In september 1859, een grote zonnevlam veroorzaakte de meest gewelddadige geomagnetische storm ooit gemeten. Het Carrington-evenement was zo krachtig dat het de telegraafsystemen van die tijd vernietigde. Vandaag, satellieten, elektrische leidingen, transportsystemen, en communicatie- en positioneringssystemen worden bedreigd door de impact van dergelijke grootschalige geomagnetische stormen.

Een nieuwe studie verbetert de voorspellingen van de kwetsbaarheden in Spaanse elektrische transportnetwerken, en werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Ruimteweer . De nieuwe onderzoeksstudie is onderscheiden als een onderzoeksaankondiging in de EOS-nieuwsbrief van de American Geophysical Union (AGU), op het gebied van geologie en geofysica.

Van poollicht tot technologiefalen

Afgezien van de schoonheid van aurora's op de poolstreken, de verstoringen van het aardmagnetisch veld veroorzaakt door de zonnecyclus kunnen in veel sectoren enorme economische verliezen veroorzaken. Wanneer de deeltjes van de zonnewind interageren met het aardmagnetisch veld, een geomagnetische storm resultaten. Deze storm kan geomagnetisch geïnduceerde stromen (GIC) in de ondergrond genereren, die gevaarlijk zijn voor elektrische netwerken en transportsystemen (oliepijpleidingen, gaspijpleidingen, spoorlijnen, enzovoort.).

Deze laagfrequente continue stromen zijn afhankelijk van de geo-elektrische structuur van de regio, dat is, de regionale geologie, en op de elektrische geleidbaarheid van rotsen. Wat elektrische leidingen betreft, geomagnetisch geïnduceerde stromen koppelen met het distributienetwerk via de dammen van de transformator.

Alex Marcuello, docent van de afdeling Earth and Ocean Dynamics van de Universiteit van Barcelona, zegt, "De toegepaste methodologie in deze nieuwe studie maakt een simulatie mogelijk van verschillende situaties voor het netwerk, volgens verschillende magnetische stormomstandigheden. Daarom, modellering kan de hoogste waarden van GIC schatten voor verschillende onderstations, het vinden van hun effect in verschillende elementen van het netwerk - al dan niet verbonden - en het identificeren van de meest kwetsbare."

Voorspellingen verbeteren met de studie van elektrische geleidbaarheid

Dit wetenschappelijke artikel, met Joan Miquel Torta als eerste auteur, stelt als studiemodel een elektriciteitsstation in Vandellòs, Tarragona. Om de kwetsbaarheid van het elektriciteitsnet te bestuderen, de studie analyseert de uitgebreide elementen van het raster en de lengte ervan, afgezien van de geo-elektrische structuur van de ondergrond met behulp van in situ metingen in het gebied.

"In het algemeen, de meest kwetsbare hoogspanningslijnen zijn die met spanningen hoger dan 200 kV", zegt Àlex Marcuello. "De meest GIC-gevoelige componenten zijn de transformatoren in de onderstations. Deze GIC's veroorzaken een verzadiging van een halve cyclus in de kern van de transformatoren, en het gevolg is verdrievoudigd - de transformator warmt op en kan zelfs branden, de stroom en spanning zijn niet meer sinusvormig (50 Hz) en worden onstabiel. Eindelijk, het inductieve vermogen van het net neemt toe. Als eindresultaat van de drie situaties, een gedeeltelijke of totale black-out kan plaatsvinden."

Een meer realistische diagnose van het elektriciteitsnet van het land

De studie gepubliceerd in het tijdschrift Ruimteweer creëert een realistisch voorspellingsmodel op basis van vereenvoudigde benaderingen. In deze context, de experts van het Geomodels Research Institute hebben de geleidbaarheid van de ondergrond in de regio van het Vandellòs-substation gekarakteriseerd met behulp van de magnetotellurische methode.

"Deze methodologie zorgde voor een substantiële verbetering van de eerdere voorspellingen voor GIC's. we hebben een model voorgesteld dat drie factoren kan toevoegen waarvan de GIC afhankelijk is:de magnetische storm, de ondergrond geo-elektrische structuur, en de kenmerken van het elektriciteitsnet, "zegt Marcello.

Satellietmeteorologie:anticiperen op de effecten van zonnestormen

Het belang van technologische effecten van magnetische stormen heeft geleid tot het ontwerp van wereldwijde waarschuwingsprotocollen die systeembeheerders in een minimale tijdsinterval waarschuwen, zelfs uren voor een GIC, om de juiste preventieve maatregelen te nemen. Situaties zoals de stroomuitval in Quebec op 13 maart, 1989 zijn extreme gevallen die het onderzoeksproces in satellietmeteorologie aanmoedigen om de magnetische effecten van zonneactiviteit op de planeet te voorkomen en te verzachten.