Los días 1 y 2 de septiembre de 1859, los sistemas telegráficos de todo el mundo fallaron de forma catastrófica. Los operadores de los telégrafos informaron que recibieron descargas eléctricas, que el papel de los telégrafos se incendió y que tuvieron que operar los equipos con las baterías desconectadas. Durante las noches, la aurora boreal, más conocida como la luz del norte, podía verse 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 una enorme tormenta geomagnética. Estas tormentas se producen 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 una 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 al planeta. Esta interacción hace que el campo magnético se distorsione y debilite, lo que a su vez provoca el extraño comportamiento de las auroras boreales y otros fenómenos naturales. Como ingeniero eléctrico especializado en la red eléctrica, estudio cómo las tormentas geomagnéticas también amenazan con provocar cortes de electricidad e Internet y cómo protegerse contra ello.
Tormentas geomagnéticas
El evento Carrington de 1859 es el mayor registro de una tormenta geomagnética, pero no es un evento aislado.
Se han registrado tormentas geomagnéticas desde principios del siglo XIX, y los datos científicos de las muestras del núcleo de hielo de la Antártida han mostrado evidencias de una tormenta aún más masiva ocurrida alrededor del año 774 d.C., ahora 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% menor que el evento Miyake. Muestras de núcleos de hielo han demostrado que estos fenómenos a gran escala con intensidades similares a las de los eventos Miyake y Carrington se producen a un ritmo medio de una vez cada 500 años.
Actualmente, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica usa la escala de Tormentas Geomagnéticas para medir la fuerza de estas erupciones solares. La «escala G» tiene una clasificación del 1 al 5, siendo G1 la menor y G5 la extrema. El evento Carrington habría sido calificado como G5.
La situación se vuelve aún más aterradora cuando se compara el Evento Carrington con el Evento Miyake. Los científicos pudieron estimar la fuerza del primero basándose en las fluctuaciones del campo magnético de la Tierra registradas por los observatorios de la época. No había forma de medir la Miyake. En su lugar, los se midió el aumento de carbono-14 en los anillos de los árboles de ese periodo. El evento Miyake produjo un aumento del 12% en el carbono-14. En comparación, el evento Carrington produjo un aumento de menos del 1%, por lo que el evento Miyake probablemente empequeñeció el evento G5 Carrington.
Dejando fuera de combate a la energía
Hoy, una tormenta geomagnética de la misma intensidad que el Evento Carrington afectaría mucho más que los cables de telégrafo y podría ser catastrófica. Con la creciente dependencia de la electricidad y la tecnología emergente, cualquier interrupción podría provocar pérdidas monetarias de billones de dólares y riesgos para la vida que depende de los sistemas. La tormenta afectaría a la mayoría de los sistemas eléctricos que la gente utiliza a diario.
Las tormentas geomagnéticas generan corrientes inducidas, que fluyen por la red eléctrica, que pueden superar los 100 amperios, hacia los componentes eléctricos conectados a la red, como transformadores, relés y sensores. Cien amperios equivalen al servicio eléctrico de muchos hogares. Las corrientes de este tamaño pueden causar daños internos en los componentes, provocando cortes de energía a gran escala.
En marzo de 1989 se produjo en Quebec (Canadá) una tormenta geomagnética tres veces menor que el evento Carrington. La tormenta provocó el colapso de la red eléctrica de Hydro-Quebec. Durante ella, las altas corrientes inducidas magnéticamente dañaron un transformador en Nueva Jersey y dispararon los interruptores de la red. En este caso, el apagón provocó que cinco millones de personas se quedaran sin electricidad durante nueve horas.
Romper las conexiones
Además de los fallos eléctricos, las comunicaciones se interrumpirían a escala mundial. Los proveedores de servicios de Internet podrían dejar de funcionar, lo que a su vez anularía la capacidad de los distintos sistemas para comunicarse entre sí. Los sistemas de comunicación de alta frecuencia, como los de radio tierra-aire, onda corta y barco-costa, se verían interrumpidos. Los satélites en órbita alrededor de la Tierra podrían resultar dañados por las corrientes inducidas por la tormenta geomagnética que quemarían sus placas de circuitos. Esto provocaría interrupciones en la telefonía, internet, radio y televisión por satélite.
Además, cuando las tormentas geomagnéticas afectan a la Tierra, el aumento de la actividad solar hace que la atmósfera se expanda hacia el exterior. Esta expansión cambia la densidad de la atmósfera donde orbitan los satélites. Mayor densidad de la atmósfera crearía resistencia al satélite, que lo haría más lento. Y si no se maniobra hacia una órbita más alta, puede caer a la Tierra.
Otro ámbito de perturbación que podría afectar a la vida cotidiana es el de los sistemas de navegación. Prácticamente todos los medios de transporte, desde los coches hasta los aviones, usan el GPS para la navegación y el seguimiento. Incluso los dispositivos portátiles, como los teléfonos móviles, los relojes inteligentes y las etiquetas de seguimiento, dependen de las señales GPS enviadas desde los 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 de submarinos, podrían verse interrumpidos, lo que dificultaría la defensa nacional.
En lo que respecta a Internet, una tormenta geomagnética de la envergadura del evento Carrington podría producir corrientes inducidas por el geomagnetismo 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 tipo de información, desde el correo electrónico y los mensajes de texto hasta los conjuntos de datos científicos y las herramientas de inteligencia artificial. Esto podría interrumpir toda la red e impedir que los servidores se conecten entre sí.
Sólo es cuestión de tiempo
Es sólo cuestión de tiempo que la Tierra se vea afectada por otra tormenta geomagnética. Una del tamaño del evento Carrington sería extremadamente dañina para los sistemas eléctricos y de comunicación de todo el mundo, con cortes que durarían semanas. Si la tormenta es del tamaño del Evento Miyake, los resultados serían catastróficos para el mundo, con cortes potenciales que durarían meses, si no más. Incluso con los avisos de meteorología espacial del Centro de Predicción de Meteorología Espacial de la NOAA, el mundo tendría sólo unos minutos o unas horas de aviso.
Creo que es fundamental seguir investigando formas de proteger los sistemas eléctricos contra los efectos de las tormentas geomagnéticas, por ejemplo, instalando dispositivos que puedan proteger los equipos vulnerables, como los transformadores, y desarrollando estrategias para ajustar las cargas de la red cuando las tormentas solares estén a punto de llegar.
En resumen, es importante trabajar ahora para minimizar las interrupciones del próximo evento Carrington.
Fte. The Conversation (David Wallac)
David Wallac es profesor adjunto de Ingeniería Eléctrica en la Universidad Estatal de Mississippi
