Respuesta a desastres: comunicarse con radioaficionados y satélites en caso de emergencia

Los cortes de energía a gran escala como los que ocurrieron recientemente en Berlín han demostrado con qué facilidad se puede destruir la infraestructura. Estudiantes de informática de la Universidad de Darmstadt probaron en un proyecto pedagógico internacional con compañeros italianos y franceses cómo se puede mantener la comunicación incluso en caso de emergencia. Juntos construyeron una estación terrestre en el campus de Darmstadt que utiliza frecuencias de radioaficionados para apuntar un satélite geoestacionario al espacio. Esto, a su vez, envía sus señales al otro lado del mundo.

“CQ, CQ, esto es Darmstadt, esto es una prueba”. El mensaje de radio tarda un octavo de segundo en recorrer la distancia de unos 36.000 kilómetros hasta el satélite y el mismo tiempo en reflejarse desde allí hasta la Tierra. El orbitador comercial QO-100, al que apuntaron los estudiantes de Darmstadt con su antena parabólica, “es el satélite más conocido por los radioaficionados del mundo”, afirma Stefan Valentin, profesor de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Darmstadt. El orbitador está situado en un punto fijo del espacio sobre África. Cualquiera que lo llame puede ser recibido desde Sudamérica hasta el centro de China.

La primera señal desde el tejado del departamento de TI se recibió en Cornwall, Inglaterra, como informa Valentin. También allí los radioaficionados construyeron una estación terrestre que captaba y respondía los mensajes de radio de los habitantes de Darmstadt. Un momento emocionante para los estudiantes de la carrera. Bajo la dirección de Valentin, pasaron semanas ensamblando los componentes técnicos, modificando la antena, el procesamiento de señales y el hardware, y desarrollando un sitio web. Los estudiantes utilizaron tecnología de radio definida por software (SDR), que digitaliza señales de radio analógicas y las hace utilizables directamente en la computadora en tiempo real. Las señales se pueden transmitir en tiempo real a través de Internet.

Los estudiantes programaron un Web SDR, un sitio web al que puede acceder cualquier persona desde cualquier parte del mundo. Las señales de radio de su estación terrestre de satélite se pueden seguir las 24 horas del día a través de Internet a través de https://websdr.fbi.h-da.de/sdr. En el navegador web, la señal recibida aparece en colores brillantes, como en un instrumento de medición, acompañada de ruido estático y mensajes de radio, principalmente en inglés, también visibles como barras en la pantalla.

“Funciona. Lo hicimos bastante rápido y nos divertimos mucho”, dice el profesor. Pero alinear la antena fue complicado. Incluso una desviación de un grado significa que la señal podría perderse el satélite distante a cientos de kilómetros en el espacio. “Con la brújula y los cálculos todo estaba claro en teoría, pero en la práctica significó medio día de trabajo hasta que recibimos la primera señal”.

En el proyecto Valentin pudo transmitir sus experiencias. El profesor de redes móviles trabaja desde hace muchos años como ingeniero investigador en el extranjero en el sector de las comunicaciones móviles y es un apasionado de la radioaficionado. El científico de 47 años posee una licencia de radio, necesaria por ley para enviar mensajes de radio por todo el mundo. Entre los aficionados existen reglas estrictas: “La encriptación no está permitida y hablar de política está mal visto. El objetivo es el entendimiento internacional”.

Su proyecto educativo, que se enmarca en el Programa Intensivo Blended Erasmus (BIP), también tiene un enfoque internacional. Estudiantes de informática de la Universidad de Darmstadt trabajaron junto con otros estudiantes de la Grande École Télécom Saint-Étienne de Francia y de la Universidad italiana de Padua. BIP combina la colaboración virtual con fases cortas e intensas de presencia en el exterior.

Sin embargo, el contexto no es sólo la cooperación internacional, el conocimiento informático o el disfrute de la tecnología. Más bien, el proyecto de Valentin también pretendía demostrar formas de comunicación eficaz en caso de emergencias o desastres. El proyecto continuará durante el próximo semestre de invierno. Luego, él y los estudiantes quieren conectar la estación terrestre de satélite en el tejado de la universidad con las llamadas redes de malla para aumentar el alcance.

Las conexiones en malla son redes inalámbricas pequeñas y descentralizadas que no requieren mucha infraestructura. Para ello se necesitan microcomputadores que funcionen con tecnología de radio de largo alcance de libre uso a través de pequeñas antenas. “La tecnología Lo-Ra ya se utiliza hoy en día, por ejemplo, para leer de forma remota contadores de electricidad o agua”, explica el profesor.

Estos microordenadores cuestan sólo unos pocos euros y se pueden conectar directamente al teléfono móvil mediante Bluetooth sin necesidad de Internet. Por lo tanto, las personas pueden utilizar una aplicación de chat para comunicarse entre sí en situaciones de crisis, incluso si la red eléctrica y las redes de telefonía móvil están caídas. Funciona con batería o power bank durante al menos una semana, incluso sin alimentación eléctrica. “Los dispositivos se conectan entre sí y el sistema ahora puede ser utilizado muy fácilmente por ciudadanos sin conocimientos especializados”, afirma Valentin. Está convencido de que habría sido una buena solución durante la inundación del valle de Aurina.

El trabajo práctico de proyectos tiene otro componente para el experto. La próxima generación de comunicaciones móviles, 6G, permitirá en el futuro conexiones directas entre satélites de comunicaciones y teléfonos inteligentes. “Entonces podremos conectarnos directamente a la órbita con nuestros teléfonos móviles”, afirma Valentin. Esto significa que casi no debería haber puntos muertos. Quiere preparar a sus alumnos para las nuevas tecnologías con proyectos como la estación terrena por satélite. Cree que la teoría por sí sola no es suficiente. “La construcción práctica ayuda a comprender sistemas complejos”.