Les tempestes solars afecten la xarxa elèctrica?

Per què afecten les tempestes solars a la xarxa?

Les tempestes solars generen corrents geomagnètics induïts (CGI) de baixa freqüència (de 0.0001 a 0.1 Hz), que poden afectar el funcionament de la xarxa elèctrica. Si aquests corrents arriben als transformadors i s'expandeixen a través de la xarxa, poden causar sobrecàrregues, saturació i fluctuacions en la qualitat de l’energia.

La latitud, resistivitat del terreny (capacitat del terreny per conduir el corrent elèctric), proximitat a la costa i característiques específiques de la xarxa, influeixen en l’impacte de les CGI. Les zones d’alta resistivitat i latituds entre 55º i 70º són més vulnerables. A més, quan les tempestes són més intenses i prolongades, augmenta el risc de dany a la xarxa​. Les tempestes solars tenen el potencial d’impactar en la infraestructura elèctrica. Aquests són alguns dels possibles efectes:

1. Incidents en els transformadors. Els transformadors poden sobreescalfar-se i patir danys. Això pot provocar apagades prolongades i la necessitat de reparar o substituir els transformadors.
2. Càrregues elèctriques excessives. Les tempestes solars poden generar corrents geomagnètics que sobrecarreguen les línies de transmissió elèctrica. Aquestes sobrecàrregues poden causar la caiguda de línies o activar sistemes de protecció, provocant talls elèctrics.
3. Interrupcions en els sistemes de control. Els corrents geomagnètics poden causar avaries en els sistemes de control i protecció de la xarxa elèctrica, afectant el seu funcionament i estabilitat.
4. Degradació de l’aïllament d'equipaments. L’exposició prolongada a corrents geomagnètics induïts pot degradar el material aïllant dels cables i altres components elèctrics, fet que augmenta el risc de fallades i redueix la vida útil dels equipaments.
5. Impactes en el sector de la comunicació. Les tempestes solars poden interferir amb sistemes de comunicació, com ara senyals de ràdio i GPS, complicant la coordinació i maneig de les xarxes elèctriques.

Podem veure una tempesta solar a Espanya?

A Espanya, és poc probable que s’esdevingui una gran tempesta solar perquè estem situats en una latitud baixa, on aquests esdeveniments són menys habituals.

Espanya es troba entre les latituds 36° i 43° nord, mentre que les tempestes solars afecten més regions properes als polos, per sobre dels 55° de latitud. Això és degut al fet que les partícules carregades del vent solar es dirigeixen cap als pols magnètics de la Terra.

Tot i aquesta baixa probabilitat, s'han enregistrat tempestes solars a Espanya des de l'any 1941 fins avui. Tot i que no hem presenciat cap esdeveniment similar al Carrington de 1859, l’Institut Geogràfic Nacional ha documentat, a través de diferents observatoris, les majors tempestes solars.

Al llarg dels anys, s'han enregistrat diverses tempestes solars observades des de diferents punts d’Espanya, com els observatoris de Toledo, Almeria, Logronyo i Tenerife, entre d’altres. Aquestes observacions abasten des de 1941 fins a 2005, destacant-hi esdeveniments significatius com els esdevinguts els anys 1982, 1989 i 2003. Aquests registres han permès controlar l’activitat solar i avaluar el seu impacte potencial en la xarxa elèctrica i altres sistemes.

El mes de maig de 2024, Espanya va ser testimoni d’una tempesta geomagnètica, considerada la més intensa dels darrers anys. La tempesta va derivar en espectaculars aurores boreals visibles en gran part del país.

El fenomen va posar de manifest la importància d’aplicar mesures de prevenció per a tempestes solars més intenses. Això genera la següent pregunta: comptem amb estratègies preventives davant un esdeveniment d’aquest tipus?

Es poden prevenir els efectes d’una tempesta solar?

Espanya compta amb centres d’investigació dedicats a l’estudi i control de l’activitat solar.  Entre ells, trobem els observatoris de l’Institut Geogràfic Nacional, que duen a terme una vigilància constant per avançar-se a possibles esdeveniments solars.

La Universitat d’Alcalà i l’Institut d’Astrofísica de les Canàries, que col·labora amb la NASA, també són fonamentals en la predicció de les alteracions del camp magnètic terrestre. A escala global, l’Agència Espacial Europea (ESA) i l’Administració Nacional Oceànica i Atmosfèrica dels Estats Units (NOAA) lideren els esforços de control i predicció de l’activitat solar, proporcionant dades crítiques per a la mitigació dels seus efectes en infraestructures terrestres.

I existeixen mesures de protecció enfocades en les xarxes de distribució? Per evitar greus problemes en la xarxa elèctrica causats per tempestes solars, cal dur a terme investigacions que permetin identificar possibles punts dèbils en el sistema mitjançant simulacions, i d’aquesta manera facilitar el desenvolupament de les millores necessàries.

En noves línies elèctriques, es poden implementar dissenys específics per als transformadors i la xarxa que ajudin a reduir l’impacte dels corrents geomagnètics induïts. Això inclou ajustar determinades característiques tècniques, com ara la capacitat dels transformadors per resistir aquests corrents i la configuració de les connexions elèctriques, per desviar aquestes corrents i minimitzar els danys.

En les línies elèctriques ja construïdes, es poden instal·lar sistemes que limitin la presència de corrents geomagnètis induïts. Aquests sistemes, compostos de sensors i elements electrònics, detecten anormalitats i bloquegen l’entrada d’aquests corrents a través del conductor de neutre, que és la via de retorn del corrent elèctric en un circuit, protegint així la xarxa elèctrica de possibles danys.

En un món que depèn de l’electricitat per funcionar, les tempestes solars són un recordatori de la nostra vulnerabilitat. Tot i que aquests esdeveniments poden causar interrupcions en les xarxes elèctriques, és important destacar que les afectacions significatives són poc probables. Això és degut a la creixent implementació de mesures preventives i a l’enfortiment de les nostres infraestructures, fet que minimitza els riscs i garanteix una major resiliència davant aquestes eventualitats.