Espectro electromagnético en Colombia: ¿Qué es y por qué es tan valioso?

El espectro electromagnético es muy relevante para los países, las empresas y la vida de las personas. Aquí están algunos conceptos técnicos, los usos actuales y futuros de las ondas electromagnéticas, y por qué son importantes para Colombia y el mundo.

Origen e historia del espectro

A comienzos del siglo XIX, el mundo de la ciencia se encontraba en una carrera frenética por entender el universo en su totalidad. En medio de esa búsqueda, se descubrió algo que cambiaría la forma en que el mundo se comunica y se conecta: el espectro electromagnético.

En 1800, William Herschel encontró radiación de rayos infrarrojos y un año después, Johann Wilhelm Ritter descubrió radiaciones ultravioleta. El descubrimiento del mundo del espectro ocurrió en menos de 2 años. Este descubrimiento revolucionó la ciencia y también impulsó avances en la carrera aeroespacial, Internet, telefonía móvil y tecnologías emergentes como Internet de las Cosas.

Desde entonces, muchos científicos estudiaron el espectro en el siglo XIX. Heinrich Rudolf Hertz produjo ondas electromagnéticas en el laboratorio y su apellido se usa para medir la frecuencia de una onda.

Los descubrimientos de la comunidad científica del siglo XIX y XX revelaron que la luz no era lo único visible y que existían otras formas de radiación electromagnética como ondas de radio, microondas y rayos X. Esto impulsó el desarrollo de tecnologías inalámbricas esenciales en campos como la astronomía, la medicina, la industria militar, los hogares y las telecomunicaciones.

Desde el comienzo de las telecomunicaciones, el espectro se volvió importante en nuestra vida, aunque muchas personas no lo pueden ver.

Las telecomunicaciones han avanzado mucho. Ahora es común transmitir voz, video y datos a través de diferentes medios. Estos medios incluyen la radio, la televisión, los satélites, las redes de fibra óptica y las redes de telefonía e Internet móvil.

Hay bandas libres y licenciadas en el espectro. Las licenciadas son entregadas por los Estados a cambio de un pago.

Las bandas de frecuencia son valiosas y limitadas. Con la masificación de la conectividad e Internet, llegan a más lugares y personas.

El espectro es importante en la agenda pública de los países, como Colombia, y es valioso para su evolución digital.

Usarlo bien ayuda a la economía y a la vida de las personas. Pero si falta o se usa mal, puede causar problemas como retrasos en la conexión y aumentar la desigualdad digital, social y económica.

Si quieres encontrar los secretos del universo, piensa en términos de energía, frecuencia y vibración:

Nikola Tesla.

¿Qué es el espectro electromagnético?

El espectro electromagnético, también llamado espectro de radiación electromagnética, es el rango completo de ondas y campos electromagnéticos que se propagan a través del espacio. Estas ondas se mueven a diferentes velocidades y frecuencias, y se clasifican según su longitud de onda. Incluye ondas de radio –las más largas–, microondas, infrarrojas, visibles, ultravioletas, rayos X y rayos gamma –las ondas más cortas–.

La banda o franja de espectro visible –la que el ser humano puede percibir por sí mismo– es mínima. El empresario cultural y tecnológico estadounidense lo explicó de una forma sencilla: “Es muy poco común el conocimiento de que la parte del espectro electromagnético visible para nosotros es de menos de una billonésima parte de este“.

Sin embargo, desde el descubrimiento de las primeras ondas que no eran perceptibles, el mundo para las personas se amplió y se abrieron numerosos caminos de investigación científica y desarrollo tecnológico.

Uno de esos caminos es el del espectro radioeléctrico, una parte del espectro compuesta por ondas electromagnéticas que se propagan a través del espacio con longitudes de onda más largas que la luz visible.

Esta área es esencial para la transmisión de información, desde la televisión y la radio hasta la telefonía móvil y las comunicaciones satelitales. Para evitar interferencias, las diferentes frecuencias del espectro radioeléctrico se dividen en bandas. La regulación de este espectro es fundamental para garantizar un uso eficiente y prevenir conflictos, por lo cual los gobiernos de los países suelen tener entidades especializadas en la regulación y gestión de este espectro.

Fuente: Comunidad de Madrid. Dibujo del espectro electromagnético

¿Cuales son las aplicaciones del espectro?

Como ya se mencionó, el espectro electromagnético es fundamental para las comunicaciones vía satélite, telefonía móvil, radio y televisión, radares, wifi y muchas otras aplicaciones en el ámbito científico y tecnológico.

Las ondas electromagnéticas tienen múltiples aplicaciones en la vida diaria de las personas, las empresas, los gobiernos y todo tipo de organizaciones. El espectro es esencial para todos, y a medida que aumenta su demanda –en especial la de la franja del espectro radioelétrico–, también lo hace la demanda de un uso y una gestión más eficientes.

1. Comunicaciones Inalámbricas:
   • Telefonía Móvil e Internet Móvil: El espectro electromagnético se utiliza para transmitir señales de voz y datos a través de las redes de telefonía móvil y las redes de internet móvil, permitiendo la comunicación inalámbrica en todo el mundo.
   • Wi-Fi Indoor y Outdoor: Las redes Wi-Fi utilizan el espectro electromagnético para proporcionar conectividad inalámbrica en hogares, empresas y espacios públicos. Las versiones recientes, como Wi-Fi 6e y Wi-Fi 7, ofrecen velocidades y capacidades mejoradas.
   • Bluetooth: Bluetooth es una tecnología inalámbrica de corto alcance que utiliza el espectro electromagnético para conectar dispositivos como auriculares, teclados y altavoces de forma inalámbrica.
   • Internet Satelital: El espectro electromagnético también se emplea en la comunicación por satélite, lo que permite la conectividad global en áreas remotas.
2. Medios Electrónicos:
   • Televisión y Radio: Las señales de televisión y radio se transmiten a través de ondas electromagnéticas, llegando a los receptores en los hogares para su visualización y audición.
   • TV Satelital: Las señales de televisión satelital utilizan satélites en órbita para transmitir programación a nivel mundial.
3. Medicina:
   • Diagnóstico por Imágenes: Los rayos X, una forma de radiación electromagnética de alta energía, se utilizan para la obtención de imágenes médicas, como radiografías y tomografías.
   • Radioterapia: En oncología, se emplea la radiación electromagnética para tratar tumores malignos mediante radioterapia.
   • Cirugía con Láser: Los láseres utilizan luz láser de alta energía para realizar procedimientos quirúrgicos precisos.
   • Esterilización: La radiación electromagnética se usa en la esterilización de equipo médico y quirúrgico.
4. Industria:
   • Procesamiento de Alimentos: El espectro electromagnético se utiliza en la industria alimentaria para secar, cocinar y pasteurizar alimentos.
   • Inspección Industrial: En la fabricación y control de calidad, se emplean tecnologías basadas en el espectro electromagnético para detectar defectos y realizar inspecciones no destructivas.
5. Agricultura de Precisión:
   • Sensores Remotos y Drones Agrícolas: La agricultura de precisión se beneficia de la detección y monitoreo de cultivos a través de sensores remotos y drones que utilizan el espectro electromagnético para obtener datos sobre el estado de los cultivos y el suelo.
6. Medio Ambiente:
   • Monitoreo Ambiental: El espectro electromagnético se utiliza para medir la calidad del aire y monitorear variables ambientales como la temperatura, la humedad y la radiación solar.
   • Detección de Incendios Forestales: Los satélites que operan en el espectro electromagnético infrarrojo son clave para detectar incendios forestales y gestionar su respuesta.

Importancia del espectro electromagnético

El espectro electromagnético, desde las ondas de radio hasta los rayos gamma, es un recurso natural fundamental que sustenta gran parte de la tecnología moderna y es esencial para la vida en la Tierra. Desde la comunicación inalámbrica hasta la investigación científica y la navegación, el espectro electromagnético juega un papel crucial en numerosos aspectos de nuestras vidas. Es utilizado en telecomunicaciones, medicina, navegación, transporte e incluso en la producción de energía solar. Además, es un recurso económico valioso, ya que genera ingresos importantes a través de la subasta de licencias para su uso. En resumen, el espectro electromagnético es un recurso vital que seguirá desempeñando un papel central en nuestra sociedad cada vez más conectada y tecnológicamente dependiente.

Usos emergentes y futuros del espectro electromagnético

Redes 5G

La próxima generación de redes móviles utilizará el espectro electromagnético para ofrecer velocidades de descarga más rápidas y mayor capacidad de conectividad. El 5G permitirá velocidades de descarga mucho más rápidas, menor latencia y una mayor capacidad de conectividad. Esto posibilitará una amplia gama de aplicaciones, desde la transmisión de datos en tiempo real para aplicaciones de realidad virtual hasta la habilitación de la Internet de las Cosas (IoT) a gran escala.

Ciudades Inteligentes

El uso del espectro electromagnético en ciudades inteligentes se ampliará aún más en el futuro. Los dispositivos inteligentes, como sensores de tráfico, sistemas de iluminación inteligente y cámaras de seguridad, continuarán recopilando datos y comunicándose a través del espectro para mejorar la eficiencia de la ciudad y ofrecer servicios mejorados a los ciudadanos. Esto incluirá la gestión más eficiente del tráfico, la reducción del consumo de energía y la optimización de los servicios públicos.

Internet de las Cosas (IoT)

El espectro electromagnético jugará un papel esencial en la expansión de IoT. IoT se basa en la capacidad de conectar una amplia variedad de dispositivos, desde electrodomésticos hasta sensores industriales, a Internet. Estos dispositivos se comunicarán entre sí a través del espectro, lo que permitirá un mayor nivel de automatización en hogares, ciudades e industrias. El espectro será fundamental para habilitar la conectividad y la comunicación entre estos dispositivos.

Vehículos Autónomos

Los vehículos autónomos dependen del espectro electromagnético para comunicarse entre sí y con los sistemas de tráfico. Esto permitirá una conducción más segura y coordinada en carreteras congestionadas. Además, la comunicación vehículo a vehículo (V2V) y la comunicación vehículo a infraestructura (V2I) serán esenciales para la implementación exitosa de la conducción autónoma.

Realidad Aumentada

La realidad aumentada (RA) utilizará el espectro electromagnético para superponer información digital en el mundo físico. Esto se logrará a través de dispositivos como gafas de RA que interactuarán con el entorno y mostrarán información adicional en tiempo real. El espectro será esencial para la transmisión y recepción de datos que hacen posible estas experiencias de RA.

Energía Solar

La generación de energía solar ya utiliza el espectro electromagnético para convertir la luz solar en electricidad a través de paneles solares. En el futuro, se espera una mayor eficiencia en la captura y conversión de la energía solar, lo que aprovechará aún más el espectro para satisfacer las necesidades de energía renovable.

Cuál es el rango energético del espectro

El espectro electromagnético abarca un amplio rango de energías, y las diferentes regiones del espectro tienen longitudes de onda y frecuencias características que se correlacionan con niveles de energía específicos. Esta es una descripción general del rango energético del espectro electromagnético, ordenado de menor a mayor energía:

1. Radiofrecuencias (RF): Esta es la región de menor energía en el espectro electromagnético. Incluye ondas de radio y microondas. Las frecuencias son bajas y las longitudes de onda son largas en esta parte del espectro.
2. Infrarrojo (IR): El infrarrojo tiene una energía un poco mayor que las radiofrecuencias. Se utiliza en aplicaciones como la termografía y la comunicación de fibra óptica.
3. Luz visible: Esta es la parte del espectro que el ojo humano puede percibir. Incluye luz de diferentes colores, cada uno con una energía específica. El violeta tiene la energía más alta en esta región, mientras que el rojo tiene la energía más baja.
4. Ultravioleta (UV): El ultravioleta tiene más energía que la luz visible y puede ser dañino para la piel. Se utiliza en aplicaciones como la esterilización y la fotolitografía.
5. Rayos X: Los rayos X tienen una energía aún mayor que el ultravioleta y se utilizan en la medicina para obtener imágenes de alta resolución de estructuras internas del cuerpo.
6. Rayos gamma: Esta es la región de mayor energía en el espectro electromagnético. Los rayos gamma se utilizan en la radioterapia y en la detección de partículas subatómicas.

Esta tabla presenta una descripción general del rango energético del espectro electromagnético, desde las radiofrecuencias de menor energía hasta los rayos gamma de mayor energía, junto con ejemplos de aplicaciones destacadas en cada región del espectro.

Ecuación c=fλ

La ecuación c=fλ en el contexto del espectro electromagnético representa la relación entre la velocidad de la luz (c), la frecuencia (f), y la longitud de onda (λ) de las ondas electromagnéticas. Esta ecuación es una descripción fundamental de cómo las diferentes partes del espectro electromagnético se relacionan en términos de frecuencia y longitud de onda.

• c es la velocidad de la luz en el vacío, que es una constante física y tiene un valor aproximado de 299,792,458299,792,458 metros por segundo.
• f representa la frecuencia de la onda electromagnética, medida en hercios (Hz). La frecuencia se refiere a la cantidad de ciclos completos de la onda que ocurren por segundo.
• λ representa la longitud de onda de la onda electromagnética, medida en metros (m). La longitud de onda se refiere a la distancia entre dos puntos equivalentes en la onda, como dos crestas sucesivas o dos valles sucesivos.

La ecuación c=fλ dice que la luz siempre va a la misma velocidad en el vacío. Si la frecuencia de una onda electromagnética sube, su longitud de onda baja y al revés.

Es importante comprender las diferentes partes del espectro electromagnético. Estas partes incluyen las ondas de radio, la luz, los rayos X y los rayos gamma. Cada una de estas partes tiene frecuencias y longitudes de onda diferentes.

¿Cómo se mide el espectro electromagnético?

El espectro electromagnético se mide en términos de la longitud de onda o la frecuencia de las ondas electromagnéticas. La longitud de onda y la frecuencia están relacionadas por la velocidad de la luz en el vacío, que es aproximadamente 3.00×108 metros por segundo (3.00×108 m/s3.00×108m/s).

La ecuación fundamental, como hemos dicho, que relaciona la longitud de onda ((\lambda)), la frecuencia ((f)), y la velocidad de la luz ((c)) es:

c=λ×f

Donde:

• (c) es la velocidad de la luz en el vacío (3.00×108 m/s3.00×108m/s).
• (λ) es la longitud de onda en metros.
• (f) es la frecuencia en hertz (Hz).

Ondas o partes del espectro electromagnético

El espectro electromagnético abarca una amplia gama de longitudes de onda o frecuencias, desde ondas de radio con longitudes de onda muy largas y bajas frecuencias hasta rayos gamma con longitudes de onda muy cortas y altas frecuencias. La clasificación típica del espectro electromagnético incluye:

1. Ondas de Radio: Longitudes de onda mayores a 1 mm
2. Microondas: Longitudes de onda entre 1mm y 1 m1m
3. Infrarrojo: Longitudes de onda entre 700nm y 1 mm1mm
4. Visible: Longitudes de onda entre 380nm (violeta) y 750 nm750nm (rojo).
5. Ultravioleta: Longitudes de onda entre 10nm y 380 nm380nm
6. Rayos X: Longitudes de onda entre 0.01nm y 10 nm10nm.
7. Rayos Gamma: Longitudes de onda menores 0.01nm.

La medición de estas longitudes de onda o frecuencias se realiza con instrumentos específicos, como espectrómetros, que permiten analizar la radiación electromagnética en diferentes partes del espectro.

Algunos conceptos técnicos sobre el espectro

El espectro es el rango completo de ondas electromagnéticas que viajan a través del espacio a la velocidad de la luz (299,792 kilómetros por segundo). Este espectro se divide en diferentes categorías según su frecuencia y longitud de onda.

La longitud de onda se refiere a la distancia entre 2 puntos idénticos en 2 ondas sucesivas y se suele medir en metros, aunque puede variar desde los miles de kilómetros hasta la millonésima parte de un nanómetro; por otro lado, la frecuencia se refiere a la cantidad de veces que una onda se repite en un segundo y se mide en Hertz (Hz) y sus múltiplos, como el kilohertz (kHz), el megahertz (MHz) y el gigahertz (GHz).

Cuando se habla de ondas electromagnéticas, se hace referencia a la cantidad de energía electromagnética transportada por la onda, que varía según la frecuencia. Las ondas con menor longitud de onda y mayor frecuencia, como los rayos gamma y los rayos X, tienen mayor energía, mientras que las ondas con mayor longitud de onda y menor frecuencia, como las ondas de radio, tienen menos energía.

¿Cuáles son los 7 tipos de ondas electromagnéticas?

El espectro se divide en 7 tipos de ondas electromagnéticas, cada una con características específicas de frecuencia y longitud de onda, y distintos usos:

Bandas del espectro: ¿Cuál es su utilidad?

El espectro se puede dividir en diferentes bandas o rangos según la frecuencia y la longitud de onda de las ondas. Cada banda tiene unas características y unas aplicaciones específicas. En las bandas más escasas y sobre las cuales operan negocios multimillonarios como el de las telecomunicaciones o la radio y la televisión, su asignación (generalmente mediante subastas, conocidas como subastas de espectro) es esencial para evitar interferencias en las comunicaciones y garantizar la eficiencia en su uso.

Las bandas de frecuencia en el espectro radioeléctrico son son intervalos de frecuencias del espectro asignados a diferentes usos dentro de las telecomunicaciones. Su uso está regulado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). El espacio asignado a las diferentes bandas abarca el espectro de emisión de radiofrecuencia y está dividido en sectores.

Una banda de radiofrecuencia es una pequeña sección de frecuencias del espectro radioeléctrico usada en comunicaciones por radio, en la que los canales de comunicación se utilizan para servicios similares con el fin de evitar interferencias y permitir un uso eficiente del espectro.

Por ejemplo, la radio y la televisión, la telefonía móvil o la radionavegación deberían estar en rangos de frecuencias que no coincidan. Cada una de estas bandas tiene una asignación de frecuencias que determina cómo se utiliza y se comparte para evitar interferencias entre canales y especificar el protocolo de comunicación que permita la comunicación entre el emisor y el receptor.

El espectro radioeléctrico se separa en bandas según la longitud de onda o su frecuencia, aunque esta división no es exacta y suelen producirse solapamientos en las bandas. Por ejemplo, 30 MHz, o 10m, divide la banda de onda corta de la de frecuencia muy alta (de menor longitud de onda y mayor frecuencia).

¿Cómo interactúa el espectro con las sustancias?

El espectro electromagnético interactúa con sustancias de diversas maneras. Cuando la luz visible incide en una sustancia, algunos fotones son absorbidos, lo que puede dar lugar a cambios en la energía de los electrones y a la coloración de la sustancia. Radiaciones ultravioleta y rayos X, más energéticos, pueden ionizar átomos y moléculas, dañando el ADN en células vivas y siendo utilizados en esterilización y radioterapia médica. En el caso de las microondas, estas pueden hacer vibrar a las moléculas de agua, calentando así los alimentos. Las ondas de radio, por otro lado, se reflejan y refractan en obstáculos y se utilizan en tecnologías de comunicación. Estas interacciones son esenciales en una variedad de aplicaciones cotidianas y científicas.

Espectro electromagnético y economía

El espectro electromagnético representa un recurso invaluable para la economía global, siendo fundamental para una amplia gama de industrias. Desde las telecomunicaciones hasta la tecnología espacial, pasando por la salud y la energía, numerosas industrias dependen del espectro electromagnético para su funcionamiento. Esta dependencia se traduce en un valor económico significativo, ya que el espectro electromagnético permite la conectividad, la comunicación y la innovación en diversos sectores. Por lo tanto, su acceso y gestión eficientes son cruciales para impulsar el crecimiento económico y la competitividad en la era digital.

Colombia: la importancia del espectro para el futuro del país

Muchos gobiernos en todo el mundo dan cada vez más importancia a la gestión y regulación del espectro. Colombia no es la excepción, y en el país la importancia del espectro es cada vez mayor debido a la explosión en el uso de servicios de telecomunicaciones e Internet.

Normalmente los medios de comunicación mencionan el espectro solo cuando los gobiernos desarrollan una subasta de este –a operadores de telecomunicaciones o a canales de televisión y emisoras radiales–.

Estas subastas son importantes porque, por un lado, definen quiénes reciben el derecho a usar con exclusividad una franja de frecuencia determinada y, por el otro, generan recursos para los Estados, pues a cambio del derecho obtenido, los gobiernos cobran una tarifa, y los recursos generalmente se utilizan para financiar proyectos y programas gubernamentales en el mismo sector.

Pero el espectro, y su gestión y regulación por parte de los gobiernos, va mucho más allá de las subastas: es esencial para cerrar la brecha digital, por ejemplo impulsando la conectividad en en áreas rurales y remotas donde las infraestructuras de comunicación tradicionales, como el cableado físico, no pueden llegar.

Una correcta regulación de espectro apunta a aumentar la cobertura de Internet y las telecomunicaciones. En esa línea, en junio de 2022 el Ministerio TIC definió un valor menor por el uso del espectro en la banda de 1.900 MHz, asignado a los operadores Claro y Movistar, mediante las Resoluciones 2142 y 2143. La entonces ministra TIC Carmen Ligia Valderrama tomó esta medida con el fin de “garantizar la maximización del bienestar social”.

Y es que en otros momentos de la historia, como la subasta de espectro para redes 4G, lo que se maximizó fueron los ingresos para el Estado (770.535 millones de pesos colombianos, unos 405 millones de dólares de la época), lo cual en su momento parecía lo más indicado, pero que redundó en que los operadores, que debían buscar la rentabilidad, no avanzaran lo suficiente en conectar zonas de baja densidad de población (en particular las zonas rurales).

Al respecto, Miguel Felipe Anzola, director general de la Agencia Nacional del Espectro (ANE), en entrevista con Impacto TIC destacó que “la visión de los gobiernos con respecto al espectro ha evolucionado. La ley de 2009 establecía como premisa maximizar los recursos a obtener por el espectro, mientras que la de 2019 pone como objetivo el bienestar social. Este último es el enfoque que estamos aplicando”.

[su_note note_color=”#FF6961″ text_color=”#ffffff” radius=”4″]Lee a nuestro columnista Felipe Castro sobre este tema: ‘Espectro: ¿Maximizar el bienestar social vs. maximizar los recursos para el Estado?’
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Para Anzola, hay otro cambio importante en el enfoque del Gobierno Nacional en torno al uso del espectro: el de la apuesta por el espectro sin licencia, o espectro libre, con el cual los colombianos y los sectores productivos tendrán acceso a información, conocimiento y mercados, lo que se traducirá en mayor desarrollo económico y social. “La industria de las comunicaciones se está asfixiando, pero el espectro libre sin licencia es el oxígeno que necesitan los sectores productivos del país para mejorar sus procesos”, destacó el funcionario.

A ese respecto, un hecho poco mediático pero también relevante relacionado con espectro fue la liberación de la banda de 6 GHz, para que se use de forma no licenciada en interiores (‘indoor’), a finales de 2022. Ahora, se espera que esta banda también sea liberada para exteriores (‘outdoor’), lo que podría impactar positivamente la conectividad en sitios públicos de las ciudades, o incluso en grandes áreas en municipios que no cuentan con otras tecnologías de conectividad.

Y lo más esperado en el futuro de la conectividad en Colombia viene con el nuevo proceso de la subasta de 5G, para la cual el Gobierno Nacional ya presentó su plan de acción.

El Ministerio TIC prevé realizar la subasta en el tercer trimestre de 2023, en la que se otorgarán licencias de hasta 10 MHz en el espectro radioelétrico en las bandas de 700 y 1.900 MHz, hasta 30 MHz en la banda de 2.500 MHz, hasta 400 MHz en la banda de 3.500 MHz y hasta 2,8 GHz en la banda de 26 GHz o mmWave (una banda que, por estar en la parte superior del espectro, permite velocidades de transmisión altísimas, pero requiere de más antenas porque su alcance es corto, así que hay expectativa sobre qué tanto interés generará entre los participantes).

Sobre este proceso de subasta de 5G, Impacto TIC estará publicando un contenido didáctico –al estilo del presente– y otros contenidos periodísticos, entre ellos una entrevista con la ministra TIC Sandra Urrutia.

Espectro electromagnético y seguridad nacional colombiana

El espectro electromagnético desempeña un papel fundamental en la seguridad nacional de Colombia. Es utilizado para comunicaciones militares, vigilancia fronteriza, inteligencia electrónica y operaciones de defensa cibernética. Sin embargo, el uso inadecuado o la interferencia maliciosa en el espectro electromagnético representan una amenaza significativa para la seguridad nacional. Desde interferencias en las comunicaciones militares hasta ataques cibernéticos, el espectro electromagnético está expuesto a diversas amenazas que podrían comprometer la seguridad del país.

La protección del espectro electromagnético es una prioridad para Colombia en el ámbito de la seguridad nacional. Esto incluye la implementación de políticas y regulaciones para prevenir interferencias maliciosas, así como la colaboración internacional en materia de seguridad del espectro electromagnético. La cooperación con otros países y organizaciones internacionales es crucial para identificar y abordar las amenazas emergentes en este ámbito. Además, se requiere una inversión continua en tecnologías de defensa cibernética y sistemas de seguridad para garantizar la integridad y la disponibilidad del espectro electromagnético para uso militar y civil en Colombia.

¿Quién administra el espectro radioeléctrico en Colombia?

La Agencia Nacional del Espectro (ANE) es la entidad encargada de administrar y regular el espectro radioeléctrico en Colombia, con la prioridad de lograr su uso eficiente y equitativo. Se trata de una entidad adscrita al Ministerio TIC responsable de la gestión, planeación, atribución, vigilancia y control del espectro radioeléctrico en Colombia. Por su parte, el Ministerio TIC tiene la atribución de otorgar permisos para el uso del espectro, definir el valor de este y desarrollar las subastas.

Históricamente, la ANE, desde su nacimiento en 2009, ha sido reconocida por su buena gestión y su visión. Uno de los hitos de la entidad ocurrió en 2016, cuando durante el Mobile World Congress de Barcelona la Asociación Mundial de Operadores Móviles (GSMA) reconoció a Colombia como el país con la mejor gestión del espectro para comunicaciones de banda ancha en el mundo.

¿Qué plantea la Constitución sobre el espectro en el país?

La Constitución Política de Colombia en su Artículo 75 establece que “el espectro es un bien público inenajenable e imprescriptible sujeto a la gestión y control del Estado. Se garantiza la igualdad de oportunidades en el acceso a su uso en los términos que fije la ley”.

Y agrega: “Para garantizar el pluralismo informativo y la competencia, el Estado intervendrá por mandato de la ley para evitar las prácticas monopolisticas en el uso del espectro electromagnetico”.

Últimos avances del estrectro electromagnético

La investigación en metamateriales, nanotecnología, comunicaciones ópticas, computación cuántica e imagenología médica está transformando la forma en que interactuamos con las ondas electromagnéticas. Los metamateriales, materiales artificiales con propiedades no encontradas en la naturaleza, permiten el control innovador de estas ondas, mientras que la nanotecnología ofrece nuevas posibilidades para la manipulación y control de la luz a escala nanométrica. Las tecnologías de comunicación óptica, como la fibra óptica y la comunicación espacial por láser, están mejorando la velocidad y eficiencia de la transmisión de datos. La computación cuántica promete revolucionar el procesamiento de la información, impulsando el desarrollo de nuevos sensores y dispositivos electromagnéticos. Por último, las técnicas de imagenología médica, como la resonancia magnética nuclear (RMN) y la tomografía por emisión de positrones (PET), utilizan el espectro electromagnético para obtener imágenes detalladas del interior del cuerpo humano.

Así se vislumbra el futuro del espectro electromagnético en Colombia y el mundo

El espectro electromagnético jugará un papel fundamental en diversas aplicaciones futuras. En el contexto del Internet de las cosas (IoT), será crucial para conectar los miles de millones de dispositivos que formarán parte de esta red interconectada. Además, en el desarrollo de redes móviles como 5G y 6G, el espectro electromagnético permitirá velocidades de datos más rápidas y una mayor capacidad, facilitando así nuevas aplicaciones y servicios. Asimismo, la realidad aumentada (AR) y la realidad virtual (VR) se apoyarán en gran medida en el uso de este espectro para crear experiencias inmersivas y realistas. Otros campos de aplicación incluyen la cosecha de energía, donde la energía electromagnética del sol y otras fuentes naturales podrían utilizarse para alimentar dispositivos y hogares, así como la exploración espacial, donde el espectro electromagnético será fundamental para estudiar el espacio, comunicarse con naves espaciales y buscar planetas habitables.

En Colombia, el complejo proceso de implementación de la tecnología 5G y la creciente digitalización de la economía generarán una mayor demanda de espectro, que se espera que sea suplida en la próxima subasta de 5G y en otras más. Globalmente, la tendencia es similar, con una mayor asignación de espectro para la tecnología 5G y la exploración de nuevas bandas de frecuencia, como la banda de ondas milimétricas.

Sin embargo, el aumento en la demanda de espectro también genera desafíos en términos de interferencia y congestión, lo que puede afectar negativamente la calidad de la señal y la capacidad de las redes de comunicaciones. Además, en los países suele haber tensiones y preocupación sobre la regulación del espectro y el uso justo y equitativo de este recurso limitado, para que no beneficie solo a unos pocos.

Regresando a las tecnologías, que en su mayoría demandan más y más del espectro y ponen presión sobre las empresas que lo usan –en particular los operadores móviles de Internet, con sus franjas de espectro limitado y sus millones de usuarios que cada vez transmiten más datos–, estas también hacen su aporte para llevar la gestión del espectro a nuevos niveles de eficiencia.

Por ejemplo, científicos de la academia y de grandes empresas de telecomunicaciones ya trabajan en la implementación de técnicas de Inteligencia Artificial y aprendizaje automático para la gestión dinámica del espectro y la exploración de nuevas bandas de frecuencia.

El espectro es un recurso inagotable, pero el espectro radioeléctrico, esa parte sobre la que funcionan las telecomunicaciones, sí es un recurso limitado, por lo que para Colombia y el mundo entero su manejo adecuado permitirá el avance de la tecnología y la mejora de la calidad de vida de las personas. Las decisiones de gobiernos y reguladores tienen la capacidad de impulsar –o frenar– estos avances, y su obligación es tomar las decisiones acertadas para promover un futuro más justo, próspero y sostenible para las próximas generaciones.

Implicaciones éticas del espectro electromagnético:

El espectro electromagnético, un recurso natural esencial para la comunicación, la tecnología y la vida en la Tierra, presenta una serie de complejas implicaciones éticas que deben ser cuidadosamente consideradas a medida que avanzamos en su uso y desarrollo.

1. Acceso y equidad:

Garantizar un acceso equitativo al espectro electromagnético, independientemente de la ubicación, ingresos o condición socioeconómica, es crucial para cerrar la brecha digital y garantizar que todos tengan acceso a las oportunidades que ofrece la tecnología que depende del espectro.

2. Privacidad y seguridad:

Proteger la privacidad de las comunicaciones individuales, equilibrar la necesidad de seguridad con el derecho a la privacidad, y garantizar la ciberseguridad de las redes y los sistemas que dependen del espectro electromagnético son aspectos clave en un mundo donde las ondas electromagnéticas se utilizan para transmitir datos de forma inalámbrica.

3. Salud y medio ambiente:

Evaluar los posibles efectos adversos para la salud, minimizar la contaminación electromagnética y proteger el medio ambiente de los posibles efectos nocivos de las ondas electromagnéticas son aspectos importantes. Además, debemos considerar cómo estas ondas pueden afectar el comportamiento y la supervivencia de la vida silvestre.

4. Propiedad y control:

Gestionar la propiedad del espectro, asignar este recurso de manera justa y eficiente, y evitar que las tecnologías que dependen del espectro electromagnético se utilicen para fines dañinos o para exacerbar las desigualdades sociales son preocupaciones fundamentales en términos de ética y responsabilidad.

5. Desarrollo responsable:

Promover la investigación y el desarrollo responsables de nuevas tecnologías, evaluar adecuadamente los riesgos potenciales de estas tecnologías antes de su implementación a gran escala, y establecer marcos de gobernanza global efectivos son aspectos clave para abordar las implicaciones éticas del espectro electromagnético.

Abordar estas complejas implicaciones éticas es fundamental para garantizar que el espectro electromagnético se utilice de manera responsable, sostenible y equitativa para el beneficio de toda la humanidad.

Foto principal: Electromagnetic Spectrum, por Cheryl Colan (vía Flickr), bajo licencia CC BY-NC 2.0.