¿Podría una poderosa tormenta solar acabar con Internet e incluso con la red eléctrica? Es sólo cuestión de tiempo, dice un ingeniero eléctrico

La tormenta geomagnética que comenzó el 10 de mayo de 2024 generó una impresionante aurora boreal, más conocida como aurora boreal, que se pudo ver hasta el sur de México. También generaron dolores de cabeza a los agricultores cuyos tractores guiados por GPS estaban inactivos en mitad de la temporada de siembra.

Las tormentas geomagnéticas ocurren cuando una gran burbuja de gas sobrecalentado llamada plasma es expulsada de la superficie del Sol y golpea la Tierra. Esta burbuja se conoce como eyección de masa coronal. El plasma de eyección de masa coronal está formado por una nube de protones y electrones, que son partículas cargadas eléctricamente. Cuando estas partículas llegan a la Tierra, interactúan con el campo magnético que rodea el planeta. Esta interacción hace que el campo magnético se distorsione y debilite, lo que a su vez conduce al extraño comportamiento de la aurora boreal y otros fenómenos naturales.

La tormenta de mayo de 2024, clasificado G5 en la escala de 1 a 5 tormentas geomagnéticas de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, interrumpieron las comunicaciones GPS lo suficiente como para desviar la guía del tractor, que requiere una precisión de centímetros. Las tormentas más fuertes tienen consecuencias mucho más graves. Como ingeniero eléctrico especializado en redes eléctricas, estudio cómo las tormentas geomagnéticas también amenazan con provocar cortes de energía e Internet y cómo protegerme contra esto.

Tormentas geomagnéticas

Se produjeron tormentas solares más fuertes y una de ellas causó estragos en una de las primeras tecnologías electrónicas. El 1 y 2 de septiembre de 1859, los sistemas de telégrafo de todo el mundo fallaron catastróficamente. Los operadores de telégrafos informaron haber recibido descargas eléctricas, papel telegráfico incendiado y poder operar equipos con baterías desconectadas. Por la noche, la aurora boreal se podía ver hasta el sur de Colombia. Normalmente, estas luces sólo son visibles en latitudes más altas, en el norte de Canadá, Escandinavia y Siberia.

Lo que el mundo experimentó ese día, ahora conocido como el Evento Carrington, fue la tormenta geomagnética más grande registrada, mucho más fuerte que la tormenta de mayo de 2024.

Se han registrado tormentas geomagnéticas desde principios del siglo XIX, y los datos científicos de muestras de núcleos de hielo antártico han mostrado evidencia de una tormenta geomagnética aún más masiva que ocurrió alrededor del año 774 d.C., conocida como el Evento Miyake. Esa erupción solar produjo el mayor y más rápido aumento de carbono-14 jamás registrado. Las tormentas geomagnéticas desencadenan grandes cantidades de rayos cósmicos en la atmósfera superior de la Tierra, que a su vez producen carbono-14, un isótopo radiactivo del carbono.

Alrededor del año 993 d.C. se produjo una tormenta geomagnética un 60% más pequeña que el evento Miyake. Las muestras de núcleos de hielo han mostrado evidencia de que tormentas geomagnéticas a gran escala con intensidades similares a las de los eventos Miyake y Carrington ocurren a un ritmo promedio de una vez cada 500 años.

Los científicos pudieron estimar la fuerza del Evento Carrington basándose en las variaciones del campo magnético de la Tierra registradas por los observatorios de la época. No había forma de medir la variación magnética del Evento Miyake. En cambio, los científicos midieron el aumento de carbono-14 en los anillos de los árboles de ese período. El Evento Miyake produjo un aumento del 12% en el carbono-14. En comparación, el Evento de Carrington produjo menos de un 1% de aumento en el carbono-14, por lo que el Evento de Miyake probablemente superó al Evento de Carrington G5.

Poder de paliza

Hoy, una tormenta geomagnética de la misma intensidad que el Evento Carrington afectará mucho más que los cables telegráficos y podría ser catastrófica. Con la creciente dependencia de la electricidad y la tecnología emergente, cualquier interrupción puede generar billones de dólares en pérdidas monetarias y riesgos para la vida que depende de los sistemas. La tormenta afectará la mayoría de los sistemas eléctricos que la gente usa todos los días. https://www.youtube.com/embed/JncTCE2NWgc?wmode=transparent&start=0 El Servicio Meteorológico Nacional opera el Centro de Predicción del Clima Espacial, que vigila las erupciones solares que pueden provocar tormentas geomagnéticas.

Las tormentas geomagnéticas generan corrientes inducidas que fluyen a través de la red eléctrica. Las corrientes inducidas geomagnéticamente, que pueden superar los 100 amperios, circulan por los componentes eléctricos conectados a la red, como transformadores, relés y sensores. Cien amperios equivalen al servicio eléctrico que se presta a muchos hogares. Corrientes de este tamaño pueden causar daños internos a los componentes, lo que provoca cortes de energía a gran escala.

En marzo de 1989 se produjo una tormenta geomagnética tres veces más pequeña que el evento Carrington en Quebec, Canadá. La tormenta provocó el colapso de la red eléctrica de Hydro-Québec. Durante la tormenta, altas corrientes inducidas magnéticamente dañaron un transformador en Nueva Jersey y dispararon los disyuntores de la red. En este caso, el apagón provocó que cinco millones de personas permanecieran sin electricidad durante nueve horas.

Rompiendo conexiones

Además de los fallos eléctricos, las comunicaciones se verán afectadas a escala mundial. Los proveedores de servicios de Internet pueden dejar de funcionar, lo que eliminará la capacidad de diferentes sistemas para comunicarse entre sí. Los sistemas de comunicación de alta frecuencia, como la radio tierra-aire, de onda corta y de barco a costa, se verían afectados. Los satélites en órbita alrededor de la Tierra pueden resultar dañados por las corrientes inducidas por la tormenta geomagnética que queman sus placas de circuito. Esto provoca interferencias en el teléfono, Internet, la radio y la televisión por satélite.

Además, cuando las tormentas geomagnéticas golpean la Tierra, el aumento de la actividad solar hace que la atmósfera se expanda hacia afuera. Esta expansión cambia la densidad de la atmósfera donde orbitan los satélites. Una atmósfera de mayor densidad crea resistencia sobre un satélite, lo que lo ralentiza. Y si no se maniobra a una órbita más alta, puede volver a caer a la Tierra.

Otra área de disrupción que potencialmente afecta la vida cotidiana son los sistemas de navegación. Prácticamente todos los medios de transporte, desde automóviles hasta aviones, utilizan GPS para navegación y seguimiento. Incluso los dispositivos portátiles como teléfonos móviles, relojes inteligentes y etiquetas de seguimiento dependen de señales de GPS enviadas por satélites. Los sistemas militares dependen en gran medida del GPS para su coordinación. Otros sistemas de detección militar, como los radares sobre el horizonte y los sistemas de detección submarinos, podrían verse afectados, perturbando la defensa nacional.

En términos de Internet, una tormenta geomagnética de la escala del Evento Carrington puede producir corrientes geomagnéticamente inducidas en los cables submarinos y terrestres que forman la columna vertebral de Internet, así como en los centros de datos que almacenan y procesan todo, desde correos electrónicos y mensajes de texto. para conjuntos de datos científicos y herramientas de inteligencia artificial. Esto potencialmente interrumpe toda la red e impide que los servidores se conecten entre sí.

solo es cuestion de tiempo

Es sólo cuestión de tiempo que la Tierra sea golpeada por otra gran tormenta geomagnética. Una tormenta del tamaño del evento Carrington dañaría gravemente los sistemas de energía y comunicaciones en todo el mundo, con cortes que durarían semanas. Si la tormenta es del tamaño del evento Miyake, los resultados serán catastróficos para el mundo, con posibles cortes que durarán meses, si no más. Incluso con las advertencias sobre el clima espacial del Centro de Predicción del Clima Espacial de la NOAA, el mundo solo tiene un aviso de unos minutos a unas pocas horas.

Creo que es fundamental que sigamos investigando formas de proteger los sistemas eléctricos contra los efectos de las tormentas geomagnéticas, por ejemplo instalando dispositivos que puedan proteger equipos vulnerables como transformadores y desarrollando estrategias para ajustar las cargas de la red cuando las tormentas solares están a punto de azotar. . En resumen, es importante trabajar ahora para minimizar las interrupciones provocadas por el próximo Evento de Carrington.

David Wallace, profesor clínico asistente de ingeniería eléctrica, Universidad Estatal de Misisipi

Este artículo lo vuelve a publicar The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.