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jueves, 11 de agosto de 2011

LAS TORMENTAS SOLARES UNA AMENAZA REAL.......LA NASA EN ALERTA

National Geographic News

Publicado 03 de agosto 2011

Este artículo es parte de una serie especial que explora temas de energía. Para más información, visite El desafío energético Grandes .

Las tormentas se están gestando alrededor de 93 millones de millas (150 millones de kilómetros) de distancia, y si uno de ellos llega a la Tierra, podría eliminar las comunicaciones, GPS lucha, y deja a miles sin electricidad durante semanas o meses.

La tempestad es lo que se conoce como una tormenta solar, una lluvia de partículas cargadas que surge de la dom . Bajo las condiciones adecuadas, las tormentas solares pueden crear adicional de corrientes eléctricas en la magnetosfera de la Tierra de la región en todo el planeta controlado por el campo magnético.

La red eléctrica es particularmente vulnerable a estas corrientes adicionales, que pueden infiltrarse en líneas de alta tensión de transmisión, causando los transformadores se sobrecaliente y posiblemente se queme.

"La preocupación es si la red eléctrica perdió un número de transformadores durante una sola tormenta, en sustitución de ellos sería muy difícil y lleva mucho tiempo", dijo Rich Lordan, alto ejecutivo de técnicas para el suministro de energía y la utilización en el Electric Power Research Institute (EPRI) .

"Estos transformadores son dispositivos muy grande, y el tiempo necesario para obtener un reemplazo puede ser de dos meses, si hay uno de repuesto almacenado en el mismo. Si una empresa tiene que pedir uno nuevo del fabricante, que podría tomar entre seis meses y hasta a dos años para ofrecer. "

El peligro es cada vez más crítico, cuando el sol se está acercando a lo que se conoce como la energía solar de máxima en el punto más alto de nuestra estrella ciclo de aproximadamente 11 años de actividad. Los científicos anticipan tormentas más fuertes alrededor de máximo solar, en 2013.

Gracias a la última observación del sol satélites y modelos informáticos, los científicos han estado tratando de mejorar las predicciones solar tormenta. Al mismo tiempo, los operadores de electricidad están desarrollando planes de cómo responder a los avisos de tormenta solar y determinar cuáles son las consecuencias para la red podría estar en el peor de los casos.

"Las tormentas geomagnéticas son de baja probabilidad, eventos de alto impacto", dijo Lordan. "Al evaluar el riesgo a la red, uno tiene que preguntarse, ¿Cuál es el nivel de intensidad de las tormentas que el sistema de red deben estar preparados?

"En base a los datos y los escenarios que pueden razonablemente esperar, creo que el sistema de energía de la entrega se puede operar a través de una tormenta solar."

Escuchando el silbido Solar

La tierra está siendo constantemente bombardeada por partículas cargadas procedentes del Sol, que emite el material en todas las direcciones. Esto se conoce como viento solar. Pero a veces las rampas de sol hasta la actividad magnética en su superficie, provocando enormes llamaradas de plasma.

Como "llamaradas solares son como el silbido de un tren de carga", dijo Joe Kunches, un científico espacial para la National Oceanic and Atmospheric Administration espacio de tiempo en el Centro de Predicción (SWPC). Los grandes impactos provienen de las eyecciones de masa coronal (CMEs), similar a una nube de plasma paquetes que se envían las carreras de la atmósfera superior del Sol, o corona, durante los períodos de actividad intensa superficie.

Eso no quiere decir que cada CME es un presagio de fatalidad, las nubes son muy direccional y se puede perder por completo la Tierra o la huelga sólo golpes mirando.

"El sol no les importa un comino acerca de nosotros", dijo Kunches. "Se entra en erupción y produce mucha energía, y, a veces tenemos un impacto directo y, a veces no lo hacemos."

Sin embargo, dijo Antti Pulkkinen, un investigador de sol con la NASA Goddard Space Flight Center , "si estas nubes se mueven hacia la Tierra en el espacio cercano medio ambiente... que se puede llevar a miles de millones de toneladas de materia que se mueve a 2.000 kilómetros [1.242 millas] por segundo. "

Cuando la nube llega a nuestra magnetosfera, sus partículas cargadas electromagnéticamente convertido, junto con el campo magnético de la Tierra, generando grandes corrientes eléctricas de millones de amperios fuerte, Pulkkinen, dijo. La red en expansión eléctrica en la superficie de la Tierra actúa entonces como una antena, permitiendo que estas corrientes de flujo en las líneas de transmisión.

"Estas tormentas son por su naturaleza global básico", agregó Pulkkinen. Sin embargo, los riesgos para las redes eléctricas son mayores en latitudes más altas, ya que la mayor corriente eléctrica se canalizan hacia la Tierra alrededor de los polos.

Por ejemplo, en 1989 el sistema de transmisión para el proveedor de la canadiense Hydro Quebec de electricidad se desplomó durante una tormenta solar, dejando a millones de personas sin electricidad durante nueve horas o más. Y el "Halloween tormentas" de 2003 desmayos a causa de la ciudad de Malmö, Suecia, y probablemente a fallas de los transformadores en el sur de África.

"Puesto que se encuentran más cerca del Polo Norte magnético, los servicios públicos canadienses están profundamente involucrados en el monitoreo de las corrientes inducidas geomagnéticamente, modelado de impactos de la vulnerabilidad, y el perfeccionamiento de sus protocolos operativos", dijo Lordan EPRI.

Empresas de servicios europeas y el proveedor de electricidad ESKOM de Sudáfrica también se están preparando para el próximo máximo solar, en parte, con el asesoramiento y los datos de la NASA.

El problema de AC / DC

Técnicamente, las corrientes inducidas geomagnéticamente no son tan fuertes en comparación con las corrientes que fluyen normalmente entre las centrales eléctricas y los consumidores de electricidad. Para la electricidad a largas distancias, tiene que ser transformada a alta tensión y otra vez, para limitar la pérdida de energía debido a la resistencia en los cables de transmisión.

Problema surge porque las corrientes adicionales de las tormentas solares son de corriente directa (DC) los flujos, y el sistema de transmisión de energía eléctrica se utiliza para el manejo de corriente alterna (AC) los flujos, dijo Lordan EPRI.

El DC adicional fluye saturar los transformadores, los cuales comienzan a recalentarse, la causa de su aislamiento para romper y sus partes a la experiencia de envejecimiento acelerado. Por encima de cierta temperatura, un transformador de un error.

Al mismo tiempo, el transformador saturado empieza a consumir lo que se conoce como energía reactiva.

"Cuando nos fijamos en el poder en el sistema, no hay poder real como que a la luz las bombillas incandescentes y luego está" imaginario "de energía llamada energía reactiva, medida en vars", dijo Lordan.

Potencia reactiva se produce cuando la corriente y la tensión están fuera de fase. Este tipo de flujo de potencia tiene que ser manejada cuidadosamente para mantener la tensión constante en las líneas de transmisión.

Durante una tormenta solar, sin embargo, los transformadores saturados aprovechar más la potencia reactiva de lo normal, el equipo de control puede manejar. Esto puede conducir a un colapso de voltaje, cuando ya no es posible llevar la energía necesaria a través de cables de transmisión.

Incluso sin un colapso total, el voltaje que fluctúa en el sistema de transmisión puede hacer que la red se vuelva inestable, que puede afectar transformadores, relés, condensadores, e incluso los generadores de las centrales.

Un escudo de satélite

En 2007, Goddard de la NASA comenzó un esfuerzo de colaboración con EPRI llamado Proyecto Escudo Solar , que utiliza los datos de seguimiento de los observatorios dom varias para ejecutar el estado de la técnica de simulaciones por ordenador y hacer predicciones solar tormenta.

Escudo Solar primero recoge un flujo constante de datos de los satélites, como el Observatorio Solar y Heliofísica (SOHO) y el Observatorio de Relaciones Terrestres Solares (STEREO).

"Cuando un operador ve una erupción en el sol, él o ella se derivan los parámetros en tres dimensiones de la erupción, como el tamaño, velocidad y dirección", dijo Pulkkinen de la NASA. El modelo resultante puede proporcionar uno a las advertencias de dos días de tormentas solares entrantes a EPRI, que luego se difunde la alerta a los servicios públicos que participan en la industria de la energía en América del Norte.

"Si los operadores saben un par de días antes de que hay una buena probabilidad de una tormenta, se puede posponer el mantenimiento de las líneas de crítica", dijo Pulkkinen. Este paso maximiza la cantidad de la red disponible, reduce la tensión, si las partes no localizadas.

"Los operadores también pueden traer a reserva de más en el sistema para que sea lo más estable posible", dijo. Si los transformadores particulares comienzan a mostrar señales de problemas, los operadores pueden reducir su carga o desconectarlos.

Si la tormenta se espera que sea lo suficientemente grave, "la acción más espectacular es cerrar toda la red", dijo Pulkkinen. "Si el sistema está apagado, el extra de corriente continua, por sí sola no perjudicará a los transformadores."

Pero esa medida sería "la medida de mitigación por última vez en la caja de herramientas", dijo, ya que el cambio del sistema de forma intencionada se traduciría en apagones temporales.

"El objetivo de la industria es proveer energía segura, fiable y rentable", dijo Lordan EPRI. "Utilidades estaría observando muy de cerca el sistema y que trataría de operar a través de la tormenta".

"Si el sistema de servicios públicos fue abajo a causa de un colapso de tensión, los servicios públicos tendrían que esperar a que pase la tormenta y luego activar los procedimientos para que el sistema de copia de seguridad", dijo Lordan.

"Si los transformadores se han perdido, el sistema puede funcionar en torno a un cierto número de unidades no. Pero si se trata de cientos de transformadores, entonces la industria rápidamente se reúnen y se mueven las piezas de repuesto, donde más se necesitan."

La Unión Europea está trabajando en un proyecto similar de la tormenta solar llamado de alerta SPACECAST , que se prevé que esté operativo en marzo de 2012.

Tratando de evitar sorpresas

Al igual que con otros desastres naturales, la capacidad de reaccionar a una tormenta solar depende en primer lugar la exactitud de los esfuerzos de vigilancia y predicción, que a su vez deben estar basadas en física del mundo real.

Pero a diferencia de las predicciones de huracanes, por ejemplo, "tenemos un hueso más duro de roer, debido a que el sistema de tiempo en el espacio es tan grande", dijo Kunches de la NOAA. "Si se va a hacer que el sol del tamaño de una pelota de baloncesto, la Tierra en comparación sería como una cabeza de alfiler. Luego, coloque la pelota en un extremo de una cancha de tamaño completo y la cabeza de un alfiler en el otro extremo."

Además, los meteorólogos del clima espacial todavía no tiene todas las piezas de información necesaria para decir con seguridad si una tormenta de entrada va a ser el tipo que va a crear corrientes inducidas geomagnéticamente.

"La fuerza de una CME es una función de la polaridad del campo magnético incorporado en el plasma", dijo Kunches. "La polaridad determina si la tormenta va a ser de corta duración, muy fuerte, etcétera, y tormentas más fuertes tienen más probabilidades de inducir corrientes geomagnéticas. Pero no tenemos esa información hasta que la tormenta está muy cerca de la Tierra."

Es más, incluso con una gran cantidad de sol, mirando los instrumentos y los centros de control, a veces el sol, simplemente "nos lanza una bola curva", dijo.

Entre SOHO, STEREO y NOAA GOES, "estamos buscando como volver loco al sol, y aún así obtener una de cada diez o veinte CMEs sorpresa que simplemente no se muestran muy bien en las imágenes", dijo Kunches .

No sólo los observadores de satélites pasar por alto algunos hechos, sino que también corren el riesgo de falsos positivos. Los analistas fueron engañados recientemente de unas pocas semanas atrás, el 21 de junio. "Todos nuestros instrumentos vio lo que parecía ser un dirigidas hacia la Tierra CME tan claro como la nariz en su cara, así que pusimos una advertencia", recordó Kunches. "Y resulta que no pasó nada."

Nueva era en las previsiones meteorológicas espacio

Las respuestas pueden venir de satélites lanzado recientemente, como Solar de la NASA Observatorio de Dinámica (SDO), que ahora está mirando el sol todo el día en alta resolución, tomando fotos cada décima de segundo en múltiples longitudes de onda.

"Uno de los objetivos de SDO es que nos ofrecen las claves para desbloquear la física de las erupciones solares", dijo Pulkkinen de la NASA. "El equipo de SDO no puede predecir cuándo ocurrirá la erupción, pero puede observar y ayudar a predecir a partir de ahí."

En general, añadió, "desde un punto de vista pronóstico espacio-tiempo, estamos viviendo un momento muy emocionante. Esta es la primera vez en la historia de que somos capaces de hacer predicciones de uno a dos días. Es la primera vez que tienen la capacidad de observación a través de satélites, y la primera vez que tenemos modelos a escala real y la potencia de cálculo para ejecutar los modelos ".

DE ACUERDO CON KUNCHES NOAA, QUIZÁS EL ASPECTO MÁS IMPORTANTE HOY EN DÍA EN LA PREDICCIÓN DEL CLIMA ESPACIAL Y LA MITIGACIÓN ES BIEN COORDINADO DE COMUNICACIÓN.

"ES IMPORTANTE SABER SOBRE EL SOL TANTO COMO SEA POSIBLE", DIJO. "HAY UN RECONOCIMIENTO EN LA COMUNIDAD DE MANEJO DE EMERGENCIAS Y OTROS NIVELES DE GOBIERNO QUE, COMO MEJOR PODEMOS, TENEMOS QUE COMUNICAR SOBRE EL CLIMA ESPACIAL.

"SI ALGO SUCEDE, INCLUSO SI NO LO PREDICEN MUY BIEN, LA IDEA ES QUE PODAMOS CORRER LA VOZ RÁPIDAMENTE, Y LA GENTE SABRÁ QUÉ HACER."

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