La vulnerabilidad de la red eléctrica ante tormentas solares

El artículo ha sido publicado en la revista Space Weather y también en el boletín de noticias de investigación de la Unión Americana de Geofísica (AGU, en sus siglas en inglés), ha informado la Universidad de Barcelona en un comunicado.

Las perturbaciones del campo magnético de la Tierra generadas por el ciclo solar pueden causar enormes pérdidas económicas en diferentes sectores productivos, como sucedió el día 13 de marzo de 1989 cuando se produjo un gran apagón en Quebec (Canadá) con cerca de cinco millones de afectados y pérdidas de unos doce millones de dólares.

Cuando el viento solar cargado de partículas interacciona con el campo magnético de la Tierra se origina una tormenta geomagnética que es capaz de generar en el subsuelo unas corrientes eléctricas inducidas geomagnéticamente (GIC) y que son peligrosas para las redes eléctricas y los sistemas conductores (oleoductos, gasoductos, líneas de ferrocarril y otros), se explica en una nota de la UB.

Estas corrientes, que son de baja frecuencia y se comportan como corriente continua, dependen de la estructura geoeléctrica de la región, de la geología regional y de la conductividad eléctrica de las rocas.

En el caso de las líneas eléctricas, las GIC se acoplan con la red de distribución mediante las tomas de tierra de los transformadores.

El artículo está firmado por los expertos Àlex Marcuello, Pilar Queralt y Juanjo Ledo, del Instituto de Investigación Geomodelos de la Universidad de Barcelona, junto con Joan Miquel Torta y Santiago Marsal, del Observatorio del Ebre-CSIC y URL, y Joan Campanyà, doctorado en la UB y actualmente miembro del Trinity College, de Dublín (Irlanda).

Àlex Marcuello, del departamento de Dinámica de la Tierra y del Océano de la UB, ha explicado que “la metodología aplicada en este estudio permite simular diferentes escenarios para la red eléctrica en función de diversas condiciones de las tormentas magnéticas”.

Así, “la modelización es capaz de estimar los valores máximos de las GIC para las diferentes subestaciones, saber qué efecto tendrán en los diferentes elementos de la red, tanto si están conectados como si no, e identificar los más vulnerables”.

Alta tensión, más vulnerable El estudio científico establece como modelo de estudio una subestación eléctrica de Vandellòs (Tarragona).

Marcuello detalla que, en general, las líneas de alta tensión más vulnerables son las de tensiones superiores a los 200 kV (kilovoltios).

“Los componentes de la red eléctrica más sensibles a las GIC son los transformadores de las subestaciones. Estas GIC causan una saturación de medio ciclo en los núcleos de los transformadores y la consecuencia es triple: el transformador se calienta e incluso puede llegar a quemarse, la corriente y la tensión dejan de ser sinusoidales (a 50 Hz -hercios-) y se vuelven inestables y la potencia inductiva de la red aumenta”.

Como resultado final, “se puede producir un apagón parcial o total de la red eléctrica”, ha indicado el investigador.
El trabajo publicado en Space Weather perfila un modelo de predicción más realista que los que se conocían hasta ahora, basados en aproximaciones más simplificadas, ya que los investigadores han caracterizado la conductividad del subsuelo en la región de la subestación de Vandellòs mediante el método magnetotelúrico.

Este método (MT) es una técnica de exploración geofísica perteneciente al campo del electromagnetismo que permite obtener información de las propiedades geoeléctricas del subsuelo mediante las fluctuaciones temporales del campo electromagnético natural generadas en la ionosfera, debido principalmente a la actividad solar.

“Esta metodología ha permitido mejorar sustancialmente las predicciones que había antes para las GIC. Además, también hemos propuesto un modelo que permite integrar tres factores de los cuales dependen las GIC: la tormenta magnética, la estructura geoeléctrica del subsuelo y las características de la red eléctrica”, ha apuntado Marcuello.