a dependência da humanidade da eletricidade foi lançada em mais alívio pela pandemia global COVID-19. É impossível imaginar a vida moderna sem ela, faltando tudo, desde as luzes até a internet. O que aconteceria se tudo isso desaparecesse durante a noite? Se todas as nossas redes eléctricas falharem essencialmente ao mesmo tempo? Isto é mais do que o cenário de um romance distópico: é uma possibilidade real. Uma grande tempestade geomagnética desencadeada pelo sol poderia explodir os transformadores que são um componente essencial das nossas redes eléctricas. E já aconteceu antes.

A Física

O Sol liberta uma corrente constante de partículas carregadas conhecidas como o vento solar. A terra é amplamente protegida deste vento pelo seu campo magnético gerado internamente. O campo magnético cria uma espécie de bolha em torno da terra conhecida como magnetosfera. A magnetosfera protege – nos da perigosa radiação solar e impede a nossa atmosfera de ser levada com o vento. Nos pólos magnéticos, parte do material do vento solar pode fazer o seu caminho para a atmosfera da Terra. Isto é o que causa aurora, e por que eles geralmente só podem ser vistos em torno dos pólos magnéticos Norte e Sul.Ocasionalmente, o sol pode libertar impulsos de energia mais fortes conhecidos como ejetões de massa coronal (EMC). Essas ejeções podem lançar bilhões de toneladas de material da atmosfera estendida do sol, a coroa solar, e enviá – los lançando através do espaço a velocidades incríveis-ocasionalmente em nossa direção. Podem levar de vários dias a apenas 15 horas para chegar até nós. As maiores CMEs resultam do relaxamento de linhas de campo magnético altamente torcidas, muitas vezes acompanhadas por uma erupção solar. Eles geralmente ocorrem perto de áreas com forte atividade solar e são mais prováveis quando a atividade do sol está em um pico conhecido como o máximo solar no ciclo solar.

A história

O Sol estava em um máximo solar em 1859, quando a eletricidade ainda não era difundida e era utilizada principalmente com sistemas telegráficos. Richard Carrington estava observando manchas solares em uma imagem projetada do sol na manhã de 1 de setembro, quando ele notou dois pontos de luz incrivelmente brilhantes.

figura 1: As manchas solares e de labaredas solares (chamados de A e B) observado por Richard Carrington, em 1859. Fonte: MNRAS

muito cedo na manhã seguinte aurora iluminou o céu noturno, estendendo-se até o sul até o Caribe no Hemisfério Norte. Quanto mais ao norte, mais brilhante a aurora apareceu, despertando mineiros de ouro nas Montanhas Rochosas e fornecendo luz suficiente para ler no nordeste dos Estados Unidos. Os sistemas de telégrafo na Europa e na América do Norte falharam e alguns operadores de telégrafo até receberam fortes choques.

O evento foi causado pela maior EMC da história registrada. Os pontos brilhantes de luz que Carrington observou foram erupções solares que acompanharam a ejeção. Horas mais tarde, a CME chegou à terra e as partículas carregadas rapidamente se moveram romperam através da magnetosfera e entraram na atmosfera, causando a brilhante aurora que foi observada em todo o mundo. As partículas carregadas desceram as linhas telegráficas e chocaram os operadores quando chegaram ao fim. e se aconteceu hoje? as nossas redes eléctricas são hoje incrivelmente mais complexas que os sistemas telegráficos de 1859. O resultado exato de um evento similar da mesma magnitude é impossível dizer. O evento mais próximo a que podemos compará-lo é as tempestades geomagnéticas de 1989, que foi um ano de forte atividade solar. Em março de 1989, a província de Quebec (que está perto do Polo Norte Geomagnético) perdeu eletricidade por 9 horas após uma tempestade tropeçar os disjuntores. Mas esse evento foi significativamente menor que o de 1859.

Um evento desse tamanho ou maior poderia explodir transformadores, partes essenciais da rede elétrica, deixando muitos sem poder. Dependendo exatamente onde a tempestade atinge mais duramente, quão bem a rede está protegida contra foguetes e quantos transformadores disponíveis, a falha de energia pode durar de 16 dias a alguns anos e o custo para os EUA pode ascender a US $0,6 – US $2,6 trilhões.

Fig. 2: um modelo da resistência relativa dos campos eléctricos causada por outro evento ao nível de Carrington. O sombreamento roxo indica áreas com campos elétricos maiores que seriam mais atingidos por uma tempestade. Os piores efeitos são observados na costa atlântica e no Canadá, devido em parte à sua proximidade ao Polo Geomagnético Norte.(Fonte: Relatório de Risco da Lloyd’S.)

outro evento ao nível de Carrington é inevitável. Registros aurorais podem ser usados para medir o tamanho histórico de tempestades passadas. Eles indicam que tempestades como a que atingiu Quebec acontecem aproximadamente a cada 50 anos, enquanto que eventos de Nível Carrington ocorrem aproximadamente a cada 150 anos. Já passaram 162 anos desde 1858, mas não precisamos de entrar em pânico. O sol, que opera em um ciclo de 11 anos, tinha um mínimo solar há um ano em abril de 2019. O próximo máximo solar, o período de maior atividade, não ocorrerá até algum momento em 2023-2026 e alguns máximos são mais fracos do que outros.

Após a tempestade de 1989 que atingiu Quebec, a província se preparou atualizando sua infraestrutura elétrica em um custo inicial elevado, mas com o conhecimento de que iria economizar dinheiro quando outra tempestade atinge. Os EUA não estão igualmente preparados. A partir de 2002, quinze por cento dos grandes transformadores de energia ainda em uso foram feitos antes de 1972 (quando a robustez significativa foi introduzida para transformadores),. Mesmo os transformadores modernos não estão necessariamente equipados para lidar com um evento de Nível Carrington e não há Reserva federal de transformadores, pois isso foi considerado muito caro em um relatório do Departamento de energia dos EUA de 2017. As companhias de energia têm suas próprias reservas, mas números exatos e localizações dessas reservas são consideradas informações de propriedade. Em vez de uma Reserva federal, o relatório instou o governo a criar uma avaliação independente da confiabilidade dos transformadores críticos e trabalhar com a indústria para elaborar planos em caso de grandes interrupções. Não está claro se isto aconteceu.

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