Protección de las redes eléctricas ante tormentas solares

Un equipo de ingenieros del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, mediante la colaboración de Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI), están diseñando y estableciendo un sistema de predicción experimental que se empleará para mitigar los impactos de corriente inducida geomagnéticamente (GIC) en los sistemas de transmisión de energía de alto voltaje. Este escudo solar, utilizará los principales parámetros de una larga escala de factores dados en los modelos de medio ambiente espacial, coordinados por la CCMC (Community Coordinated Modeling Center).

El sol es una estrella de tipo espectral G2 que se encuentra en el centro del sistema solar, constituyendo la mayor fuente de energía electromagnética de nuestro sistema planetario. Su distancia media a la Tierra es de aproximadamente 149.600.000 de kilómetros, y su luz recorre esta distancia en 8 minutos y 19 segundos. La tormenta solar viene dada por la CME, que es una onda compuesta de radiación y viento solar que expulsa el sol en un periodo llamado “actividad máxima solar”. Cuando impacta con la atmósfera sacude el campo magnético de la Tierra, generando corrientes eléctricas hasta la superficie del planeta, dañando los circuitos eléctricos, los transformadores y los sistemas de comunicación.

Cada 11 años, el Sol entra en un turbulento ciclo que representa la época más propicia para que nuestro planeta sufra una tormenta solar, finalizando citado estado con el cambio de polaridad solar. Si se produjese en la actualidad una potente tormenta solar, podría ser capaz de paralizar por completo la red eléctrica de las grandes ciudades, una situación que podría durar semanas, meses o incluso años en el peor de los casos.

Los transformadores del alta resistencia son muy necesarios para mantener el flujo de energía. También son caros, irreparables sobre el terreno, y puede llevar hasta un año su reemplazo. Lo que significa que una eyección de masa coronal proveniente del sol puede inutilizar las redes eléctricas durante largos períodos de tiempo, afectando gravemente a las economías y haciendo la vida a las personas más difícil.

Pero los ingenieros de la NASA tienen un plan para luchar contra estos cortes en el suministro. Si los transformadores están desconectados justo en el plazo en el que la tormenta se produce, no se verán afectados, por lo que el truco consiste en averiguar dónde se dirige y cuándo se producirá la tormenta solar antes de que alcance la atmósfera. Para ello, el Observatorio Heliosférico y Solar (SOHO) de la NASA y dos satélites espaciales STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory), identificarán cualquier eyección de masa coronal (CME) en dirección a la Tierra, y creará una imagen en 3D de la misma, permitiendo a los investigadores, científicos e ingenieros caracterizar su fuerza y determinar cuándo llegará.

Dependiendo de la intensidad de la CME, su viaje desde el sol a la Tierra puede tomar entre 24 y 48 horas. La NASA podría realizar su seguimiento en el espacio, pudiendo avisar en un período crucial dado en alrededor de 30 minutos antes del impacto de la tormenta, cuando es localizada más allá del satélite ACE (Advanced Composition Explorer), algo así como a 1.500 kilómetros de la Tierra. Los sensores a bordo del ACE pueden reunir más datos sobre la velocidad de la tormenta, el campo magnético y la densidad, donde son incorporados a los modelos de análisis por ordenador de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard.

Con menos de 30 minutos hasta el impacto, los modelos de la NASA calculan los lugares más propensos a ser afectados por las peligrosas corrientes inducidas geomagnéticamente (GIC), cuyos resultados se emplearán para cortar el suministro en las redes eléctricas. Esto hará que se produzca un apagón en un número determinados de regiones, pero sólo temporalmente. Cuando la tormenta termina, las redes vuelven de nuevo a estar operativas, continuando de forma habitual con el suministro eléctrico.

El escudo solar es experimental por el momento, y es difícil saber si logrará tener éxito como ha demostrado en la teoría, ya que no ha sido sometido a una situación real para verificar su funcionalidad más allá de modelos de simulación por ordenador. La actividad solar ha sido bastante tranquila este año, por lo que el equipo de ingenieros no ha sido capaz de reunir los datos necesarios para activar su sistema de predicción. Pero teniendo en cuenta que estamos entrando en un período de mayor actividad solar, que llegará a su máximo entre el 2012 y 2013, el escudo solar probablemente tendrá su oportunidad muy pronto.

Más información | NASA Science