A rede elétrica tem sido caracterizada como a maior e mais complexa máquina do mundo. Como todas as máquinas, ela requer atualizações e manutenções periódicas para evitar interrupções durante o funcionamento normal, e pode ser afetada por diversas forças externas. Erupções solares e ataques cibernéticos já paralisaram temporariamente a máquina, mas um evento de pulso eletromagnético seria a “catástrofe de segurança cibernética definitiva”.
Quando a Coreia do Norte lançou com sucesso um satélite em órbita ao redor da Terra em dezembro passado, grande parte da atenção da mídia girou em torno da capacidade do país de atingir uma cidade na Costa Oeste dos EUA com uma ogiva nuclear. Muitos especialistas em proliferação nuclear, incluindo autoridades do governo americano, acreditam que a Coreia do Norte possui um arsenal de cerca de uma dúzia de armas nucleares e a tecnologia para produzir mais.
Mas para um grupo de especialistas, que aceita os cálculos sobre o tamanho do arsenal nuclear norte-coreano, os avanços na capacidade do país de lançar uma ogiva a grandes distâncias levantaram outra perspectiva, possivelmente mais preocupante. Embora o programa nuclear e de mísseis balísticos da Coreia do Norte provavelmente ainda não seja sofisticado o suficiente para atingir um alvo específico a milhares de quilômetros de distância, o país pode ser capaz de se aproximar o suficiente para detonar uma ogiva a cerca de 80 quilômetros em algum lugar sobre os Estados Unidos. Essa é uma tarefa mais fácil.
Mas o resultado provavelmente seria catastrófico e generalizado. Como escreveu o analista de defesa Peter Pry, o sucesso da Coreia do Norte em colocar um satélite em órbita demonstra sua capacidade de “realizar um ataque EMP contra os Estados Unidos — agora mesmo”. É uma ideia muito assustadora. O deputado Trent Franks (republicano do Arizona), presidente do Comitê de EMP da Câmara, disse à POWER que tal ataque seria “o pior cenário possível… quase impensável”.
O pulso eletromagnético (PEM) é uma força da natureza capaz de causar estragos em grande parte da infraestrutura eletrônica moderna, como discutido em artigos anteriores nas publicações da POWER no contexto de tempestades solares (veja “A Grande Tempestade Solar de 2012?” na edição de fevereiro de 2011 da POWER). O PEM também pode ser uma força criada pelo homem. Como explica Pry, ex-funcionário de uma comissão do Congresso sobre PEM e atual diretor executivo da Força-Tarefa de Segurança Nacional e Interna, “Qualquer arma nuclear detonada acima de 30 quilômetros de altitude gerará um pulso eletromagnético que destruirá equipamentos eletrônicos e poderá colapsar a rede elétrica e outras infraestruturas críticas — comunicações, transporte, bancos e finanças, alimentos e água — que sustentam a civilização moderna e a vida de 300 milhões de americanos. Tudo isso poderia ser destruído por uma única arma nuclear que produzisse um ataque de PEM” (Figura 1).
| 1. Área afetada por um pulso eletromagnético, por altura da explosão. A propagação do PEM é causada por raios gama que atingem a atmosfera a uma altitude entre 19 e 40 quilômetros, provocando a rejeição de elétrons que são então desviados lateralmente pelo campo magnético da Terra. O resultado é que o pulso eletromagnético se espalha por uma área enorme. Não está representada neste diagrama a assinatura magnética da Terra, que acentua os efeitos do PEM ao sul do pulso e atenua os efeitos ao norte. Fonte: A Vulnerabilidade dos Estados Unidos a uma Ameaça Nuclear Diferente: Pulso Eletromagnético, Heritage Foundation Backgrounder nº 1272, 26 de maio de 2000. |
Segundo Pry, a Coreia do Norte trabalha em uma arma EMP de alta potência há pelo menos uma década. Ele afirma que, em 2004, uma delegação de generais russos à primeira Comissão EMP do Congresso revelou que a dinastia Kim estava desenvolvendo tal arma. Desde então, nada contradisse essa avaliação.
O escritor F. Michael Maloof, que passou 23 anos no Pentágono tentando impedir que tecnologias críticas caíssem nas mãos de nações e grupos rebeldes, disse recentemente à POWER que o pulso eletromagnético (PEM) “é a clássica arma assimétrica para guerra por parte de um país muito menos poderoso que os EUA. Nossa sociedade baseada em tecnologia nos tornou uma potência econômica e industrial mundial. Mas também nos tornou vulneráveis no caso de um PEM.” O novo livro de Maloof, A Nation Forsaken (Uma Nação Abandonada), descreve a ameaça do PEM e aqueles que poderiam ameaçar os EUA com um ataque desse tipo. Essas nações incluem não apenas a Coreia do Norte, mas também o Irã e o Paquistão. O Paquistão, em particular, possui um grande arsenal de armas nucleares e, ou incentivou ou ignorou, quando um de seus cientistas — agora um herói nacional reverenciado, AQ Khan — desviou tecnologia europeia de enriquecimento de urânio por centrifugação para o Irã e a Coreia do Norte.
Mas a ameaça de um pulso eletromagnético (PEM) vai muito além da atuação de agentes estatais mal-intencionados em áreas problemáticas. Enquanto uma arma nuclear detonada sobre um país moderno poderia causar destruição em larga escala, dispositivos muito menores podem usar pulsos de radiofrequência para atingir alvos específicos, como usinas de energia, refinarias, subestações elétricas e similares, armando grupos terroristas, funcionários descontentes ou indivíduos desequilibrados com armas assimétricas que representam um grande desafio para o controle de armas convencionais e para as capacidades policiais.
Em seu livro, Maloof descreve um ataque hipotético a Washington, D.C., que paralisa completamente a capital do país e áreas adjacentes, incluindo as comunicações no Pentágono. Os atacantes, escreve ele, usam “armas pequenas, do tamanho de rifles, que disparam não balas, mas radiofrequências; armas que podem ser construídas por cerca de US$ 400 com peças fáceis de obter. Pense em uma daquelas pistolas de água Super Soaker”. (Não surpreendentemente, as forças armadas dos EUA também estão estudando o uso de forças eletromagnéticas para armamentos — veja o quadro lateral.)
Canhões eletromagnéticos de trilho
As forças eletromagnéticas não representam apenas uma ameaça à infraestrutura dos EUA, mas também podem ser a força motriz para armas avançadas. Os militares dos EUA vêm trabalhando há muitos anos em um “canhão eletromagnético” que usaria forças magnéticas para suspender um projétil em um campo e impulsioná-lo para a frente a velocidades enormes, livre do atrito que limita as armas convencionais. Embora a Força Aérea tenha inicialmente apoiado a pesquisa do canhão eletromagnético, o programa passou para a Marinha, que vê a arma como uma forma de aumentar o alcance de navios que disparam contra alvos além do que os armamentos convencionais permitem atualmente (Figura 2).
| 2. Rápido e furioso. O lançador de canhão eletromagnético é uma arma de longo alcance que dispara projéteis usando eletricidade em vez de propelentes químicos. Campos magnéticos criados por altas correntes elétricas aceleram um condutor metálico deslizante, ou armadura, entre dois trilhos para lançar projéteis a velocidades entre 7.242 km/h e 9.012 km/h. A eletricidade gerada pelo navio é armazenada por vários segundos no sistema de energia pulsada. Em seguida, um pulso elétrico é enviado ao canhão eletromagnético, criando uma força eletromagnética que acelera o projétil a Mach 7,5. Usando sua velocidade extrema no impacto, a ogiva de energia cinética elimina os riscos de explosivos de alto poder a bordo do navio e de munições não detonadas no campo de batalha. Fonte: Escritório de Pesquisa Naval, Marinha dos EUA |
De acordo com o programa de pesquisa da Marinha, o canhão eletromagnético seria uma “arma de longo alcance que dispara projéteis usando eletricidade em vez de propelentes químicos. Campos magnéticos criados por altas correntes elétricas aceleram um condutor metálico deslizante, ou armadura, entre dois trilhos para lançar projéteis a velocidades entre 7.242 km/h e 9.012 km/h.”
Segundo a Marinha, a chave para o canhão eletromagnético é um sistema de energia elétrica pulsada localizado no navio. O sistema elétrico produziria uma descarga instantânea de energia elétrica que impulsionaria um projétil ao longo de um trilho em direção ao alvo. O canhão eletromagnético seria capaz de atingir alvos inimigos a cerca de 110 quilômetros de distância, muito além do alcance dos mísseis balísticos químicos convencionais disparados de navios.
Mas o desenvolvimento da arma não tem sido fácil. A revista Popular Science relata: “Os canhões eletromagnéticos exigem uma quantidade enorme de eletricidade que os navios de guerra atuais não podem dispensar, se é que conseguem gerá-la. A Marinha espera que seu canhão eletromagnético faça sua estreia na próxima geração de navios de alta potência, como o destróier da classe Zumwalt (atualmente previsto para entrar em serviço em 2015), no início da próxima década.” A revista observa que a Marinha gastou cerca de US$ 240 milhões ao longo de sete anos e que “a tecnologia ainda está muito restrita ao laboratório”. Demonstrações em tempo real podem ocorrer em 2017.
Maloof também descreve como uma célula terrorista com uma arma EMP primitiva na carroceria de uma caminhonete poderia facilmente derrubar um avião de passageiros que aterrissasse no Aeroporto Nacional Reagan, em Washington. “Com o custo de alguns milhares de dólares em material e conhecimento técnico, essa célula terrorista doméstica mataria mais de mil pessoas — várias centenas de passageiros nos aviões e o restante nos prédios que sofreriam o impacto total da queda das aeronaves.”
As visões de Franks, Maloof, Pry e outros sobre a possibilidade de uma ameaça de pulso eletromagnético (PEM) têm críticos, embora suas críticas não se dirijam diretamente à física de um ataque de PEM, mas à natureza catastrófica de um ataque. O físico Yousaf Butt, consultor da Federação de Cientistas Americanos, escreveu no ano passado na revista The Space Review: “Se terroristas querem fazer algo sério, usarão uma arma de destruição em massa — não uma arma de perturbação em massa”. Ele afirmou que um ataque de PEM depende de “efeitos secundários complexos”, tornando-o menos temível e menos provável.
Estrelas-do-mar e outros habitantes das profundezas
Cientistas americanos tomaram conhecimento dos efeitos perversos de um pulso eletromagnético (PEM) durante um teste de explosão de uma ogiva de 1,4 megatons realizado pela Comissão de Energia Atômica em 1962 sobre o Pacífico Sul. O teste, denominado “Starfish Prime”, foi um dos vários da série “Operação Aquário”. A explosão causou um pulso elétrico muito além do que os cientistas haviam calculado, levando seus instrumentos ao limite. Os danos foram causados até mesmo no Havaí, a cerca de 1.450 quilômetros a leste, onde postes de iluminação pública foram destruídos, alarmes residenciais disparados e um repetidor de micro-ondas de uma companhia telefônica foi danificado.
Testes atmosféricos subsequentes — Bluegill Triple Prime e Kingfish — comprovaram ainda mais os efeitos inesperados do pulso eletromagnético (PEM), incluindo a interrupção do satélite de comunicações Telstar, alertando os pesquisadores para o novo fenômeno. Mas o PEM permaneceu um tópico amplamente classificado pelos próximos 20 anos. Em 1982, diante de uma série de desafios sobre como posicionar a próxima geração de mísseis balísticos estratégicos, o míssil MX, o governo Reagan começou a levantar o véu de sigilo em torno dos efeitos do PEM. O presidente (com a Ordem Executiva 12400) nomeou um painel sob a direção do General Brent Scrowcroft para examinar questões relacionadas ao posicionamento dos mísseis. Entre elas estava o efeito do PEM nas comunicações dos mísseis.
A Comissão Scowcroft concluiu que o programa de mísseis dos EUA estava adequadamente protegido contra os efeitos de um pulso eletromagnético (PEM), e a questão praticamente desapareceu de vista por mais alguns anos. Ao longo dos anos, as forças armadas gastaram centenas de milhões de dólares reforçando sua própria infraestrutura contra um ataque PEM.
O problema reside na rede elétrica civil (da qual as forças armadas também dependem para mais de 90% de suas operações). Em 1989, uma tempestade solar causou interrupções generalizadas no Nordeste dos Estados Unidos, evidenciando a questão de forma contundente, tanto em termos de tempestades solares quanto de um ataque intencional. O Congresso americano se interessou pelo assunto e, em 2001, criou uma comissão para examinar a ameaça de pulsos eletromagnéticos (PEM). Em 2004, essa comissão concluiu: “Nossa vulnerabilidade aumenta diariamente, à medida que nosso uso e dependência de eletrônicos continuam a crescer. O impacto de um PEM é assimétrico em relação a potenciais agentes que não são tão dependentes de eletrônicos modernos.”
“A vulnerabilidade atual de nossas infraestruturas críticas pode tanto atrair quanto recompensar ataques, se não for corrigida. A correção é viável e está ao alcance dos meios e recursos da Nação.”
Como costuma acontecer com comissões governamentais especiais, o relatório de 2004 não teve qualquer consequência. Entretanto, um enorme apagão que atingiu grande parte do Nordeste dos EUA em 2003 reacendeu a preocupação com a vulnerabilidade da rede elétrica americana. O Congresso restabeleceu a Comissão de Pulso Eletromagnético (EMP, na sigla em inglês) (http://www.empcommission.org), que publicou outro relatório em 2008, apelando para uma ação nacional para lidar com a ameaça de interrupção da infraestrutura crítica dos EUA. O presidente da comissão, William Graham, testemunhou perante o Congresso em abril de 2008: “A vulnerabilidade a pulsos eletromagnéticos (EMP), que pode gerar consequências de grande escala e longo prazo, pode ser razoavelmente reduzida a um nível inferior ao de um problema nacional potencialmente catastrófico por meio de um esforço coordenado e concentrado entre os setores público e privado do nosso país. O custo dessa melhoria na segurança nos próximos 3 a 5 anos é modesto em qualquer perspectiva — e extremamente modesto em relação tanto à guerra contra o terror quanto ao valor das infraestruturas nacionais ameaçadas.”
A comissão de Graham estimou o custo do reforço da rede elétrica e de outras infraestruturas críticas entre US$ 10 bilhões e US$ 20 bilhões ao longo de 20 anos. A mitigação envolve, entre outras tarefas, o desenvolvimento de capacidade de backup para transformadores aterrados, que estariam entre os componentes mais importantes da rede a serem danificados por um ataque de pulso eletromagnético (EMP). Isso também protegeria contra os efeitos de uma tempestade solar de grande escala atingindo a rede.
Mais uma vez, até o momento, nada foi feito.
Pensar globalmente, agir localmente?
Peter Pry clama por uma resposta nacional, pedindo uma ordem executiva presidencial, elaborada pela comissão EMP, “para proteger a rede elétrica nacional e outras infraestruturas críticas de um ataque EMP”.
A falta de resposta do governo federal, apesar do que ele considera ser a natureza clara da ameaça, levou Michael Maloof a intitular seu livro “Uma Nação Abandonada”. Ele disse à POWER: “O governo federal não vai fazer nada”. Maloof argumenta que o governo federal está tão paralisado por divisões partidárias e disputas sobre cortes de gastos que uma resposta nacional abrangente não funcionará.
O governo federal, diz ele, “nunca toma medidas preventivas”. Ele reconhece o mérito do Congresso pela criação das duas comissões sobre pulsos eletromagnéticos (EMP), mas acrescenta que “elas foram ignoradas. O governo federal falhou e, por isso, o país está atrasado. O Departamento de Segurança Interna deveria estar liderando essa questão, mas não está”.
Maloof afirma que tem viajado pelos estados americanos para incentivar respostas estaduais e locais. “Esta é uma nova questão de direitos dos estados”, diz ele. “As pessoas podem agir em nível estadual. Estou viajando e sugerindo que as pessoas se reúnam com suas agências e coordenadores locais de resposta a emergências” para planejar uma contingência para um pulso eletromagnético (EMP).
Apesar das falhas legislativas no passado, Franks e seu grupo bipartidário de 13 membros esperam aprovar uma legislação sobre pulsos eletromagnéticos (EMP) no 113º Congresso. “Há dois anos”, disse ele, “conseguimos aprovar o Grid Act por unanimidade na Câmara”. Mas o projeto não foi aprovado no Senado, principalmente devido a preocupações com a inclusão, na versão da Câmara, de disposições relacionadas à segurança cibernética. Agora, ele está preparando uma legislação que separará a segurança cibernética da questão dos EMPs. “Não é que não levemos a segurança cibernética a sério”, disse ele. “Um evento de EMP seria o ápice de uma catástrofe cibernética.” Mas, na prática, a ameaça cibernética precisa ser tratada separadamente.
Existe também um artefato da evolução da rede elétrica dos EUA que pode ajudar o país a sobreviver a um ataque de pulso eletromagnético (EMP), seja ele resultado de tempestades solares ou da fúria de um ditador norte-coreano. Como não existe uma rede nacional, mas três sistemas separados e pouco interligados, um evento de EMP provavelmente levaria ao isolamento dessas redes.
De fato, dentro das três principais redes — as interconexões Leste e Oeste e o Conselho de Confiabilidade Elétrica do Texas — as interconexões são tão frágeis que o isolamento de sistemas também ocorrerá. Para muitos especialistas em políticas públicas que trabalham com questões relacionadas a redes elétricas há anos, eliminar o isolamento de sistemas é um objetivo, pois isso contraria o conceito de despacho econômico de energia. Mas Ben McConnell, um cientista aposentado do Laboratório Nacional de Oak Ridge, disse em uma reunião da Comissão Federal de Regulamentação de Energia no ano passado: “Uma das melhores maneiras de proteger a rede é entrar em modo de isolamento de sistemas”. (Veja “A Rede Elétrica: O Calcanhar de Aquiles da Civilização?” na edição de janeiro de 2013 da revista POWER.)
Em última análise, o governo federal pode estar ajudando a desenvolver uma resposta ao pulso eletromagnético (EMP). Pesquisadores do Laboratório Nacional de Idaho (INL), vinculado ao Departamento de Energia, estão trabalhando em maneiras de aumentar a resiliência da rede elétrica. Em um relatório informativo, os cientistas do INL, Craig Rieger e Ray Grosshans, descrevem como estão trabalhando em “tecnologias de sistemas de controle resilientes que se adaptam e se transformam em tempo real, tanto em resposta a falhas quanto a ataques. Sistemas verdadeiramente resilientes redirecionam de forma inteligente componentes defeituosos para evitar falhas em cascata. Sistemas resilientes utilizam recursos de reserva para manter os sistemas de segurança da vida. E sistemas resilientes direcionam a atenção humana para os problemas que as máquinas não podem ou não devem resolver sozinhas.”
“O desenvolvimento dessas tecnologias será fundamental para os projetos de próxima geração de infraestrutura crítica, incluindo fábricas químicas, refinarias, instalações nucleares e sistemas de defesa, cuja falha acarreta riscos ainda maiores do que a mera indisponibilidade.”
— Kennedy Maize é editor executivo da MANAGING POWER e editor colaborador da POWER.
Fonte: https://www.powermag.com/emp-the-biggest-unaddressed-threat-to-the-grid/