domingo, abril 08, 2012

Brasil está protegido contra os efeitos das tempestades solares?

...Esta semana, o sol mostrou que é capaz de produzir muito mais que calor e marcas de biquíni! Lançou no espaço labaredas gigantes que deixaram o mundo em alerta! São as tempestades solares que, segundo cientistas, podem provocar um caos tecnológico na Terra.

Fonte de luz, calor e tempestades? Desde segunda (5), três explosões na superfície do Sol provocaram a maior tempestade solar dos últimos cinco anos...

...os cientistas acreditam que este período solar, que acaba de começar e vai até o ano que vem, será surpreendente. “Agora ele já saiu daquela fraca atividade e está em um nível acima do que será previsto”, afirma o astrônomo Eugênio Reis...

...A tempestade solar interfere no nosso campo magnético. Isso pode fazer o lixo espacial entrar na nossa atmosfera, de volta à Terra como estrelas cadentes. Além disso, altera a velocidade dos satélites. Os sistemas de navegação, que dependem deles, perdem a precisão.

Dos satélites dependem também as comunicações. É isso que preocupa os cientistas. Esta temporada de tempestades solares poderosas é também a primeira da era da informação. Como vão reagir os bilhões de celulares do planeta? E os computadores? Resistirão a essas descargas magnéticas?

Quase tudo hoje funciona com a ajuda dos computadores, do controle aéreo às transações bancárias. Mesmo os aviões têm seus equipamentos vulneráveis a ondas magnéticas. Por isso, desligamos os celulares ao embarcar. Como os pólos da Terra atraem as tempestades magnéticas, voos que passam por estes pontos podem ficar sem rádio. Aumenta o risco de apagões, porque as partículas podem queimar linhas de transmissão. Mas o Brasil também nessa hora é abençoado.

“Ele é especialmente protegido. É muito vantajoso o fato de estarmos próximo aos trópicos, o Equador”, aponta Eugênio.

Longe dos pólos, nosso país está praticamente blindado. Não há motivo para ter medo do Sol. A atmosfera terrestre bloqueia a entrada dos raios-X. Contra todos os outros, filtro solar!...


O que realmente acontece?
 
As tempestades solares interferem no campo magnético, podem fazer com que lixo espacial entre na na atmosfera, alteram a velocidade dos satélites e dos sistemas de navegação, a comunicação e tudo que depende dela depende dos satélites.

As partículas podem queimar linhas de transmissão de energia causando apagões ou seja, a civilização como conhecemos hoje depende exclusivamente dessas coisinhas tecnológicas na órbita terrestre e da coisinha chamada energia que "trafega" nas linhas de transmissão, mas o brasileiro não precisa se preocupar, porque nosso país está praticamente blindado!


 O Brasil está protegido pelos efeitos de uma tempestade solar tanto quanto o garotinho aí do lado estaria protegido num tiroteio. Mas o Fantástico não vai te contar, pelo menos não por enquanto.
A Terra é cercada por um campo magnético, a magnetosfera é gerada pelo efeito dínamo que ocorre em seu interior.


As massas do núcleo da Terra são as principais responsáveis pela existência do campo magnético do planeta. Sem ele, a bússola não funcionaria, não haveria auroras, nem estaríamos protegidos das radiações provindas do espaço cujas partículas de alta energia não seriam deflexionadas, neutralizadas, ou capturadas pelos dois "Cinturões Van Allen" com forma de dois toróides que mergulham nos Pólos magnéticos e blindam a Terra contra as altas energias provindas do Cosmos e do Sol:


O Cinturão de Van Allen é uma região onde ocorrem vários fenômenos atmosféricos devido a concentrações de partículas no campo magnético terrestre.

O campo magnético da terra não é completamente simétrico, pode ser representado como um ímã compacto que não está centrado, mas possui uma determinada distância em relação ao centro geométrico, o que lhe causa uma espécie de excentricidade. Assim, existe uma região mais distante “do ímã fonte” onde o campo é forte, e uma região onde é relativamente fraco. As partículas, por esta razão, não alcançam a atmosfera na região de maior intensidade onde são repelidas ou capturadas pelo campo magnético forte. Na região do campo fraco ocorre uma situação anômala da altitude e da intensidade do campo permite que partículas de alta energia “caiam” na superfície da Terra.

mapa magnético da Terra

Sobre uma determinada região no Atlântico Sul, mais precisamente no sul do Brasil, o efeito de proteção da magnetosfera perde parte de sua eficiência pelo fato de haver uma espécie de “mergulho” nos cinturões. A este efeito anômalo se dá o nome de Anomalia Magnética do Atlântico Sul. Alguns cientistas explicam que o mergulho dos campos ocorre em conseqüência do deslocamento excêntrico do centro do campo magnético da Terra em relação ao seu centro geográfico. A altitude do cinturão mais próximo é entre 200 a 800 Km da superfície na região. Para as órbitas de naves espaciais inclinadas entre 35 e 60 graus, em relação ao equador, e alturas entre 180 até aproximadamente 200 Km

A Anomalia Magnética do Atlântico Sul , AMAS ou SAA (do inglês, South Atlantic Anomaly) é uma região onde a parte mais interna do cinturão de Van Allen, tem a máxima aproximação com a superfície da Terra. O resultado é que para uma dada altitude, a intensidade de radiação é mais alta nesta região do que em qualquer outra, observar que na figura existem diferentes tonalidades de azul, estas indicam uma menor ''blindagem'' propiciada pelo campo magnético da Terra. Observações das variações do ruído de fundo em diversas freqüências realizadas no município de Paula Freitas, Paraná, no Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho, sugerem que o nível de ruído tem uma variação significativa na região da anomalia, presume-se que isto ocorre devido campo magnético menor que o esperado para a região. Trabalhos de pesquisas estão monitorando este nível de ruído e comparando-o com dados provenientes dos satélites GOES que medem as partículas cósmicas que chegam do Sol.

Quando artefatos passam periodicamente na zona onde a blindagem natural propiciada pelo campo magnético da Terra é reduzida (na região do Brasil por exemplo), durante o tempo de trânsito, há a um fluxo elevado de partículas de alta energia atingindo-os.O fluxo reverso acontece quando o campo magnético se comporta fora dos padrões, este foi detectado em diversos pontos na região de encontro do manto e do núcleo terrestre, e se reflete na área da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, os pesquisadores Chapman e Bartels, em 1940, observaram os baixos índices de campo magnético na região. Naquela década, o mapa do campo magnético da Terra começou a ser montado.

A figura acima mostra com detalhes as variações em todo o planeta. Note-se que a AMAS (Anomalia do Atlântico Sul) no ano de 2000 estava sobre o Brasil. Também, de acordo com as medições, se pode observar que a intensidade magnética é em torno da metade do que se esperaria (Comparando com o Hemisfério Norte). 

Na região da AMAS, o campo magnético tem baixa intensidade, partículas energéticas penetrarão na atmosfera da Terra com mais facilidade (veja imagem ao lado), pois existe um verdadeiro "buraco" no escudo protetor do planeta em função da baixa altitude do cinturão interno.

Assim, o fluxo de partículas normal provindo do Sol e do Universo atinge por exemplo, os astronautas, que ficam mais expostos à radiação. Também há maior chance de ocorrer interferências eletromagnéticas e problemas na transmissão de energia elétrica devidas altas taxas de ionização na alta atmosfera, que geram correntes parasitas em elementos condutores paralelos às correntes geradas em altas altitudes.

Quando ocorrem as explosões solares, é ejetada massa coronal, esta composta dos mais diversos tipos de partículas (prótons, elétrons, etc.), devida baixa intensidade do campo magnético, as partículas atingem com facilidade a alta atmosfera, causando assim um aumento na ionização da região. Os cinturões de Van Allen se comportam como armadilhas que capturam partículas do vento solar, na região da AMAS, o efeito de proteção é menor porque a captura e o desvio dos raios cósmicos não é tão eficiente.

Os cinturões são alinhados com a linha central magnética da Terra, que é inclinada por 11,5 graus da linha central de rotação, e não estão posicionados simetricamente com respeito à superfície do Planeta. Sua superfície interna está em torno de 1200 - 1300 quilômetros do solo na maior parte do Planeta, mas sobre a região Sul do Brasil estão entre 200 a 800 quilômetros. 

Sobre a América do Sul, a menor altitude chega entre 200 a 300 quilômetros, ficando desta maneira a superfície do planeta na região exposta à grandes taxas de radiação, pois é bombardeada por prótons de alta energia.

Satélites de baixa órbita, quando passam pela região, chegam a receber energias de 10 MeV ( elétron-volts) numa taxa de 3.000 impactos por centímetro quadrado por segundo. Isto pode produzir “pulsos aleatórios”, causar problemas de operação dos sistemas eletrônicos embarcados, e envelhecimento prematuro dos computadores. Sensores, detectores e outros componentes da nave espacial sofrem com os impactos ocasionados pelos prótons. O telescópio espacial Hubble passa cerca de 10 órbitas sucessivas a cada dia na AMAS, e gasta quase 15 por cento de seu tempo nesta região hostil e tem limitadas as observações durante sua passagem sobre o Sul do Brasil. A "International Space Station", orbitando com inclinação de 51.6°, necessita de revestimento especial para suportar as fortes radiações oriundas do Sol. Os astronautas também são afetados, pois ocorre um fenômeno chamado “das estrelas que piscam” vistas no seu campo visual.

A Anomalia do Atlântico Sul é de especial interesse da astrofísica de alta energia. Pois é uma região cuja radiação é muito densa pelo fato de haver um “fluxo elevado de partículas” é um laboratório "in situ" da radiação espacial. A NASA afirma que seu epicentro é sobre o Oceano Atlântico Sul, fora da costa brasileira, mas é sabido que os efeitos ocasionados pela alta energia podem estar concentrados em alguns momentos principalmente na região sul do Brasil. O fato do fluxo de partículas ser tão elevado obriga que freqüentemente os detectores dos satélites devam ser fechados ou pelo menos colocados numa modalidade de trabalho “segura” para protegê-los das fortes radiações

Há três regiões sobre o Planeta onde os cientistas observam tipicamente níveis elevados radiação, sobre os dois pólos, norte e sul, e sobre o Brasil. Em especial, nesta região, os pesquisadores de ciências espaciais observam níveis muito elevados da radiação de prótons. A equipe de operações de vôo do Terra apelidou a região “o pato” porque quando se observa o contorno do mapa, na parte central da Anomalia do Atlântico Sul, os níveis de radiação são mais elevados, se assemelha ao perfil de um pato.

Mapa magnético da Terra. A AMAS (El Pato, em azul) Anomalia Magnética do Atlântico Sul. O triângulo vermelho mostra a localização de seu centro no ano 2000.(NASA)

Houveram danos em satélites que tinham inexplicavelmente danificados seus computadores de bordo ao passar pela AMAS. Em dias de tempestades magnéticas foi diagnosticado que a causa dos defeitos das espaçonaves estavam na região da AMAS.

Locais onde ocorreram maiores quantidades de defeitos em artefatos espaciais de diversas nacionalidades.
Na região da AMAS, a energia do vento solar é menos atenuada pelos cinturões de Van Allen. As correntes que fluem na ionosfera induzem campos elétricos em elementos metálicos de grandes extensões na superfície da Terra, tais como estradas de ferro, linhas de transmissão de alta potência, tubulações metálicas e grandes estruturas mecânicas. Durante uma tempestade geomagnética de grande magnitude, a ionização (indução) de corrente elétrica excede a centenas de amperes e as consequências de tal são imprevisíveis, podendo inclusive ser catastróficas ao sistema em que fluem.

Vários institutos de pesquisas de todo planeta estão tentando desenvolver métodos de previsão das Correntes Geomagnéticas Induzidas (GICs) que até pouco tempo, eram usualmente desprezados nos sistemas elétricos de zonas de baixa e/ou médias latitudes.

Todavia, investigações levadas a cabo nos últimos anos na África do Sul, Austrália, China, Índia e Brasil indicam que, também nestas baixas e médias latitudes, as correntes geomagneticamente induzidas (GICs) podem contribuir significativamente para a danificação de cruciais equipamentos das redes eléctricas (grandes transformadores de potência, bancos de compensação-série, sistemas auxiliares de centrais e subestações, p.e.). Em alguns casos até, elas podem ter estado por detrás de alguns mal explicados colapsos de sistemas eléctricos.

Os países localizados em “altas latitudes” (Canadá, Escandinávia, Estados Unidos) gastam bilhões de dólares em monitoração e prevenção dos possíveis problemas causados por este fenômeno geomagnético.

O Brasil está numa região tropical, estaria menos sujeito aos fenômenos das GICs de baixa freqüência. Apenas tempestades magnéticas de grandes proporções atingiriam as latitudes mais baixas (BRASIL), enquanto que tempestades de fracas a moderadas, mais freqüentes, atingem com mais facilidade as latitudes mais altas.

Portanto, pode-se pensar que regiões próximas aos pólos são mais vulneráveis aos “bombardeios” eletromagnéticos de baixa intensidade, mas o Brasil e boa parte da América do Sul encontram-se na região que abrange A Anomalia do Atlântico Sul, sujeitos à ocorrência das GICs de grandes proporções.



Ravena
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