se financian mediante las cuotas de las empresas afiliadas.