Los costes de un evento severo de meteorología espacial

Fulguració Solar captada per la NASA el 2 d'octubre de 2014. Imatge feta per la NASA/SDO.

Fulguración Solar captada por la NASA el 2 de Octubre de 2014 (NASA/SDO).

Ya hemos comentado anteriormente que la actividad solar puede afectar severamente el funcionamiento de determinados sistemas tecnológicos terrestres, debido a que el Sol emite cantidades ingentes de partículas y energía hacia el espacio. A la ciencia que estudia estos fenómenos se le llama hoy en día meteorología espacial, aunque no ha sido otra cosa que rebautizar lo que tradicionalmente se había conocido como física de las relaciones Sol-Tierra. Esta es una disciplina en la que el Observatorio del Ebro fue pionero a principios del siglo XX y en la cual seguimos trabajando. Sin ir más lejos, por poner el ejemplo más reciente, a finales de septiembre anunciábamos la publicación de una evaluación de la amenaza de las tormentas geomagnéticas sobre la red española de alta tensión.

El motivo por el que volvemos a tratar este tema es la reciente publicación de un artículo en la revista Natural Hazards and Earth Systems, en el que científicos australianos, en colaboración con un noruego y un holandés, evalúan los costes derivados a nivel global de un evento de esa naturaleza.

Influencia del Sol sobre el campo magnético terrestre en el espacio (NASA).

Influencia del Sol sobre el campo magnético terrestre en el espacio (NASA).

Hay que tener en cuenta que este es un fenómeno complejo, cuyos efectos se pueden detectar en el espacio interplanetario, en la magnetosfera, en la ionosfera o en la atmósfera neutra y, por supuesto, en la superficie terrestre. Esos dominios no están separados, y cualquier cambio en uno de ellos puede tener consecuencias en los sistemas tecnológicos terrestres. Los fenómenos observados en el espacio y en la atmósfera son pues diversos. Desde la energización de las partículas del viento solar o la degradación de señales de radio por los cambios en las densidades ionosféricas, o el aumento de la fricción de los satélites artificiales en el espacio. Entre los problemas derivados de esos fenómenos se encuentran la exposición a dosis excesivas de radiación para los viajeros de determinados vuelos y, sobre todo, para los astronautas; la aparición de cargas diferenciales en los sistemas electrónicos de los satélites; pero también pueden verse afectadas las comunicaciones de radio, o los sistemas de posicionamiento y navegación por satélite.

Transformador destruido en New Jersey como consecuencia de la tormenta de Marzo de 1989 (Fuente: Peter Balma, Public Service Electric and Gas)

Transformador destruido en New Jersey como consecuencia de la tormenta de Marzo de 1989 (Fuente: Peter Balma, Public Service Electric and Gas)

Pero quizá los efectos más preocupantes son aquéllos derivados de las corrientes inducidas geomagnéticamente en tierra. Bajo condiciones perturbadas del Sol, el grado de ionización en la magnetosfera y la ionosfera aumenta y se produce un aumento importante de los sistemas de corrientes eléctricas en esos medios, especialmente en lo que se conoce como los electrojets aurorales,  y que son la fuente de los campos magnéticos en la superficie. Como consecuencia de la ley de inducción de Faraday, asociadas a las variaciones en el tiempo del campo magnético se induce un campo eléctrico. Este campo eléctrico actúa como una fuente de voltaje a través de las redes de transporte eléctrico de alta tensión, de manera que en ocasión de grandes tormentas geomagnéticas las corrientes inducidas pueden dañar los transformadores de las mismas.

¿Cuáles son los referentes del problema?  El más clásico: el evento de Carrington de 1859, que fue de las primeras y a la vez mayor tormenta jamás registrada, y que provocó los primeros problemas en la incipiente tecnología que había entonces. Se dio el caso curioso de que la línea telegráfica de Boston a Portland llegó a funcionar sin baterías, debido a las enormes corrientes inducidas que provocó la tormenta geomagnética. En aquella ocasión se vieron auroras boreales en Tortosa, e incluso en Honolulu y en La Habana, cuando este fenómeno está generalmente restringido a altas latitudes. Se han ido sucediendo muchos otros efectos desde entonces, a medida que la humanidad se ha ido haciendo más dependiente de la tecnología, pero el acontecimiento que despertó un interés global por esta disciplina, más allá del ámbito académico, fue el colapso de la red eléctrica de Quebec, debido a la gran tormenta del 13 de marzo de 1989, que dejó a millones de personas sin electricidad durante 9 horas. Y más recientemente, a finales de octubre de 2003, como consecuencia de la conocida como tormenta de Halloween, hubo de nuevo apagones en la ciudad sueca de Malmö, e incluso transformadores afectados en latitudes tan bajas como las de Sudáfrica.

La probabilidad de un evento como el de Carrington se ha estimado en un 12 % por década, o de uno cada 100-150 años, aproximadamente como un terremoto de magnitud 9. En realidad, hace poco se ha podido constatar que, debido a la rotación solar, en julio de 2012 una eyección de masa solar como la de Carrington no llegó a la Tierra por una semana. Si ocurriese hoy en día uno de esos eventos, los impactos en la vida corriente de millones de personas serían profundos, tanto por los efectos directos, como por aquéllos en los sistemas productivos globalizados. Hay que tener en cuenta que esos grandes transformadores que pueden ser vulnerables a una tormenta severa sólo se construyen esporádicamente y por unos pocos fabricantes a nivel mundial, y su substitución es una operación logísticamente complicada, de modo que los impactos podrían extenderse durante meses, o incluso años.

Conexiones e interdependencias en la economía. Departamento de Seguridad Nacional (EEUU).

Conexiones e interdependencias en la economía. Departamento de Seguridad Nacional (EEUU).

Las complejas e interconectadas redes globalizadas de la economía y las infraestructuras actuales hacen difícil predecir los efectos exactos de un evento severo de meteorología espacial. Sin embargo, H. Schulte in den Bäumen y coautores, combinando por primera vez un modelo físico y un modelo económico, han simulado los impactos de una tormenta extrema, considerando diferentes orientaciones planetarias, y teniendo en cuenta no sólo los países directamente afectados sino también el shock económico posterior al desastre en todos sus socios comerciales. Los daños económicos globales resultados de esas simulaciones proporcionan escenarios situados a medio camino entre los daños derivados del cambio climático y una crisis financiera global, con unos costes estimados por encima del 5 % del PIB mundial, alcanzando a cada industria y a cada segmento de la sociedad. Del mismo orden que los derivados de una guerra. Aunque, como argumentan en su discusión, es cierto que el efecto de un evento de esas características es diferente a otros desastres de origen natural. Mientras que los huracanes, los terremotos o los tsunamis pueden causar pérdidas humanas directas, una tormenta solar es probable que sólo ocasione daños materiales.

Unos resultados tan contundentes nos llevan a concluir que nos enfrentamos a un riesgo de origen natural, con efectos extraordinariamente importantes para nuestra vida marcada por la dependencia tecnológica. Suponen lo que se conoce como eventos de poca probabilidad pero de gran impacto. Sin embargo, los efectos de los cuales pueden ser atenuados analizando las vulnerabilidades, los riesgos, y tomando medidas preventivas. Pero debe haber un programa de seguridad en el ámbito de la Meteorología Espacial, a nivel europeo y a nivel mundial, tanto para lo que se refiere a los modelos predictivos, como para el suministro e intercambio de datos.

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