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30 de Abril de 2019
Meteorología

Las redes inalámbricas globales de 5G ponen en peligro los pronósticos meteorológicos

La próxima generación de dispositivos móviles podría interferir con algunas observaciones de la Tierra, de importancia crucial, efectuadas por satélites.

Esta imagen en falso color, tomada por un satélite GOES, muestra la distribución instantánea del vapor de agua sobre la Tierra medida en la banda de 7,3 micrómetros [NOAA/GOES].

El Gobierno de Estados Unidos ha puesto ya en marcha la subasta de las frecuencias de radio para comunicaciones inalámbricas que utilizará la próxima generación de red de comunicaciones, la denominada 5G. Pero algunas de esas frecuencias están cerca de las que usan los satélites en ciertas observaciones de la Tierra crucialmente importantes. Los meteorólogos están preocupados: las transmisiones 5G podrían interferir con su toma de datos.

A no ser que los organismos responsables o las compañías de telecomunicaciones den pasos para reducir el peligro de que haya interferencias, los satélites que observan la Tierra y se encuentren sobre alguna zona de Estados Unidos con cobertura 5G no podrán detectar con precisión las acumulaciones de vapor de agua en la atmósfera. Los meteorólgos estadounidenses y de otros países dependen de esos datos para alimentar con ellos sus modelos; sin esa información, es probable que los pronósticos meteorológicos de todo el mundo paguen las consecuencias.

«Es un problema mundial», dice Jordan Gerth, meteorólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison.

La Administración Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA) y la NASA están enzarzadas actualmente en una negociación, en la que hay mucho en juego, con la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC), que supervisa las redes inalábricas estadounidenses. La NOAA y la NASA le han pedido a la FCC que trabaje con ellas para proteger de las interferencias, a medida que se despliega el 5G, a las frecuencias que se usan para las observaciones de la Tierra. Pero la FCC subastó la primera sección del espectro 5G con una protección mínima. La venta terminó el 17 de abril y cosechó casi 2000 millones de dólares.

Compartir el cielo

Como Estados Unidos es un mercado tan grande para las comunicaciones, es probable que las decisiones que tome su Gobierno acerca del despliegue del 5G influyan en el debate mundial sobre la  manera de regular esa técnica. Organismos de todo el mundo se reunirán a partir del 28 de octubre en Sharm el-Seij, en Egipto, para alcanzar acuerdos internacionales relativos a las frecuencias que las compañías podrán utilzar para las transmisiones 5G y el nivel de interferencias con las frecuencias de la observación de la Tierra que es aceptable.

Los astrónomos, los meteorólogos y otros científicos llevan trabajando desde hace mucho en la forma de compartir el espectro con otros usuarios; a veces han pasado de unas frecuencias a otras para evitar conflictos. Pero «esta es la primera vez que vemos una amenaza a lo que yo llamaría las joyas de la corona de nuestras frecuencias, esas que debemos defender pase lo quer pase», dice Stephen English, meteorólogo del Centro Europeo de Pronósticos del Tiempo a Medio Plazo, en Reading, Reino Unido.

Entre ellas está la frecuencia de 23,8 gigahercios, a la que el vapor de agua de la atmósfera emite un débil señal. Los satélites, como las sondas European MetOp, observan la energía radiada por la Tierra a esa frecuencias para evaluar la humedad de la atmósfera que tienen debajo. Estas mediciones se pueden hacer de día o de noche incluso si hay nubes. Los pronosticadores introducen esos datos en sus modelos para predecir cómo se desarrollarán las tormentas y otros sistemas meteorológicos en las horas y en los días siguientes.

Pero una estación 5G que transmita a casi la misma frecuencia producirá una señal que se parecerá mucho a la del vapor de agua. «No sabríamos que esa señal no es completamente natural», afirma Gerth. Los pronósticos se volverían menos exactos si los meteorólogos incorporasen esos malos datos en sus modelos.

Vecinos ruidosos

La recente subasta de la FCC comprendió dos grupos de frecuencias, uno entre los 24,25 y los 24,45 gigahercios y el otro entre los 24,75 y los 25,25. Los equipos inalámbrico que transmitiesen cerca del extremo inferior de ese intervalo podrían interferir con la medición del vapor de agua a 23,8 gigahercios. La FCC no respondió las preguntas de Nature sobre este asunto.

La situación se parece a la de tener un vecino ruidoso en el piso de al lado, dice Gerth. Si pone música a todo volumen, lo más probable es que el ruido atraviese la pared y entre en tu piso. Pero si puedes convencer a ese vecino de que baje la música, podrás dormir con más tranquilidad.

Los ingenieros de radiofrecuencias miden el ruido tomando como unidad los decibelios watio. Los organismos reguladores establecen controles que limitan el ruidio permitido; unos números más negativos indican unos controles más estrictos. La subasta de la FCC pone un límite al ruido de la red de 5G estadounidense de -20  decibelios watio, que es mucho más ruidoso que el umbral que casi cualquier otra nación toma en consideración para sus sistemas. La comisión europea, por ejemplo, ha impuesto un límite de -42 decibelios watio para las estaciones base de 5G, y la Organización Meteorológica Mundial (WMO) recomienda -55 decibelios watio.

Muchos esperan que los números de la WMO moverán a los reguladores  a adoptar estándares de ruido estrictos en la reunión de Egipto. Habida cuenta de la naturaleza de la escala, la propuesta estadounidense permitiría más de 150 veces más ruido que la europea, y más de 3000 veces que el plan de la WMO, explica Eric Allaix, meteorólogo de Météo-France en Toulouse, que encabeza el grupo rector de la WMO para la coordinación de radiofrecuencias.

Miedos futuros

No hay demasiadas investigaciones sobre lo malos que podrían llegar a ser los pronósticos meteorológicos si aumentasen las interferencias en los 23,9 gigahercios y en otras frecuencias cruciales para las observaciones de la Tierra, dice Gerth. «Pero cuanto más perdamos, mayor será el impacto», dice.

Se ha informado de que la NOAA y la NASA han concluido un estudio sobre los efectos de diferentes niveles de interferencia por el ruido, pero no se ha publicado pese a al menos una petición formal del Congreso de Estados Unidos. Un informe de 2010, de la Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos, llegó a la conclusión de que perder el acceso científico a la señal de 23,89 gigahercios eliminaría el 30 por ciento de los datos útiles que las frecuencias de microondas pueden aportar y que contribuyen significativamente a los pronósticos mundiales del tiempo.

Y no disponer de datos atmiosféricos de los Estados Unidos perjudicaría mucho a los pronósticos para Europa, cuyas pautas meteorológicas suelen estar gobernadas por las condiciones que reinen tres o cuatro días antes en Estados Unidos, como explica English.

El Departamento de Comercio, que supervisa a la NOAA, afirma que «apoya fuertemente la política de la Adminustración de promover el liderato mundial de Estados Unidos en las redes de 5G sin dejar por ello de mantener y mejorar las misiones científicas y gubernamentales de importancia fundamental». El administrador de la NASA Jim Bridenstine rehusó hacer comentarios, pero a principios de abril, en una reunión de esa institución, sí habló largo y tendido sobre la preocupación que le causa el 5G. Es muy importante, decía.

La FCC tiene pensado empezar en diciembre su próxima subasta de 5G, que será la mayor celebrada en Estados Unidos. Afectará a otras tres bandas de frecuencias, algunas de las cuales se usan para las observaciones por satélite de precipitaciones, hielo marino y nubes.

Alexandra Witz / Nature News

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

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