Interrupción de los sistemas eléctricosEditar
Se ha sugerido que una tormenta geomagnética de la escala de la tormenta solar de 1859 en la actualidad causaría miles de millones o incluso billones de dólares de daños a los satélites, las redes eléctricas y las comunicaciones de radio, y podría causar apagones eléctricos a escala masiva que podrían no ser reparados durante semanas, meses o incluso años. Estos apagones repentinos pueden poner en peligro la producción de alimentos.
Red eléctricaEditar
Cuando los campos magnéticos se mueven en las proximidades de un conductor, como un cable, se produce una corriente inducida geomagnéticamente en el conductor. Esto ocurre a gran escala durante las tormentas geomagnéticas (el mismo mecanismo también influía en las líneas telefónicas y telegráficas antes de la fibra óptica, véase más arriba) en todas las líneas de transmisión largas. Por tanto, las líneas de transmisión largas (de muchos kilómetros de longitud) están sujetas a daños por este efecto. En particular, esto incluye a los operadores de China, Norteamérica y Australia, especialmente en las líneas modernas de alta tensión y baja resistencia. La red europea se compone principalmente de circuitos de transmisión más cortos, que son menos vulnerables a los daños.
Las corrientes (casi directas) inducidas en estas líneas por las tormentas geomagnéticas son perjudiciales para los equipos de transmisión eléctrica, especialmente para los transformadores, ya que inducen la saturación del núcleo, lo que limita su rendimiento (así como la activación de diversos dispositivos de seguridad) y provoca el calentamiento de las bobinas y los núcleos. En casos extremos, este calor puede inutilizarlos o destruirlos, e incluso inducir una reacción en cadena que puede sobrecargar los transformadores. La mayoría de los generadores están conectados a la red a través de transformadores, lo que los aísla de las corrientes inducidas en la red, haciéndolos mucho menos susceptibles de sufrir daños debido a la corriente inducida por el geomagnetismo. Sin embargo, un transformador sometido a ella actuará como una carga desequilibrada para el generador, provocando una corriente de secuencia negativa en el estator y, en consecuencia, el calentamiento del rotor.
Según un estudio de la corporación Metatech, una tormenta con una fuerza comparable a la de 1921 destruiría más de 300 transformadores y dejaría sin electricidad a más de 130 millones de personas en Estados Unidos, con un coste de varios billones de dólares. El alcance de la interrupción es objeto de debate, y algunos testimonios del Congreso indican un corte potencialmente indefinido hasta que los transformadores puedan ser sustituidos o reparados. Estas predicciones se contradicen con un informe de la North American Electric Reliability Corporation que concluye que una tormenta geomagnética causaría una inestabilidad temporal de la red, pero no una destrucción generalizada de los transformadores de alto voltaje. El informe señala que el ampliamente citado colapso de la red de Quebec no fue causado por el sobrecalentamiento de los transformadores, sino por el disparo casi simultáneo de siete relés.
Además de que los transformadores son vulnerables a los efectos de una tormenta geomagnética, las compañías eléctricas también pueden verse afectadas indirectamente por la tormenta geomagnética. Por ejemplo, los proveedores de servicios de Internet pueden dejar de funcionar durante las tormentas geomagnéticas (y/o permanecer inoperativos mucho tiempo después). Las compañías eléctricas pueden tener equipos que requieren una conexión a Internet en funcionamiento, por lo que durante el periodo en que el proveedor de servicios de Internet está fuera de servicio, la electricidad también puede no ser distribuida.
Al recibir alertas y avisos de tormentas geomagnéticas (por ejemplo, por el Centro de Predicción Meteorológica Espacial; a través de satélites meteorológicos espaciales como SOHO o ACE), las compañías eléctricas pueden minimizar los daños en los equipos de transmisión de energía, desconectando momentáneamente los transformadores o induciendo apagones temporales. También existen medidas preventivas, como evitar la entrada de GICs en la red a través de la conexión neutro-tierra.
Comunicaciones
Los sistemas de comunicación de alta frecuencia (3-30 MHz) utilizan la ionosfera para reflejar las señales de radio a largas distancias. Las tormentas ionosféricas pueden afectar a las comunicaciones por radio en todas las latitudes. Algunas frecuencias son absorbidas y otras son reflejadas, lo que da lugar a señales que fluctúan rápidamente y a trayectorias de propagación inesperadas. Las emisoras de televisión y las comerciales se ven poco afectadas por la actividad solar, pero las de tierra a aire, las de barco a tierra, las de onda corta y las de radioaficionados (sobre todo las bandas por debajo de 30 MHz) se ven frecuentemente perturbadas. Los operadores de radio que utilizan las bandas de HF dependen de las alertas solares y geomagnéticas para mantener sus circuitos de comunicación en funcionamiento.
Los sistemas militares de detección o alerta temprana que operan en la gama de altas frecuencias también se ven afectados por la actividad solar. El radar sobre el horizonte rebota las señales en la ionosfera para controlar el lanzamiento de aviones y misiles desde largas distancias. Durante las tormentas geomagnéticas, este sistema puede verse gravemente obstaculizado por las interferencias radioeléctricas. Asimismo, algunos sistemas de detección de submarinos utilizan las firmas magnéticas de éstos como una de las entradas de sus esquemas de localización. Las tormentas geomagnéticas pueden enmascarar y distorsionar estas señales.
La Administración Federal de Aviación recibe rutinariamente alertas de ráfagas de radio solar para poder reconocer problemas de comunicación y evitar un mantenimiento innecesario. Cuando un avión y una estación de tierra están alineados con el Sol, pueden producirse altos niveles de ruido en las frecuencias de radio de control aéreo. Esto también puede ocurrir en las comunicaciones por satélite en UHF y SHF, cuando una estación terrestre, un satélite y el Sol están alineados. Para evitar el mantenimiento innecesario de los sistemas de comunicaciones por satélite a bordo de los aviones, AirSatOne proporciona una transmisión en directo de los eventos geofísicos desde el Centro de Predicción del Tiempo Espacial de la NOAA. La transmisión en directo de AirSatOne permite a los usuarios ver las tormentas espaciales observadas y previstas. Las alertas geofísicas son importantes para las tripulaciones de vuelo y el personal de mantenimiento para determinar si alguna actividad o historia próxima tiene o tendrá un efecto en las comunicaciones por satélite, la navegación GPS y las comunicaciones HF.
Las líneas de telégrafo en el pasado se veían afectadas por las tormentas geomagnéticas. Los telégrafos utilizaban un único cable largo para la línea de datos, que se extendía a lo largo de muchos kilómetros, utilizando el suelo como cable de retorno y alimentado con corriente continua de una batería; esto los hacía (junto con las líneas eléctricas que se mencionan a continuación) susceptibles de ser influenciados por las fluctuaciones causadas por la corriente en anillo. La tensión/corriente inducida por la tormenta geomagnética podría haber disminuido la señal, cuando se restaba de la polaridad de la batería, o a señales demasiado fuertes y espurias cuando se añadía a ella; algunos operadores aprendieron a desconectar la batería y confiar en la corriente inducida como su fuente de energía. En casos extremos, la corriente inducida era tan alta que las bobinas del lado de recepción estallaban en llamas, o los operadores recibían descargas eléctricas. Las tormentas geomagnéticas también afectan a las líneas telefónicas de larga distancia, incluidos los cables submarinos, a menos que sean de fibra óptica.
Los daños en los satélites de comunicaciones pueden interrumpir los enlaces no terrestres de telefonía, televisión, radio e Internet. La Academia Nacional de Ciencias informó en 2008 sobre posibles escenarios de interrupción generalizada en el pico solar de 2012-2013.
Sistemas de navegaciónEditar
El Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), y otros sistemas de navegación como LORAN y el ya desaparecido OMEGA se ven afectados negativamente cuando la actividad solar interrumpe la propagación de sus señales. El sistema OMEGA constaba de ocho transmisores situados en todo el mundo. Los aviones y los barcos utilizaban las señales de muy baja frecuencia de estos transmisores para determinar sus posiciones. Durante los eventos solares y las tormentas geomagnéticas, el sistema proporcionaba a los navegantes información inexacta de hasta varios kilómetros. Si los navegantes hubieran sido alertados de que se estaba produciendo un evento de protones o una tormenta geomagnética, podrían haber cambiado a un sistema de reserva.
Las señales del GNSS se ven afectadas cuando la actividad solar provoca variaciones repentinas en la densidad de la ionosfera, lo que hace que las señales de los satélites centelleen (como una estrella parpadeante). El centelleo de las señales de los satélites durante las perturbaciones ionosféricas se estudia en HAARP durante los experimentos de modificación de la ionosfera. También se ha estudiado en el Observatorio de Radio de Jicamarca.
Una tecnología utilizada para permitir que los receptores GPS sigan funcionando en presencia de algunas señales confusas es la monitorización autónoma de la integridad del receptor (RAIM). Sin embargo, RAIM se basa en la suposición de que la mayor parte de la constelación GPS funciona correctamente, por lo que es mucho menos útil cuando toda la constelación se ve perturbada por influencias globales como las tormentas geomagnéticas. Incluso si RAIM detecta una pérdida de integridad en estos casos, es posible que no pueda proporcionar una señal útil y fiable.
Daños en el hardware del satéliteEditar
Las tormentas geomagnéticas y el aumento de la emisión ultravioleta solar calientan la atmósfera superior de la Tierra, haciendo que se expanda. El aire calentado se eleva, y la densidad en la órbita de los satélites de hasta unos 1.000 km (621 mi) aumenta considerablemente. Esto provoca un aumento de la resistencia, lo que hace que los satélites se ralenticen y cambien ligeramente de órbita. Los satélites de órbita terrestre baja que no son impulsados repetidamente a órbitas más altas caen lentamente y acaban quemándose.
La destrucción del Skylab en 1979 es un ejemplo de una nave espacial que reingresa en la atmósfera terrestre de forma prematura como consecuencia de una actividad solar superior a la esperada. Durante la gran tormenta geomagnética de marzo de 1989, cuatro de los satélites de navegación de la Armada tuvieron que ser retirados del servicio hasta una semana, el Mando Espacial de Estados Unidos tuvo que colocar nuevos elementos orbitales para más de 1000 objetos afectados y el satélite Solar Maximum Mission cayó fuera de órbita en diciembre del mismo año.
La vulnerabilidad de los satélites depende también de su posición. La Anomalía del Atlántico Sur es un lugar peligroso para el paso de un satélite.
A medida que la tecnología ha permitido que los componentes de las naves espaciales sean más pequeños, sus sistemas miniaturizados se han vuelto cada vez más vulnerables a las partículas solares más energéticas. Estas partículas pueden dañar físicamente los microchips y pueden cambiar los comandos del software en los ordenadores de los satélites.
Otro problema para los operadores de satélites es la carga diferencial. Durante las tormentas geomagnéticas, el número y la energía de los electrones e iones aumentan. Cuando un satélite viaja a través de este entorno energizado, las partículas cargadas que golpean la nave espacial cargan diferencialmente partes de la nave. Las descargas pueden formar arcos a través de los componentes de la nave espacial, dañándolos y posiblemente inutilizándolos.
La carga masiva (también llamada carga profunda) se produce cuando las partículas energéticas, principalmente los electrones, penetran en la cubierta exterior de un satélite y depositan su carga en sus partes internas. Si se acumula suficiente carga en algún componente, éste puede intentar neutralizarse descargándose en otros componentes. Esta descarga es potencialmente peligrosa para los sistemas electrónicos del satélite.
GeofísicaEditar
El campo magnético de la Tierra es utilizado por los geofísicos para determinar las estructuras rocosas subterráneas. En la mayoría de los casos, estos geodestas buscan depósitos de petróleo, gas o minerales. Sólo pueden hacerlo cuando el campo de la Tierra está en calma, de modo que puedan detectarse las verdaderas firmas magnéticas. Otros geofísicos prefieren trabajar durante las tormentas geomagnéticas, cuando las fuertes variaciones en las corrientes eléctricas normales del subsuelo de la Tierra les permiten detectar estructuras petrolíferas o minerales del subsuelo. Esta técnica se denomina magnetotelúrica. Por estas razones, muchos topógrafos utilizan las alertas y predicciones geomagnéticas para programar sus actividades de cartografía.
TuberíasEditar
Los campos geomagnéticos que fluctúan rápidamente pueden producir corrientes inducidas por el geomagnetismo en las tuberías. Esto puede causar múltiples problemas a los ingenieros de tuberías. Los medidores de flujo de las tuberías pueden transmitir información de flujo errónea y la tasa de corrosión de la tubería puede aumentar drásticamente.
Peligros de la radiación para los seres humanosEditar
La atmósfera y la magnetosfera de la Tierra permiten una protección adecuada a nivel del suelo, pero los astronautas están sujetos a un envenenamiento por radiación potencialmente letal. La penetración de partículas de alta energía en las células vivas puede causar daños cromosómicos, cáncer y otros problemas de salud. Grandes dosis pueden ser inmediatamente mortales. Los protones solares con energías superiores a 30 MeV son especialmente peligrosos.
Los eventos de protones solares también pueden producir una elevada radiación a bordo de aviones que vuelan a gran altura. Aunque estos riesgos son pequeños, las tripulaciones de vuelo pueden estar expuestas repetidamente, y la monitorización de los eventos de protones solares mediante instrumentación satelital permite vigilar y evaluar la exposición y, eventualmente, ajustar las trayectorias de vuelo y las altitudes para reducir la dosis absorbida.
Efecto sobre los animalesEditar
Los científicos siguen estudiando si los animales se ven afectados o no, algunos sugieren que las tormentas solares inducen a las ballenas a varar. Algunos han especulado que los animales migratorios que utilizan la magnetorrecepción para navegar, como los pájaros y las abejas, también podrían verse afectados.