Tormentas solares y continuidad de negocio

Los EEUU se preparan para resistir a una tormenta geomagnética. Una de las últimas órdenes ejecutivas (1) del presidente Obama, antes de abandonar la Casa Blanca, ha pasado desapercibida a la mayoría de medios de comunicación. En ella se instaba a distintas secretarías y agencias federales a establecer un plan que garantice la continuidad de servicio que prestan infraestructuras y tecnologías críticas, y las protejan antes, durante y después, de que se produzca un evento solar extremo.

Autor: Manuel Carpio. Socio Director de Seguridad de la Información y Ciberseguridad en Intelsynet, Security&Compliance Services. Miembro de la Junta Directiva de CONTINUAM y experto en Ciberseguridad.

No se conoce una fecha concreta sobre cuándo tendrá lugar una próxima gran erupción,  sin embargo, conferencias universitarias previas (2) e informes (3) han alertado de sus consecuencias.

Los fenómenos meteorológicos espaciales extremos incluyen vientos de partículas solares (ECE) y ráfagas de radiación electromagnética procedente de las manchas y erupciones solares. Sin embargo son las eyecciones de masa coronal (CME) las que se asocian con perturbaciones geomagnéticas (GMD) suficientemente graves como para causar la interrupción de la red de distribución eléctrica. Una CME severa produce fluctuaciones en el campo magnético terrestre, lo que a su vez induce corrientes telúricas en superficie (GIC) y a lo largo de las infraestructuras metálicas de gran longitud: oleoductos, vías de ferrocarril, líneas de telecomunicaciones o de transporte de energía eléctrica. En este último caso, dichas corrientes podrían causar daño permanente a los transformadores de muy alta tensión (EHVT). Tales activos de alto valor no son fáciles de conseguir y reemplazar en el corto plazo.

El fracaso en estos activos críticos podría causar problemas de inestabilidad en todo el sistema eléctrico, lo que unido a los efectos simultáneos de GIC sobre otras infraestructuras críticas interdependientes como el transporte o las comunicaciones,  conduciría a fallos en cascada que trastornarían considerablemente  las actividades comerciales.

El denominado “Evento Carrington” de 1859 ha sido el GIC más importante registrado hasta la fecha. No existían aún oleoductos o redes eléctricas, pero puso fuera de servicio a todo el sistema telegráfico de occidente. Los anales de la época relatan que el fulgor de las auroras boreales permitió leer la prensa durante varias noches, incluso en latitudes de Centroamérica. Desde entonces se han producido fenómenos GIC de poca intensidad que dieron lugar a la interrupción del servicio telegráfico en zonas geográficas concretas (Suiza 1903, Suecia 1921), cable submarino (entre Reino Unido y EEUU en 1958), y de las comunicaciones por satélite (crisis militar entre EEUU y la URSS en 1967) hasta la caída de la red eléctrica de la provincia de Quebec en 1989. En este último caso se produjeron además daños irreparables en equipos de transformación y el servicio no comenzó a restituirse hasta pasadas nueve horas.

Los físicos e ingenieros han formulado distintos índices y métricas para el análisis experimental de las GMD. El más apropiado, para relacionarlo posteriormente con la GIC, se denomina “Alteración de la Tormenta en el Tiempo” (Dst) y se mide en nano-Teslas por unidad de tiempo. Valores negativos indican un mayor debilitamiento en el campo geomagnético. Según esta escala, y para que lo tengamos en mente como referencia, el “evento Carrington” ha sido estimado en un Dst ≤-880 nT/min. Aunque existe controversia sobre la frecuencia e intensidad de estos episodios extremos, la comunidad científica (4) acepta una tasa de ocurrencias de un evento de entre -1000 y -4000 nT/min cada cien años, y uno de hasta de -6000 nT/min cada doscientos años.

Las GMD varían con la latitud magnética (ligeramente diferente a la geográfica), observándose una incidencia severa o extrema entre los 40o y 60o de latitud. Esto afecta a la mayor parte de países europeos, Rusia, EEUU y Canadá en el hemisferio norte y al sur de Argentina, Chile y Australia, en el hemisferio sur.

No siempre tendremos la suerte de poder ver un evento ECM en su origen, como le ocurrió a Richard Carrington mientras observaba un grupo de manchas solares. En cualquier caso el material eyectado escapa de la corona solar a velocidad variable y viaja formando un ángulo sólido  también variable. Tardará entre 17 y 90 horas en llegar a la Tierra, si es que la trayectoria de nuestro planeta penetra en dicho ángulo sólido. En tal caso,  atravesar este arco le llevaría hasta tres días. Los satélites del sistema ACE de alerta temprana nos avisarán de su llegada con tan solo 15 ó 30 minutos de antelación.

El 23 de Julio de 2012, varios CME sucesivos con un Dst =-1200 nT/min (similar al “evento Carrington” o doble del de Quebec) estuvieron a punto de impactar con la Tierra. Nos libramos de un cisne negro por tan solo nueve días. Aunque sus efectos no hubieran servido para cumplir la  famosa profecía maya del fin de los tiempos previsto para aquél año, el caos social y económico habría sido mayúsculo.

Centrándonos exclusivamente en la red eléctrica, su resiliencia ante este tipo de acontecimientos depende del diseño y la ingeniería de la red así como de las características de los activos clave. Deben tenerse en cuenta especialmente las líneas de transmisión con voltajes muy altos (y por lo tanto pequeña resistencia) orientadas de norte a sur, la edad y posición de los transformadores en la red, su disposición a la hora de compartir o derivar cargas, y los límites de carga a las que operan.  Las GICs en líneas de alta tensión pueden alcanzar los 320 Amp., como las que se observaron en el incidente de Halloween de 2003, en la región sueca de Malmö. Dichas corrientes inducidas dan lugar a la saturación en cada semiciclo del transformador, un potencial colapso de tensión del sistema, la pérdida de potencia reactiva, así como la generación de armónicos y sobrecalentamiento del transformador. Además, deberán tenerse en cuenta la entrada en funcionamiento de los automatismos de protección de la propia red, que sumarán inestabilidad a las cargas.

En un informe de 2013 (5), el mercado de seguros Lloyds de Londres estimaba que un CME del tipo Carrington dejaría sin electricidad a una población de entre 20 y 40 millones de habitantes  solo en los EE.UU, durante períodos de tiempo que oscilarían entre 16 días y 1-2 años. La duración de las interrupciones dependería en gran medida de la disponibilidad de piezas de recambio de transformadores de alta tensión. Los plazos de entrega de nuevos transformadores son de cinco meses como mínimo. El costo económico total para tal escenario se estima entre 600 mil millones y 2.6 billones (millones de millones) de dólares.

¿Qué planes tienen nuestros gobiernos y operadores de infraestructuras críticas al respecto?.

Desde el punto de vista de la prevención,  deberían tenerse en cuenta las ECM a la hora de diseñar las redes de transporte, su topología y elementos clave: En el caso de redes de comunicaciones eliminar el metal allí donde sea posible sustituyendo por fibra óptica, añadiendo filtros y revisando impedancias de “puestas a tierra”, en el caso de oleoductos sustituir el metal por material dieléctrico, y en el de redes eléctricas renovar el parque de EHTVs, descentralizar la producción de energía y dimensionar adecuadamente las capacidades de los elementos de la red.

Desde el punto de vista de la reacción, deberían incluirse las ECM como un escenario a tener en cuenta en los Planes de Continuidad de Negocio, contando incluso con la eventualidad de un “apagón preventivo” de varios días, en el suministro eléctrico y de comunicaciones, entre otras contingencias.

Aunque un evento ECM extremo puede ocurrir en cualquier momento, suele estar correlacionado con los picos de actividad solar. El próximo (ciclo nº 25) tendrá lugar alrededor del año 2024, tiempo más que suficiente para prepararnos. ¿Lo estaremos?.

Referencias :

  1. Executive Order – Coordinating Efforts to Prepare the Nation for Space Weather Events. Obama, Barak. Washington : White House Office of Press Secretary, Oct 13th, 2016.
  2. New Actions to Enhance National Space-Weather Preparedness. White House Office of Science and Technology Policy. Washington : s.n., Oct 29th, 2015.
  3. Helios Solar Storm Scenario Research Report. Cambridge Centre for Risk Studies. Cambridge, UK : Judge Business School University of Cambridge., 2016.
  4. Alan Thomson, Ewan B. Dawson, and Sarah J. Reay. Quantifying extreme behavior in geomagnetic activity. s.l. : John Wiley & Sons, Ltd., Oct 2011.
  5. Atmospheric and Environmental Research, Inc. Solar storm Risk to the north American electric grid. London : Lloyds, May 2013.

Acerca del Autor

Manuel Carpio. Socio Director de Seguridad de la Información y Ciberseguridad en Intelsynet, Security&Compliance Services (www.intelsynet.com) . Miembro de la Junta Directiva de CONTINUAM y experto en Ciberseguridad. Ingeniero Superior de Telecomunicación (ETSIT UPM). PDD (IESE Universidad Navarra). Certificaciones profesionales CISA y CISM (ISACA).

Fundador del Grupo de Trabajo de Seguridad, que agrupa a los responsables de seguridad de 15 empresas del IBEX. Fue miembro del ESRAB (European Security Research Advisory Board) por designación de la Comisión Europea. Profesor asociado Masters Seguridad Informática de la UPM y de ASIMELEC. Representó a Telefónica en la SC27 de la ISO (Seguridad TIC) y en el Grupo de Referencia eComms de ENISA

De 1988 hasta 2019 trabajó en Teléfonica, desempeñando distintas funciones y posiciones. Se incorporó a Telefónica Sistemas en 1988 como ingeniero de desarrollo en proyectos de seguridad de las comunicaciones. En 1992 funda el área de seguridad telemática para grandes clientes de Telefónica. En 1998 pasa a ocupar la Gerencia de Seguridad de la Información de Telefónica de España. Desde 2001 hasta 2016 fue Director de Seguridad de la Información y Prevención del Fraude en Telefónica, S.A y miembro del Comité Corporativo de Seguridad de Telefónica.

Premio profesional destacado del año 2004 otorgado por la revista SIC .Miembro del Comité directivo de ETIS (www.etis.org).

mcarpio@intelsynet.com

https://www.linkedin.com/in/manuelcarpio 

@M_Carpio_

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