Um grupo de pesquisadores brasileiros ligados ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) trabalha na instalação, na América do Sul, de uma rede formada por magnetômetros, instrumentos utilizados em medidas de intensidade de um campo magnético.
Chamado pelo codinome Embrace MagNet (Rede Embrace de Magnetômetros), o projeto envolve esforços conjuntos de outras instituições latino-americanas. Seu objetivo é estudar particularidades e especificidades das perturbações no campo magnético sobre o continente - determinando a sua intensidade em relação ao que ocorre no resto do mundo - bem como avaliar possíveis efeitos nocivos do clima espacial a aparelhos eletrônicos.
O projeto da Embrace MagNet, lotado na sede do Inpe em São José dos Campos, Brasil, já possui 13 magnetômetros em operação. Quando estiver completa, a rede será formada por 24 magnetômetros instalados em 16 estados brasileiros, e também na Argentina, Chile e Uruguai.
Antes da Rede Embrace MagNet, os pesquisadores sul-americanos dependiam de dados fornecidos primordialmente por instituições dos Estados Unidos, Europa e Japão para estudar as perturbações no campo magnético sobre a América do Sul, como explica Clezio Marcos De Nardin (http://www.bv.fapesp.br/pt/pesquisador/39156/clezio-marcos-de-nardin), coordenador-geral de Ciências Espaciais e Atmosféricas do Inpe.
"Perturbações magnéticas não são equivalentes nos hemisférios Norte e Sul. Há várias publicações na literatura especializada que mostram que as auroras boreais e austrais também não são simétricas", disse De Nardin, que também é pesquisador principal do Projeto Temático (http://www.bv.fapesp.br/pt/auxilios/56979) criado para apoiar o Embrace Magnet, com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP. "Baseado em seus dados, quando ouvíamos que o campo magnético estava perturbado, não sabíamos o quanto esta perturbação recaía sobre o Brasil ou se podíamos assumir que o mesmo ocorria neste setor", complementa.
A Embrace MagNet foi tema de dois artigos publicados recentemente na revista Radio Science, da American Geophysical Union, assinados por De Nardin e colegas. No primeiro artigo (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017RS006477), descrevem a proposta e os objetivos científicos da rede, bem como detalham o projeto, seus equipamentos, instalação e como é feito o tratamento dos dados coletados. No segundo artigo (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2018RS006540), os autores revelam os primeiros resultados científicos da iniciativa.
Interferências sobre o campo magnético da Terra: prejuízos
Fenômenos importantes no campo magnético são provocados por erupções solares, que liberam ao espaço radiação eletromagnética (luz) e quantidades prodigiosas de partículas altamente energizadas. Viajando a mais de 2 milhões de quilômetros por hora, chegam à Terra em poucos dias, bombardeando o campo magnético que envolve e protege o planeta.
As interações entre partículas energizadas provenientes do sol e o campo magnético terrestre causam perturbações ao redor do globo - cuja tradução em termos visuais é a formação de auroras boreais e austrais na estratosfera sobre as regiões polares.
"Nas regiões aurorais, a interação da nuvem magnética com o campo magnético gera um sistema de correntes a 100 quilômetros de altitude que pode danificar equipamentos no solo", disse outro autor dos artigos e participante da Embrace MagNet, Paulo Roberto Fagundes, (http://www.bv.fapesp.br/pt/pesquisador/2229/paulo-roberto-fagundes). Fagundes coordena o Projeto Temático FAPESP e é professor na Univap - Universidade do Vale do Paraíba (São José dos Campos, Brasil).
Os fenômenos solares que chegam à Terra são capazes de causar interferências em sistemas de navegação por satélite, como o GPS usado por automóveis, aviões e navios, que ficariam com sua operação severamente degradada. As erupções solares também podem induzir correntes elétricas em transformadores de linhas de transmissão de energia ou afetar a proteção de dutos para transporte de petróleo e gás.
No caso das usinas geradoras de energia, as consequências podem ser mais graves. Quando a nuvem magnética solar atinge o campo magnético terrestre gerando auroras, correntes elétricas surgem no solo. Nas proximidades de uma hidroelétrica elas podem, por exemplo, queimar seus transformadores e desligar as linhas de transmissão de energia, ocasionado apagões.
Um caso semelhante aconteceu em 13 de março de 1989 na América do Norte, três dias e meio após a ocorrência de uma grande explosão solar. O fenômeno induziu poderosas correntes elétricas no solo em diversos pontos do continente, provocando um apagão de nove horas na província canadense de Quebec e uma pane geral em satélites, inclusive meteorológicos.
"Estudo recentes publicados na revista Risk Analysis estimam que o impacto nos dias de hoje de um evento geomagnético como o ocorrido em 1989 causaria prejuízos globais entre U$ 2,4 trilhões e U$ 3,4 trilhões", disse De Nardin.
Não é preciso, porém, ocorrer um evento destas proporções para que equipamentos sejam danificados. Qualquer tempestade solar causa correntes no solo que afetam os transformadores das usinas. Além do mais, usinas hidroelétricas construídas ao lado de grandes reservatórios são ainda mais vulneráveis aos efeitos destas correntes no solo, porque a água dos reservatórios, além de potencializar a transmissão da corrente, ao passar pelas turbinas da usina, transmite a corrente diretamente à casa de força, onde ficam os transformadores.
Ciclo solar
A frequência maior ou menor de explosões solares está diretamente ligada ao ciclo solar (ou ciclo de atividade magnética solar), que mostra a atividade do sol em intervalos de 11 anos.
"Durante os períodos de máxima de atividade solar, a degradação dos transformadores é maior. Pesquisas publicadas na IEEE [Institute of Electric and Electronics Engineers], com base em estudos realizados na África do Sul, indicam que, caso não seja feita manutenção, o transformador pode chegar a explodir", disse De Nardin, que também é vice-diretor do International Space Environment Service (ISES), um organismo internacional dedicado a coordenar os esforços mundiais de previsão do clima espacial.
Novo Índice Magnético Específico para América do Sul
A análise de toda da montanha de dados coletada diariamente pela Embrace MagNet serve de subsídio para o desenvolvimento, pelos pesquisadores brasileiros, de um índice específico chamado índice Ksa.
"Nossa ideia é chegar a um índice sul-americano (o sa do índice). Já sabemos que o que ocorre no resto do mundo não é o mesmo que acontece aqui", disse De Nardin.
"Além disso, também conseguimos pegar a variação de uma explosão solar no momento em que a radiação do Sol chegou à Terra, antes da tempestade", disse De Nardin.
Nova camada na ionosfera
Além do estudo do campo magnético feito com a Embrace MagNet, a projeto no qual a rede faz parte também já produziu uma outra importante descoberta científica, explica Fagundes. "Detectamos a existência de uma quarta camada na ionosfera, a camada F", disse o coordenador do Projeto Temático FAPESP.
Ionosfera é uma das camadas da atmosfera terrestre, caracterizada por conter cargas de íons e elétrons, e que se estende entre 60 e 500 quilômetros de altitude.
"Conhecíamos as camadas F1, F2 e F3. Agora, descobrimos a F4. É a mais externa. Fica acima dos 350 quilômetros de altitude. Estamos pesquisando o que gera essa estrutura", disse Fagundes.
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