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Conclusiones de la IV Jornada Técnica sobre Meteorología Espacial en la Escuela Nacional de Protección Civil

Escudo_DGPCE

La jornada técnica celebrada el 24 de marzo de 2015, en la Escuela Nacional de Protección Civil, se organizó por cuarta vez, con objetivos similares a los de años anteriores:

  • Describir la situación actual del conocimiento sobre Amenaza, Vulnerabilidad y Riesgo ante el clima espacial.
  • Analizar los episodios ocurridos durante 2013 y 2014, así como la distribución de alertas efectuadas por los diferentes organismos, en periodos anteriores.
  • Analizar los últimos progresos desarrollados por las instituciones de investigación españolas y europeas sobre sistemas de prevención y alerta ante el desarrollo de tormentas geomagnéticas.
  • Poner en común las experiencias, conocimientos y buenas prácticas en materia de prevención y reducción de riesgos, en el ámbito de las tormentas magnéticas.
  • Conocer y analizar las medidas legislativas aplicadas en otros países y, en su caso, proponer desarrollos legislativos y de planificación que atenúen los posibles daños.

En esta ocasión no estaba contemplada la caída en la atmósfera de objetos, pues se pretendía generar debates sobre la implantación de un servicio de predicción de peligros provenientes de la actividad solar. Por este motivo, la jornada no fue de libre acceso, tal como es costumbre en las jornadas organizadas por Protección Civil, esta se organizó invitando a las instituciones que tuvieran algo que aportar, tanto en la definición científico-técnica de este servicio, como en las necesidades de las diferentes instituciones prestadoras de servicios que pudieran verse afectadas por este peligro.

Durante el desarrollo de la jornada se obtuvo una visión de lo acontecido durante el último año. Además, se han presentado los estudios realizados por distintas instituciones y se han detallado algunos proyectos en desarrollo, cuya finalidad es el establecimiento de sistemas de alerta temprana.

Han participado, tras previa invitación, representantes de distintas instituciones y organismos (Universidades, empresas públicas y privadas, y administración pública). El número de asistentes ha sido del orden de 35 personas provenientes de las administraciones públicas (Local, Autonómica y Estatal), de empresas privadas posiblemente afectadas por el fenómeno y consultoras que trabajan en este tema, en general.

Tras reflexionar sobre los temas tratados en la jornada, las conclusiones a las que se han llegado son:

ÚLTIMOS AVANCES EN LOS SISTEMAS DE VIGILANCIA Y SEGUIMIENTO. DESARROLLO DE SISTEMAS DE ALERTA TEMPRANA:

  1. La evolución de la actividad solar en el periodo Diciembre 2013-Marzo 2015 confirma que el ciclo 24 tiene poca actividad hasta el punto de ser uno de los más débiles de la serie, presenta dos máximos (siendo el segundo más importante que el primero) y ha alcanzado ya su nivel más alto. El valor máximo registrado del índice Kp = 8. Valor máximo en el Observatorio de San Pablo del índice K = 6.
  1. La actividad solar ha producido 17 Fulguraciones Solares de clase X, la mayoría no geoefectivas. La tormenta geomagnética más importante de este periodo ha sido la del 17 de marzo de 2015 (“tormenta del día de San Patricio”).
  1. Los efectos sobre la tecnología han sido reducidos, limitándose casi por completo a alteraciones en la transmisión de ondas electromagnéticas de frecuencia < 20MHz producidas por perturbaciones en la ionosfera.
  1. Ha sido fundamental, en este periodo, el análisis de la importancia que tuvo la tormenta del 22 de julio de 2012 y de la grave amenaza que supuso. Para este análisis, la comunidad científica internacional ha aportado importantes recursos para un mejor estudio de la actividad solar. Particular importancia tiene el lanzamiento del satélite DSCOVR.
  1. También en nuestro país la comunidad científica y las instituciones relacionadas con este tema (Universidades de Alcalá y Complutense, Observatorios del Ebro, San Pablo y El Arenosillo, …) han avanzado notablemente en el conocimiento de la meteorología espacial y en los sistemas para alertar de sus posibles efectos. La puesta en marcha del Servicio Nacional de Meteorología Espacial en diciembre de 2014, y el desarrollo del Sistema SIRPI para alertar de la presencia de una ionosfera perturbada, son dos aportaciones científicas de importante relieve y con un marcado interés práctico. La respuesta de la comunidad científica y de estas instituciones ante la tormenta del día de San Patricio ha sido muy eficiente.

ACTUACIONES Y DESARROLLOS DURANTE LOS ÚLTIMOS AÑOS:

  1. La colaboración entre la Universidad de Alcalá y Red Eléctrica de España ha permitido descubrir un perfil de campo magnético extraordinariamente similar al de la tormenta de Carrington en España. La perturbación fue máxima en Hungría, alcanzando la mitad de intensidad que la registrada en Colaba durante el suceso de Carrington. Esa perturbación registrada en los magnetómetros locales desaparece en los índices utilizados habitualmente por la comunidad científica.
  1. Durante la colaboración UAH-REE se ha diseñado un índice local de perturbación magnética para territorio español que se denomina LDiñ. La corriente inducida registrada por REE hasta el momento en la subestación de Meson do Vento es directamente proporcional a la derivada temporal de dicho índice, permitiendo de esta forma cuantificar la peligrosidad de una perturbación debida a meteorología espacial para España.
  1. Se presenta en la Jornada el primer Servicio de Meteorología espacial español con base científica (SeNMEs), que constituye uno de los entregables del proyecto de investigación “Nuevos retos en la Ciencia de la interacción Sol-Tierra ante las necesidades tecnológicas de la Sociedad actual” subvencionado por el MINECO. SeNMEs se lanza desde la Universidad de Alcalá en colaboración con el Grupo de estudios ionosféricos y sistemas de posicionamiento satelital (GNSS), de la Universidad Complutense. Pronto se incorporarán contribuciones de otras instituciones. SeNMEs ha demostrado su correcto funcionamiento ante la mayor tormenta geomagnética del ciclo solar 24, sucedida el día 17 de marzo de 2015.
  1. Los estudios realizados por el Observatorio del Ebro y Red Eléctrica de España sobre corrientes inducidas geomagnéticamente (GICs) han proporcionado mucha información para el establecimiento del nivel de actividad geomagnética necesaria para que nuestra red se encuentre bajo riesgo. Pero estos estudios no deben caer en saco roto y deben seguirse monitorizando las GICs en determinados transformadores. Hasta ahora, no nos consta ninguna afectación importante, pero la probabilidad de que ocurra un evento de mayor amplitud que los jamás registrados no es nula.
  1. Si queremos mejorar el modelo obtenido para la predicción de las GICs en cada transformador de la red deben tenerse en cuenta las líneas y los transformadores de 220 KV (y quizá también los de 110 KV), y tener en cuenta el perfil y contrastes laterales de conductividad de la tierra. Además, para obtener un modelo correcto, es importante la obtención de los parámetros detallados de la red y su estado en el preciso momento de las tormentas geomagnéticas.
  1. Es necesaria un red nacional de alerta temprana que permita la preparación de las infraestructuras críticas ante un evento Carrington o superior, para ello es necesaria la investigación aplicada y la creación de una red de centros sensores que se extienda más allá de nuestras fronteras con el fin de calibrar los sensores peninsulares. El intercambio de datos y su compartición, así como el establecimiento de protocolos de alarma, son imprescindibles en aras de ganar tiempo.
  1. Las infraestructuras de HF para comunicaciones con los buques en la Mar, han desaparecido en España al confiarse en los satélites, es necesario generar protocolos específicos para alertar de una posible pérdida de satélites de navegación y comunicaciones y conseguir su enlace con tierra a través de la radio de HF y MF convencional.
  1. Los estudios realizados por el Observatorio del Ebro en el ámbito del modelo Internacional de Referencia Ionosférica (IRI) proporcionan una mejora en la predicción del comportamiento ionosférico. Además, se ha conseguido simular satisfactoriamente les efectos causados por eventos severos de meteorología espacial sobre magnitudes ionosféricas clave y predecirlas con cierta antelación. Ello ha de ser un punto de partida para diseñar alertas a los usuarios del modelo para que adopten estrategias de mitigación a dichos efectos.
  1. Como continuación de los trabajo realizados por el Observatorio del Ebro se pretende adaptar las funciones que determinan el modelo climatológico a las condiciones en un determinado momento, para obtener una predicción a corto plazo de la ionosfera más realista que la proporcionada por el modelo climatológico. Además, se debe continuar el estudio de las perturbaciones ionosféricas y modelar el error o afectación que causan en sistemas tecnológicos basados en radiocomunicación y poder adoptar contramedidas adecuadas

Mesa redonda: SOBRE CRITERIOS PARA LA ELABORACIÓN DE UN SISTEMA NACIONAL DE ALERTA:

  1. Como en todos los fenómenos peligrosos, la prevención y la alerta temprana son imprescindibles para mitigar los posibles daños, para ello es necesaria la participación conjunta de todos los implicados, organismos científico técnicos e instituciones afectadas, para confeccionar un procedimiento y crear un sistema de predicción. Con este fin, es necesario que exista contacto entre las empresas y el mundo científico para encontrar correlaciones entre causa y efecto, compartiendo conocimiento e información.
  1. Aunque con las evidentes diferencias, el sistema de alerta temprana de AEMET podría servir de ejemplo en cuanto a que es un sistema comprensible para todos; además, cada fenómeno está categorizado con unos umbrales, hay una zonificación y una resolución temporal.
  1. Es necesario que el sistema de alerta temprana que se establezca funcione 24h/365d, teniendo en cuenta las especificidades de las islas Canarias en este tema. Para procesar los modelos son imprescindibles expertos en esta materia, por lo que parece necesario la creación de un Centro Nacional donde se recogiera y coordinara toda la información disponible, además de integrarse con una posible “Agencia Española del Espacio”.
  1. Para ello, la cantera de los científicos necesita el respaldo de la sociedad y posiblemente las empresas afectadas podrían crear becas para que estos estudios continúen. Es evidente que en la actualidad falta personal formado en estos temas.
  1. Aunque existen mecanismos de cofinanciación Administración-Empresa, es necesario mejorar los procedimientos de colaboración y el Estado tiene que hacer atractiva la inversión en I+D por parte de las empresas. La nueva Ley de Protección Civil probablemente pueda propiciar la creación de un fondo para atender a gastos de prevención.
  1. También es importante la colaboración inter institucional entre organismos científico-técnicos, para ello se debería promocionar el trabajar interconectados. Cuanto mayor conocimiento se tenga menos errores habrá en las predicciones.
  1. Aunque en los temas de predicciones para el sector eléctrico se ha avanzado de forma importante, no se ha desarrollado un método de evaluación de los efectos sobre las comunicaciones de los procesos sucedidos en el Sol y la Ionosfera. El comportamiento en las ondas de radio por debajo de los 30 MHz puede verse afectado críticamente por las tormentas solares.
  1. En Europa hay una gran dependencia de datos de Space Weather, por lo que sería interesante crear grupos de intercambio de datos entre los diferentes actores europeos.
  1. A pesar de la existencia de trabajos sobre biomagnetismo, no se ha podido demostrar que las variaciones en el campo magnético y de las ondas de radio afecten a la salud de las personas, aunque sí se ha visto que las radiaciones ionizantes pueden afectar a las células.

Este encuentro ha propiciado el contacto entre las personas que mejor conocen el fenómeno y algunas empresas que están ajustando sus sistemas tecnológicos con el fin de minimizar los posibles efectos derivados de la actividad solar, y así asegurar el normal funcionamiento de la vida cotidiana.

En el desarrollo de la jornada se ha constatado, como así queda reflejado en estas conclusiones, los avances realizados por los científicos en la identificación de los riesgos, el análisis de previsiones y la mejora en la transmisión de la información, tal y como lo demuestra el hecho que en estos momentos están disponibles en internet, no solo la vigilancia de la ocurrencia de tormentas magnéticas que proporcionan los observatorios geomagnéticos, sino sistemas de vigilancia y predicción que, aunque rudimentario, son el germen de unas predicciones cada vez mas exactas que darán paso, una vez que se correlacionen con los umbrales de las variables y con los daños esperados, al verdadero sistema de alerta útil para el sistema nacional de protección civil.

Como resultado práctico e inmediato de las sesiones se decidió la creación de un grupo de trabajo, bajo la coordinación de la Dirección General de Protección Civil, que proponga modelos de protocolos de avisos así como el desarrollo de instituciones y sistemas que realicen las tareas de aviso previo del fenómeno, tanto a las instituciones capaces de sufrir daños en sus sistemas como a los usuarios finales que sufrirían las interrupciones de los servicios. Este grupo de trabajo puede valorar la necesidad de elaborar una directiva de Protección Civil donde se definan las directrices a seguir para la gestión del riesgo, los modelos de predicción y las alertas.

Fuente: Dirección General de Protección Civil y Emergencias.

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Informe sobre el Clima Espacial de la Real Academia de Ingeniería del Reino Unido

La Real Academia de Ingeniería del Reino Unido acaba de publicar en febrero de 2013 un informe titulado “Clima Espacial Extremo: Impacto en Sistemas de Ingeniería e Infraestructura”, en el que se analizan desde el punto de vista de la ingeniería los posibles impactos de una supertormenta solar en la red eléctrica, los sistemas satélite, aeronaves, sistemas de radionavegación y sistemas de radiocomunicaciones, entre otros. El informe, que se centra sobre todo en las posibles repercusiones de un evento de este tipo en el Reino Unido, puede descargarse en su versión original en inglés aquí: “Extreme Space Weather: Impact on Engineered Systems and Infrastructure”.

A continuación se ofrece una traducción al español de los puntos clave y de las recomendaciones que se incluyen en el resumen ejecutivo del informe.

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PUNTOS CLAVE

Entorno de una supertormenta solar

Las estadísticas sobre la recurrencia de un evento de magnitud e impacto similares a un evento Carrington son escasas, aunque se están mejorando. Varios estudios consideran razonable un periodo de recurrencia de un evento de este tipo cada 100 ó 200 años y en este informe se realizan valoraciones del impacto de ingeniería basadas en un evento de esta magnitud con el citado periodo de retorno. Si estudios posteriores demuestran que pueden ocurrir eventos más severos -quizás en una escala de tiempo mayor- se debería realizar un cambio radical en las valoraciones del impacto de ingeniería. El citado periodo de 100 años no debe ser un motivo para ignorar tales riesgos.

Red eléctrica

El caso peor más razonable podría tener un impacto significativo en la red eléctrica nacional. Las simulaciones indican que alrededor de seis grandes transformadores de red en Inglaterra y Gales y otros siete transformadores en Escocia podrían quedar dañados por perturbaciones geomagnéticas y puestos fuera de servicio. El tiempo de reparación oscilaría entre semanas y meses. Adicionalmente, las estimaciones actuales indican la posibilidad de interrupciones de algunas horas en el suministro eléctrico local. Dado que la mayoría de los nodos disponen de más de un transformador, no todos estos fallos conducirían a un evento de desconexión. No obstante, el análisis de la red nacional indica que en torno a dos nodos en Gran Bretaña podrían quedar desconectados.

Satélites

Algunos satélites pueden quedar expuestos a entornos sobre los niveles de especificación típicos, incrementándose de este modo las tasas de fallos microelectrónicos y creándose riesgos de carga electroestática. Debido a la multiplicidad en el diseño de los satélites utilizados actualmente, existe bastante incertidumbre sobre el comportamiento general de la flota de satélites, aunque la experiencia adquirida durante tormentas más pequeñas indica que se puede anticipar un cierto grado de interrupción en los servicios por satélite. Afortunadamente, se espera que tanto la propia naturaleza conservadora del diseño de satélites como su diversidad limiten la escala del problema. Nuestro mejor juicio de ingeniería, basado en la tormenta de 2003, es que hasta un 10% de los satélites podrían experimentar fallos temporales con una duración comprendida entre horas y días como resultado de un evento extremo, pero es poco probable que estos fallos se extiendan uniformemente por toda la flota, dado que algunos diseños de satélites y constelaciones serán inevitablemente más vulnerables que otros. Adicionalmente, las dosis significativas de radiación acumulada podrían causar el envejecimiento rápido de muchos satélites. Los satélites muy antiguos podrían comenzar a fallar inmediatamente después de la tormenta, mientras que los más modernos sobrevivirían al evento pero con expectativas de mayores riesgos durante tormentas posteriores más moderadas. Consecuentemente, tras una tormenta extrema, todos los propietarios y operadores de satélites necesitatán evaluar cuidadosamente la necesidad de lanzar satélites de repuesto con anterioridad a sus planes iniciales, con el objetivo de mitigar el riesgo de fallos prematuros.

Seguridad de pasajeros y tripulaciones de aeronaves

Los pasajeros y las tripulaciones en vuelo durante un evento extremo podrían quedar expuestas a una dosis adicional de radiación estimada en hasta 20 mSv, valor que excede significativamente el límite anual de 1 mSv de exposiciones planificadas para el público general, siendo el triple de la dosis recibida por una persona en un escáner de pecho. Dichos niveles implican un incremento del 1 por 1000 en el riesgo de cáncer para cada persona expuesta, aunque este hecho ha de considerarse en el contexto del riesgo de cáncer durante toda su vida, que está en torno al 30%. No se espera disponer de métodos prácticos de predicción a corto plazo, dado que las partículas de alta energía más preocupantes llegan a velocidades próximas a la de la luz. Se precisan mejores métodos de monitorización a bordo de las aeronaves para mejorar tanto la mitigación como los análisis posteriores a los eventos. Se considera que un evento de este tipo generaría una preocupación considerable entre la opinión pública.

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Refuerzo de sistemas de telecomunicaciones ante la crisis volcánica en la isla de El Hierro

Con motivo de la crisis volcánica en la isla de El Hierro, en el archipiélago canario, se han puesto en marcha diversos planes de contingencia para asegurar el funcionamiento de los sistemas de telecomunicaciones públicos y de emergencias. En este post hago un recopilatorio de diversas informaciones publicadas al respecto tanto en la prensa digital como en las notas de prensa de organismos oficiales.

Sistemas de telecomunicación públicos.

Se dispone de información de Telefónica,  cuyo dispositivo pretende salvaguardar los medios técnicos de la compañía (estaciones base, tendidos terrestres y cableado submarino) que posibilitan el servicio a sus clientes, y asegurar además la red en aquellos puntos y tramos que subcontrata Telefónica a otras empresas. En principio la instalación más vulnerable sería la terrestre aunque es más fácil de solucionar que un eventual daño en el cableado submarino. La señal de telefonía llega a El Hierro mediante el tendido que une esta isla con La Gomera, el cable HIGO.

El plan de contingencias por riesgo volcánico contempla los escenarios probables y su afectación a la planta de Telefónica en todos sus servicios y consta de 8 acciones:

1.- Convocatoria del Comité de Emergencia, con el fin de coordinar los medios técnicos y humanos necesarios para asegurar las comunicaciones.

2.- Activación del equipo de Coordinación Territorial. Para establecer un cauce de coordinación y comunicación directo con las Administraciones de Seguridad y Emergencias del Gobierno de Canarias, localizándose presencialmente un interlocutor de Telefónica en el CECOES Tenerife y otro en el CECOI de El Hierro, acciones recogidas dentro del Plan Territorial de Emergencia de Protección Civil de la Comunidad Autónoma de Canarias (PLATECA) como “servicios básicos”.

3.- Implantación de acciones para garantizar las comunicaciones en caso de corte del cable submarino El Hierro-La Gomera HIGO. Se han desarrollado trabajos para salvaguardar las comunicaciones de: Servicios de emergencia, telefonía fija, telefonía móvil, internet, circuitos de otras operadoras y circuitos privados de clientes. Para lo que es necesario operar en diferentes sistemas de transporte de señal vía radio con rutas alternativas por La Palma y La Gomera.

4.- Aseguramiento del suministro eléctrico mediante grupos electrógenos transportables y baterías. Se aseguran todas las centrales telefónicas, además de las Estaciones Base para telefonía móvil denominadas estratégicas, colocando grupos electrógenos móviles en aquellas que no disponen de grupo estacionario, garantizando energía y climatización a los equipos. Se han desplazado a la isla 12 grupos electrógenos de emergencia, así como un grupo electrógeno de gran capacidad que podría alimentar a parte de la población si fuera necesario.

5.- Se han desarrollado de las obras necesarias para el aumento de la actual capacidad de comunicación de la telefonía. Se ha gestionado la adecuación de obras necesarias para aumentar la capacidad de comunicación de las estaciones base, priorizando Frontera y Guarazoca, dado que en ese punto se concentrará el puesto de mando de la UME y el puesto de mando avanzado de Seguridad y Emergencias PMA.

6.- Se han incrementado las actuales dotaciones de repuestos de todas las tecnologías: acceso, datos, transporte, móviles y cable submarino y de cables de emergencia de la planta externa tanto en fibra óptica como en cobre.

7.- Se trasladan a la isla de El Hierro elementos de comunicaciones de emergencia, consistentes en:

1 Unidad de transportable de Móviles: capacitada para transmitir 140/280 comunicaciones simultáneas en 2G y 3G vía satélite o radio respectivamente.

2 Radioenlaces transportables de STM1 ethernet.

9 Unidades INMARSAT. Equipo portátil para establecer comunicaciones de voz vía satélite.

6 Unidades IPSAT. Equipo capaz de establecer un enlace bidireccional de 2 Mbps via satélite que permite un canal ADSL a 2Mb más dos comunicaciones de voz simultáneas.

2 Unidades Minilink PHD + Ethernet. Radioenlace de 32×2.

8.- Traslado de un equipo humano especializado. Se desplaza a la isla de El Hierro un equipo humano especializado en comunicaciones de emergencia que operará los equipos para la salvaguarda de las comunicaciones fijas y móviles.

Este equipo está compuesto por un total de 25 personas con procedencia de El Hierro, Tenerife y bases logísticas de emergencia nacionales, con especialidades de transmisiones, radio, conmutación, energía, planta externa y servicio móvil .

Los técnicos realizarán tareas de prevención en comunicaciones previas a un posible evento vulcanológico y continuarán su desempeño durante la misma en el hipotético caso de que se active.

Medios de la Administración General del Estado.

La Unidad Militar de Emergencias (UME) mantiene desplegados en la isla cerca de medio centenar de efectivos y 17 vehículos de comunicaciones, autobuses para transporte de la población, ambulancias, etc. Se ha establecido un puesto de mando de control en el Cuartel de Anatolio Fuentes.

Asimismo, como medida preventiva, la Dirección General de Protección Civil y Emergencias ha venido realizando ejercicios de comunicaciones entre las islas, entre los más de 200 miembros de la Red de Radio de Emergencia (REMER).

La Guardia Civil ha desplegado los siguientes equipos: 2 IDR pertenecientes a la Comandancia de Santa Cruz de Tenerife, 1 GATEPRO perteneciente a la Comandancia de Las Palmas, 1 IDR + 1 GATEPRO + 3 teléfonos satelitales INMARSAT pertenecientes al Servicio de Telecomunicaciones de la D.G.G.C. y componentes del Grupo de Transmisiones de la Comandancia (GATI).

Medios del Gobierno de Canarias.

Por su parte, la Dirección General de Telecomunicaciones y Nuevas Tecnologías, dependiente de la Consejería de Presidencia, Justicia e Igualdad del Gobierno de Canarias, ha realizado, durante los últimos días, un importante refuerzo en las telecomunicaciones de El Hierro instalando infraestructuras adicionales que generan la redundancia necesaria en caso de que se produjera la rotura de alguna de las existentes.

En concreto, se han colocado tres estaciones móviles de la Red TETRA en Taibique, La Peña y San Andrés y se dispone de otra estación transportable en alerta por si fuera necesaria su utilización. Asimismo, se ha instalado en Afoba un radioenlace con La Gomera y una VSAT para conexión satelital desde Valverde.

Por su parte, Telefónica, a instancias del Gobierno de Canaria, ha instalado en el Puesto de Mando Avanzado (PMA) del Ejecutivo autónomo, situado en la zona de San Andrés, seis líneas básicas; dos en el Polideportivo de Valverde, lugar donde están ubicadas las personas evacuadas, y una en el Hospital de El Hierro.

Fuentes: Nota de prensa de la DGPCE (03OCT2011), Nota de prensa del Gobierno de Canarias (16OCT2011), Nota de prensa del MIR (17OCT2011), laprovincia.es (Diario de Las Pamas), Diario El Hierro.

Fotografía: RapidEye AG.

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Riesgos derivados del Clima Espacial

El clima espacial define la interacción del Sol, física y magnéticamente, con todos los objetos del Sistema Solar. Esta actividad presenta una pauta de repetición cíclica, con valores máximos y mínimos, de aproximadamente 11 años. En la época de máximos los efectos físicos y magnéticos sobre los dispositivos eléctricos y electrónicos pueden tener un impacto significativo, incluso provocar serios daños. Este tipo de eventos se clasifican según su ocurrencia e impacto como baja frecuencia / alto impacto (LF/HC, Low-Frequency/High-Consequence).

He publicado en la web el informe que presenté en noviembre de 2010 a la Dirección General de Protección Civil y Emergencias (DGPCE), con motivo de las Jornadas Técnicas sobre Clima Espacial.

Se presenta una breve caracterización del clima espacial y se analizan los riesgos para las personas y para diversos sistemas tecnológicos. Tambien se describen los sistemas de observación y alerta temprana disponibles actualmente en diversos países.

Enlace: Riesgos derivados del Clima Espacial (Ismael Pellejero).

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Escudo Solar: Protegiendo la red eléctrica de América del Norte

Cada 100 años más o menos, llega a la Tierra una tormenta solar tan potente que cubre el cielo con auroras teñidas de color rojo intenso, hace que las brújulas apunten en la dirección equivocada y produce corrientes eléctricas que atraviesan la capa superficial de nuestro planeta. La más famosa de dichas tormentas, llamada el Evento Carrington de 1859, en efecto electrocutó a operadores de telégrafo y causó que algunas oficinas se incendiaran. Un informe del año 2008, emitido por la Academia Nacional de Ciencias, advierte que si dicha tormenta ocurriera hoy en día podríamos experimentar apagones sobre grandes áreas, con diversos daños para los transformadores ubicados en puntos clave. ¿Qué es lo que tiene que hacer un operador de servicio público?

Un nuevo proyecto de la NASA, denominado “Escudo Solar”, podría ayudar a mantener las luces encendidas.

“Escudo Solar es un nuevo sistema de pronóstico en fase experimental para la red de energía eléctrica de América del Norte”, explica el líder del proyecto Antti Pulkkinen, quien es un investigador asociado en la Universidad Católica de América y se encuentra trabajando en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA. “Creemos que podemos localizar transformadores específicos y predecir cuáles de ellos van a ser golpeados con mayor rigor por un evento ocasionado por el estado del tiempo en el espacio”.

La principal causa de problemas en las redes eléctricas es la “CGI” —abreviatura de “corriente geomagnética inducida” o “GIC”, por su sigla en idioma inglés. Cuando una eyección de masa coronal (una nube de tormenta solar de mil millones de toneladas) se topa con el campo magnético de la Tierra, el impacto provoca que dicho campo se sacuda y se estremezca. Estas vibraciones magnéticas inducen corrientes prácticamente en todas partes, desde la alta atmósfera terrestre hasta el suelo que yace debajo de nuestros pies. Las poderosas CGI pueden sobrecargar los circuitos, pueden dejar fuera de funcionamiento a los fusibles y, en los casos extremos, pueden derretir las bobinas de los transformadores de uso industrial.

Esto ocurrió en realidad en Quebec, el 13 de marzo de 1989, cuando una tormenta geomagnética, mucho menos severa que el Evento Carrington, dejó completamente sin electricidad a la provincia entera durante más de nueve horas. La tormenta dañó transformadores en Quebec, en Nueva Jersey y en Gran Bretaña, y causó más de 200 desperfectos eléctricos a lo ancho de Estados Unidos, desde la costa este hasta la costa noroeste del Pacífico. Una serie similar de “tormentas de Halloween“, las cuales tuvieron lugar en octubre de 2003, causó un apagón regional en el sur de Suecia y quizás pudo haber dañado algunos transformadores en Sudáfrica.

Mientras que varias empresas de servicio público han avanzado para fortalecer sus redes eléctricas, en general, la situación sólo se ha agravado. Un informe del año 2009, presentado por la Corporación de la Confiabilidad Eléctrica de América del Norte (North American Electric Reliability Corporation o NERC, por su sigla en idioma inglés) y por el Departamento de Energía de Estados Unidos, arribó a la conclusión de que los sistemas de energía modernos tienen una “creciente vulnerabilidad y exposición a los efectos de una tormenta geomagnética severa“. La razón de fondo se puede entender rápidamente observando el siguiente diagrama:

Desde el comienzo de la Era Espacial, la longitud total de las líneas eléctricas de alta tensión que atraviesan América del Norte se ha incrementado casi 10 veces. Esto ha convertido a las redes eléctricas en antenas gigantes para las corrientes inducidas geomagnéticamente. Con una demanda de energía que crece mucho más rápido que las redes mismas, las redes modernas proliferan de manera interconectada, y son llevadas al límite —lo cual resulta una receta ideal para tener problemas, de acuerdo con lo que expresa la Academia Nacional de Ciencias: “La escala y la velocidad de los problemas que podrían ocurrir [en estas redes modernas] tienen el potencial de impactar en los sistemas de energía de una manera que no se ha visto con anterioridad”.

Un apagón de gran escala podría prolongarse por un largo período, principalmente debido a los daños en los transformadores. Tal y como lo apunta el informe proporcionado por la Academia Nacional: “Estos aparatos de varias toneladas de peso no se pueden reparar in situ y, si se llegaran a dañar de esta forma, tendrían que ser reemplazados por unidades nuevas que podrían demorarse en llegar hasta 12 meses o más”.

Esa es la razón por la que un pronóstico nodo por nodo de las corrientes geomagnéticas resulta potencialmente valioso. Durante las tormentas intensas, los ingenieros podrían proteger los transformadores más vulnerables desconectándolos de la red. Eso sólo provocaría un apagón, pero que sería únicamente temporal. Los transformadores que se protejan de esta forma volverían a funcionar normalmente una vez que la tormenta llegue a su fin.

Lo novedoso del Escudo Solar es su capacidad para generar predicciones vinculadas con los transformadores individuales. Pulkkinen explica cómo funciona:

“El Escudo Solar se activa cuando una eyección de masa coronal (EMC) es arrojada desde el Sol. Las imágenes proporcionadas por el satélite SOHO y por las sondas gemelas STEREO, de la NASA, nos muestran la nube de plasma desde tres puntos de vista, permitiéndonos así crear un modelo en 3 dimensiones de la EMC y predecir cuándo llegará a la Tierra”.

Mientras la EMC cruza el espacio entre la Tierra y el Sol, un recorrido que dura típicamente entre 24 y 48 horas, el equipo del Escudo Solar se prepara para calcular las corrientes de retorno por tierra. “Trabajamos en el Centro de Creación de Modelos Coordinado por la Comunidad de Goddard (Goddard’s Community Coordinated Modeling Center o CCMC, por su sigla en idioma inglés)”, dice Pulkkinen. El CCMC es un lugar donde destacados investigadores de todo el mundo han reunido sus mejores programas de computadora, basados en la física, con el fin de crear modelos de los eventos que tienen lugar en relación con el estado del tiempo en el espacio. El momento crucial tiene lugar aproximadamente 30 minutos antes del impacto, cuando la nube de plasma pasa sobre ACE, un satélite localizado a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Los sensores ubicados a bordo de ACE realizan mediciones in situ de la velocidad de la EMC, así como de su densidad y de su campo magnético. Estos datos son enviados a la Tierra, al equipo del Escudo Solar que los está esperando.

“Nosotros introducimos estos datos en las computadoras del CCMC rápidamente”, relata Pulkkinen. “Nuestros modelos predicen los campos y las corrientes en la atmósfera superior y extienden estas corrientes hasta la superficie de la Tierra”. Con menos de 30 minutos de anticipación, el Escudo Solar puede emitir una alerta a las empresas de servicio público con información detallada sobre las CGI.

Pulkkinen hace hincapié en que el Escudo Solar se encuentra en fase experimental y en que nunca ha sido puesto a prueba durante una tormenta geomagnética severa. Un pequeño grupo de empresas de servicio público han instalado monitores de corriente en puntos clave de la red de energía con el propósito de ayudar al equipo a revisar sus predicciones. Sin embargo, hasta el momento, el Sol se ha mantenido tranquilo, en general. Sólo se observaron algunas tormentas relativamente débiles durante el año pasado. El equipo necesita más datos.

“Nos gustaría que más compañías de electricidad se unieran a nuestro esfuerzo de investigación”, añade. “Cuanto más datos podamos acumular, más rápido podremos poner a prueba y mejorar el Escudo Solar”. Las compañías de electricidad trabajan con el equipo a través del Instituto de Investigaciones sobre Energía Eléctrica (Electric Power Research Institute o EPRI, por su sigla en idioma inglés). Claro que algunas tormentas también ayudarían a poner a prueba el sistema. Y están aproximándose. Se espera que el siguiente máximo solar se produzca alrededor del año 2013, de modo que es sólo cuestión de tiempo.

Fuente: Ciencia@NASA.

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¿Podemos prevenir la gran tormenta solar de 2012?

Un conjunto de luces brillantes iluminan inesperadamente en el cielo. Las bombillas empiezan a parpadear y, después de unos segundos, se apagan indefinidamente. Todo el país se queda a oscuras. No es el único. La situación se repite en todo el mundo. Un año después, nada ha cambiado. Se registran millones de muertos y nuestra civilización parece abocada a su fin. ¿La causa? Una potentísima tormenta solar.

El escenario podría ser cualquier gran ciudad de Estados Unidos, China o Europa. La hora, por ejemplo, poco después del anochecer de cualquier día entre mayo y septiembre de 2012. El cielo, de repente, aparece adornado con un gran manto de luces brillantes que oscilan como banderas al viento. Da igual que no estemos cerca del Polo Norte, donde las auroras suelen ser comunes. Podría tratarse perfectamente de Nueva York, Madrid o Pekín. Pasados unos segundos, las bombillas empiezan a parpadear, como si estuvieran a punto de fallar. Después, por un breve instante, brillan con una intensidad inusitada… y se apagan para siempre. En menos de un minuto y medio, toda la ciudad, todo el país, todo el continente, está completamente a oscuras y sin energía eléctrica. Un año después, la situación no ha cambiado. Sigue sin haber suministro y los muertos en las grandes ciudades se cuentan por millones. En todo el planeta está sucediendo lo mismo. ¿El causante del desastre? Una única y gran tormenta espacial, generada a más de 150 millones de kilómetros de distancia, en la superficie del Sol.

Y no es que de repente hayamos decidido alinearnos entre las filas de los catastrofistas que predican el fin del mundo precisamente para 2012. Pero lo descrito arriba es exactamente lo que pasaría si el actual ciclo solar (que acaba de empezar después de más de un año de completa inactividad) fuera sólo la mitad de violento de lo que se espera. Así lo dice, sin tapujos, un informe extraordinario financiado por la NASA y publicado hace menos de un año por la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (NAS). Y resulta que, según el citado informe, son precisamente las sociedades occidentales las que, durante las últimas décadas, han sembrado sin quererlo la semilla de su propia destrucción.

Esta descripción parece sacada de una de esas películas de catástrofes con las que de vez en cuando Hollywood sacude las taquillas de los cines, pero, por desgracia, puede lejos de la ficción. Forma parte del informe publicado por la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (NAS) y financiado por la NASA. El estudio advierte de que enormes chorros de plasma procedentes del Sol pueden alcanzar nuestro planeta en 2012 ó 2013, cuando la actividad del astro rey alcance su máximo pico como parte del ciclo solar de once años. No es fácil que esto ocurra, pero es una posibilidad real.

La actual dependencia de la electrónica y de las comunicaciones por satélite supone que una fuerte tormenta espacial podría causar veinte veces más daño económico que el huracán Katrina. Si algo semejante llega a producirse, ¿tenemos alguna opción? ¿hay una oportunidad de salvarnos? Investigadores de la Universidad de Bardford (Reino Unido) creen que sí, siempre que la amenaza no nos pille desprevenidos y dispongamos de una alerta temprana que nos permita tomar medidas. Con este objetivo, trabajan en el desarrollo de un nuevo método para predecir los grandes movimientos del Sol.

Las tormentas solares implican la liberación de enormes cantidades de gas caliente y fuerzas magnéticas hacia el espacio en torno a 1.600.000 kilómetros por hora. Aunque las grandes erupciones solares normalmente tardan varios días en llegar a la Tierra, la catástrofe puede precipitarse, ya que la más grande conocida, registrada en 1859, nos alcanzó en tan sólo dieciocho horas (Bautizada como «El evento Carrington», por el astrónomo británico que lo midió, causó el colapso de las mayores redes mundiales de telégrafos). Las llamaradas solares, que también pueden causar daños, tardan sólo unos pocos minutos.

Hasta ahora, la predicción meteorológica solar se ha hecho de forma manual. Expertos buscan en imágenes de satélite en dos dimensiones del Sol y evalúan la probabilidad de una actividad futura. Pero el equipo Centro de Computación Visual de la Universidad de Bradford ha creado el primer sistema accesible de predicción automatizada, utilizando imágenes en 3D generadas por el satélite de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO).

 «Con seis horas de antelación»

El sistema Bradford de Predicción Automatizada de Actividad Solar, denominado ASAP por las siglas en inglés de “As soon as posible” (Tan pronto como sea posible) y ya utilizado por la NASA y la ESA, identifica y clasifica las manchas solares. El sistema es capaz de predecir con precisión una llamarada solar con seis horas de antelación y el equipo está trabajando para lograr una precisión similar en la predicción de las grandes erupciones solares en un futuro próximo.

“La predicción meteorológica solar está todavía en su infancia, probablemente alrededor del punto en el que la previsión del tiempo meteorológico se encontraba hace 50 años. Sin embargo, nuestro sistema es un gran paso adelante”, explica el profesor adjunto en el Centro de Computación Visual, el Dr. Rami Qahwaji, responsable de la investigación. “Mediante la creación de un sistema automatizado que puede trabajar en tiempo real, abrimos la posibilidad de una predicción mucho más rápida”. Además, los científicos creen que el nuevo satélite de la NASA, el Observatorio Dinámico Solar (SDO), que entró en funcionamiento en mayo, les dará la oportunidad de ver la actividad solar con mucho más detalle, lo que mejorará aún más su capacidad de predicción.

«Un posible desastre»

Se trata de nuestra actual forma de vida, dependiente en todo y para todo de una tecnología cada vez más sofisticada. Una tecnología que, irónicamente, resulta muy vulnerable a un peligro extraordinario: los enormes chorros de plasma procedentes del Sol. Un plasma capaz de freir en segundos toda nuestra red eléctrica (de la que la tecnología depende), con consecuencias realmente catastróficas. «Nos estamos acercando cada vez más hasta el borde de un posible desastre», asegura Daniel Baker, un experto en clima espacial de la Universidad de Colorado en Boulder y jefe del comité de la NAS que ha elaborado el informe.

Según Baker, es difícil concebir que el Sol pueda enviar hasta la Tierra la energía necesaria para provocar este desastre. Difícil, pero no imposible. La superficie misma de nuestra estrella es una gran masa de plasma en movimiento, cargada con partículas de alta energía. Algunas de estas partículas escapan de la ardiente superficie para viajar a través del espacio en forma de viento solar. Y de vez en cuando ese mismo viento se encarga de impulsar enormes globos de miles de millones de toneladas de plasma ardiente, enormes bolas de fuego que conocemos por el nombre de eyecciones de masa coronal. Si una de ellas alcanzara el campo magnético de la Tierra, las consecuencias serían catastróficas.

Nuestras redes eléctricas no están diseñadas para resistir esta clase de súbitas embestidas energéticas. Y que a nadie le quepa duda de que esas embestidas se producen con cierta regularidad. Desde que somos capaces de realizar medidas, la peor tormenta solar de todos los tiempos se produjo el 2 de septiembre de 1859. Conocida como «El evento Carrington», por el astrónomo británico que lo midió, causó el colapso de las mayores redes mundiales de telégrafos. En aquella época, la energía eléctrica apenas si empezaba a utilizarse, por lo que los efectos de la tormenta casi no afectaron a la vida de los ciudadanos. Pero resultan inimaginables los daños que podrían producirse en nuestra forma de vida si un hecho así sucediera en la actualidad. De hecho, y según el análisis de la NAS, millones de personas en todo el mundo no lograrían sobrevivir.

 El informe subraya la existencia de dos grandes problemas de fondo: El primero es que las modernas redes eléctricas, diseñadas para operar a voltajes muy altos sobre áreas geográficas muy extensas, resultan especialmente vulnerables a esta clase de tormentas procedentes del Sol. El segundo problema es la interdependencia de estas centrales con los sistemas básicos que garantizan nuestras vidas, como suministro de agua, tratamiento de aguas residuales, transporte de alimentos y mercancías, mercados financieros, red de telecomunicaciones… Muchos aspectos cruciales de nuestra existencia dependen de que no falle el suministro de energía eléctrica.

«Ni agua ni transporte»

Irónicamente, y justo al revés de lo que sucede con la mayor parte de los desastres naturales, éste afectaría mucho más a las sociedades más ricas y tecnológicas, y mucho menos a las que se encuentran en vías de desarrollo. Según el informe de la Academia Nacional de Ciencias norteamericana, una tormenta solar parecida a la de 1859 dejaría fuera de combate, sólo en Estados Unidos, a cerca de 300 de los mayores transformadores eléctricos del país en un periodo de tiempo de apenas 90 segundos. Lo cual supondría dejar de golpe sin energía a más de 130 millones de ciudadanos norteamericanos.

Lo primero que escasearía sería el agua potable. Las personas que vivieran en un apartamento alto serían las primeras en quedarse sin agua, ya que no funcionarían las bombas encargadas de impulsarla a los pisos superiores de los edificios. Todos los demás tardarían un día en quedarse sin agua, ya que sin electricidad, una vez se consumiera la de las tuberías, sería imposible bombearla desde pantanos y depósitos. También dejaría de haber transporte eléctrico. Ni trenes, ni metro, lo que dejaría inmovilizadas a millones de personas, y estrangularía una de las principales vías de suministro de alimentos y mercancías a las grandes ciudades.

Los grandes hospitales, con sus generadores, podrían seguir dando servicio durante cerca de 72 horas. Después de eso, adiós a la medicina moderna. Y la situación, además, no mejoraría durante meses, quizás años enteros, ya que los transformadores quemados no pueden ser reparados, sólo sustituidos por otros nuevos. Y el número de transformadores de reserva es muy limitado, así como los equipos especializados que se encargan de instalarlos, una tarea que lleva cerca de una semana de trabajo intensivo. Una vez agotados, habría que fabricar todos los demás, y el actual proceso de fabricación de un transformador eléctrico dura casi un año completo…

El informe calcula que lo mismo sucedería con los oleoductos de gas natural y combustible, que necesitan energía eléctrica para funcionar. Y en cuanto a las centrales de carbón, quemarían sus reservas de combustible en menos de treinta días. Unas reservas que, al estar paralizado el transporte por la falta de combustible, no podrían ser sustituidas. Y tampoco las centrales nucleares serían una solución, ya que están programadas para desconectarse automáticamente en cuanto se produzca una avería importante el las redes eléctricas y no volver a funcionar hasta que la electricidad se restablezca.

Sin calefacción ni refrigeración, la gente empezaría a morir en cuestión de días. Entre las primeras víctimas, todas aquellas personas cuya vida dependa de un tratamiento médico o del suministro regular de sustancias como la insulina. «Si un evento Carrington sucediera ahora mismo -asegura Paul Kintner, un físico del plasma de la Universidad de Cornell, de Nueva York- sus efectos serían diez veces peores que los del huracán Katrina». En realidad, sin embargo, la estimación de este físico se queda muy corta. El informe de la NAS cifra los costes de un evento Carrington en dos billones de dólares sólo durante el primer año (el impacto del Katrina se estimó entre 81 y 125 mil millones de dólares), y considera que el periodo de recuperación oscilaría entre los cuatro y los diez años.

Por supuesto, el informe no se limita a describir escenarios de pesadilla sólo en los Estados Unidos. Tampoco Europa, o China, se librarían de las desastrosas consecuencias de una tormenta geomagnética de gran intensidad.

 «Tomar precauciones»

La buena noticia, reza el informe, es que si se dispusiera del tiempo suficiente, las compañías eléctricas podrían tomar precauciones, como ajustar voltajes y cargas en las redes, o restringir las transferencias de energía para evitar fallos en cascada. Pero, ¿Tenemos un sistema de alertas que nos avise a tiempo? Los expertos de la NAS opinan que no.

Actualmente, las mejores indicaciones de una tormenta solar en camino proceden del satélite ACE (Advanced Composition Explorer). La nave, lanzada en 1997, sigue una órbita solar que la mantiene siempre entre el Sol y la Tierra. Lo que significa que puede enviar (y envía) continuamente datos sobre la dirección y la velocidad de los vientos solares y otras emisiones de partículas cargadas que tengan como objetivo nuestro planeta.

ACE, pues, podría avisarnos de la inminente llegada de un chorro de plasma como el de 1859 con un adelanto de entre 15 y 45 minutos. Y en teoría, 15 minutos es el tiempo que necesita una compañía eléctrica para prepararse ante una situación de emergencia. Sin embargo, el estudio de los datos obtenidos durante el evento Carrington muetran que la eyección de masa coronal de 1859 tardó bastante menos de 15 minutos en recorrer la distancia que hay desde el ACE hasta la Tierra. Por no contar, además, que ACE tiene ya once años y que sigue trabajando a pesar de haber superado el periodo de actividad para el que había sido diseñado. Algo que se nota en el funcionamiento, a veces defectuoso, de algunos de sus sensores, que se saturarían sin remedio ante un evento de esas proporciones. Y lo peor es que no existen planes para reemplazarlo.

Para Daniel Baker, que formó parte de una comisión que hace ya tres años alertó de los problemas de este satélite, «no tener una estrategia para sustituirlo cuando deje de funcionar es una completa locura». De hecho, otros satélites de observación solar, como SOHO, no pueden proporcionarnos alertas tan inmediatas ni tan fiables como las de ACE. Para Baker y los demás investigadores que han elaborado el informe, el mundo probablemente no hará nada para prevenirnos de los efectos de una tormenta solar devastadora hasta que ésta, efectivamente, suceda.

Algo que, según el informe, podría ocurrir mucho antes de lo que nadie imagina. La «tormenta solar perfecta», de hecho, podría tener lugar durante la primavera o el otoño de un año con alta actividad solar (como lo será 2012). Y es precisamente en esos periodos, cerca de los equinoccios, cuando serían más dañinas para nosotros, ya que es entonces cuando la orientación del campo magnético terrestre (el escudo que nos proteje de los vientos solares), es más vulnerable a los bombardeos de plasma solar.

Fuentes: ¿Podemos prevenir la gran tormenta solar de 2012? (abc.es, 09/09/2010), La tormenta solar del fin del mundo (abc.es, 24/02/2010).

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Misión THEMIS: Detección de subtormentas solares

Un temblor espacial es una violenta sacudida que se produce en el campo magnético terrestre. Sus efectos se sienten con más fuerza en órbita, pero también sobre la superficie de nuestro planeta. Cuando se producen, los terremotos espaciales sacuden los campos magnéticos que rodean la Tierra de la misma forma en que un terremoto sacude el suelo que pisamos. Sus efectos pueden ser medidos desde el suelo, y llegar a colapsar redes eléctricas y de telecomunicaciones.

“Reverberaciones magnéticas ya han sido detectadas en muchas ocasiones por estaciones con base en tierra alrededor de todo el globo terráqueo, de la misma forma en que los detectores sísmicos miden la intensidad de los terremotos”, explica Vassilis Angelopoulos, investigador principal de la constelación de satélites Themis, que desde febrero de 2007 estudia la magnetosfera terrestre.

La analogía, según Eugeny Panov, del Instituto de Investigación Espacial de Austria y autor principal de un estudio recién publicado en Geophysical Research Letters, es muy adecuada, ya que “la energía total de un temblor espacial es comparable a la de un terremoto de magnitud 5 ó 6”. Ya en el año 2007, la red Themis (que consta de cinco satélites) descubrió la existencia de fenómenos que hoy se consideran como precursores de un temblor espacial.

La acción empieza en la cola del campo magnético de la Tierra (ver vídeo), que se estira como una manga de viento bajo la acción de los continuos vientos solares. En ocasiones, la cola se estira tanto que rebota violentamente, tal y como lo haría una goma que estiráramos y después soltáramos de repente. Cuando eso sucede, el plasma solar atrapado en la cola es lanzado hacia la Tierra. Y en más de una ocasión los cinco satélites Themis estaban “en la línea de fuego” justo en el momento de producirse estos súbitos bombardeos de plasma.

De forma incuestionable, los chorros de plasma se dirigen directamente hacia la Tierra pero ¿qué es lo que ocurre exactamente a partir de ese momento? “Ahora lo sabemos” afirma David Sibeck, investigador del proyecto Themis en el centro espacial Goddard, de la NASA. “Los chorros de plasma provocan temblores espaciales”.

Según los datos recogidos por los cinco satélites, los chorros de plasma provocados por estos violentos “latigazos” se estrellan contra el campo magnético terrestre a unos 30.000 km de altura sobre el Ecuador. El impacto genera una serie de “rebotes”, durante los cuales el plasma salta arriba y abajo en el interior del oscilante campo magnético. Se trata de algo parecido a lo que hace una pelota de tenis botando en el suelo. El primer rebote es el mayor, seguido de botes cada vez menores hasta que toda la energía se disipa.

“Sospechábamos desde hace mucho que sucedía algo parecido -afirma Sibeck-. Pero observando todo el proceso in situ, Themis ha descubierto algo totalmente nuevo y sorprendente”.

Ese “algo” son los “vórtices de plasma“, enormes remolinos de gas magnetizado, tan grandes como la propia Tierra y girando al borde mismo del “tembloroso” campo magnético. “Cuando los chorros de plasma golpean la magnetosfera desde el interior -explica Rumi Nakamura, uno de los coautores del estudio- se generan vórtices que giran en el sentido contrario, apareciendo y desapareciendo al otro lado del chorro de plasma. Y creemos que estos vórtices pueden generar importantes corrientes eléctricas en el entorno cercano de la Tierra“.

Así, actuando juntos, los vórtices y los temblores espaciales consiguen producir efectos medibles en nuestro planeta. Las colas de los vórtices pueden hacer de “túneles” que inyectan partículas de plasma en la atmósfera, dando lugar a auroras polares y generando ondas de ionización que interfieren las comunicaciones por radio y los sistemas GPS.

Tirando de la superficie de los campos magnéticos, los temblores espaciales generan, por su parte, corrientes eléctricas que llegan hasta el mismísimo suelo sobre el que caminamos. Estas corrientes pueden tener graves consecuencias, llegando en casos extremos a afectar a las redes eléctricas de amplias zonas del planeta. El vídeo sobre estas líneas es una simulación informática (realizada por Joachim Birn, del Laboratorio Nacional de Los Alamos, en Nuevo México) a partir de las mediciones de los satélites Themis.

El trabajo, sin embargo, dista mucho de estar terminado. “¿Cómo de fuerte puede ser un temblor espacial? -se pregunta Sibeck- ¿Cuántos vórtices pueden estar girando a la vez alrededor de la Tierra y cómo interactúan entre ellos?”. Para conocer las respuestas, habrá que estar muy pendientes de los próximos datos que aporte Themis.

Fuentes: abc.es, NASA.

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El equipo FITTEST del Programa Mundial de Alimentos de Naciones Unidas

El Equipo Rápido de Emergencias y Apoyo en Tecnologías de la Información y las Telecomunicaciones (Fast IT and Telecommunications Emergency and Support Team, FITTEST), es un grupo de especialistas técnicos pertenecientes a la División de Tecnologías de la Información del Programa Mundial de Alimentos de Naciones Unidas. FITTEST proporciona infraestructuras de TIC y suministro eléctrico como apoyo a operaciones de ayuda humanitaria en cualquier parte del mundo.

Las emergencias humanitarias exigen intervenciones rápidas, eficientes, coordinadas y efectivas.  El equipo FITTEST es capaz de responder a llamadas de emergencia y asegurar su despliegue operativo sobre el terreno en un plazo de 48 horas.

El equipo FITTEST tiene sus base en Dubai (Emiratos Árabes Unidos), cuya ubicación geográfica facilita su despliegue de emergencia en cualquier parte del mundo.

FITTEST es una célula única dentro del sistema de Naciones Unidas, ya que opera según el concepto de recuperación de costes. No recibe ningún tipo de contribución directa de Gobiernos u otros donantes de ayuda humanitaria, consiguiendo su sostenibilidad gracias a que opera de forma similar a las compañías privadas. El equipo opera con un margen limitado (7,5 %), empleado para cubrir costes y para el entrenamiento inicial de sus miembros. Este método de operación asegura la aplicación de los mejores estándares de servicio, ya que FITTEST solamente puede sobrevivir si sus “clientes” continúan utilizando sus servicios.

Historia

FITTEST se desplegó en la emergencia humanitaria de los Grandes Lagos Africanos en 1995, cuando el Programa Mundial de Alimentos se vio en la necesidad de atender a aproximadamente 3,3 millones de desplazados en Ruanda, Burundi, Zaire (hoy República Democrática del Congo), Uganda, Kenia y Tanzania. El desafío para el Programa Mundial de Alimentos en ese momento fue coordinar la distribución de alimentos para millones de personas en estos seis países, teniendo como medios de telecomunicación disponibles solamente el teléfono y el fax.

En 1998, FITTEST se convirtió en una herramienta oficial del Programa Mundial de Alimentos para responder ante las emergencias. Con el establecimiento del Cluster de Naciones Unidas por el Comité Permanente Inter-Agencias, FITTEST también se convirtió en una herramienta crítica para permitir que el Programa Mundial de Alimentos cumpliese el mandato de proporcionar servicios de TIC a toda la comunidad humanitaria de emergencias.

Desde su creación, FITTEST ha completado misiones en 130 países, incluyendo Afganistán, Argelia, Bangladesh, Burundi, República Centroafricana, Chad, República Democrática del Congo, Haití, Indonesia, Kosovo, Líbano, Myanmar, Nepal, Niger, los Territorios Palestinos Ocupados, Pakistán, Filipinas, Ruanda, Somalia, Sri Lanka, Sudán, Tajikistán, Timor-Leste, Uganda, Yemen, Zambia y Zimbabwe.

El equipo

El equipo FITTEST está formado por expertos en tecnologías de la información, suministro eléctrico y radiocomunicaciones de todo el mundo, especialmente entrenados para operar en las condiciones más hostiles y exigentes. Algunas de las situaciones más difíciles en las que ha intervenido el equipo son:

  • Operaciones humanitarias en Afganistán e Irak.
  • Operaciones de mitigación de desastres tras el tsunami de Banda Aceh, Indonesia.
  • Atentados contra instalaciones de Naciones Unidad en Argelia, Somalia y Pakistán.

Aunque FITTEST es, principalmente, un equipo de respuesta ante emergencias, también se implica regularmente en actividades de capacitación (como entrenamiento en telecomunicaciones de emergencia), proyectos de investigación y desarrollo (como el cambio a nuevas tecnologías de radio para operaciones humanitarias) y proyectos corporativos.

El terremoto de Haití de 2010

El equipo FITTEST se desplegó en Haití 48 horas después del terremoto. Un equipo de expertos voló a la capital, Puerto Príncipe, con dos kits aerotransportables. Cada kit contenía el equipamiento necesario para establecer comunicaciones básicas de voz y datos, hasta que pudieran desplegarse equipos más sofisticados.

Trabajando conjuntamente con el Cluster de Telecomunicaciones de Emergencia (ETC, Emergency Telecommunications Cluster), incluyendo a Télécoms sans Frontières, Irish Aid y Ericsson Response, FITTEST contribuyó a restablecer la conectividad en Haití.

Servicios

FITTEST suministra servicios en el campo de las Telecomunicaciones (radio, telefonía y satélite), Sistemas de Información (hardware, software, redes, Lotus Notes, WINGS, Internet y email) y Electricidad (cableado, rectificadores, energía solar y grupos electrógenos). Los servicios se adecuan para proporcionar las soluciones más efectivas y eficientes para las operaciones de emergencia.

Los servicios más comunes proporcionados por FITTEST son:

  • Gestión de proyectos: FITTEST puede proporcionar soporte rápido de TIC para cualquier tipo de operación humanitaria, por muy extensa o compleja que sea. Las opciones cubren desde la prestación de servicios específicos para complementar el trabajo de proyectos ya existentes, hasta soluciones ad-hoc, incluyendo la evaluación de necesidades de TIC, el despliegue de equipos y personal, la implementación de soluciones, soporte técnico, documentación de proyectos y control de gastos.
  • Servicios de consultoría: FITTEST ofrece gran variedad de servicios de consultoría, que pueden ayudar a identificar puntos para fortalecer a los sistemas TIC sobre el terreno y a establecer planes y proyectos. Estos servicios incluyen la evaluación de necesidades de seguridad para telecomunicaciones, la preparación de recomendaciones y propuestas, gestión de presupuestos, instalaciones de infraestructura TIC, instalación de redes de suministro eléctrico, despliegue de redes radio y satelitales y enlace con autoridades gubernamentales para la gestión de asignaciones de frecuencias y equipamiento.
  • Entrenamiento: a través de cursos para la comunidad humanitaria, FITTEST trabaja para mejorar las capacidades de respuesta rápida para facilitar la profesionalización en estándares TIC globales. Los técnicos de FITTEST también proporcionan entrenamiento sobre el terreno a técnicos TIC locales durante cada misión, para asegurar el sostenimiento de las intervenciones y maximizar las capacidades del personal sobre el terreno.
  • Equipamiento: FITTEST almacena grandes cantidades de equipos TIC y de suministro eléctrico, esenciales para la provisión de soluciones. El suministro directo de estos equipos almacenados evita los posibles tiempos de espera asociados a los procedimientos de suministro de los proveedores, acelerando el proceso de despliegue de los equipos en las operaciones de emergencia con requerimientos urgentes.

Equipos en dotación

  • Radios de HF: Barrett 2050, Barrett/Q-MAC HF-90, Codan 8528.
  • Radios de VHF/UHF: Motorola GM140, Motorola GM360.

Fuente: Programa Mundial de Alimentos de Naciones Unidas

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El SDO comienza a enviar imágenes

El Observatorio de la Dinámica Solar (SDO, Solar Dynamics Observatory) ha empezado a enviar imágenes del Sol, tras su lanzamiento el pasado 11 de febrero de 2010 con un cohete Atlas V.

El SDO lleva tres nuevos instrumentos para estudiar el Sol:

HMI (Helioseismic and Magnetic Imager), de la Universidad de Stanford. Su misión es estudiar los mecanismos del movimiento de la fotosfera solar, para determinar qué fenómenos que ocurren en las partes internas del Sol tienen efecto en la actividad magnética de la superficie y en la propia actividad del Sol que conocemos. Servirá para poder predecir tormentas solares con más antelación.

AIA (Atmospheric Imaging Assembly), del Lockheed Martin Solar Astrophysics Laboratory. Su misión es tomar imágenes de la corona solar con mucha más resolución que el SOHO, con una panorámica más amplia y con menor periodo entre imágenes. Permitirá analizar las eyecciones de masa coronal (CME) con mayor profundidad. Las CME tienen efectos importantes tanto en las comunicaciones vía satélite como en las comunicaciones en HF.

EVE (Extreme Ultraviolet Variablity Experiment), de la Universidad de Colorado. Es un instrumento preparado para medir la radiación del Sol en el rango del UV extremo. La radiación UV es una de las fuentes más importantes de ionización en la ionosfera, afectando a la MUF.

En la actualidad, el conocimiento del clima espacial resulta fundamental  para la predicción de fenómenos que puedan afectar a las comunicaciones vía satélite, a las comunicaciones en la banda de HF e incluso a los sistemas de distribución de energía eléctrica en la Tierra.

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El terremoto de las comunicaciones

Artículo de Pablo Bello, ex Subsecretario de Telecomunicaciones del Gobierno de Chile, publicado en el Observatorio de Medios FUCATEL.

No se le puede pedir a las redes comerciales, diseñadas para operar en un contexto de normalidad, que sean el soporte de las comunicaciones en una situación como la que hemos enfrentado. Sin desmedro de lo anterior, también se requiere hacer una evaluación respecto de las capacidades de las redes comerciales para enfrentar situaciones de excepción.

Inmediatamente después del terremoto Chile quedó incomunicado. Durante los segundos, minutos, horas y, en algunos casos, días siguientes al 27 de febrero se produjo una crisis en nuestros sistemas de comunicaciones. Las llamadas telefónicas no se podían cursar, las redes indicaban una permanente congestión, en muchos casos la desesperación por comunicarnos con algún familiar nos hacía insistir e insistir, hallando siempre la misma respuesta… “red ocupada”, “error en la comunicación”, “número no responde”, o simplemente, silencio.

Vecinos protestan por nuevas antenas de celulares en barrios residenciales No fue eso sin embargo lo más grave. Durante las primeras horas posteriores después de las 03:34 del sábado, en la ONEMI no había forma de saber la real dimensión de lo que había pasado y estaba pasando en el país. Nos vimos envueltos en un complejo estado de desinformación, de datos contradictorios (incluyendo las trágicamente fallidas alertas de Tsunami), carencia de reportes concretos de situación y la imposibilidad de establecer contacto con las autoridades locales en las zonas más cercanas al epicentro, hundiéndonos en lo que Clausewitz denominó “la niebla de la guerra”. En ese contexto era materialmente imposible proceder con acciones de respuesta inmediata ni menos proceder a planificar la estrategia de ayuda. Las comunicaciones de los servicios de emergencia fallaron estrepitosamente. Hay que decirlo también, lo mismo ocurrió con las comunicaciones de las Fuerzas Armadas y de Orden.

La primera conclusión de esta tragedia es algo que debió haber sido evidente: las comunicaciones de emergencia no pueden depender de los sistemas comerciales de telecomunicaciones. Es indispensable revisar por qué fallaron las redes de la ONEMI y de las FF.AA. y tomar las medidas pertinentes para que una situación como ésta no se repita jamás.

He planteado la necesidad de crear una empresa pública de carácter no comercial, dependiente del Ministerio del Interior y las Fuerzas Armadas, que tenga capacidad operativa y administre un sistema integral de comunicaciones de emergencia que sea robusto y confiable, con capacidad de desplegarse territorialmente en casos como el recién pasado. Es indispensable que dicho sistema asegure la interoperabilidad y confiabilidad de las redes propias de cada institución y que tome el control de las mismas en circunstancias calificadas para asegurar que la información fluya en forma adecuada y que la cadena de mando pueda operar, lo que es indispensable en situaciones de crisis. Como lamentablemente se ha demostrado en este caso, la sola coordinación previa entre las instituciones no es suficiente.

Las comunicaciones de los servicios de emergencia fallaron estrepitosamente y lo mismo ocurrió con las comunicaciones de las Fuerzas Armadas y de Orden. No se le puede pedir a las redes comerciales, diseñadas para operar en un contexto de normalidad, que sean el soporte de las comunicaciones en una situación como la que hemos enfrentado. Sin desmedro de lo anterior, también se requiere hacer una evaluación respecto de las capacidades de las redes comerciales para enfrentar situaciones de excepción.

Vayamos por parte. En relación a la capacidad de respuesta de las empresas una vez ocurrido el terremoto, tengo la absoluta convicción que, sin excepción, y con el apoyo del Gobierno, todas las empresas destinaron el mayor esfuerzo humano y todos los medios disponibles para lograr la más rápida recuperación de las redes y los servicios que eran técnicamente posibles.

Respecto a la prevención, hay que hacer también una distinción. Las redes y sus sistemas principales soportaron prácticamente sin daño físico el terremoto, con excepción obvia de las redes de acceso domiciliario en las zonas en las que cayeron las postaciones o en las que el mar inundó centrales y equipos, y algunos cortes menores en los tendidos de fibra óptica. Desde el punto de vista estructural, las redes de telecomunicaciones cumplieron más que adecuadamente.

¿Por qué fue entonces que no pudimos comunicarnos? El principal problema fue la congestión de las redes y la dependencia del suministro de energía eléctrica para su operación.

Respecto de lo primero, las redes de telecomunicaciones se dimensionan para los peaks de tráfico previstos en un contexto de normalidad. No se diseñan para situaciones de emergencia o para circunstancias de alta demanda (por ejemplo, año nuevo). Si así lo hicieran, las inversiones requeridas serían varias veces superiores a las actuales lo que redundaría en un mayor precio de los servicios. El símil de las carreteras es adecuado: no se hacen autopistas de 12 carriles por lado para cubrir la demanda de año nuevo, sino que para la capacidad necesaria en la mayor cantidad del tiempo.

La pregunta relevante es cuál es esa capacidad de red que consideramos razonable y por la que estamos dispuestos a pagar.

Seamos claros: la congestión en circunstancias como las vividas es inevitable.

Todos queríamos hablar al mismo tiempo y las redes no son (ni serán) capaces de procesar ese tráfico. Este no es un problema técnico sino que económico y social. Económico, porque como ya dijimos el costo de tener una red capaz de administrar tal nivel de demanda es impagable. Social, porque la expansión de la capacidad de red requiere la instalación de más antenas, lo que la ciudadanía todavía no termina de entender. Es contradictorio exigir más capacidad de red y oponerse a la instalación de antenas.

No estoy diciendo en ningún caso que las capacidades actuales para enfrentar las situaciones de congestión sean las adecuadas. Esta es una materia en la que la evaluación de la capacidad real de las redes y la comparación internacional son fundamentales.

En mi opinión, lo relevante es más que evitar la congestión resolver cómo se administra. Hay medidas que suenan razonables pero que realmente no son una solución. Por ejemplo, establecer un sistema de roaming automático en casos de emergencia muy posiblemente eleve aún más la congestión y haga más difícil la comunicación, además que desincentiva a las empresas por solucionar rápidamente el problema de servicio.

En situaciones de congestión se debe racionalizar el uso.

Algunas ideas en tal sentido: degradadar la calidad de voz para permitir más llamadas, establecer tiempos máximos de duración a las llamadas, o derechamente restringir las llamadas durante un tiempo y dejar habilitadas solamente las comunicaciones a los servicios de emergencia, caso en el que el roaming si es necesario, dejando la mensajería de texto y/o las redes de datos para uso de la ciudadanía.

En relación a la energía, el terremoto y el apagón recién pasado revelaron crudamente la dependencia de las redes de telecomunicaciones al suministro eléctrico tradicional y por tanto, demostraron su vulnerabilidad. Este es un tema que deberá ser revisado por las autoridades y la industria, con seriedad y mirada de largo plazo.

Se deberá evaluar con detención si los sistemas de respaldo energético con los que actualmente operan las redes son los adecuados. Pienso que en este ámbito se puede hacer mucho más. Se debe tener presente, sin embargo, que no es posible administrar un sistema de respaldo basado exclusivamente en grupos de generación eléctrica a petróleo para alimentar los cientos de centrales, nodos y miles de radiobases que constituyen la red. La logística de distribución de combustible para alimentar esos grupos en un contexto como el ocurrido supone un problema prácticamente insalvable, especialmente cuando se dan simultáneamente problemas de seguridad. En ese sentido, creo que la opción es usar energía solar y/u otras formas de energía de generación autónoma (p.e. eólica) para cargar las baterías de respaldo una vez que estas se agoten.

Los servicios de telecomunicaciones deben ganar en mayor autonomía del suministro eléctrico, al mismo tiempo que debe garantizarse que los sistemas de respaldo estén equitativamente dispuestos para toda la población.

Como ex-Subsecretario de Telecomunicaciones indudablemente uno quisiera que estas tareas las hubiésemos hecho antes. A pesar que hace más de un año iniciamos el trabajo de diseñar una política de protección de infraestructura crítica de información, fue poco lo que se llegó a avanzar y ciertamente hay allí importantes desafíos pendientes, para los que ofrezco sin duda mi colaboración al nuevo Subsecretario. Claramente las prioridades vistas desde hoy son distintas a las que tuvimos, como país, en su momento.

Sería populista decir que no volveremos a tener congestión en casos críticos como el vivido o que los servicios de telecomunicaciones serán inmunes a la carencia de energía o frente a otras situaciones excepcionales. Lo que no se puede repetir nunca más es que la capacidad de reacción del Estado ante una catástrofe como la pasada dependa de un celular.

Fuente: Observatorio de Medios FUCATEL (Chile).

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