La investigación sobre las auroras boreales y las corrientes inducidas por campos geomagnéticos revela que el ángulo de los choques planetarios contra el campo magnético de la Tierra afecta de manera crítica la intensidad de las corrientes que afectan la infraestructura eléctrica. Los choques directos tienden a crear corrientes más fuertes, lo que puede provocar cortes de energía generalizados. Predecir estos shocks puede ayudar a mitigar los riesgos para la infraestructura crítica.
Los científicos han descubierto que los choques planetarios que golpean directamente el campo magnético de la Tierra provocan corrientes eléctricas más potentes a nivel del suelo, amenazando tuberías y cables submarinos.
Las auroras son causadas por partículas del Sol que chocan con el campo magnético de la Tierra, pero estos impactos también causan corrientes geomagnéticas a nivel del suelo, que pueden dañar la infraestructura que conduce la electricidad. Los científicos que estudian estas corrientes para proteger infraestructuras críticas han realizado la primera investigación que compara los choques interplanetarios con mediciones en tiempo real de corrientes geomagnéticas, lo que demuestra que el ángulo de impacto de los choques es clave para predecir daños potenciales a la infraestructura: choques que golpean el campo magnético en una El ángulo produce corrientes menos potentes.
Impacto de los shocks planetarios en la infraestructura
Las auroras boreales han inspirado mitos y predicciones durante miles de años, pero sólo ahora, con la tecnología moderna que depende de la electricidad, estamos empezando a darnos cuenta de su verdadero poder. Las mismas fuerzas que causan la aurora boreal también causan corrientes que pueden dañar la infraestructura que transmite electricidad, como las tuberías. Ahora los eruditos escriben en Fronteras en astronomía y ciencia espacial Los científicos han demostrado que el ángulo de impacto de los choques interplanetarios es clave para la fuerza de las corrientes, brindando la oportunidad de predecir choques peligrosos y proteger infraestructura crítica.
“La aurora boreal y las corrientes inducidas geomagnéticamente son causadas por factores similares al clima espacial”, explicó el Dr. Denny Oliveira de la Universidad de Harvard. NASA«La aurora es una advertencia visual de que las corrientes eléctricas en el espacio podrían generar estas corrientes inducidas geomagnéticamente en la Tierra», dice el autor principal del artículo, el Dr. John Jordan, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard.
Y añadió: «La zona de la aurora puede expandirse significativamente durante tormentas geomagnéticas severas. Su límite sur suele estar a 70 grados de latitud, pero durante eventos extremos puede descender a 40 grados o incluso más, que es sin duda lo que ocurrió durante la tormenta de mayo». 2024: la tormenta más intensa de las últimas dos décadas.
Luces, colores y movimiento.
Las auroras son el resultado de dos procesos: o las partículas del Sol alcanzan el campo magnético de la Tierra y provocan una tormenta geomagnética, o los choques planetarios comprimen el campo magnético de la Tierra. Estos choques también generan corrientes inducidas geomagnéticamente, que pueden dañar la infraestructura que conduce la electricidad. Los choques planetarios más poderosos significan corrientes y auroras más poderosas, pero los choques frecuentes y menos poderosos también pueden causar daños.
«Podría decirse que los impactos adversos más severos a la infraestructura energética ocurrieron en marzo de 1989 después de una severa tormenta geomagnética: el sistema Hydro-Québec de Canadá estuvo cerrado durante aproximadamente nueve horas, dejando a millones de personas sin electricidad», dijo Oliveira. «Pero eventos más débiles y frecuentes, como los choques interplanetarios, pueden representar amenazas a los conductores terrestres con el tiempo. Nuestro trabajo muestra que grandes corrientes geoeléctricas ocurren con frecuencia después de los choques, y merecen atención».
Se cree que los choques que golpean la Tierra directamente, en lugar de en ángulo, inducen corrientes geomagnéticas más fuertes, porque comprimen más el campo magnético. Los científicos han investigado cómo las corrientes geomagnéticas se ven afectadas por los choques que golpean la Tierra en diferentes ángulos y momentos del día.
Para ello, tomaron una base de datos de impactos interplanetarios y la compararon con lecturas de corrientes inducidas geomagnéticamente de un gasoducto en Mantsala, Finlandia, que generalmente se encuentra en la región de la aurora durante las épocas activas. Para calcular las propiedades de estos choques, como el ángulo y la velocidad, utilizaron datos del campo magnético interplanetario y del viento solar. Dividieron los shocks en tres grupos: shocks severos, shocks moderados y shocks casi frontales.
Ángulo de ataque
Los investigadores encontraron que más choques frontales causaron picos más altos en las corrientes inducidas geomagnéticamente, ya sea inmediatamente después del choque o durante la subtormenta siguiente. Se produjeron picos particularmente intensos alrededor de la medianoche magnética, cuando el Polo Norte estaba entre el Sol y Mantsala. Las subtormentas locales en este momento también provocan un brillo sorprendente de la aurora boreal.
«Las corrientes moderadas ocurren poco después del impacto de la perturbación cuando Mantsala está al anochecer, hora local, mientras que las corrientes más intensas ocurren a la medianoche, hora local», dijo Oliveira.
Dado que los ángulos de estos shocks se pueden predecir dos horas antes del impacto, esta información puede permitirnos implementar medidas de protección para las redes eléctricas y otras infraestructuras vulnerables antes de que ocurran los shocks más poderosos e inmediatos.
«Una cosa que los operadores de infraestructura eléctrica pueden hacer para proteger sus equipos es activar algunos circuitos eléctricos específicos cuando se emite una alerta de descarga eléctrica. Esto evitaría que las corrientes geomagnéticamente inducidas reduzcan la vida útil de los equipos», sugirió Oliveira.
Pero los científicos no han encontrado una fuerte correlación entre el ángulo de impacto y el tiempo que tarda en tocar el suelo y luego inducir la corriente. Probablemente esto se deba a la necesidad de realizar más registros de corrientes en diferentes latitudes para investigar este aspecto.
“Los datos actuales sólo se han recopilado en un lugar específico, el sistema de gasoductos de Mantsala”, advirtió Oliveira. “Aunque Mantsala se encuentra en un lugar crítico, no proporciona una imagen global. Además, faltan datos de Mantsala. durante varios días en «Sería fantástico si las empresas energéticas mundiales pusieran sus datos a disposición de los científicos para que los estudien».
Referencia: “Las primeras observaciones directas de los efectos del ángulo de impacto del choque interplanetario en las corrientes reales inducidas geomagnéticamente: el caso del sistema finlandés de gasoductos” por Denny M. Oliveira, Eftia Zesta y Sergio Vidal Luengo, 7 de mayo de 2024, Fronteras en astronomía y ciencia espacial.
DOI: 10.3389/fspas.2024.1392697
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