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¿Qué es una tormenta solar?
Las tormentas solares son un fenómeno poco frecuente y no muy conocido. ¿Qué son y cómo nos afectan?
Una tormenta solar o geomagnética es una perturbación del campo magnético de la Tierra producido por un aumento brusco de las partículas emitidas en las erupciones solares. Esas partículas alcanzan la magnetosfera de nuestro planeta y pueden alterar el campo magnético terrestre durante horas o incluso días.
La intensidad de estas tormentas varía según la latitud. Suelen ser más fuertes en zonas cercanas a los polos.
Según el Instituto Geográfico Nacional, “las tormentas geomagnéticas normalmente son de pequeña magnitud y no ocasionan daño alguno”. El efecto más agradable son las auroras boreales, visibles en latitudes altas, resultado de la interacción de partículas solares con gases en la atmósfera.
En los casos menos frecuentes en que las tormentas son más intensas, es posible que interfieran con algunas infraestructuras, entre las que se encuentran los satélites, los servicios de telecomunicaciones y las redes eléctricas.
¿Cómo afectan las tormentas solares a la red eléctrica?
Las tormentas solares o tormentas geomagnéticas más intensas pueden generar desajustes en las redes eléctricas. Aquí van algunos datos de los primeros fenómenos de este tipo registrados en el mundo.
- En 1859, la Tierra se enfrentó por primera vez a los efectos negativos de la actividad solar con el ‘evento Carrington’. Esta tormenta solar, observada por el astrónomo Richard Carrington, es la más potente registrada hasta la actualidad. El ‘evento Carrington’ afectó principalmente a las líneas de telégrafo, inhabilitando gran parte de los 200.000 km de líneas a nivel mundial durante 8 horas, según el Centro Nacional para la Información Biotecnológica de EE.UU. En aquella época, las redes eléctricas modernas aún no estaban desarrolladas. La tormenta solar fue tan intensa que provocó auroras boreales en latitudes inusuales, llegando incluso a España.
- En marzo de 1940, una tormenta solar obligó a parar el servicio de varios transformadores de la Compañía Eléctrica de Philadelphia (EE UU). Además, los servicios telefónicos y telegráficos también resultaron afectados.
- El 10 de febrero de 1958, Toronto (Canadá) sufrió caídas en la red eléctrica y en Minnesota (EE.UU.) se registraron flujos de potencia anormales. Dos años después, el 13 de noviembre de 1960, una tormenta solar interrumpió el suministro de los cables transoceánicos, especialmente los que conectan América del Norte con Europa.
- Una de las más recientes y que más afectó a la red eléctrica se produjo el 13 de marzo de 1989. Una tormenta solar colapsó la red de Hydro Quebec (Canadá) en solo dos minutos, dejando inactivos 21.500 MW de generación y a la red de distribución sin funcionar durante nueve horas.
Estos eventos son ejemplo del impacto de las tormentas solares en las infraestructuras eléctricas. Pero, ¿por qué afectan estos fenómenos a la red?
¿Por qué afectan las tormentas solares a la red?
Las tormentas solares generan corrientes geomagnéticas inducidas (CGI) de baja frecuencia (0.0001 a 0.1 Hz), que pueden afectar al funcionamiento de la red eléctrica. Si estas corrientes llegan a los transformadores y se expanden a través de la red, pueden causar sobrecargas, saturación y fluctuaciones en la calidad de la energía.
La latitud, resistividad del terreno (capacidad del terreno para conducir la corriente eléctrica), proximidad a la costa y características específicas de la red, influyen en el impacto de las CGI. Las zonas de alta resistividad y latitudes entre 55º y 70º son más vulnerables. Además, cuando las tormentas son más intensas y prolongadas, se incrementa el riesgo de daño a la red.
Las tormentas solares tienen el potencial de impactar en la infraestructura eléctrica. Estos son algunos de los posibles efectos:
- Incidentes en los transformadores. Los transformadores pueden sobrecalentarse y sufrir daños. Esto puede provocar apagones prolongados y la necesidad de reparar o reemplazar los transformadores.
- Cargas eléctricas excesivas. Las tormentas solares pueden generar corrientes geomagnéticas que sobrecargan las líneas de transmisión eléctrica. Estas sobrecargas pueden causar la caída de líneas o activar sistemas de protección, provocando cortes de electricidad.
- Interrupciones en los sistemas de control. Las corrientes geomagnéticas pueden causar averías en los sistemas de control y protección de la red eléctrica, afectando su funcionamiento y estabilidad.
- Degradación del aislamiento de equipos. La exposición prolongada a corrientes geomagnéticas inducidas puede degradar el material aislante de los cables y otros componentes eléctricos, lo que aumenta el riesgo de fallos y reduce la vida útil de los equipos.
- Impactos en el sector de la comunicación. Las tormentas solares pueden interferir con sistemas de comunicación, como señales de radio y GPS, complicando la coordinación y manejo de las redes eléctricas.
Daños potenciales de las tormentas geomagnéticas
¿Podemos ver una tormenta solar en España?
En España, es poco probable que ocurra una gran tormenta solar porque estamos situados en una latitud baja, donde estos eventos son menos comunes.
España se encuentra entre las latitudes 36° y 43° norte, mientras que las tormentas solares afectan más a regiones cercanas a los polos, por encima de los 55° de latitud. Esto se debe a que las partículas cargadas del viento solar se dirigen hacia los polos magnéticos de la Tierra.
A pesar de esta baja probabilidad, se han registrado tormentas solares en España desde el año 1941 hasta la fecha. Aunque no hemos presenciado ningún evento similar al Carrington de 1859, el Instituto Geográfico Nacional ha documentado, a través de distintos observatorios, las mayores tormentas solares.
A lo largo de los años, se han registrado varias tormentas solares observadas desde distintos puntos de España, como los observatorios de Toledo, Almería, Logroño y Tenerife, entre otros. Estas observaciones abarcan desde 1941 hasta 2005, destacando eventos significativos como los ocurridos en 1982, 1989 y 2003. Estos registros han permitido monitorear la actividad solar y evaluar su impacto potencial en la red eléctrica y otros sistemas.
En mayo de 2024, España fue testigo de una tormenta geomagnética, considerada la más intensa de los últimos años. La tormenta derivó en espectaculares auroras boreales visibles en gran parte del país.
El fenómeno puso de manifiesto la importancia de implementar medidas de prevención para tormentas solares más intensas. Lo que nos lleva a preguntarnos, ¿existen estrategias preventivas ante un evento de este tipo?
¿Se pueden prevenir los efectos de una tormenta solar?
España cuenta con centros de investigación dedicados al estudio y monitoreo de la actividad solar. Entre ellos, se encuentran los observatorios del Instituto Geográfico Nacional, que realizan una vigilancia constante para anticiparse a posibles eventos solares.
La Universidad de Alcalá y el Instituto de Astrofísica de Canarias, que colabora con la NASA, también son cruciales en la predicción de las alteraciones del campo magnético terrestre. A nivel global, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA) lideran los esfuerzos de monitoreo y predicción de la actividad solar, proporcionando datos críticos para la mitigación de sus efectos en infraestructuras terrestres.
¿Y existen medidas de protección enfocadas en las redes de distribución? Para evitar graves problemas en la red eléctrica causados por tormentas solares, hay que llevar a cabo investigaciones que permitan identificar posibles puntos débiles en el sistema mediante simulaciones, y facilitar así el desarrollo de las mejoras necesarias.
En nuevas líneas eléctricas, se pueden implementar diseños específicos para los transformadores y la red que ayuden a reducir el impacto de las corrientes geomagnéticas inducidas. Esto incluye ajustar ciertas características técnicas, como la capacidad de los transformadores para resistir estas corrientes y la configuración de las conexiones eléctricas, para desviar dichas corrientes y minimizar los daños.
En las líneas eléctricas ya construidas, se pueden instalar sistemas que limiten la presencia de corrientes geomagnéticas inducidas. Estos sistemas, compuestos por sensores y elementos electrónicos, detectan anormalidades y bloquean la entrada de estas corrientes a través del conductor de neutro, que es la vía de retorno de la corriente eléctrica en un circuito, protegiendo así la red eléctrica de posibles daños.
En un mundo que depende de la electricidad para funcionar, las tormentas solares son un recordatorio de nuestra vulnerabilidad. Si bien estos eventos pueden causar interrupciones en las redes eléctricas, es importante destacar que las afectaciones significativas son poco probables. Esto se debe a la creciente implementación de medidas preventivas y al fortalecimiento de nuestras infraestructuras, lo que minimiza los riesgos y asegura una mayor resiliencia frente a estas eventualidades.
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