Espectaculares auroras, un golpe para la Tierra que podría dañar infraestructuras críticas

Las auroras han inspirado mitos y presagios durante milenios, pero solo ahora, con la tecnología moderna dependiente de la electricidad, estamos apreciando su verdadero poder. Las mismas fuerzas que causan las auroras también causan corrientes que pueden dañar las infraestructuras que conducen electricidad, como los oleoductos. Ahora, científicos que escriben en Frontiers in Astronomy and Space Sciences han demostrado que el ángulo de impacto de las ondas interplanetarias es clave para la fuerza de las corrientes, ofreciendo una oportunidad para predecir ondas peligrosas y proteger las infraestructuras críticas.

“Las auroras y las corrientes inducidas geomagnéticamente son causadas por conductores similares del clima espacial”, explicó el Dr. Denny Oliveira del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, autor principal del artículo. “La aurora es una advertencia visual que indica que las corrientes eléctricas en el espacio pueden generar estas corrientes inducidas geomagnéticamente en el suelo”.

“La región auroral puede expandirse mucho durante fuertes tormentas geomagnéticas”, agregó. “Por lo general, su límite más austral está alrededor de latitudes de 70 grados, pero durante eventos extremos puede descender hasta los 40 grados o incluso más, lo que ciertamente ocurrió durante la tormenta de mayo de 2024, la tormenta más severa en las últimas dos décadas”.

Luces, color, acción

Las auroras son causadas por dos procesos: ya sea que las partículas eyectadas del sol lleguen al campo magnético de la Tierra y causen una tormenta geomagnética, o que las ondas interplanetarias compriman el campo magnético de la Tierra. Estas ondas también generan corrientes inducidas geomagnéticamente, que pueden dañar las infraestructuras que conducen electricidad. Las ondas interplanetarias más poderosas significan corrientes y auroras más poderosas, pero las ondas frecuentes y menos poderosas también podrían causar daños.

“Podría decirse que los efectos perjudiciales más intensos en la infraestructura de energía ocurrieron en marzo de 1989 después de una fuerte tormenta geomagnética; el sistema de Hydro-Quebec en Canadá se cerró durante casi nueve horas, dejando a millones de personas sin electricidad”, dijo Oliveira. “Pero eventos más débiles y más frecuentes como las ondas interplanetarias pueden representar amenazas para los conductores en el suelo con el tiempo. Nuestro trabajo muestra que las corrientes geoeléctricas considerables ocurren con bastante frecuencia después de las ondas, y merecen atención”.

Se cree que las ondas que golpean la Tierra de frente, en lugar de en ángulo, inducen corrientes inducidas geomagnéticamente más fuertes, porque comprimen el campo magnético más. Los científicos investigaron cómo las corrientes inducidas geomagnéticamente se ven afectadas por las ondas en diferentes ángulos y momentos del día.

Para hacer esto, tomaron una base de datos de ondas interplanetarias y la cruzaron con lecturas de corrientes inducidas geomagnéticamente de un oleoducto de gas natural en Mäntsälä, Finlandia, que generalmente se encuentra en la región auroral durante los tiempos activos. Para calcular las propiedades de estas ondas, como el ángulo y la velocidad, utilizaron datos del campo magnético interplanetario y del viento solar. Las ondas se dividieron en tres grupos: ondas altamente inclinadas, ondas moderadamente inclinadas y ondas casi frontales.

Ángulo de ataque

Descubrieron que las ondas más frontales causan picos más altos en las corrientes inducidas geomagnéticamente, tanto inmediatamente después de la onda como durante la subtormenta posterior. Los picos particularmente intensos tuvieron lugar alrededor de la medianoche magnética, cuando el polo norte habría estado entre el sol y Mäntsälä. Las subtormentas localizadas en este momento también causan un brillo auroral sorprendente.

“Las corrientes moderadas ocurren poco después del impacto de la perturbación cuando Mäntsälä está alrededor del atardecer hora local, mientras que las corrientes más intensas ocurren alrededor de la medianoche hora local”, dijo Oliveira.

Debido a que los ángulos de estas ondas se pueden predecir hasta dos horas antes del impacto, esta información podría permitirnos establecer protecciones para las redes eléctricas y otras infraestructuras vulnerables antes de que golpeen las ondas más fuertes y más frontales.

“Una cosa que los operadores de infraestructura de energía podrían hacer para salvaguardar sus equipos es administrar algunos circuitos eléctricos específicos cuando se emite una alerta de onda”, sugirió Oliveira. “Esto evitaría que las corrientes inducidas geomagnéticamente reduzcan la vida útil del equipo”.

Sin embargo, los científicos no encontraron fuertes correlaciones entre el ángulo de una onda y el tiempo que tarda en golpear e inducir una corriente. Esto puede deberse a que se necesitan más registros de corrientes en diferentes latitudes para investigar este aspecto.

“Los datos actuales se recopilaron solo en una ubicación particular, a saber, el sistema de oleoductos de gas natural de Mäntsälä”, advirtió Oliveira. “Aunque Mäntsälä está en una ubicación crítica, no proporciona una imagen mundial. Además, los datos de Mäntsälä faltan varios días en el período investigado, lo que nos obligó a descartar muchos eventos en nuestra base de datos de ondas. Sería bueno que las empresas eléctricas de todo el mundo pongan sus datos a disposición de los científicos para los estudios”.