Lluvia de satélites 2: ¿variabilidad climática planetaria o sobrecarga electromagnética?

Actualmente, la tecnología satelital gira en torno al diseño de nanosatélite que tiene una masa de 1 a 10 kg, un ejemplo de satélite pequeño es Cube Sat, Pocket Cube Sat y Tube Sat, etc. Los nanosatélites están siendo diseñados en países como Irán, Israel o India por estudiantes de secundaria, además de que cada componente electrónico es ensamblado fácilmente, para objetivo climatológico, es decir, como teleobservador programado con un software de interfaz remota.

Aunque en México, el primer enlace de telecomunicaciones se configuró en 1878, entre el Castillo de Chapultepec y Palacio Nacional, donde vivía el presidente mexicano. El salto real en telecomunicaciones surgió con la antena diseñada por el alemán Heinrich Hertz en 1889 y la antena de 3.2 km diseñada por Marconi en 1895; después la antena de Marconi integró el código morse (código de puntos y guiones), que funcionó entre 1900-1950.

Es hasta el periodo presidencial del mexicano Gustavo Díaz Ordaz que se implementó el Programa educativo vía satelital de Telesecundaria en 1968, aunque se rentaron los servicios del satélite americano Intelsat. En el mismo periodo funcionaban los satélites espías rusos de la serie Kosmos y Zenit-2M, mientras que los satélites mexicanos llegaron a la órbita de la Tierra hasta 1985.

Serie satélites rusos Kosmos-4y Zenit	1961- 70
Satélite Intelsat (EUA) rentado por GobMx para Juegos Olímpicos	1965- 68
Primer satélite mexicano – Morelos I	1985
Satélite respaldo Morelos II	1985-1998
Satélite solidaridad 1	1993
Satélite Solidaridad 2	1994
Red edusat	1995
Satélite Satmex 5 (3ra generación) relevo de Morelos II	1998
Satélites Satmex 6 y 7	2006
Satmex 8	2013
Mexsat 3 (Bicentenario)	2013
Mexsat 2 (Morelos 3)	2015
Ulises 1	2016
AztechSat-1 por UPAEP (Universidad de Puebla)	2019
GeoSat1 y GeoSat2 (SCyT, Cía. Thrusters Top Texas)	…

Si bien, los satélites han realizado aportes significativos de geolocalización terrestre (GPS) también es verdadero que la basura espacial o satelital es un asunto pendiente a tratar en la comunidad internacional con hábitos de diseño espacial.

La mayoría de nanosatélites brindan servicios en Observación de la Tierra (Ciencia y Seguimiento/AIS), porque lo relevante es que el costo de ensamblado disminuye. Aunque, el progreso de nanotecnología brindó la posibilidad de lanzar el primer nanosatélite americano Gomspace’s GomX-1 en 2013 y el primer nanosat oficialmente ruso fue Progress MS-2 lanzado en 2015, pero el nanosat TNS-0 no. 1 de 2010 es considerado el primer nanosatélite de origen ruso.

La aceleración nanotecnológica antes de la pandemia se percibía en un aumento de lanzamiento de Nanosatélites (1- 50 kg) en los últimos años (véase Gráfica 1), que cae por la pandemia y llama la atención que durante el confinamiento del año 2021 se incrementó exponencialmente el lanzamiento de nanosat.

Así mismo, la tendencia en estaciones receptoras de señal satelital incrementa, principalmente en las estaciones terrenas o continentales (véase Gráfica 2), incluso este verano, las naciones de India, Australia, Irán, Canadá, Arabia Saudí, Israel y Estados Unidos de América han lanzado nanosatélites llegando a un promedio total de 924 nanosat lanzados en menos de un lustro.

En 2022, la agencia de Korea Aerospace Research Institute (KARI) diseñan en la vanguardia nanosatélites 6U, en tanto, la agencia americana NASA ensambla Cubes Sat y la universidad de Corea del Sur en unión a la agencia Space Technology Synthesis Laboratory (STSL) están en el top de la miniaturización de la electrónica y los sensores nanotecnológicos.

En tanto, el país islámico Irán, el pasado 9 de agosto lanzó la serie Khayyam (más 16 CubeSats), mientras que India un par de días antes publicó el exitoso lanzamiento de SLV (Small Satellite Launch Vehicle) y EOS-2 satellite de 500 kg., el satélite EOS-02 de 135 kg y el AzaadiSAT con tecnología 8U CubeSat.

Por su parte, la Agencia Latinoamericana y Caribeña del Espacio (también llamada ALCE, por sus siglas) es una organización internacional de exploración espacial con sede en México conformada por varios países de América Latina y la región Caribe. La ALCE fue constituida en 2021 como parte del interés en la carrera espacial desde el cono sur, planean la puesta en órbita del primer nanosatélite de la Comunidad de Estados Latinoamericanos y caribeños (Celac-SAT) en 2024.

Si bien es cierto que las telecomunicaciones establecen un medio para enviar/recibir datos entre los seres humanos, a través de grandes distancias, incluyendo los océanos. El avance acelerado desde 1844, con el primer enlace telegráfico en EUA fue código morse [barras y puntos], consiguiendo en menos de veinte años que el país del norte llegará a una cobertura de cobertura territorial de 100%. Enseguida, el servicio de telegramas dio origen al ITU, un organismo que en 1865 tuvo objetivo establecer cableado transatlántico entre Reino Unido y E.U.A.

A partir de este hito las telecomunicaciones no han parado ni un solo instante, esencialmente el progreso está la frecuencia en la cual trasmiten, así el rápido rompimiento de la brecha digital va de la mano con la globalización local y espacial. Un claro ejemplo está en México y el programa del gobierno federal Internet para Todos fue creado en agosto de 2019 para desplegar sitios con acceso gratuito a la red, a cargo de la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

La computación ubicua solicita, por supuesto, la rápida operación de datos y a la vez la conexión directa (en tiempo real) sobre todo de los datos no estructurados (imagen, voz). De acuerdo a Sky and Space Global, los nanosatélites sirven para llevar señal de celular a regiones donde no existe el acceso de internet; pero 7,081 nanosatélites funcionales más 3,500 satélites en órbita ¿No será un exceso de frecuencias dirigidas hacia el planeta Tierra para proveer la data network?

El espectro electromagnético que no es la frecuencia (ondas por segundo en Hertz) sino la longitud de onda (en metros) circula entre las fuentes de antenas, radar o estaciones terrenas. Desde estas fuentes se emiten las celdas de comunicación (señal) hacia dispositivos tal como smartphones, servidores de autenticación para proveedores de internet, HAPS (plataforma de alta altitud) o redes terrestres.

Y la temperatura de los objetos en los cuales la radiación con la longitud de onda de un nanosat se emite entre 1.350 y 2.7 GHz producen como energía del fotón (electro voltios) en 10^-2 sobre los objetos que captan esta señal. Así al tener más de nueve mil dispositivos satelitales apuntando desde el espacio exterior hacia las zonas geográficas de la superficie terrestre, cabe preguntarse ¿Si los reinos y elementos de la naturaleza son influenciados en cada uno de sus estados en relación a la atmosfera de presión?

Fuentes:
 https://www.albawaba.com/business/uaes-first-nanosatellite-ready-take-856968
https://www.theglobeandmail.com/news/national/canadian-nanosatellites-ready-to-push-the-boundaries-of-spaceflight/article9017126/
https://saberesyciencias.com.mx/2016/03/14/ulises-1-el-primer-nanosatelite-mexicano-continua-en-ruta-hacia-el-espacio/
https://www.timetoast.com/timelines/historia-de-la-creacion-de-teleseundarias-en-mexico-f7ac7a86-20ac-4dbd-98d6-b3e3969ff893
https://wittysparks.com/prospectives-of-nano-microsatellites/
https://www.researchgate.net/figure/Number-of-announced-nanosatellite-launches-3_fig1_333333069
https://tritonarc.com/micro-nano-satellite/
https://tecnica-electronica.blogspot.com/2020/04/parabolicas.html
https://redescolar.ilce.edu.mx/sitios/micrositios/17junio_satelite_morelos1/
https://www.youtube.com/watch?v=SWlpPufpLDo

Lluvia de satélites: la obsolescencia de antenas 2G, 3G, 4G

En 1957, la discreta Unión Soviética anunciaba el logro de colocar en órbita un satélite de 83.6 kg; en la siguiente década avanzó la exploración espacial entre E.U.A. y la ex U.R.S.S. donde las dos potencias afirmaron el interés común de la humanidad por el espacio cósmico y su exploración.

En la década de 1980’s, las normas jurídicas avaladas por la ONU inscriptas al derecho astronáutico o derecho internacional cósmico avanzó a la cuestión de régimen de libertad o soberanía del espacio. Pero, desde el Año Geofísico Internacional I que fue celebrado en 1957, pasando al 1º Acuerdo Internacional sobre reglamentación jurídica del espacio signado el 27 de enero de 1967.

Hasta llegar a la Conferencia sobre la Exploración la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos de 1982 para convenir la soberanía estatal y la reglamentación convencional de las actividades en el espacio exterior, consideró varios ítems excepto la generación de los residuos satelitales.

Al postpandemico año 2022 se han lanzado 6,170 satélites desde 1957, la agencia espacial europea calcula 9 mil toneladas de desechos satelitales tan solo de E.U.A. y Rusia (ex U.R.S.S.). Ambas potencias van descartando partes de cohetes indiscriminadamente, desde los 3 satélites en el inicio de la carrera espacial hasta hoy día 3,500 satélites existen en órbita, que producirán en menos de 20 años, 36,500 fragmentos o satélites completos que dejarán de operar eventualmente.

Asimismo, la tecnología de recepción de señal (frecuencias) o en su acrónimo BTS (Base Transceiver Station) en su versión 2G, la siguiente versión conocida como NodeB en 3G, las actuales tecnologías eNB en 4G y la siguiente generación gNB en 5G ya se pronostica una cantidad inusitada de desechos tecnológicos de los dispositivos de telecomunicaciones.

Generación	Radio Tecnología	Nombre Base Station
2G	GSM	BTS (Base Transceiver Station)
3G	UMTS	NodeB
4G	LTE	eNB, Evolved NodeB
5G	NR	gNB, 5G o NodeB

En julio del 2022, la compañía SpaceX ha lanzado más 2,000 satélites denominados Starlink, que van a configurar un soporte de internet para 250,000 usuarios. En tanto, la compañía GILAT ha previsto que la implementación de comunicaciones tipo NTN funcionando en septiembre entre los días 16 y 18.

En otoño de 2022, la nueva tecnología de acceso por radio se llama “NR” y reemplaza a “LTE”, mientras, la nueva estación base se llama gNB (o eNodeB) que sustituye a eNB (o eNodeB o Evolved Node B).

Tecnología de Telecomunicaciones Obsoletas	Frecuencias	Año
Red Analógica o 1G [ AMPS, (E) (J) TACS, NMT-450, TZ-80X]	2.4 kbps	1979
GSM (global system for mobile communications) o 2G	9, 6-14.4 Kbps	1991
GPRS (General Packet Radio Services: servicios generales de paquetes por radio) o 2.5 G(CDMA450), PCD (Japón), Iden (Canadá), D-AMPS (EUA)	450 Mhz / 384 Kbps – 2 Mbps	1999
3G o EDGE para GSM, 1x-RTT para CDMA2000, UTMS	384 kbps – 2Mbps	2000
4G o LTE (Banda Ancha Multimedia), 4G+	100 Mbps – 1 Gbps	2011
5G o NR (gNB o eNodeB y eNB o Evolved Node B)	1 Gbps – 20 Gbps	2018
6G	1 Tb	2030

En México, la operadora de telecomunicaciones Movistar inició operaciones en 2002 ofreciendo 92% de red GSM o 2G; hacia 2005 distribuyó como medio de recepción la red 3G, en 2010 actualizó a 4G o LTE. En tanto, la ley de Telecomunicaciones mexicana reconoce a las antenas y al equipo asociado como estaciones terrenas para recibir la señal vía satélite, con una concesión de red pública hasta 30 años.

En el reporte 2005 del CIDE, México alcanzó entre 10-20 % de cobertura por uso de la banda ancha (2G) en las empresas, estando a la zaga en América latina, con menor acceso en estados como Chiapas y Oaxaca. 

En 2013, con mayor cobertura de banda ancha 3G en las entidades de Baja California, Nuevo León, Quintana Roo y el distrito federal; al año 2019, la cobertura de telecomunicaciones 2G, 3G y 4G avanzó a 95.3 % con acceso a internet desde dispositivos móviles de un 75 % de la población mexicana. 

La actual cobertura 4G es ofrecida por Movistar, Telcel y AT&T, estas concesiones a la vez ofrecen servicios a operadores móviles virtuales (OMV) a 48 tipos de OMVs como Unefon, FreedomPop, VirginMovil, We-ex, simpli y oui.

En 2021, la inversión china ingresó compañías de telecomunicaciones como ZTE y Huawei; mientras, la oferta de servicios móviles de 5G solamente está instalada en la ciudad de México, con la asignación de frecuencias del espectro radioeléctrico (814-824/859-869 MHz, 1910-1915/1990-1995 MHz y 2500-2530/2620-2650).

Pero, la tecnología 5G inevitablemente quedará obsoleta cuando la prevista antena 6G encuentre su vigencia hacia la década de 2030, es decir, en menos de una década volverán a descartarse antenas y dispositivos de telecomunicaciones, incluyendo satélites y/o fragmentos de tecnología 4G y 5G.

Fuentes:

VISION MEXICO 2020
LEY FEDERAL DE TELECOMUNICACIONES (DOF 16-01-2013)
https://selectra.mx/celular/operadores-moviles-virtuales
https://www.estrategia-sustentable.com.mx/2021/07/19/china-incrementa-inversiones-en-mexico/
https://www.telcel.com/mundo_telcel/quienes-somos/corporativo/mapas-cobertura#
https://www.gaceta.unam.mx/la-basura-espacial-podria-convertirse-en-un-problema-sin-control/
YouTube: 5G and Non Terrestrial Networks (NTN) – Status, Opportunities and Challenges
https://www.5g-networks.net/5g-technology/5g-terminology-the-gnb/

¿Qué es la hiperacumulación?

 Los metales de tierras raras en el mundo consisten en 17 elementos de la tabla periódica, del grupo de los lantánidos (15 metales) más escandio e itrio; estos metales hoy se escasean aún más por su uso en equipos eléctricos y electrónicos.

 

Aunque estos metales tecnológicos abundan en los residuos electrónicos o E-waste, no solo en laptops o teléfonos móviles, sino también en nuevos dispositivos tal como drones, paneles fotovoltaicos, lámparas Led, audífonos o watch con tecnología bluetooth.

La tendencia humana a aglomerar estos equipos cuando ya no son de utilidad en los tiraderos al aire libre, son lugares propicios donde se ha detectado focos de contaminación por bioacumulación.

La bioacumulación es el proceso donde el metal o metales se adhieren a sedimentos, después a plantas, enseguida a tejidos de pequeños animales como peces o pájaros. Debido a su persistencia lentamente se introducen en la cadena trófica del resto de seres vivos, en el caso del ser humano, los metales tienen una semivida de al menos 8-12 años.

Según el grupo especial de trabajo del Convenio de Róterdam, los compuestos persistentes son altamente tóxicos, en un principio a esta bioacumulación se denominaba fiebre del soldador.

Tras años de investigación se ha descubierto que hay un conjunto de síntomas producto de los efectos nocivos sobre el organismo biológico, por ejemplo, las ballenas barreadas en playas se ven afectadas, en su mayoría, por bioacumulación de mercurio, demeritando su sistema de ubicación por sonar.

En seres humanos, la bioacumulación se presenta esencialmente cuando se introducen los metales volatizados en pmm (partículas por millón) al cuerpo por estar incinerados, por ejemplo, en quema de cables.

Y la hiperbioacumulación en seres humanos es vía ingesta dado a:

·         Bioacumulación en ríos, donde se practica la pesca,

·         Bioacumulación en cuerpos de gua superficiales como manantiales,

·         Bioacumulación en sedimentos, donde se usa para siembra de arroz, maíz u otros cereales.

En ciudades cercanas a zonas de reciclaje Ewaste como Guiyu (China) o Bangalore (India) se han encontrado niveles elevados en el aire de Cadmio, Indio, Estaño, Hierro y Plomo (39 mg/kg, 4.6mg/kg, 957mg/kg, 49mg/kg, 2,850mg/kg respectivamente).

 

No obstante, este proceso también comienza a ser visto como parte de una solución donde se aprovecha la bioacumulación para capturar al metal.

El Proceso de hiperacumulación consiste en los siguientes pasos:

1. El agua que contiene bacterias u hongos se bombea al vertedero.

2. Las bacterias o los hongos disuelven los metales en el agua a medida que se filtran por el vertedero.

3. El lixiviado se bombea a la superficie a través de sistemas de recolección de lixiviados.

4. El agua que contiene metales solubilizados se pasa a través de una serie de bioabsorbentes y plantas cultivadas utilizando métodos hidropónicos dentro de un invernadero cerrado.

5. El lixiviado extraído se devuelve al vertedero para repetir el proceso.

6. Las plantas se cosechan y se queman. Los bioabsorbentes se desabsorben. El metal se recupera por fundición.

7. La energía, el CO2 y el calor producido por la combustión de las plantas se reciclan para hacer funcionar el sistema y mejorar el crecimiento de las plantas. Los bioabsorbentes se devuelven al sistema para su reutilización.

Desde la ITU, existe una propuesta para promover la economía circular en residuos electrónicos, donde los productos tengan un chip como pasaporte digital (PDP). Desde el PDP cualquier producto, deberá poseer un identificador único con información de todo tipo, tal como:

·         Códigos de cumplimiento, operadores económicos,

·         Materiales, energía, pesó, durabilidad

·         Info. de mantenimiento como reparación o piezas

·         final de vida útil (tratamiento)

·         vigilancia de mercado (aduanas)

·         etc.

Pero, este control extremo de productos estaría promoviendo el uso irracional de metales para fabricación de chips como pasaporte digital de CADA producto electrónico fabricado sobre el mundo, dado qué ¿No es esta propuesta una aceleración de la escases de metales raros?

fuente: 

EWAN 2022

Elemental sustainability: Towards the total recovery of scarce metals. ELSEVIER.