Tormentas geomagnéticas y su impacto sobre la vida cotidiana Nivel 3: Adultos 1. ¿ Cuál es el problema? 2. El Sol y su influencia sobre la Tierra. 3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos. 4. ¿Cómo se vigila la amenaza? 1. ¿ Cuál es el problema? 2. El Sol y su influencia sobre la Tierra. 3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos. 4. ¿Cómo se vigila la amenaza? 1. DEFINIENDO EL PROBLEMA Incremento de la actividad solar y de las tormentas geomagnéticas y de su impacto en nuestra sociedad tecnológica 1.1. Incremento de la actividad solar y de las tormentas geomagnéticas Fenómeno natural que se enmarca en la influencia del Sol sobre la Tierra. No es nuevo: Aristóteles, S. IV A.C, Libro I, Meteorológicos, Cap. IV y V Galileo, S. XVII Evento de Carrington, 1859 Presente en la comunidad científica especializada 1.2. Y su impacto en la sociedad tecnológica. 1859: Evento de Carrington. Impacto en el telégrafo. Efectos en la Península Ibérica, (Marín-Vaquero 2010). 1989: Apagón de Canadá. Problemas en satélites. 1994: Fallos en satélites canadienses de comunicaciones. 2003: Tormenta de Halloween. Grandes pérdidas económicas aminoradas por alerta previa. 2012: Estimación de pérdidas por fallos en la distribución eléctrica US: 1012 $ (Space Studies Board 2008). 1. ¿ Cuál es el problema? 2. El Sol y su influencia sobre la Tierra. 3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos. 4. ¿Cómo se vigila la amenaza? 2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS. Acción a distancia (150 millones de kilómetros) Acción gravitatoria Radiación solar Emisión de materia 2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS. Acción a distancia (150 millones de kilómetros) Acción gravitatoria Radiación solar Emisión de materia 2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS. ¿ Cómo es la actividad solar ? Baja actividad Extremadamente variable Moderada actividad Alta actividad RELACIÓN ENTRE ACTIVIDAD Y NÚMERO DE MANCHAS SOLARES 2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS. Ciclo solar de 11 años 2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS. Ciclo solar de 11 años 2.2. VIENTO SOLAR. La emisión de materia del Sol es el origen el viento solar. Chapman y Ferraro, 1931 Biermann, 1951 El viento solar empuja la cola de los cometas Parker, 1958 2.3. VIENTO SOLAR. EFECTOS. Campo magnético de la Tierra Viento solar 2.3. VIENTO SOLAR. EFECTOS. El viento solar, al chocar con el CMT, crea la Magnetosfera, el escudo protector de la Tierra y la convierte en nuestro hogar 2.4. FENÓMENOS SOLARES EXTREMOS. 2.4. FENÓMENOS SOLARES EXTREMOS. Agujeros coronales Fulguraciones solares Eyecciones de MC 2.4. FENÓMENOS SOLARES EXTREMOS. Fulguraciones Eyecciones de MC Agujeros Coronales RADIACION ELECTROMAGNETICA PARTICULAS DE ALTA ENERGIA PARTICULAS DE MEDIA-BAJA ENERGIA LLEGADA: INMEDIATA DURACION: MINUTOS, 1-2 HORAS LLEGADA: 15 MIN - POCAS HORAS DURACION: DIAS LLEGADA: 2-4 DIAS DURACION: DIAS RAYOS X, EUV, BLOQUEOS DE RADIO EVENTOS DE PROTONES TORMENTAS GEOMAGNETICAS PERTURBACION DE SEÑALES DE RADIO RADIOCOMUNICACION TIERRA Y NAVIGACION SATELITAL, SATCOM, INTERFERENCIAS DE RADAR, DEBILITAMIENTO DE ONDAS CORTAS DE RADIO DESORIENTACION DE SATELITES LECTURAS FALSAS EN SENSORES DAÑO A NAVIOS ESPACIALES FALLOS EN LA CARGA UTIL RADIACION EN AVIONES A GRAN ALTURA DEBILITAMIENTO DE ONDAS CORTAS DE RADIO CARGA ELECTRICA Y ARRASTRE EN SATELITES Y VV. EE. ERRORES DE NAVEGACION ERRORES TRAYECTORIAS DE LANZAMIENTO INTERFERENCIAS DE RADAR ANOMALIAS RADIOPROPAGACION BLOQUEOS POTENCIA 1. ¿ Cuál es el problema? 2. El Sol y su influencia sobre la Tierra. 3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos. 4. ¿Cómo se vigila la amenaza? 3.1. ¿ CUANDO SE PRODUCE UNA TORMENTA GEOMAGNÉTICA ? La Eyección de Masa Coronal está orientada hacia la Tierra La velocidad del viento solar es muy alta, > 1000 km/s La orientación de Bz es opuesta a la del CMT 3.2. ¿ QUÉ ES UNA TORMENTA GEOMAGNÉTICA ? Las tormentas geomagnéticas son perturbaciones del campo magnético terrestre de carácter planetario. Su duración puede ser de varias horas y hasta días. Las tormentas geomagnéticas puede producir perturbaciones en la ionosfera: la capa de la atmósfera cargada eléctricamente. 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . Courtesy Risto Pirjola, FMI, Finland 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . SATÉLITES. 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . SATÉLITES. Las partículas cargadas de alta energía pueden llegar a atravesar sin problemas capas de hasta 4 cm de aluminio. 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . RED ELÉCTRICA. - Se reduce la capacidad de transmisión del sistema, cae la tensión de las líneas, se pueden producir cortes y eventualmente un apagón total. - Una tormenta magnética puede producir diferencias de voltaje entre transformadores de alta tensión conectados a tierra, que pueden llegar a saturarse. - Puede ocurrir un recalentamiento e incendio de los transformadores de alta tensión por una corriente muy elevada respecto al rango de operación diseñado para los mismos. 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . RED ELÉCTRICA. - Todo el tendido eléctrico de Gran Bretaña se tornó inestable durante dos tormentas geomagnéticas en 1847 y 1859. - El 13 de Marzo de 1989 una tormenta geomagnética llevó los transformadores del sistema de suministro eléctrico de Hydro Québec a la saturación. Se produjo en el este de Canadá un corte de 9 horas. 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . CORROSIÓN. Los oleoductos y gasoductos tienen una tendencia a corroerse, sobre todo en puntos de la superficie donde una corriente eléctrica puede fluir desde el metal hacia el terreno circundante La corrosión que experimentan los grandes puentes metálicos y las torres de alta tensión puede ser atribuida en parte a este fenómeno. 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . SEÑALES FERROVIARIAS ‐ Las corrientes eléctricas inducidas en el suelo por la variación del campo geomagnética (GICs) pueden interferir en el tráfico ferroviario al perturbar el sistema de señalización. ‐ Julio de 1982 se detectaron en Suecia fluctuaciones de voltaje inducidas desde el espacio que llevaron a fallos. ‐ Este tema está siendo particularmente estudiado en los ferrocarriles rusos y reviste un gran interés para la implantación de líneas de alta velocidad 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS ‐ Animales migratorios como aves y ballenas que usan el campo magnético para orientarse durante sus viaje de miles de kilómetros pueden extraviarse debido a grandes tormentas geomagnéticas. ‐ Efectos sobre algunos procesos biológicos básicos ‐ Los pasajeros y la tripulación de un avión están directamente expuestos a los rayos cósmicos secundarios producidos en la atmósfera terrestre. 3.3. EFECTOS DE LAS TORMENTA GEOMAGNÉTICA . Los daños que provocan las grandes tormentas geomagnéticas en satélites y redes de distribución de electricidad no solo afectan a las Agencias del Espacio o las Compañías Eléctricas, sino que pueden afectar enormemente a nuestra forma de vida actual (que tanto depende de la tecnología: electrodomésticos, radio y televisión, teléfono móvil, internet, etc.), haciéndonos retroceder al pasado en pocas horas. http://guzmansreviews.wordpress.com/ 1. ¿ Cuál es el problema? 2. El Sol y su influencia sobre la Tierra. 3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos. 4. ¿Cómo se vigila la amenaza? 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. Desde la Tierra: Observatorios Observación del Sol Desde el espacio: Misiones SOHO, STEREO, SDO Se observa lo que ha sucedido en el Sol unos 8 minutos antes 29/3/06 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. Satélites situados en el punto L1 de Lagrange del Sistema Sol-Tierra Satélites geoestacionarios ACE GOES Red de Observatorios en tierra SOHO 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. ACE: Advanced Composition Explorer http://www.srl.caltech.edu/ACE/ace_mission.html 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. ACE IMF Bz 19-21 Noviembre, 2003 Velocidad viento solar Densidad viento solar 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. SOHO: Solar Heliospheric Observatory http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=14 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. SOHO: Solar Heliospheric Observatory 6 -11-2011 8 -11-2011 http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=14 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. SOHO: Solar Heliospheric Observatory http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=14 4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN. ACE IMF Bz 19-21 Noviembre, 2003 Velocidad viento solar Densidad viento solar Goes 10 Componente CM paralela eje rotación Tierra Flujo de protones: 4-9; 9-15; 15-40 MeV 4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO. 4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO. 4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO. http://www.sec.noaa.gov/NOAAscales/index.html 4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO. Actividad auroral Viento solar http://www.swpc.noaa.gov/SWN/ Muchas gracias por su atención sites Stanford Solar Center SOHO Exploring the Sun Space Weather Center (Space Science Institute) Space Weather Basic Facts Space Weather Space Weather.Com ESA Space Weather Programme NASA/GSFC Sun- Earth Connection Mathematical Exploration and Understanding Esta presentación se realizó dentro del proyecto “ESTUDIO DE LAS TORMENTAS GEOMAGNÉTICAS Y EVALUACIÓN DE SU IMPACTO EN EL ÁMBITO DE LAS TECNOLOGÍAS E INFRAESTRUCTURAS EN ESPAÑA Y PORTUGAL” financiado por la Fundación Mapfre