Grid energetiche globali: svelata la causa dei misteriosi impulsi ogni 60 secondi

Un team di fisici del Forschungszentrum Jülich ha risolto un mistero che da oltre un decennio interessava le reti elettriche di cinque continenti: la presenza di impulsi anomali che si ripetono in modo sincrono ogni 60 secondi. Le fluttuazioni, pur essendo di lieve entità, rappresentano un rischio crescente per la stabilità delle infrastrutture energetiche globali a causa dell'usura accelerata delle apparecchiature e del potenziale aumento di incidenti nelle reti di distribuzione.

L'indagine ha riguardato i sistemi di distribuzione elettrica di Europa, Nord America, Australia, Asia e Africa. I ricercatori hanno rilevato il segnale caratteristico in 12 diverse reti, incluse quelle dell'Europa continentale, del Regno Unito, della Scandinavia, della Corea del Sud e del Sudafrica. Le deviazioni rispetto alla frequenza standard di 50 o 60 Hz sono state misurate in pochi millihertz (mHz), ma la loro estrema regolarità temporale, mantenuta per anni, ha suggerito una causa di origine artificiale coordinata su scala planetaria.

Inizialmente si ipotizzava che il leggero squilibrio tra carico e consumo fosse generato dalle centrali idroelettriche, le cui turbine hanno un'inerzia maggiore rispetto a quelle a gas e reagiscono con ritardo nella compensazione dei carichi. Tuttavia, l'analisi condotta presso il campus di ricerca di Jülich ha rivelato una realtà differente. Attraverso misurazioni effettuate in 80 punti della rete locale, i fisici hanno notato che le oscillazioni erano presenti esclusivamente negli edifici dotati di gruppi di continuità (UPS), mentre erano del tutto assenti nelle strutture prive di tali dispositivi.

Il meccanismo identificato riguarda i protocolli di gestione del software dei sistemi UPS. Questi apparecchi sincronizzano i propri orologi interni tramite la rete locale, internet o, nei modelli più avanzati, tramite il segnale GPS. Molti produttori impostano verifiche automatiche dello stato delle batterie che si attivano simultaneamente a intervalli regolari. Poiché decine di migliaia di dispositivi eseguono lo stesso algoritmo di controllo nello stesso istante, si genera un carico impulsivo sincronizzato che si ripercuote sull'intera infrastruttura, fino alle linee ad alta tensione da 110 kV.

L'effetto cumulativo è stato confermato anche dai produttori di hardware interpellati durante lo studio. La presenza di migliaia di unità che operano all'unisono crea una risonanza amplificata dall'inerzia dei sistemi idroelettrici. In Irlanda, l'ampiezza delle fluttuazioni è quadruplicata in pochi anni, passando da circa 3 mHz nel 2016 a 12 mHz nel 2021. Secondo gli esperti, il continuo aumento di data center e sistemi digitali aggraverà il problema. I ricercatori hanno quindi inoltrato raccomandazioni ai produttori di UPS affinché desincronizzino i protocolli di test per eliminare l'effetto somma che minaccia la tenuta delle reti.