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Impacto del 5G en la medición de la calidad del aire exterior

Publicado en 20 mayo, 2019

Envira,

La tecnología 5G va a ser un elemento clave en el desarrollo y mejora de actividades como la medición de la calidad del aire.

Así, algunas tendencias, entre las que destacan el crecimiento de las áreas urbanizadas, el incremento de la población urbana y la necesidad de modernizar y ampliar las redes de medición de calidad del aire para ofrecer más y mejor información, obligarán al diseño de redes de comunicación inalámbrica mucho más rápidas y capaces de dar respuesta a cientos o miles de dispositivos conectados al mismo tiempo.

Qué es el 5G y cuáles son sus principales características

La tecnología 5G es una evolución de las actuales conexiones 4G y 4.5G o LTE. Aunque lleva varios años siendo objeto de atención, habiéndose desarrollado diversos proyectos piloto en torno a sus posibilidades (países como Japón y Corea comenzaron en 2013 a trabajar en los requisitos que requiere su implementación), su llegada masiva a los mercados comenzó a finales de 2018.

Como señala la web Network World (1), su objetivo no es tanto sustituir a las redes 4G como complementarlas y aumentar sus capacidades. De esta forma, se espera poder dar respuesta a:

➢ Las necesidades de conexión de la sociedad moderna
➢ El desarrollo del ecosistema IoT compuesto por millones de dispositivos. La web IoT Analytics (2) estima que el número de dispositivos de internet de las cosas en uso – excluyendo los smartphones, tabletas u ordenadores portátiles – llegó a 7 000 millones en 2018 en todo el mundo.
➢ El uso masivo de nuevas tecnologías como la realidad virtual, la realidad aumentada o los vehículos conectados.

Características de la tecnología 5G

Las principales características que definen las conexiones 5G son (1,3,4):

➢ Baja latencia. La latencia se entiende como el tiempo que tarda un dispositivo en conectarse. En el caso del 5G, se espera que se alcance una latencia de 1 milisegundo en comparación con los actuales 20 o 30 milisegundos que tarda el 4.5G. Esta característica beneficiará, por ejemplo, la interacción en tiempo real con servicios que utilizan la nube, un aspecto clave en la medición de la calidad del aire.
➢ Mayor velocidad de subida y descarga de datos, ofreciendo una capacidad de 10 a 100 veces superior respecto a las redes 4G y 4.5G, similar a la fibra.
➢ Más dispositivos conectados por unidad de área en comparación con 4G LTE (hasta 100 veces superior).
➢ Reducción del 90% en el uso de energía de la red
➢ Percepción de cobertura del 100%
➢ Ampliación de la vida útil de la batería de hasta 10 años para dispositivos IoT de baja potencia
➢ Mayor seguridad, empleando estándares de seguridad tales como SE, HSM, certificación, aprovisionamiento OTA y KMS

MegaSense, un ejemplo práctico del 5G aplicado a la medición de la calidad del aire

De entre los proyectos piloto a los que se aludía anteriormente, destaca de forma especial la iniciativa MegaSense, que permite vislumbrar el espectacular desarrollo que experimentará la monitorización de emisiones gracias a esta tecnología.

Impulsado por la Universidad de Helsinki y con la colaboración de la empresa Nokia, el programa MegaSense, iniciado en 2017, busca mejorar la información disponible en relación con la calidad del aire. Para lograrlo, combina la monitorización de gases y partículas a través de instrumentos científicos de alta calidad, transmisores de calidad del aire comerciales, redes de sensores low cost y dispositivos portátiles de consumo con tecnología 4G y 5G.

El proyecto y sus resultados preliminares fueron presentados en la conferencia ACM MobiCom celebrada en Nueva Delhi entre el 29 de octubre y el 2 de noviembre de 2018. En este evento, Lagerspetz, Varjonen, Concas, Mineraud & Tarkoma (2018) pusieron de manifiesto cómo las características hiperlocales de la contaminación (los niveles de emisiones pueden cambiar radicalmente a 100 metros de distancia) obligarán al despliegue de sensores low cost cada pocos metros dentro del área de interés.

Estas redes multiplicarán el número de dispositivos que envían datos de forma simultánea que deben ser procesados en tiempo real, lo que puede poner en compromiso las actuales redes inalámbricas, por lo que la participación del 5G y la computación en el borde (edge computing) se antojan imprescindibles.

De igual forma, el proyecto MegaSense está demostrando la utilidad de la tecnología 5G para la calibración en tiempo casi real de cientos de dispositivos. Todos estos sensores trabajando al unísono permitirán obtener datos más exactos que ayudarán a la creación de mapas de calidad del aire de alta resolución en tiempo casi real que estarán disponibles para su consulta a través de diversas plataformas y servicios API.

El 5G, en resumen, contribuirá a que la ciudadanía disponga de más y mejor información relativa a la calidad del aire, ya que esta tecnología permitirá la conexión y envío de datos de cientos de sensores low cost de calidad del aire a través de los cuáles se podrá obtener un “fotografía” de la situación de la calidad del aire en tiempo real.

ENVIRA IoT implementa en la actualidad tecnología 3G, 4G o LoRa para proporcionar información sobre la concentración de emisiones contaminantes en tiempo casi real. No obstante, en su afán por ofrecer el mejor servicio a sus clientes, en el futuro se trabajará por incorporar también tecnología 5G para mejorar las capacidades que ya muestran sus dispositivos IoT y mejorar de esta forma la monitorización de la calidad del aire.

Referencias:

– (1) 5G vs 4G: cómo difieren la velocidad, la latencia y el soporte a aplicación. (2019). https://www.networkworld.es/movilidad/5g-vs-4g-como-difieren-la-velocidad-la-latencia-y-el-soporte-a-aplicacion
– (2) State of the IoT 2018: Number of IoT devices now at 7B – Market accelerating. (2018). https://iot-analytics.com/state-of-the-iot-update-q1-q2-2018-number-of-iot-devices-now-7b/
– (3) What is 5G? Characteristics and usages. (2019). https://www.gemalto.com/mobile/inspired/5G
– (4) EMF – 5G Explained – How 5G Works. (2018). http://www.emfexplained.info/?ID=25916
– Lagerspetz, E., Varjonen, S., Concas, F., Mineraud, J., & Tarkoma, S. (2018). MegaSense: megacity-scale accurate air quality sensing with the edge. Proceedings Of The 24Th Annual International Conference On Mobile Computing And Networking – Mobicom ’18. doi:http://doi.org/c5dm

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