¿Por qué la conexión a internet es tan mala cuando viajamos en tren y no tanto en el coche?

Es una experiencia frustrante para muchos: intentas navegar por internet o enviar un mensaje desde tu asiento en el tren y, de repente, la conexión se vuelve lenta o se pierde por completo. Pero, ¿por qué es tan difícil mantener una buena conexión a internet en un tren? La respuesta implica una combinación de factores técnicos y uno muy específico: el efecto Doppler.

Antes de analizar este efecto físico, es importante entender los obstáculos que tiene que superar la conexión a internet en los trenes. Este transporte suele moverse a altas velocidades o atravesar áreas rurales o montañosas, lo que añade más problemas técnicos. Algo que no sucede en los coches que se mueven a velocidades más lentas que un tren y permite a las antenas dar mejor servicios a los diferentes dispositivos.

Áreas rurales o montañas

Los trenes cambian de ubicación rápidamente, lo que obliga a que constantemente se conecten y desconecten de diferentes torres de señal móvil. Esta transición no siempre es fluida y puede causar interrupciones.

Además, muchos trayectos pasan por áreas rurales o montañosas donde la cobertura de red es limitada o inexistente. También los trenes tienen una estructura metálica que ayuda a bloquear las señales de radiofrecuencia, que también incluye las señales de internet móvil como el 5G.

Los trenes tienen una estructura metálica que ayuda a bloquear las señales de radiofrecuencia

A estos problemas se suma otro fenómeno menos conocido pero crucial cuando el tren viaja a altas velocidades: el efecto Doppler, un fenómeno físico que afecta a las ondas, incluidas las ondas de radio utilizadas para la transmisión de datos. Fue descrito por el físico austríaco Christian Doppler en el siglo XIX y se refiere al cambio en la frecuencia de una onda para un observador en movimiento con respecto a la fuente de la onda.

¿Cómo funciona el efecto Doppler?

El efecto Doppler es fácil de entender con el ejemplo clásico del sonido de una sirena de ambulancia. Cuando la ambulancia se acerca, el sonido es más agudo (frecuencia alta) y cuando se aleja, el sonido es más grave (frecuencia baja). Esto sucede porque las ondas sonoras se comprimen al acercarse y se expanden al alejarse.

En el caso de internet en los trenes, el efecto Doppler afecta las ondas de radio que llevan los datos. Estas ondas experimentan cambios en la frecuencia debido al movimiento rápido del tren.

Cuando el tren se acerca a la torre la frecuencia de la señal percibida por el receptor en el tren aumenta (se comprime) y cuando el tren se aleja de la torre, la frecuencia disminuye (se expande).

El efecto Doppler es fácil de entender con el ejemplo clásico del sonido de una sirena de ambulancia

Este cambio de frecuencia puede interferir con la recepción de datos en redes que utilizan bandas de frecuencia muy precisas, como 4G y 5G. La variación de la frecuencia hace que la antena receptora del tren tenga dificultades para sincronizarse correctamente con la señal, lo que provoca una disminución en la calidad de la conexión.

Cuando la frecuencia cambia rápidamente, se pueden perder paquetes de datos, lo que se traduce en una experiencia desesperante de internet más lento o en cortes intermitentes.

Los trenes que viajan a alta velocidad cambian de celda (torre de telecomunicaciones) rápidamente. El efecto Doppler complica aún más esta transición, ya que la señal percibida cambia de frecuencia antes de que el tren pueda conectarse de manera estable a la nueva celda.

Soluciones

Aunque el efecto Doppler hace que la conexión a internet en los trenes sea un problema de difícil solución, existen algunas en desarrollo para mitigar estos problemas:

- Antenas direccionales avanzadas: estas antenas son capaces de ajustar su ángulo y frecuencia para compensar el efecto Doppler y mantener una conexión más estable.

- Tecnología de conmutación rápida de celdas: se están desarrollando algoritmos que permiten una conmutación más rápida y eficiente entre torres para adaptarse mejor al cambio de frecuencia.

- WiFi a bordo mediante satélites: algunos trenes (incluso aviones) están comenzando a usar conexión vía satélite, que no depende de las torres celulares terrestres y, por tanto, no sufre los mismos problemas de cambio de frecuencia. Aunque esto también tiene sus limitaciones, como el retraso en la señal (latencia).

Con el despliegue de redes 5G, se espera que la situación mejore, ya que esta tecnología incluye capacidades para llegar a dispositivos en movimiento a altas velocidades. Además, la inversión en infraestructuras específicas para trenes, como antenas a lo largo de las vías y mejoras en el diseño de los vagones, debería proporcionar una conexión más estable.