por Carlos Pissolito
SITUACIÓN:
Las redes de distribución eléctrica pueden ser afectadas por el clima espacial, especialmente por un fenómeno conocido como tormenta geomagnética.
Por un lado, sabemos que las variaciones de los campos magnéticos producen corrientes eléctricas. También, que los cables conductores producen un campo magnético. La aplicación de ambos principios es fundamental para la generación, transformación y distribución de electricidad.
Por otro lado, los vientos solares afectan al campo magnético o magnetosfera de la Tierra, produciendo lo que se conoce como una tormenta geomagnética. Ya que un incremento de los vientos solares producen una compresión de la magnetosfera lo que se traduce en un incremento de la energía transferida por el Sol a la Tierra.
Fruto de la interacción de ambas actividades, las redes de distribución de energía eléctrica -entre otras redes- pueden ser afectadas por fenómenos del clima espacial como una tormenta geomagnética causada por una mayor actividad solar.
PROBLEMA:
Determinar la posibilidad/probabilidad de que actividades solares severas puedan producir consecuencias catastróficas en redes de distribución de energía.
Simultáneamente, analizar y proponer medidas de alerta y de acciones a adoptar para minimizar las consecuencias de esta situación.
ANTECEDENTES:
Los principales antecedentes del problema son los siguientes:
Eventos registrados:
- 1 de setiembre del 1859: Se produce una tormenta solar sobre las Islas Británicas y sobre Australia conocida como el "Evento Carrington" (1) considerado como el mayor evento de este tipo registrado de la historia humana. Se manifiesta por la aparición de manchas solares y por intensas auroras boreales y australes.
- 13 al 15 de mayo de 1921: Una tormenta solar tiene lugar en América del Norte afectando a las poco desarrolladas redes eléctricas existentes de la época. Se producen extensos y prolongados apagones, se interrumpen los servicios telegráficos. Se reportan daños menores en el Hemisferio Sur.
- El 13 de marzo de 1989: Una severa tormenta solar causa la puesta fuera de servicio por nueve horas del sistema de la compañía eléctrica Hydro-Québec en Canadá. en forma simultánea un contingente australiano de fuerzas de paz desplegado en Namibia ve afectado severamente su sistema de comunicaciones radiales en HF.
- 19 de octubre y 5 de Noviembre del 2003: sucesivas tormentas solares producen varios efectos; a saber un masivo corte del suministro eléctrica el 4 de noviembre en la zona sur del Canadá y norte de los EEUU, la salida de servicio por 30 horas del Sistema Federal de Aviación de los EEUU, daños severos a 2 satélites japoneses y la interrupción del servicio en muchos otros satélites.
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| Monitoreo de una estación rusa de la tormenta de 1989. |
Efectos en las redes eléctricas:
- Redes eléctricas: las redes eléctricas son vulnerables al pulso electromagnético que produce una tormenta geomagnética. Esto es posible porque se produce una saturación del núcleo de los transformadores que producen su calentamiento y, eventualmente, a su colapso. También, puede afectar a los generadores que se encuentre conectados a la red a través de un transformador. Lo que puede causar una reacción en cadena ya que la mayoría de los transformadores se encuentran conectados en un sistema en red.
- Otras redes: cuando un campo magnético se mueve en la proximidad de un conductor que es lo que sucede durante una tormenta geomagnética pueden verse afectadas las redes telefónicas y especialmente las líneas de alta tensión de gran extensión (de varios kilómetros de largo) como las que existen en Australia, China, América del Norte y en nuestro país. También, se ven afectados los servicios de Internet. Aspecto que puede afectar el control de la líneas eléctricas manejadas a través de Internet por compañías de servicio eléctrico.
Ciclos solares:
El sol produce ciclos ondulatorios de 11 años de duración que marcan cambios en su actividad y en su apariencia. Actualmente, nos encontramos transcurriendo el denominado ciclo-24 que comenzó en enero del 2008. Si bien hasta el 2010 este ciclo evidenció un nivel mínimo de actividad solar, ya presentó dos saltos de máxima actividad en el 2011 y en el 2014. Por lo que no se descarta la ocurrencias de fenómenos similares en el futuro, incluso con la intensidad de la evidenciada en los fenómenos conocidos como "Eventos Carrington".
Pronósticos de tormentas solares:
Existen diversas instituciones dedicados a difundir alertas sobre actividad solar. Los más importantes son:
- El SpaceWeatherLive: Se trata de una ONG de origen belga que produce pronósticos de 3 días con una medición de 9 grados basada en la denominada escala K. (2) Se fundamenta en el cálculo de las fluctuaciones de los componentes horizontales observados por un magnetómetro (3) en un intervalo de 3 horas. A partir del grado 5 hay posibilidades de daños.
https://www.spaceweatherlive.com/es/informes/prediccion-3-dias
- El Space Weather Prediction Center: dependiente del US National Weather Service ubicada en Boulder, Colorado en los EEUU realiza un monitoreo permanente del clima espacial y emite varios reportes en forma regular.
Conclusión de los antecedentes:
Expertos evalúan que de repetirse una tormenta solar de magnitud similar al denominado "Evento Carrington" sobre los EEUU el mismo produciría la destrucción de unos 300 transformadores, lo que dejaría a unos 130 millones de personas sin suministro eléctrico.
PROBABLE EVOLUCIÓN:
Del análisis de los antecedentes se pueden extraer las siguientes conclusiones relacionadas con su probable evolución:
1ro Los fenómenos conocidos como tormentas geomagnéticas producidas por una actividad solar más intensa son una realidad comprobada científicamente.
2do Si bien estos eventos no pueden ser anticipados en forma exacta nos encontramos en un ciclo solar que ya ha presentado picos de alta actividad y que, en consecuencia, puede volver a presentarlos.
3ro De producirse un pico de alta actividad solar que llegue a algunos de los antecedentes señalados los daños a nuestra red eléctrica pueden llegar a ser catastróficos.
PROPUESTA:
En función de la conclusiones expresadas en el punto precedente se proponen las siguientes medidas:
1ro Monitorear la actividad solar a través del Space Weather Prediction Center: http://www.swpc.noaa.gov/
2do Diseñar planes de contingencia para enfrentar el evento de una tormenta geomagnética a los efectos de reducir sus efectos sobre nuestras redes y sistemas.
3ro Alertar a las autoridades pertinentes sobre la necesidad de encarar en forma institucional estas acciones.
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BIBLIOGRAFÍA:
- Space Weather Prediction Center https://www.spaceweatherlive.com/
- NOAA Space Weather Prediction Center http://www.swpc.noaa.gov/index.html
- A Current and Voltage Division Method to Reduce Mega-HVAC Transformer Failures by Redundant Transformer Arrays http://hireme.geek.nz/solar-storm-hvac-transformer-avoidable-failure.html
- USGS Geomagnetism Program https://geomag.usgs.gov/
- Geomagnetic Storms Can Threaten Electric Power Grid https://web.archive.org/web/20080611174103/http://www.agu.org/sci_soc/eiskappenman.html
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