Nel settembre 1859, un grande brillamento solare ha causato la tempesta geomagnetica più violenta mai registrata. L'evento di Carrington fu così potente che distrusse i sistemi telegrafici di quel tempo. Oggi, satelliti, linee elettriche, sistemi di trasporto, e i sistemi di comunicazione e posizionamento sono minacciati dall'impatto di tali tempeste geomagnetiche su larga scala.

Un nuovo studio sta migliorando le previsioni delle vulnerabilità nelle reti di trasporto elettrico spagnole, ed è stato recentemente pubblicato sulla rivista Meteo spaziale . Il nuovo studio di ricerca è stato distinto come annuncio di ricerca nella newsletter EOS dell'American Geophysical Union (AGU), nell'ambito della geologia e della geofisica.

Dalle aurore polari al fallimento tecnologico

A parte la bellezza delle aurore alle latitudini polari, le perturbazioni del campo magnetico terrestre causate dal ciclo solare possono generare enormi perdite economiche in molti settori. Quando le particelle del vento solare interagiscono con il campo magnetico terrestre, risulta una tempesta geomagnetica. Questa tempesta può generare correnti indotte geomagneticamente (GIC) nel sottosuolo, pericolosi per le reti elettriche e i sistemi di trasporto (oleodotti, gasdotti, linee ferroviarie, eccetera.).

Queste correnti continue a bassa frequenza dipendono dalla struttura geoelettrica della regione, questo è, la geologia regionale, e sulla conducibilità elettrica delle rocce. Per quanto riguarda le linee elettriche, le correnti geomagneticamente indotte si accoppiano alla rete di distribuzione attraverso le dighe del trasformatore.

Àlex Marcuello, docente presso il Dipartimento di Earth and Ocean Dynamics dell'Università di Barcellona, dice, "La metodologia applicata in questo nuovo studio consente una simulazione di diverse situazioni per la rete, in base alle diverse condizioni di tempesta magnetica. Perciò, la modellazione può stimare i valori più alti di GIC per diverse sottostazioni, scoprirne l'effetto in diversi elementi della rete – connessi e non – e individuando quelli più vulnerabili”.

Migliorare le previsioni con lo studio della conducibilità elettrica

Questo articolo scientifico, con Joan Miquel Torta come primo autore, pone come modello di studio una sottostazione elettrica a Vandellòs, Tarragona. Per studiare la vulnerabilità della rete elettrica, lo studio analizza gli elementi complessivi della rete e la sua lunghezza, oltre alla struttura geoelettrica del sottosuolo mediante misure in situ nel territorio.

"Generalmente, le linee ad alta tensione più vulnerabili sono quelle con tensioni superiori a 200 kV" afferma Àlex Marcuello. "I componenti più sensibili al GIC sono i trasformatori nelle sottostazioni. Questi GIC provocano una saturazione di mezzo ciclo nel nucleo dei trasformatori, e la sua conseguenza è triplicata:il trasformatore si riscalda e può persino bruciare, la corrente e la tensione cessano di essere sinusoidali (50 Hz) e diventano instabili. Finalmente, la potenza induttiva della rete aumenta. Come risultato finale delle tre situazioni, può verificarsi un blackout parziale o totale".

Una diagnosi più realistica sulla rete elettrica del Paese

Lo studio pubblicato sulla rivista Meteo spaziale crea un modello di previsione realistico basato su approcci semplificati. In tale contesto, gli esperti dell'Istituto di Ricerca Geomodelli hanno caratterizzato la conducibilità del sottosuolo nella regione della sottostazione di Vandellòs utilizzando il metodo magnetotellurico.

"Questa metodologia ha consentito un sostanziale miglioramento delle precedenti previsioni per i GIC. Inoltre, abbiamo proposto un modello che può aggiungere tre fattori da cui dipendono i GIC:la tempesta magnetica, la struttura geoelettrica del sottosuolo, e le caratteristiche della rete elettrica, "dice Marcuello.

Meteorologia satellitare:anticipare gli effetti delle tempeste solari

L'importanza degli impatti tecnologici delle tempeste magnetiche ha spinto la progettazione di protocolli di allerta globali che avvertono i gestori dei sistemi in un intervallo di tempo minimo, anche ore prima di un GIC, per impostare le misure preventive adeguate. Situazioni come il blackout del Quebec del 13 marzo, 1989 sono casi estremi che incoraggiano il processo di ricerca nella meteorologia satellitare per prevenire e attenuare gli effetti magnetici dell'attività solare nel pianeta.