Este fin de semana, la comunidad científica y las infraestructuras globales están en alerta máxima debido a la posibilidad de una tormenta geomagnética severa, categorizada como G4 en una escala de nueve puntos, según lo anunciado por el Centro de Predicción de Clima Espacial (SWPC) de la NOAA, la agencia estadounidense que se encarga del clima, el equivalente a nuestro Instituto Nacional de Meteorología. Esta situación, la primera advertencia de su tipo desde 2005, ha sido desencadenada por un complejo y gigantesco cúmulo de manchas solares en la región solar 3664, que es 16 veces el diámetro de la Tierra.
Se prevé que las auroras boreales se produzcan a latitudes mucho más bajas de lo habitual y puedan ser vistas incluso en España, Chile y Argentina.
Las tormentas geomagnéticas, aunque un fenómeno natural recurrente asociado con el ciclo solar de 11 años del Sol, presentan riesgos serios para la tecnología moderna. Dependemos cada vez más de sistemas basados en tecnología susceptible a las fluctuaciones electromagnéticas causadas por estas tormentas, como las redes de comunicaciones de Alta Frecuencia (HF), los sistemas de navegación GPS y las operaciones de satélites, cruciales para nuestra navegación diaria, datos meteorológicos y telecomunicaciones.
El impacto potencial de una tormenta de esta magnitud no es trivial. Las eyecciones de masa coronal (CME), que son grandes expulsiones de plasma y campos magnéticos desde la corona solar, están actualmente en tránsito hacia la Tierra. Estos eventos pueden perturbar la magnetosfera terrestre y generar fluctuaciones dramáticas en las corrientes eléctricas a nivel de la superficie del planeta. Esto, a su vez, puede provocar fallos en las redes eléctricas, interferencias en las comunicaciones y aumentar los riesgos de radiación para los astronautas en el espacio.
Hay que tener en cuenta también que estas tormentas geomagnéticas tienen mayores consecuencias a mayores latitudes, cerca de los polos, por lo queson los países que están más al norte como Canadá o los países escandinavos los que están en situación de máxima alerta.
Además, el SWPC ha alertado a los operadores de infraestructuras críticas sobre la necesidad de prepararse para estos eventos. Esto incluye desde compañías de energía que deben estar listas para ajustes de voltaje de emergencia hasta agencias espaciales que necesitan implementar protocolos de protección para satélites y naves en órbita.
A lo largo de este ciclo solar que comenzó en 2019, solo se han observado tres tormentas geomagnéticas severas. El contexto actual de máxima actividad solar subraya la necesidad de una monitorización constante y preparación. La NOAA y otros organismos relacionados continúan supervisando la situación, ofreciendo actualizaciones en tiempo real sobre el progreso de las CME y su posible impacto. La última vez que se experimentó un evento notable (G5) fue durante las Tormentas de Halloween en 2003 y aunque el evento de este fin de semana no se espera que alcance ese nivel, la precaución sigue siendo primordial.
Pero vayamos por partes.
¿Qué son las eyecciones de masa coronal?
Las eyecciones de masa coronal (EMC) son fenómenos solares espectaculares que implican la liberación abrupta de grandes cantidades de materia y campo magnético desde la corona solar, la capa más externa de la atmósfera del Sol. Estos eventos, que pueden liberar hasta mil millones de toneladas de material coronal y llevarlo a través del sistema solar a velocidades que varían desde 250 hasta 3000 kilómetros por segundo, representan una de las manifestaciones más poderosas de la actividad solar.
El origen de las EMC está íntimamente ligado a la estructura y dinámica del campo magnético solar. En condiciones normales, el campo magnético del Sol mantiene el plasma solar en la corona. Sin embargo, cuando se dan ciertas configuraciones complejas y altamente dinámicas en este campo, como las generadas por el movimiento de las manchas solares o las regiones activas, puede producirse una inestabilidad magnética. Esta inestabilidad es lo que finalmente desencadena las EMC, liberando de manera explosiva el plasma que estaba contenida por líneas de campo magnético previamente distorsionadas y entrelazadas.
El viaje de las eyecciones de masa coronal hacia la Tierra
Las eyecciones de masa coronal, al ser liberadas del Sol, se integran en el flujo más general del viento solar, un torrente constante de partículas cargadas que emana del Sol y se extiende a través del sistema solar. Este viento solar transporta consigo no solo las partículas, sino también el campo magnético solar, conocido como el campo magnético interplanetario (IMF por sus siglas en inglés). Al encontrarse con el campo magnético de la Tierra, conocido como la magnetosfera, ocurren interacciones complejas y dinámicas.
En condiciones normales, el campo magnético de la Tierra absorbe el viento solar y nos protege de estos efectos de la radiación solar, no así a los astronautas, por ejemplo, que están expuestos a la radiación solar y que pueden acabar enfermando (incluso contrayendo cáncer) tras una larga exposición a la radiación solar.
Predicción y seguimiento de las EMC: tecnologías y metodologías actuales
El seguimiento y la predicción de las EMC han avanzado significativamente gracias al desarrollo de tecnologías espaciales y terrestres. Satélites como el Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA y el Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), una misión conjunta de la ESA y la NASA, juegan un papel crucial en la monitorización continua del Sol. Estos satélites están equipados con instrumentos que pueden observar la corona solar en diferentes longitudes de onda, permitiendo a los científicos detectar la formación de EMC y seguir su trayectoria a través del espacio.
Una vez que una EMC es detectada, modelos computacionales avanzados entran en juego para predecir su trayectoria y el tiempo que tardará en llegar a la Tierra. Modelos como el Enlil Solar Wind Model de la NOAA utilizan datos de velocidad del viento solar y otras propiedades físicas para simular el camino de las EMC y estimar su llegada a la magnetosfera terrestre.
Además de los modelos y los satélites, las estaciones terrestres de monitoreo geomagnético proporcionan datos continuos sobre las perturbaciones del campo magnético terrestre, lo que ayuda a verificar las predicciones y a evaluar en tiempo real el impacto de las EMC en nuestro entorno espacial.
¿Qué es una tormenta geomagnética?
Una tormenta geomagnética es una perturbación temporal del campo magnético de la Tierra, causada principalmente por la interacción entre el viento solar y la magnetosfera terrestre. Estas tormentas se clasifican generalmente según su intensidad en la escala de índice geomagnético del 0 al 9, que mide las variaciones del campo magnético.
La tormenta geomagnética de este fin de semana se prevé que sea de intensidad 4.
El principal desencadenante de una tormenta geomagnética es una eyección de masa coronal (EMC) que impacta la magnetosfera. Cuando estas partículas energéticas y campos magnéticos del Sol llegan a la Tierra y se alinean en dirección contraria al campo magnético terrestre, provocan la reconexión magnética, lo que a su vez permite que la energía del viento solar entre en la magnetosfera. Este ingreso de energía puede provocar cambios intensos y rápidos en el campo magnético, lo que resulta en una tormenta geomagnética.
Historial de tormentas geomagnéticas significativas y sus impactos observados
A lo largo de la historia, varias tormentas geomagnéticas han dejado una marca significativa debido a sus impactos en los sistemas tecnológicos y en la actividad humana. Algunas de las más notorias incluyen:
- Evento Carrington (1859): Esta fue la tormenta geomagnética más potente registrada hasta ahora, nombrada así por el astrónomo Richard Carrington quien observó la llamarada solar asociada. El evento Carrington causó fallos en los sistemas de telégrafo en toda Europa y Norteamérica y produjo auroras hasta en el norte de España y en el Caribe.
- Tormenta geomagnética de marzo de 1989: Esta tormenta provocó el colapso de la red eléctrica de Hydro-Québec en Canadá, dejando a seis millones de personas sin electricidad durante nueve horas. Además, causó daños significativos en los transformadores eléctricos en Norteamérica y afectó las operaciones de satélites.
- Tormenta geomagnética de Halloween (2003): Una serie de EMC extremadamente potentes afectaron la Tierra, causando apagones de radio, daños en satélites y anomalías en las operaciones de vuelo de las aeronaves. Esta tormenta es parte de un periodo conocido como el ciclo solar 23, que fue particularmente activo.
Consecuencias de las tormentas geomagnéticas en la tecnología moderna
Las tormentas geomagnéticas tienen un impacto directo y a menudo severo en las redes eléctricas, principalmente debido a las corrientes geomagnéticamente inducidas (GIC, por sus siglas en inglés) que pueden fluir a través de la infraestructura eléctrica, causando sobrecargas y daños en los equipos. Estas corrientes son el resultado de las fluctuaciones en el campo magnético terrestre durante una tormenta, que generan un campo eléctrico geoelectrico en la superficie de la Tierra. Este fenómeno puede tener efectos devastadores en los sistemas de transmisión de energía eléctrica, especialmente en altas latitudes.
Las tormentas geomagnéticas también afectan significativamente los sistemas de comunicación y navegación, esenciales para la operación de numerosas aplicaciones modernas, desde la navegación aérea hasta las comunicaciones móviles y los sistemas de posicionamiento global (GPS).
- Sistemas de comunicación: Durante las tormentas geomagnéticas, la ionosfera terrestre experimenta cambios drásticos que pueden afectar la propagación de las ondas de radio, resultando en la degradación o la pérdida total de la comunicación en sistemas que dependen de la reflexión ionosférica, como las comunicaciones de alta frecuencia (HF) utilizadas por las aeronaves en vuelos transoceánicos. Además, los satélites en órbita pueden sufrir errores o daños debido a la intensificación de la radiación y las partículas cargadas, afectando tanto a las telecomunicaciones como a la transmisión de datos.
- Sistemas de navegación por GPS: La precisión del GPS puede verse comprometida durante tormentas geomagnéticas intensas debido a las irregularidades ionosféricas. Esto puede tener implicaciones críticas en actividades que dependen de la navegación precisa, como las operaciones de aterrizaje de aviones.
Medidas de protección y mitigación
Las infraestructuras críticas, particularmente las redes eléctricas y los sistemas de comunicaciones, son especialmente vulnerables a las tormentas geomagnéticas. Por ello, la adopción de medidas de protección y mitigación es fundamental para minimizar el impacto de estos fenómenos. Entre las estrategias más efectivas se incluyen:
- Evaluación y monitoreo continuo del riesgo: Esto implica el uso de tecnologías avanzadas para monitorizar la actividad solar y predecir eventos de clima espacial. Satélites de observación solar como el Solar Dynamics Observatory (SDO) y el Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) juegan un papel crucial en la detección temprana de eyecciones de masa coronal que podrían afectar la Tierra.
- Mejoras en la robustez de la infraestructura: Reforzar la resistencia de las redes eléctricas mediante la instalación de sistemas de protección contra sobrecargas, el uso de transformadores resistentes a las corrientes geomagnéticamente inducidas y la implementación de sistemas automáticos de desconexión rápida en caso de anomalías detectadas son prácticas recomendadas.
Investigaciones y desarrollos futuros
La naturaleza global de los impactos de las tormentas geomagnéticas ha llevado a un esfuerzo colaborativo sin precedentes entre naciones y organizaciones internacionales. Estos son algunos de los proyectos y colaboraciones más destacados:
- La misión Solar Orbiter: Una colaboración entre la ESA y la NASA, esta misión tiene como objetivo estudiar de cerca la superficie del Sol y su atmósfera. La proximidad sin precedentes a la que se acercará Solar Orbiter al Sol permitirá estudiar las características del viento solar y las EMC con un nivel de detalle mucho mayor.
- Red Internacional de Monitorización del Clima Espacial: Un proyecto que busca establecer una red mundial de observatorios que monitoreen continuamente el clima espacial. Esta red facilitará el intercambio de datos en tiempo real entre países, mejorando la capacidad global de respuesta rápida ante eventos solares.
¿Tienes que hacer algo para prevenir daños?
La respuesta corta es no.
La tormenta geomagnética que vamos a tener este fin de semana en la Tierra es relativamente leve y solo afectará a los sistemas de satélites y a las redes eléctricas que estén en muy altas latitudes, bastante lejos de España.
En caso de que se produjese una tormenta geomagnética enorme, de intensidad suficiente para llegar a latitudes más bajas, donde vivimos nosotros, sí que sería necesarias medidas para prevenir y mitigar los daños. La mayoría de ellas corresponderían a las compañías eléctricas, que tendrían que asegurarse de que las redes eléctricas no se sobrecargasen. A los ciudadanos solo nos corresponderían desenchufar todos los aparatos prescindibles de la red eléctrica y, solo en caso de que se tratase de una tormenta geomagnética de dimensiones épicas, encerrar nuestros dispositivos en una jaula de Faraday, que en realidad es algo muy sencillo que se construye con una tela metálica y una pequeña batería. Si llegara el caso no dudes de que a través de los medios de comunicación y de Internet te llegaría un mar de información sobre qué hacer exactamente para prevenir los posibles daños en tu hogar o en tu empresa de una tormenta electromagnética.
