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El segundo intercalar tiene fecha de caducidad: cómo se mide y se reparte la hora oficial en el mundo


El 31 de diciembre de 2008 escribí en este blog sobre el segundo intercalar que se añadió aquella Nochevieja: un minuto de 61 segundos que obligaba a los sistemas de sellado de tiempo a contar hasta 23:59:60. Casi dieciocho años después, los metrólogos han decidido jubilarlo. El 15 de octubre de 2026, la Conferencia General de Pesas y Medidas aprobó que, a partir del 20 de mayo de 2027, el UTC (Coordinated Universal Time, tiempo universal coordinado) sea continuo y no vuelva a añadir ni quitar segundos.

Aprovecho la noticia para contar algo que casi nunca se explica: cómo se ponen de acuerdo los laboratorios de todo el mundo para que su hora no difiera más que unos nanosegundos, cuánto se separa de esa referencia la hora que emiten los satélites de navegación y cómo llega la hora oficial hasta nuestros ordenadores y relojes.

Adiós al segundo intercalar

UTC combina dos relojes muy distintos. Por un lado, la escala TAI (Temps Atomique International, tiempo atómico internacional), que cuenta segundos con una regularidad casi perfecta. Por otro, la rotación de la Tierra, medida por el UT1 (Universal Time 1, tiempo universal 1), que es irregular y, a largo plazo, se va frenando por las mareas. Desde 1972, para que UTC no se alejara más de 0,9 segundos de UT1, el IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service, Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia) anunciaba con seis meses de antelación cuándo había que intercalar un segundo. Se han añadido 27; el último, el 31 de diciembre de 2016. Desde entonces, TAI va 37 segundos por delante de UTC.

El sistema tenía dos problemas:

  • Para la informática, un segundo imprevisible es una fuente de fallos. Ha provocado caídas de servidores, bases de datos y redes. Grandes operadores optaron por «diluirlo» a lo largo de horas (leap smear), con lo que durante ese tiempo su hora no coincidía con la oficial.
  • La Tierra ha girado algo más rápido en los últimos años. Eso abría la puerta al primer segundo intercalar negativo de la historia, un minuto de 59 segundos que ningún sistema ha probado nunca.

La 28.ª CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures, Conferencia General de Pesas y Medidas), reunida en Versalles, aprobó el 15 de octubre de 2026 su Resolución 5. Desde el 20 de mayo de 2027, Día Mundial de la Metrología, UTC será continuo, y la diferencia tolerada entre UTC y UT1 pasa de 0,9 segundos a una hora, lo que garantiza la continuidad de UTC durante varios siglos. La resolución culmina el camino abierto por la Resolución 4 de la CGPM de 2022, que fijó el horizonte de 2035. Como el boletín del IERS de julio de 2026 descartó un segundo intercalar a final de este año, todo indica que el de 2016 habrá sido el último.

El cambio de enfoque es de fondo. La metrología deja de perseguir la rotación terrestre segundo a segundo y prima una escala de tiempo continua y predecible, que es lo que necesitan las redes, los satélites, los mercados financieros y los servicios de confianza. Quien necesite el tiempo astronómico (navegación astronómica, telescopios, satélites de observación) seguirá teniendo la diferencia UT1−UTC publicada por el IERS. Las estaciones de radio que transmiten esa diferencia (el código DUT1, Delta UT1, es decir, la diferencia UT1−UTC) tienen un periodo de transición hasta 2035, y como máximo hasta 2040, según la Resolución 655 de la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones.

Cómo se ponen de acuerdo los laboratorios de tiempo

Un dato que sorprende: nadie tiene un reloj que marque UTC. UTC es una escala calculada a posteriori por el BIPM (Bureau International des Poids et Mesures, Oficina Internacional de Pesas y Medidas), en Sèvres, a partir de unos 400 relojes atómicos de laboratorios de todo el mundo. Lo que cada país mantiene en tiempo real es su propia realización, llamada UTC(k), donde «k» designa al laboratorio: UTC(ROA) en España; UTC(PTB) en Alemania (PTB: Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Instituto Federal de Física y Técnica); UTC(OP) en Francia (OP: Observatoire de Paris, Observatorio de París); UTC(USNO) y UTC(NIST) en Estados Unidos (USNO: United States Naval Observatory, Observatorio Naval de los Estados Unidos; NIST: National Institute of Standards and Technology, Instituto Nacional de Estándares y Tecnología), etc.

El mecanismo funciona así:

  1. Comparación continua. Cada laboratorio compara sus relojes con los de los demás mediante enlaces de transferencia de tiempo. Los más usados son la observación simultánea de satélites de navegación, con técnicas de posicionamiento preciso, y los enlaces bidireccionales por satélite de telecomunicaciones (TWSTFT, Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer, transferencia bidireccional de tiempo y frecuencia por satélite), en los que dos laboratorios se envían señales a la vez para que los retardos se cancelen.
  2. Cálculo central. El BIPM pondera los relojes según su estabilidad, obtiene primero una escala libre y la ajusta con los relojes primarios de cesio y los relojes ópticos más exactos. Así calcula TAI y, restándole los segundos intercalares acumulados, UTC.
  3. Publicación. Cada mes publica la Circular T, que indica la diferencia [UTC − UTC(k)] de cada laboratorio cada cinco días. Hay además una solución rápida semanal, UTCr (UTC rapide, UTC rápido).
  4. Corrección. Con esos datos, cada laboratorio «guía» su UTC(k) para acercarlo a UTC.

El resultado es que los grandes laboratorios se mantienen a pocos nanosegundos de UTC, y la mayoría de los demás, a unas decenas. Un nanosegundo es la milmillonésima parte de un segundo: el tiempo que tarda la luz en recorrer unos 30 centímetros.

La cadena del tiempo: BIPM, laboratorios nacionales y vías de difusión

Los laboratorios no reciben la hora del BIPM: la construyen ellos, y el BIPM les dice después cuánto se han desviado.

La hora de los satélites de navegación

Los cuatro GNSS (Global Navigation Satellite Systems, sistemas globales de navegación por satélite) son, en el fondo, relojes atómicos en órbita: para calcular la posición, el receptor mide cuánto tarda en llegar la señal de cada satélite. Cada sistema tiene su propia escala de tiempo, guiada hacia la UTC(k) de un laboratorio de referencia, y transmite en su mensaje de navegación los parámetros para convertirla en UTC.

SistemaEscala propiaDiferencia con UTCLaboratorio de referenciaDesvío observado de su UTC difundida
GPS (Global Positioning System, sistema de posicionamiento global; EE. UU.)Tiempo GPS, sin segundos intercalares desde 1980+18 sUTC(USNO)±5 ns
Galileo (UE)GST (Galileo System Time, tiempo del sistema Galileo), alineado con el de GPS+18 sConjunto de laboratorios europeos±5 ns
BeiDou (China)BDT (BeiDou Time, tiempo BeiDou), sin segundos intercalares desde 2006+4 sUTC(NTSC) (National Time Service Center, Centro Nacional del Servicio de Tiempo de China)5 a 20 ns
GLONASS (Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, sistema global de navegación por satélite; Rusia)Tiempo GLONASS, que sí aplica los segundos intercalaresUTC(SU) + 3 hUTC(SU)30 a 50 ns

Desvíos medidos por el BIPM entre julio de 2022 y enero de 2023 (estudio del BIPM).

Dos consecuencias prácticas:

  • Un buen receptor de tiempo GNSS da UTC con un error de pocas decenas de nanosegundos. Por eso los satélites son la fuente de sincronización de redes móviles, redes eléctricas y centros de datos. También por eso las interferencias y la suplantación de señales GNSS (jamming y spoofing) son un riesgo para la infraestructura crítica, que conviene respaldar con otras fuentes, como un enlace a un laboratorio nacional.
  • Con el fin de los segundos intercalares, las diferencias de GPS, Galileo y BeiDou con UTC quedarán congeladas en 18 y 4 segundos. GLONASS, el único que seguía a UTC segundo a segundo, se ahorrará los saltos.

El ROA, guardián de la hora oficial en España

En España, la hora oficial sale del Real Instituto y Observatorio de la Armada (ROA), en San Fernando (Cádiz). El Real Decreto 1308/1992 lo declara laboratorio depositario del patrón nacional de tiempo y laboratorio asociado al Centro Español de Metrología. Su escala, UTC(ROA), es la referencia legal de la hora en nuestro país y una de las que contribuyen al cálculo de UTC.

Según ha explicado la propia Armada, el ROA mantiene siete relojes atómicos, cinco de cesio y dos máseres de hidrógeno, en una sala con temperatura constante y aislada de vibraciones e interferencias. Las lecturas se combinan con un algoritmo que da más peso a los relojes más estables, y la escala resultante se compara en tiempo real con otros laboratorios. El observatorio desarrolla además un reloj óptico, la siguiente generación de patrones de tiempo.

El ROA no solo guarda la hora; también la reparte:

  • Servidores NTP públicos (hora.roa.es y minuto.roa.es), que atienden más de 100 millones de peticiones de sincronización al día.
  • Señales horarias de onda corta desde San Fernando, en 15,006 MHz y 4,998 MHz, en dos emisiones diarias de 25 minutos.
  • Servicio telefónico con el código horario europeo.
  • Hora certificada y sellado de tiempo para la Administración (a través de la Red SARA, Sistemas de Aplicaciones y Redes para las Administraciones), para organismos como la Agencia Tributaria, la FNMT (Fábrica Nacional de Moneda y Timbre) o el Colegio de Registradores, y para operadores de telecomunicaciones.

Cómo nos llega la hora

NTP: la hora de Internet

Casi todos los ordenadores, teléfonos y servidores se sincronizan con el protocolo NTP (Network Time Protocol, protocolo de tiempo de red). Funciona en niveles o estratos: el estrato 0 es la fuente (un reloj atómico o un receptor GNSS), el estrato 1 son los servidores conectados directamente a ella, como los del ROA, y cada nivel siguiente se sincroniza con el anterior. NTP corrige el retardo de la red midiendo el tiempo de ida y vuelta de los mensajes. En Internet se consigue una exactitud de milisegundos, y en una red local bien configurada, de decenas de microsegundos.

Dos matices relevantes para la seguridad:

  • NTP clásico no autentica las respuestas. Un atacante puede falsear la hora de un sistema y, con ello, hacer pasar por válido un certificado caducado o alterar la secuencia de los registros. La extensión NTS (Network Time Security, seguridad del tiempo de red; RFC 8915, Request for Comments, petición de comentarios) añade autenticación criptográfica y conviene activarla donde esté disponible.
  • Cuando hace falta precisión de nanosegundos, como en redes 5G, el sector eléctrico o la negociación bursátil de alta frecuencia, se usa PTP (Precision Time Protocol, protocolo de tiempo de precisión; norma 1588 del IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) en lugar de NTP. Lo vemos a continuación.

El fin del segundo intercalar simplifica la vida a NTP: el indicador de segundo intercalar que lleva cada mensaje dejará de usarse, y con él desaparece una de las causas clásicas de fallos.

PTP: la hora de precisión dentro del centro de datos

NTP basta para que un portátil o un servidor web tengan la hora con un error de milisegundos, pero se queda corto cuando hay que ordenar acontecimientos separados por microsegundos o menos. Para eso se diseñó PTP, definido en la norma IEEE 1588 (primera versión en 2002, la segunda en 2008 y la vigente, la 1588-2019). En EADTrust lo usamos para dar la hora a nuestra autoridad de sellado de tiempo, como explico más abajo.

PTP sigue un esquema jerárquico parecido al de NTP, pero con tres diferencias que explican su exactitud:

  1. Un reloj maestro elegido automáticamente. En cada red hay un reloj de referencia (grandmaster), normalmente conectado a un receptor GNSS o a un enlace con un laboratorio de tiempo. Los equipos lo eligen con un algoritmo de selección del mejor reloj maestro (BMCA, Best Master Clock Algorithm, algoritmo del mejor reloj maestro), que también designa un sustituto si el principal falla.
  2. Marcas de tiempo por hardware. El maestro envía mensajes de sincronización y los esclavos le responden con peticiones de retardo. Con las cuatro marcas de tiempo de cada intercambio, el esclavo calcula su desfase y el retardo del camino. La clave es que esas marcas no las pone el sistema operativo, sino la propia tarjeta de red en el instante en que el mensaje sale o entra por el cable, lo que elimina la variabilidad del software.
  3. Una red que colabora. Los conmutadores compatibles miden cuánto tiempo retienen cada mensaje y lo anotan (relojes transparentes) o se sincronizan ellos mismos y reparten la hora hacia abajo (relojes frontera). Así, las colas y la congestión de la red no se traducen en error.

El resultado es una exactitud inferior al microsegundo, y de decenas de nanosegundos con equipos adecuados. La extensión White Rabbit, desarrollada en el CERN e incorporada a la norma de 2019 como perfil de alta exactitud, llega por debajo del nanosegundo.

NTPPTP
Ámbito típicoInternet y redes corporativasRed local o de operador, con equipos compatibles
Marcas de tiempoPor softwarePor hardware, en la tarjeta de red
Exactitud habitualMilisegundos (Internet) a decenas de microsegundos (red local)Inferior al microsegundo; nanosegundos con equipos adecuados
Escala internaUTCTAI, con el desfase TAI−UTC en los mensajes
AutenticaciónNTS (RFC 8915)Mecanismo opcional de la versión de 2019

Para cada sector hay un perfil de PTP con sus propias reglas: el de telecomunicaciones de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) para las redes móviles, el del sector eléctrico (IEEE C37.238) para subestaciones, el gPTP (generalized PTP, PTP generalizado; IEEE 802.1AS) para automoción y redes industriales, y el SMPTE 2059 (Society of Motion Picture and Television Engineers, Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión) para la producción de televisión. En los mercados financieros, el Reglamento Delegado (UE) 2017/574, derivado de MiFID II (Markets in Financial Instruments Directive II, Directiva sobre mercados de instrumentos financieros), exige a la negociación de alta frecuencia que sus relojes no se desvíen más de 100 microsegundos de UTC, y PTP es la forma habitual de cumplirlo.

PTP tiene también sus límites. Supone que el retardo de ida y el de vuelta son iguales, de modo que cualquier asimetría del cable o de la red se convierte directamente en error. Además, necesita equipos compatibles en todo el camino, por lo que no sirve para sincronizar a través de Internet. Por eso lo habitual es combinar ambos: PTP dentro de la infraestructura crítica y NTP, mejor con NTS, para el resto.

El fin del segundo intercalar también le afecta, y para bien. PTP trabaja internamente en TAI y transmite en cada mensaje el desfase con UTC (hoy, 37 segundos) y dos indicadores que avisan de un segundo intercalar positivo o negativo. A partir de 2027 ese desfase quedará fijo y los indicadores dejarán de activarse.

Las señales horarias de la radio

Los pitidos que suenan en la radio justo antes de las noticias son una tradición casi centenaria, que popularizó la BBC (British Broadcasting Corporation, Corporación Británica de Radiodifusión) en 1924 con sus seis pitidos. El último marca el inicio exacto de la hora. Con la radio analógica, el oyente recibía la señal con un retardo despreciable. Con la radio digital, la televisión digital o la escucha por Internet, la codificación y el almacenamiento intermedio añaden retardos de uno a varios segundos, así que el pitido que se oye por el móvil o el altavoz inteligente llega tarde.

Además de los pitidos de las emisoras comerciales, existen estaciones dedicadas exclusivamente a difundir la hora oficial, como las emisiones de onda corta del ROA.

DCF77: la señal que pone en hora los relojes «radiocontrolados»

Los relojes de pared y despertadores que se ponen en hora solos en España suelen escuchar a DCF77 (indicativo formado por D de Deutschland, C de emisora de onda larga, F de Fráncfort y 77 por su frecuencia), una emisora de onda larga situada en Mainflingen, cerca de Fráncfort. La controla el instituto alemán de metrología, el PTB, con relojes atómicos sincronizados con sus patrones de Brunswick. Algunos datos:

  • emite en 77,5 kHz con 50 kW nominales y un alcance oficial de unos 2.000 km, que cubre la península pero no Canarias;
  • transmite la hora de Europa Central (la peninsular), con el cambio de horario de verano incluido, a razón de un bit por segundo, y marca el inicio de cada minuto suprimiendo la señal en el segundo 59;
  • un reloj doméstico se sincroniza con una exactitud de alrededor de una décima de segundo, y los receptores profesionales llegan al microsegundo; la señal tarda unos 3 milisegundos en recorrer 1.000 km.

España no tiene una emisora de onda larga propia para la hora, por lo que DCF77 cumple de hecho esa función para el gran público.

Por qué importa para la confianza digital

Un sello de tiempo cualificado vale lo que vale la hora que certifica. La norma europea EN 319 421 del ETSI (European Telecommunications Standards Institute, Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones) exige que la autoridad de sellado de tiempo mantenga su reloj sincronizado con UTC, con trazabilidad a la UTC(k) de un laboratorio y dentro de la exactitud que declare, y que vigile y registre cualquier desviación. En España esa trazabilidad lleva al ROA. En EADTrust, por ejemplo, nuestra política de sellado de tiempo toma como referencia el patrón nacional que mantiene el ROA.

En nuestro caso, un subsistema de tiempo propio genera la hora en NTP y en PTP para los distintos sistemas de la red. La referencia procede de los satélites de navegación: el receptor aprovecha todos los que son visibles desde un punto de referencia en Madrid, sin depender de una sola constelación. La TSA (Time-Stamping Authority, autoridad de sellado de tiempo) toma la hora por PTP, que a su vez está sincronizado con el NTP del subsistema. Además, un proceso automático compara continuamente esa hora con la de los servidores NTP del ROA. Si detecta una deriva, emite alarmas escalonadas mientras dura y, si la diferencia llegara a un segundo, detendría la TSA para que no emita ningún sello fuera de tolerancia. Hasta ahora nunca ha sido necesario detenerla.

El final del segundo intercalar elimina una fuente de riesgo que en 2008 obligaba a preparar los sistemas para el segundo 60. A cambio, conviene revisar tres cosas antes del 20 de mayo de 2027:

  1. que ningún sistema dependa de las tablas de segundos intercalares para algo más que la historia, y que se actualicen las listas y bibliotecas que las incorporan;
  2. que las fuentes de tiempo estén diversificadas (GNSS, NTP autenticado y, donde proceda, enlace directo con un laboratorio nacional), para no depender de una sola señal que se pueda interferir;
  3. que los sistemas que necesiten tiempo astronómico usen explícitamente UT1−UTC del IERS, porque la diferencia ya no estará acotada a 0,9 segundos.

La hora se ha convertido en una infraestructura invisible que sostiene la firma electrónica, los pagos, la energía y las telecomunicaciones. Que los metrólogos hayan optado por un tiempo continuo es una buena noticia para todos ellos.

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Fuentes