Um grupo de pesquisadores brasileiros afiliado ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) está trabalhando para instalar uma rede formada por magnetômetros (instrumentos usados ​​para medir a intensidade de um campo magnético) em toda a América do Sul.

A Rede de Magnetômetros da Embrace para a América do Sul (Embrace MagNet) envolve esforços conjuntos de outras instituições latino-americanas com o objetivo de estudar as características específicas das perturbações do campo magnético no continente e comparar suas intensidades com as que ocorrem em outras partes do mundo. Os possíveis danos causados ​​pelo clima espacial a aparelhos eletrônicos também é um assunto principal.

Localizada em São José dos Campos, Brasil, na sede do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), A Embrace MagNet já tem 13 magnetômetros instalados e funcionando. Quando a rede estiver completa, será composto por 24 magnetômetros instalados em 16 estados brasileiros e na Argentina, Chile e Uruguai.

Antes de abraçar MagNet, Pesquisadores sul-americanos dependiam de dados de instituições dos EUA, Europa e Japão estudarão distúrbios do campo magnético na América do Sul, de acordo com o chefe de ciências espaciais e atmosféricas do INPE, Clezio Marcos De Nardin.

"Os distúrbios magnéticos não são equivalentes nos hemisférios norte e sul. Várias publicações na literatura científica mostram que a aurora boreal e a aurora australis não são simétricas, qualquer, "diz o pesquisador." Com base em seus dados, quando ouvimos que o campo magnético foi perturbado, não tínhamos ideia se a perturbação havia chegado ao Brasil ou se poderíamos supor que a perturbação ocorreu neste setor, " ele adiciona.

A iniciativa foi tema de dois artigos escritos por De Nardin e colegas, publicado recentemente em Radio Science , um jornal da American Geophysical Union. O primeiro artigo descreve os objetivos científicos da rede e detalha seu design, equipamento, e instalação e tratamento dos dados que produz. No segundo artigo, os autores divulgam os primeiros resultados científicos da iniciativa.

As erupções solares causam fenômenos importantes no campo magnético. Eles ejetam radiação eletromagnética (luz) e grandes quantidades de partículas altamente energizadas para o espaço. Viajando a mais de 2 milhões de quilômetros por hora, as partículas chegam à Terra em poucos dias, bombardeando o campo magnético que cerca e protege o planeta.

As interações entre as partículas solares energizadas e o campo magnético da Terra causam distúrbios ao redor do globo, produzindo auroras na estratosfera dos pólos norte e sul.

"Nas regiões aurorais, as interações das nuvens magnéticas com o campo magnético criam um sistema de correntes a uma altitude de 100 km que pode danificar equipamentos no solo, disse o coautor Paulo Roberto Fagundes. Fagundes é professor da Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP) em São José dos Campos, Estado de São Paulo.

Os fenômenos solares que atingem a Terra podem causar interferência nos sistemas de navegação por satélite, como o GPS usado por veículos motorizados, aeronaves e navios, cuja operação seria gravemente degradada. Erupções solares também podem induzir correntes elétricas em transformadores de linhas de energia e afetar a proteção de oleodutos e gasodutos.

No caso de usinas de energia, as consequências podem ser ainda piores. Quando uma nuvem magnética solar atinge o campo magnético da Terra, auroras aparecem no céu e correntes elétricas no solo. Nas proximidades de uma usina hidrelétrica, as correntes podem danificar os transformadores e interromper a rede, causando um apagão.

Tal cenário aconteceu na América do Norte em 13 de março, 1989, três dias e meio depois de uma grande tempestade solar e erupção solar. O fenômeno induziu correntes poderosas no solo em vários locais da América do Norte, causando uma interrupção de nove horas na província canadense de Quebec e um grande colapso na transmissão por satélite, satélites meteorológicos e outros.

"Estudos recentes publicados na revista Análise de risco estimar isso, se um evento geomagnético como a tempestade solar de 1989 ocorresse hoje, causaria danos entre US $ 2,4 trilhões e US $ 3,4 trilhões em todo o mundo, "De Nardin disse.

Não é preciso uma grande tempestade solar para danificar a rede elétrica, Contudo. Qualquer tempestade solar causa correntes de solo que afetam os transformadores. Adicionalmente, usinas hidrelétricas construídas próximas a grandes represas e reservatórios são especialmente vulneráveis ​​às correntes terrestres causadas por tempestades solares. A água nos reservatórios aumenta a transmissão da corrente. Ainda pior, à medida que a água flui através das turbinas em casas de força, ele transmite a corrente diretamente para os transformadores.

Frequências mais altas ou mais baixas de explosões solares estão diretamente ligadas ao ciclo solar (isto é, o ciclo de atividade magnética solar), que dura 11 anos e é caracterizada por aumentos e diminuições sucessivas no número e na área de superfície das manchas solares.

"Em momentos de pico de atividade solar, a degradação do transformador piora. Artigos publicados pelo IEEE [Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos] com base em pesquisas realizadas na África do Sul mostram que os transformadores podem explodir se a manutenção adequada não for feita, "disse De Nardin, que também é vice-diretor do Serviço Ambiental Espacial Internacional (ISES), uma rede colaborativa de organizações de serviços meteorológicos espaciais em todo o mundo.

Com base em sua análise da montanha de dados coletados todos os dias pela Embrace MagNet, Pesquisadores brasileiros estão desenvolvendo um índice K magnético específico para a América do Sul, denominado índice Ksa. Índices K quantificam distúrbios no componente horizontal do campo magnético da Terra e caracterizam as magnitudes das tempestades geomagnéticas.

"Nosso objetivo é produzir um índice K especificamente para a América do Sul, daí o 'sa' na sigla. Já sabemos que o que acontece no resto do mundo não é igual ao que acontece aqui, "De Nardin disse." Além disso, também conseguimos capturar a variação em uma explosão solar no momento em que a radiação do sol atingiu a Terra, antes da tempestade."

Além de estudar o campo magnético usando o Embrace MagNet, o projeto também produziu uma importante descoberta científica, diz Fagundes. “Detectamos a existência de uma quarta camada na ionosfera, a camada F4. "

A ionosfera é a porção da alta atmosfera da Terra que se encontra entre aproximadamente 60 km e 500 km acima da superfície. A radiação solar ioniza os átomos e moléculas dentro desta camada, criando uma camada de elétrons. "Nós sabíamos sobre a F1, Camadas F2 e F3. Agora, descobrimos F4, a camada mais externa, acima de 350 km de altitude. Estamos investigando o mecanismo que cria essa estrutura, "Disse Fagundes.