¡Cuidado! La lluvia podría dañar tu señal 5G

La tecnología 5G promete revolucionar la forma en que nos conectamos al mundo: más velocidad, menos retraso y la posibilidad de tener miles de dispositivos comunicándose al mismo tiempo. Pero hay un detalle que muchas veces se pasa por alto: el clima también puede jugar un papel importante.

Un grupo de investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN), en México, decidió estudiar cómo la lluvia afecta las ondas electromagnéticas que usa el 5G, y los resultados fueron bastante interesantes.

Un problema invisible: la lluvia y las ondas

La tecnología 5G promete velocidades mucho más rápidas y conexiones más estables. Pero para lograrlo, utiliza frecuencias muy altas —de 5 GHz a 25 GHz—, y eso tiene un inconveniente: estas ondas son más sensibles a los obstáculos, especialmente al agua en el aire.

Las ondas de radio que transportan nuestras llamadas, videos o mensajes son, en realidad, oscilaciones electromagnéticas que viajan por el espacio entre las antenas y tu celular.

Cuando el clima está seco y libre de obstáculos, estas ondas se propagan sin problema. Pero cuando empieza a llover, aparecen los obstaculos! Las gotitas de agua dispersan, desvían y absorben parte de la señal.

Para entender mejor este fenómeno, los investigadores reformularon las ecuaciones de Maxwell, que describen el comportamiento de los campos eléctricos y magnéticos, y las aplicaron a un entorno con lluvia simulada.

Con ayuda de una técnica numérica llamada FDTD (Finite Differences in Time Domain), los científicos recrearon en computadora el paso de ondas de radio a través del aire con y sin lluvia.

Además, para generar la lluvia de forma realista, emplearon el algoritmo Ziggurat, que produce gotas con tamaños y velocidades aleatorias, como en una tormenta natural.

Lo que descubrieron

Los resultados mostraron una clara diferencia entre ambas frecuencias:

• A 5 GHz, las ondas se dispersan al chocar con las gotas de agua. Esto provoca que parte de la energía se desvíe y la señal llegue con menos fuerza.

• A 25 GHz, el efecto es mucho más severo: las ondas se atenúan o incluso se absorben dentro de las gotas. En otras palabras, la señal se debilita rápidamente y tiene dificultades para recorrer grandes distancias.

Esto confirma que, aunque el 5G ofrece un rendimiento extraordinario, su vulnerabilidad a la lluvia es un reto importante que los ingenieros deben considerar al diseñar las redes.

Créditos

Redacción y adaptación del texto de divulgación: Paloma Alonso, a partir del artículo:

Yáñez-Casas, G. A.; Couder-Castañeda, C.; Hernández-Gómez, J. J.; Enciso-Aguilar, M. A.

Scattering and Attenuation in 5G Electromagnetic Propagation (5 GHz and 25 GHz) in the Presence of Rainfall: A Numerical Study.

Mathematics, 2023, 11(19), 4074.

DOI: 10.3390/math11194074

Este texto se inspira en el estudio científico “Scattering and Attenuation in 5G Electromagnetic Propagation (5 GHz and 25 GHz) in the Presence of Rainfall: A Numerical Study”, realizado por Gabriela Aurora Yáñez-Casas, Carlos Couder-Castañeda, Jorge Javier Hernández-Gómez y Mauro Alberto Enciso-Aguilar, investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN).