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OPINIÓN

Manuel Carpio, Miembro de la Junta Directiva de Continuam y experto en Ciberseguridad

Tormentas solares y continuidad de negocio

El pasado mes de octubre, el presidente estadounidense Barack Obama dictó una inesperada orden ejecutiva para establecer un plan que garantice la continuidad del servicio que prestan las infraestructuras y tecnologías críticas y las proteja antes, durante y después de que se produzca un evento solar extremo.

No se conoce una fecha concreta sobre cuándo tendrá lugar una próxima gran erupción, pero distintas conferencias universitarias e informes han alertado de sus consecuencias. Los fenómenos meteorológicos espaciales extremos incluyen vientos de partículas solares (ECE) y ráfagas de radiación electromagnética procedente de las manchas y erupciones solares. Sin embargo, son las eyecciones de masa coronal (CME) las que se asocian con perturbaciones geomagnéticas (GMD) suficientemente graves como para causar la interrupción de la red de distribución eléctrica.

Una CME severa produce fluctuaciones en el campo magnético terrestre, lo que, a su vez, provoca corrientes telúricas en superficie (GIC) y a lo largo de las infraestructuras metálicas de gran longitud: oleoductos, vías de ferrocarril, líneas de telecomunicaciones o de transporte de energía eléctrica. En este último caso, dichas corrientes podrían causar un daño permanente a los transformadores de muy alta tensión (EHVT). Tales activos de gran valor no son fáciles de conseguir y reemplazar en el corto plazo.

El fracaso en estos activos críticos podría causar problemas de inestabilidad en todo el sistema eléctrico, lo que, unido a los efectos simultáneos de las GIC sobre otras infraestructuras críticas interdependientes como el transporte o las comunicaciones, conduciría a fallos en cascada que trastornarían considerablemente las actividades comerciales.

Antecedentes históricos

El denominado evento Carrington de 1859 ha sido la GIC más importante registrada hasta la fecha. No existían aún oleoductos o redes eléctricas, pero puso fuera de servicio todo el sistema telegráfico de occidente. Los anales de la época relatan que el fulgor de las auroras boreales permitió leer la prensa, durante varias noches, incluso en latitudes de Centroamérica.

Desde entonces, se han producido fenómenos GIC de poca intensidad que dieron lugar a la interrupción del servicio telegráfico en zonas geográficas concretas (Suiza en 1903 y Suecia en 1921), del cable submarino (entre Reino Unido y EEUU en 1958) y de las comunicaciones por satélite (crisis militar entre EEUU y la extinta Unión Soviética en 1967), además de la caída de la red eléctrica de la provincia de Quebec (Canadá) en 1989. En este último caso se produjeron, además, daños irreparables en equipos de transformación y el servicio no comenzó a restituirse hasta pasadas nueve horas.

Análisis experimental

Los físicos e ingenieros han formulado distintos índices y métricas para el análisis experimental de las GMD. El más apropiado, para relacionarlo posteriormente con las GIC, se denomina alteración de la tormenta en el tiempo (Dst, por sus siglas en inglés) y se mide en nanoteslas por unidad de tiempo. Valores negativos indican un mayor debilitamiento en el campo geomagnético. Según esta escala, y para que lo tengamos en mente como referencia, el evento Carrington ha sido estimado en un Dst ≤-880 nT/min. Aunque existe controversia sobre la frecuencia e intensidad de estos episodios extremos, la comunidad científica acepta una tasa de ocurrencias de un evento de entre -1.000 y -4.000 nT/min cada cien años y uno de hasta -6.000 nT/min cada doscientos.

Las GMD varían con la latitud magnética (ligeramente diferente a la geográfica), observándose una incidencia severa o extrema entre los 40º y 60º de latitud. Esto afecta a la mayor parte de países europeos, así como a Rusia, EEUU y Canadá en el hemisferio norte y Argentina, Chile y Australia en el sur.

No siempre tendremos la suerte de ver un evento CME en su origen, como le ocurrió a Richard Carrington mientras observaba un grupo de manchas solares. En cualquier caso, el material eyectado escapa de la corona solar a velocidad variable y viaja formando un ángulo sólido también variable. Tardará entre 17 y 90 horas en llegar a la Tierra, si es que la trayectoria de nuestro planeta penetra en dicho ángulo sólido. En tal caso, atravesar este arco le llevaría hasta tres días. Los satélites del sistema ACE de alerta temprana nos avisarán de su llegada con tan solo 15 o 30 minutos de antelación.

El 23 de julio de 2012, varias CME sucesivas con un Dst igual a -1.200 nT/min (similar al evento Carrington o doble que el de Quebec) estuvieron a punto de impactar con la Tierra. Nos libramos de un cisne negro por tan sólo nueve días. Aunque sus efectos no hubieran servido para cumplir la famosa profecía maya del fin de los tiempos previsto para ese año, el caos social y económico habría sido mayúsculo.

Red eléctrica

Centrándonos exclusivamente en la red eléctrica, su resiliencia ante este tipo de acontecimientos depende del diseño y la ingeniería de la red, así como de las características de los activos clave. Especialmente, deben tenerse en cuenta las líneas de transmisión con voltajes muy altos (y, por lo tanto, pequeña resistencia) orientadas de norte a sur, la edad y posición de los transformadores en la red, su disposición a la hora de compartir o derivar cargas y los límites de carga a las que operan. Las GIC en líneas de alta tensión pueden alcanzar los 320 amperios, como las que se observaron en el incidente de Halloween de 2003 en la región sueca de Malmoe. Dichas corrientes inducidas dan lugar a la saturación en cada semiciclo del transformador, un potencial colapso de tensión del sistema, la pérdida de potencia reactiva y la generación de armónicos y sobrecalentamiento. Además, deberán tenerse en consideración la entrada en funcionamiento de los automatismos de protección de la propia red, que sumarán inestabilidad a las cargas.

En un informe de 2013, el mercado de seguros Lloyd’s de Londres (Reino Unido) estimaba que una CME del tipo Carrington dejaría sin electricidad a una población de entre 20 y 40 millones de habitantes sólo en EEUU durante períodos de tiempo que oscilarían entre 16 días y uno o dos años. La duración de las interrupciones dependería en gran medida de la disponibilidad de piezas de recambio de transformadores de alta tensión. Los plazos de entrega de nuevos transformadores son de cinco meses como mínimo. El costo económico total para tal escenario se estima entre 600.000 millones y 2,6 billones de dólares.

Medidas a considerar

Desde el punto de vista de la prevención, deberían tenerse en cuenta las CME a la hora de diseñar las redes de transporte, su topología y elementos clave. En el caso de las redes de comunicaciones, eliminar el metal allí donde sea posible sustituyéndolo por fibra óptica, añadiendo filtros y revisando impedancias de puesta a tierra; por lo que respecta a los oleoductos, reemplazar el metal por material dieléctrico, y en el de redes eléctricas, renovar el parque de EHTV, descentralizar la producción de energía y dimensionar adecuadamente las capacidades de los elementos de la red.

En cuanto a la perspectiva de la reacción, tendrían que incluirse las CME como un escenario a tener en cuenta en los planes de continuidad de negocio, contando, entre otras contingencias, con la eventualidad de un “apagón preventivo” de varios días en el suministro eléctrico y de comunicaciones.

Aunque un evento CME extremo puede ocurrir en cualquier momento, suele estar correlacionado con los picos de actividad solar. El próximo (ciclo nº 25) tendrá lugar en torno al año 2024, tiempo más que suficiente para prepararnos. ¿Lo estaremos?  

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