Nove dei 10 più grandi blackout nella storia degli Stati Uniti sono stati causati da uragani, i cui forti venti sostenuti hanno messo fuori uso gli elettrodotti su vaste aree geografiche. In cima alla lista c'è l'uragano Maria, che in ottobre ha disabilitato la rete elettrica a Porto Rico e nelle Isole Vergini americane, lasciando la maggior parte della popolazione senza elettricità per mesi.

Gli scienziati del clima proiettano che mentre la temperatura superficiale media globale continua ad aumentare, così anche la frequenza e l'intensità delle grandi tempeste, così come delle ondate di calore e delle alte temperature. Di conseguenza, è probabile che assisteremo a interruzioni di corrente ancora più diffuse, non solo a causa dei venti degli uragani, ma anche degli effetti del calore prolungato ed estremo su un componente critico ma vulnerabile della rete elettrica:il grande trasformatore di potenza (LPT).

Gli LPT sono trasformatori con una potenza nominale pari o superiore a 100 MVA (mega volt-ampere), e migliaia sono distribuiti negli Stati Uniti. L'attuale stock di TPL è vecchio:il settanta percento o più ha 25 anni o più. Hanno una durata prevista di 40 anni, e sono molto costosi e richiedono molto tempo per la sostituzione.

Spinto dal riscaldamento globale, ondate di calore più frequenti e intense possono degradare la vita operativa dei TPL e aumentare il rischio di un loro guasto prematuro. Il surriscaldamento riduce l'integrità strutturale dell'isolamento in carta elettrica utilizzato negli LPT, provocando catastrofici cortocircuiti. Il tasso di guasto diventa più pronunciato poiché l'aumento delle temperature provoca reazioni chimiche più intense che invecchiano l'isolamento. Un guasto diffuso di LPT potrebbe portare a interruzioni di rete di lunga durata, con impatti collaterali sui sistemi dipendenti dalla rete come comunicazioni, finanziario, e sistemi informatici e grandi perdite economiche.

Per valutare il rischio accelerato di fallimento del LPT nei prossimi decenni, ricercatori del MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change e del MIT Lincoln Laboratory hanno studiato il potenziale impatto del riscaldamento globale e dei corrispondenti cambiamenti nelle calde giornate estive sulla durata del TPL in una località TPL nel nordest degli Stati Uniti. Hanno scoperto che per un aumento di temperatura di fondo di 1 grado Celsius, la durata del trasformatore diminuisce di quattro anni, o del 10 per cento. Perciò, le proiezioni medie di fine secolo sul riscaldamento globale di circa 2 gradi (uno scenario guidato dalla politica climatica) e 4 gradi (uno scenario normale) comporterebbe una riduzione media della durata prevista del trasformatore dal 20 al 40 percento. I risultati dello studio sono riportati sulla rivista Cambiamento climatico .

"Studi come questi mettono in luce quanto sia vulnerabile l'intricata rete elettrica su cui facciamo affidamento agli eventi meteorologici e climatici dannosi, " afferma il vicedirettore del programma congiunto C. Adam Schlosser, coautore dello studio. "La nostra rete elettrica ha il compito di mantenere le operazioni quasi il 100% del tempo, anche in condizioni meteorologiche e climatiche estreme, e quindi i rischi e le minacce crescenti devono essere quantificati al fine di informare l'azione e implementare le strategie adeguate in modo proattivo ed efficiente in termini di costi".

I ricercatori hanno anche valutato i futuri cambiamenti nel verificarsi di giornate calde negli scenari climatici di 2 gradi e 4 gradi, utilizzando due diversi approcci:un metodo convenzionale che rileva il verificarsi di giornate calde in base alla temperatura massima giornaliera prevista da una serie di modelli climatici, e un metodo analogico recentemente sviluppato che utilizza invece modelli atmosferici su larga scala simulati da modelli climatici (ad es. condizioni di vento e pressione) associate alla temperatura estrema locale osservata.

Entrambi i metodi indicano forti aumenti decennali nella frequenza delle giornate calde. Entro la fine del 21° secolo, il numero medio di giornate calde estive all'anno potrebbe raddoppiare nello scenario di 2 gradi e aumentare di cinque volte nello scenario di 4 gradi, insieme alle suddette diminuzioni della durata del trasformatore.

Più importante, il metodo analogico ha mostrato un consenso inter-modello molto maggiore, ovvero una gamma più piccola di risultati nei risultati.

"Il miglioramento del consenso inter-modello del metodo analogico è un passo promettente verso la fornitura di informazioni fruibili per un approccio più stabile, rete nazionale affidabile e rispettosa dell'ambiente, "dice Xiang Gao, l'autore principale dello studio.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.