Durante uma trovoada, é possível sentir a chuva a cair, ver os clarões dos relâmpagos a rasgar os céus e ouvir o vento a uivar. Ao contrário destes fenómenos, a Aurora Boreal não pode ser ouvida ou sentida porque ocorre através da influência invisível do campo magnético da Terra, sendo apenas percetível se a procurarmos
E embora as luzes do norte possam parecer hipnotizantes, estas tempestades solares silenciosas que cintilam no céu noturno podem causar estragos na rede eléctrica e nas redes de comunicação. Uma equipa de investigadores do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores da Universidade A&M do Texas, Jonathan Snodgrass, engenheiro investigador sénior, e Thomas Overbye, professor e investigador principal do estudo intitulado Pode a Aurora Borealis acendeu os céus e apagar a rede elétrica, estão a utilizar modelos de rede reais e sintéticos para investigar quais as melhores recomendações para se conseguir diminuir o impacto das grandes tempestades solares na rede elétrica.
“Vamos olhar para tema como se estivéssemos a fazer uma experiência na aula de ciências do liceu, em que se pega num íman e em pequenas limalhas de ferro e alinhamo-los”, explica Jonatham Snodgrass. “As limalhas magnéticas são as luzes que vemos e o íman é o campo magnético. Quando este começa a oscilar devido a uma tempestade solar, temos a aurora boreal. É interessante porque a maioria das pessoas não pensa nisto. Afinal, não tem qualquer outro efeito, exceto nos sistemas de comunicação e de energia”.
As tempestades solares criam uma corrente maioritariamente contínua (DC) na rede elétrica. Normalmente, a rede utiliza corrente alternada (CA) para produzir e distribuir energia. Quando a corrente contínua se sobrepõe à alternada, pode causar problemas nos transformadores, provocando o desarme de partes da rede elétrica. Dependendo da categoria da tempestade solar (G1-G5), o sistema de energia é afetado, por vezes em grande escala, empurrando a aurora boreal mais para sul. Normalmente, uma G1 é fraca e uma G5 é grave.
Este ano, uma perturbação geomagnética (GMD) ligeira do tipo G5 provocou o aparecimento das luzes da Aurora Boreal no Texas, visíveis a partir de College Station. “Esta foi uma das maiores tempestades solares que tivemos nos últimos 20 anos”, contabiliza o investigador, adiantando ainda que não foi do nível da Supertempestade Sandy. Segundo o cientista, esta investigação tem como objetivo responder à pergunta: quão mau seria caso assistíssemos a uma super tempestade GMD? Que danos causaria uma tempestade de nível Carrington?” Só para entender, o evento Carrington data de 1859 e foi o maior evento GMD registado na história. O nome vem do astrónomo inglês Richard Carrington, cujas observações astronómicas em 1859 demostraram a existência de erupções solares, bem como sugeriram a sua influência elétrica sobre a Terra e as suas auroras.
Thomas Overbye e a sua equipa estão a utilizar provas deste evento para fazer engenharia reversa da intensidade da tempestade e utilizar os dados para preparar a rede para futuras supertempestades. “Houve casos de pessoas que apanharam choques com as chaves do telégrafo”, disse Jonathan Snodgrass. “Chegaram mesmo a desligar as baterias voltaicas que alimentavam o sistema telegráfico e utilizaram a corrente induzida pela tempestade solar para enviar mensagens durante horas.” Uma tempestade solar atingiu o Quebeque 130 anos mais tarde, em 1989, e causou um apagão durante oito horas. “Até ao apagão do Quebeque em 1989, os cientistas sabiam que as GMD podiam afetar a rede elétrica, mas não se aperceberam totalmente do seu impacte na mesma”. A questão é: como se evita que uma tempestade provoque o apagão de toda a rede elétrica durante horas a fio?”
As supertempestades solares, como a do Quebeque, ocorrem quando o Sol ejecta plasma para o espaço, as chamadas ejecções de massa coronal (EMC) que, muito raramente, atingem a Terra. O Sol tem um ciclo solar de 11 anos e, no pico deste, há muito mais manchas solares, que provocam EMC. Há uma maior probabilidade de as GMDs acontecerem mais perto do pico solar, do qual estamos a apenas um ou dois anos de distância.
A NASA tem Satélites Ambientais Operacionais Geoestacionários posicionados à volta do Sol para detetar quando ocorre uma EMC e enviar avisos avançados para a Terra. “Não há grande certeza quanto à gravidade da situação até que esta se aproxime um pouco mais”, afirmou o cientista. “Uma EMC atinge primeiro os satélites na órbita da Terra, que têm sensores capazes de prever se será uma G1-5. Temos então um pré-aviso de algumas horas a um dia. É por isso que a nossa investigação é tão importante, porque é preciso ter um plano preparado se, e quando, tivermos uma grande supertempestade, de categoria 5 ou superior”.
Nos últimos 20 anos, registaram-se grandes EMC, mas nenhuma delas atingiu a Terra. Em 2003, houve uma EMC muito maior que passou mesmo ao lado do nosso planeta e que pode ter sido tão grande quanto o Evento de Carrington. “Isso fez com que as pessoas pensassem, e se nos tivesse atingido?” questionou Snodgrass. “Entre a tempestade de 89 e o quase acidente de 2003, foi um dos motivos que estimulou esta investigação. Overbye é um dos pioneiros neste domínio da modelização das tempestades geomagnéticas e do seu impacto na rede elétrica”.
A equipa tem uma rede de magnetómetros no terreno do Texas A&M System que utilizam para realizar experiências e registar dados, longe do metal e das linhas elétricas. Um magnetómetro é como uma bússola muito avançada, mas em vez de apontar para o norte, regista as flutuações do campo magnético da Terra. “Tem havido um enorme ressurgimento da investigação sobre a rede elétrica”, explicou Snodgrass, concluindo: “A A&M está muito bem posicionada para a realizar porque temos aqui alguns dos melhores investigadores do mundo.”
