5G o las ondas milimétricas

Tras la 3G y la 4G, ¿ahora qué? Pues ya se está preparando la llegada de la próxima generación de telefonía móvil, la quinta o 5G. Todavía no se ha puesto en marcha aunque se están haciendo pruebas, que se prevé duren hasta 2019, pues su lanzamiento se espera para 2020 y que los servicios estén disponibles masivamente para 2025, si no sufre retrasos.

El pasado domingo, 24 de junio de 2018, pude asistir al “Pre Conference Workshop” del BIOEM2018 titulado “EMF exposure from 5G equipment: the state of the art of research and standarization“. Voy traduciendo. Un taller de 3 horas de duración previo al comienzo del Congreso Anual BIOEM2018 de la Sociedad de Bioelectromagnetismo y de la Asociación Europea de Bioelectromagnetismo (Portoroz, Eslovenia del 25 al 19 de junio de 2018). En esta sesión, se expuso cómo se está desarrollando la implantación de la 5G y qué experiencias sobre posibles efectos sobre la Salud se están evaluando. Allá voy.

La nueva tecnología 5G incrementa la frecuencia de la radiación (y por tanto su energía). ¡Alerta magufa! Todo ello para incrementar las velocidades de transferencia y la calidad en las comunicaciones, además del número de dispositivos que puedan acceder a esos servicios. Si la tecnología 4G ofrece un máximo de 100 Megabits (dependiendo del terminal incluso más), la 5G multiplicará por 100 ese valor, pudiendo alcanzar hasta 10 Gigabits por segundo, lo que supondrá poder descargar una película completa en menos de un segundo (¡qué tiempos aquellos de los baudios!). A ver, pero todo esto no está pensado (sólo) para que te descargues películas. Esta nueva tecnología permitirá las comunicaciones masivas entre dispositivos, algo de lo que habrás oído hablar: el Internet de las cosas o “IoT” (Internet of Things). No pienses en conectar la lavadora de casa o la cafetera, que también, sino que el IoT tendrá aplicaciones en los procesos industriales, negocios, comunicaciones y hasta en agricultura. Pensemos, por ejemplo, en coches autónomos circulando por una carretera o autopista “inteligente” que evita embotellamientos y accidentes al tener a todos los vehículos conectados en tiempo real… A alguno estas cosas le deben dar vértigo y miedo, pero no menos que la electricidad o las vacunas cuando se desarrollaron (¿vacunas? ¿miedo? ¿siglo XXI? ¡oh wait!).

Las frecuencias que se han propuesto van de los 600-700 MHz, a los 3-4 GHz, pudiendo llegar a rangos de 26-28 y 38-42 GHz o incluso los 86 GHz, lo que implicaría un incremento espectacular en la capacidad de transmisión con respecto a las tecnologías actuales. Hagamos un ejercicio sencillo: Piensa que, si de 600 a 700 MHz tenemos 100 MHz, esto es 100 millones de Hertzios, de ancho de banda para repartir entre diferentes servicios a frecuencias diferentes evitando interferencias, si nos vamos al rango 38-42 GHz nos encontramos con ¡6000 millones de Hertzios! Por cierto, que para que la telefonía 5G pueda usar la banda de 700 MHz, ésta deberá ser liberada por parte de la televisión TDT, por lo que esta implantación requerirá de una nueva resintonización de los canales de televisión TDT que probablemente deberán recibir compensaciones por parte de los gobiernos. Esto es, los diferentes gobiernos deberán organizar de nuevo el espacio radioeléctrico para dar cabida a la 5G antes del 30 de junio de 2020, fecha límite impuesta por la Comisión Europea para subastarla a las operadoras. En 2018, a finales de julio, se debería publicar la primera subasta de las frecuencias de entre 3 y 4 GHz para las pruebas piloto y, después, resolver el lío a 700 MHz y la TDT.

Lo de ondas milimétricas tiene que ver con lo siguiente. La frecuencia y la longitud de onda se relacionan mediante la ecuación: velocidad de la luz = frecuencia · longitud de onda. La velocidad es constante, por lo que a mayor frecuencia (o energía), menor longitud de onda o a menor energía (o frecuencia), mayor longitud de onda. Como 5G incremente la frecuencia, la longitud de onda de estas radiaciones serán menores a las utilizadas hasta ahora. Como la velocidad de la luz es de 300.000.000 metros/segundo y las frecuencias de las que hablamos aquí son del orden de 10.000.000.000 de Hertzios (decenas de GHz), dividiendo una entre la otra, calcularemos la longitud de onda que será de unos 30 milímetros, de ahí que estemos ante ondas milimétricas, milimimetric waves, mmWaves o mmW (que no hay que confundir con vatios).

Incrementar la frecuencia por encima de 30 GHz implica que la cobertura y la comunicación con las antenas no podrá ser como hasta ahora. Aunque siempre hablemos de radiación electromagnética, ya sabemos que la luz visible y las ondas de radio FM son esencialmente lo mismo, pero que sus diferentes características (de energía, longitud de onda y frecuencia), hacen que tengan propiedades diferentes. Piensa en que cada antena actual genera una especie de paraguas, debajo del cual nuestro teléfono estará conectado. A las frecuencias previstas para 5G, el haz de radiación no se abre como un paraguas, sino que se dirige como si fuera una tubería, casi como si se tratara de una conexión por cable, concentrando la energía en una pequeña porción del espacio, mejorando la calidad, la conexión y reduciendo la radiación que recibimos de las antenas, pues ese paraguas de cobertura “tradicional” que debe estar ahí siempre, no será necesario ni será así con el, o mejor dicho, la 5G. La conectividad es mucho más cercana, pasaremos de la conectividad “macro” que proporcionan las antenas 4G con las estaciones base situadas en lo alto de edificios, a una conectividad proporcionada por pequeñas antenas MIMO (multiple input, multiple output), algo que se introdujo en la tecnología 4G, pero que ahora será de forma masiva. Estas antenas MIMO generan múltiples haces de radiación que conectan, como decía antes, los dispositivos con la antena casi por una tubería, pero eso requiere de un gran número de antenas, más pequeñas, que emitirán menos intensidad, pero que encontraremos incluso dentro de los edificios como si de las actuales redes Wi-Fi se tratara. Pasaremos de una cobertura en todas direcciones a una conectividad que calcula la mejor trayectoria para cada dispositivo, incrementando la eficiencia y reduciendo el número de señales por todas partes y, así, las interferencias y, esperemos que la exposición que podríamos llamar “de fondo”.

Imagen de http://emea.mitsubishielectric.com/es/news-events/releases/2016/0121-a/index.page

Este incremento de frecuencia conlleva, además, una reducción significativa de los tiempos de latencia. Si ahora estamos en torno a los 20-30 milisegundos, la tecnología 5G los reducirá hasta 1 milisegundo, lo que reducirá enormemente esos tiempos de respuesta de los dispositivos.

La primera charla del taller de BIOEM2018 la impartió Michael Wood, presidente de una de las subcomisiones de la International Electrotechnical Commission (IEC), en particular de la TC-106 sobre “Methods for the assessment of electric, magnetic and electromagnetic fields associated with human exposure“. Nos contó que se estaban haciendo pruebas, que todavía no se sabe muy bien qué frecuencias se utilizarán finalmente y, aunque insistió en 27 GHz, se habla de que se podría llegar a 200 GHz. Está previsto que la IEC publique una actualización del Technical Report 62669 para 5G en 2018 y que el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) publique los estándares para 5G hasta 300 GHz antes de 2020. Wood también expuso varias pruebas de medidas de exposición a 27 GHz en interiores y exteriores. Los niveles registrados en interior, en una especie de sala de oficina con varios ordenadores, dos antenas y varias personas trabajando, fueron del 1,34% del límite ICNIRP para el acumulativo de 27 MHz a 3 GHz, de 0,025% para 3G, 4G y Wi-Fi, de 0,032% cerca de la antena y de 0,012%, en general, para el 5G. En exteriores, midiendo en una calle sobre un coche en movimiento, el acumulativo fue de 0,19% hasta 3 GHz y de 0,025 para 5G. Alguno dirá que la IEC son parte interesada, que son la industria y demás. Y tendrá razón. Probablemente su interés es proporcionar el mejor servicio al mínimo coste… aunque la salud de las personas se vea comprometida… ¿o no? Pues por eso, para estar más tranquilos, es importante comenzar a hacer mediciones por parte de grupos independientes, como las que se han hecho en numerosas ciudades Europeas.