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Casos de éxito

La tecnología en el Radio Observatorio de Jicamarca

Comunicación, base de datos e investigación

[12/01/2010] La tecnología no se usa solo para los negocios, los científicos del Radio Observatorio de Jicamarca, del Instituto Geofísico del Perú, mostraron cómo ellos sacan provecho de Internet, de las bases de datos y de las tecnologías de la comunicación para realizar importantes descubrimientos científicos, y ofrecer alternativas y proyectos para el desarrollo del país. Así quedó demostrado durante la realización del XVII Encuentro Científico Internacional 2010 de verano: Ronald Woodman Pollit, que se llevó a cabo del 5 al 8 de enero en la ciudad de Lima.

Durante el evento, cuyo lema fue La ciencia y la tecnología constituyen la base para el desarrollo sostenible de los países, sobre todo cuando la empresa y la academia se unen para que el potencial humano exprese su creatividad en productos y procesos competitivos para el mercado globalizado, encontramos a la ingeniera Nadia Yoza, con su ponencia titulada: Mejoramiento de las Comunicaciones Analógicas y Digitales vía el Electrochorro Ecuatorial.
Ella explicó su trabajo basado en un modelo de simulación para realizar comunicaciones a través de un fenómeno que se llama Electrochorro Ecuatorial, y sobre cómo mejorar estas comunicaciones a través de la técnica de diversidad. Específicamente, explicó, se realizaron pruebas en un enlace entre Jicamarca y Paracas, utilizando diversidad de frecuencia. Esto significa que se recibe información a través de dos frecuencias distintas y se realiza un procesamiento cuyo objetivo es contrarrestar los desvanecimientos que se producen. Tanto en las simulaciones como en las pruebas de campo entre Jicamarca y Paracas, se observa que el uso de diversidad permite una mejora tanto cualitativa como cuantitativa para el caso de voz y de datos. Se ha visto, estadísticamente, que el uso dela  diversidad permite transmitir, en caso de voz, hasta con seis decibelios menos de potencia; y para el caso de datos, hasta con cuatro decibelios menos. Esto demuestra lo poderosa que es esta técnica, explicó la ingeniera.
Telecomunicaciones a través del Electrochorro
Yoza señaló que esperaría que las empresas de telecomunicaciones estén interesadas en este tema, ya que las comunicaciones a través del Electrochorro son un medio alternativo a celulares y telefonía en general, para establecer comunicaciones con lugares alejados. Este método reemplazaría el uso de satélites, cuyo alquiler de ancho de banda resulta muy costoso.  Según Yoza, de lo que se trata es de aprovechar la accidentada geografía del país, con lugares que están bien alejados, utilizando un recurso natural, el Electrochorro ecuatorial, que justamente pasa por el territorio peruano.
Como medio de comunicación alternativo a las comunicaciones por VHF, que normalmente llegan hasta 30 Mhz, el Electrochorro permite llegar hasta frecuencias de 50 Mhz en la banda de VHF. Es más que todo, una red alternativa de comunicaciones que sirve en caso de emergencia, para comunicarse con lugares apartados de la selva o de la sierra. Este fenómeno no sería posible a nivel de todo el territorio peruano, pero sí cuando dos puntos determinados cumplen ciertas condiciones geométricas específicas. La factibilidad de este enlace se puede observar a través de un programa desarrollado en el Radio Observatorio de Jicamarca, explicó.
Por ejemplo, si se quiere comunicar Trujillo con Arequipa y se ve que es factible a través de este programa que se ha desarrollado, entonces se necesitan antenas pequeñas, de bajo costo, con menores potencias, y con un recurso que está libre en el Perú. Este recurso es confiable, se encuentra disponible casi todo el año (el Electrochorro es más intenso entre las 8 de la mañana y las tres de la tarde), y el producto es una mayor calidad en las comunicaciones.
El Electrochorro recorre todo el planeta. Va a lo largo del ecuador magnético, que no es lo mismo que el ecuador geográfico. Pasa por el noreste brasileño, por Africa, la India y Oceanía. No es recto, puede ser curvo, y también puede variar con el tiempo. No conozco otro proyecto parecido en ninguna otra parte del mundo -explica Yoza-. El principal desarrollo se ha realizado en el Perú, aquí se hizo el descubrimiento y se hicieron pruebas desde el año 1957 hasta el año 1975, para retomarse en el año 2001 con equipos más pequeños usados por radioaficionados, con menores potencias, así como con modelos digitales.
Según Yoza, el fenómeno no se aprovecha para fines prácticos porque solamente se ha desarrollado para fines de estudio y de experimentación, no hay todavía un enlace. Agrega, además, que podría ser utilizado con paneles solares o con baterías. Aclara también que todavía no sería factible la comunicación a Internet. Según los estudios que hemos hecho, el ancho de banda no es tan alto como para transmitir datos a muy alta tasa, no sería como la conexión a Internet que tenemos en casa, pero sí lograríamos comunicaciones tipo chat (que es lo que realizan los radioaficionados) en tiempo real. Sin embargo para transmitir correo electrónico o imágenes demoraría más tiempo. La capacidad no es tanta en términos de datos, pero sí puede cubrir comunicaciones básicas entre pueblos alejados que no cuentan con estos medios, señaló.
Lo que nos gustaría a todos en Jicamarca es que se promueva este recursos natural que existe en el territorio peruano, que puede ser perfectamente usado en caso de emergencias como en el pasado terremoto de Pisco. En ese caso los primeros que supieron de la magnitud del desastre fueron los radioaficionados, cuando las líneas telefónicas se cayeron. Lo que falta es un poco más de investigación y de inversión por parte de compañías y del gobierno, finalizó.
Adquisición y distribución de datos para la ciencia
Por su parte, otro representante del Radio Observatorio de Jicamarca, César Jara, en su ponencia titulada Avances en la adquisición y distribución de datos LISN, explicó que este proyecto está conformado por un conjunto de instrumentos que adquieren datos que tiene que ser dirigidos a la comunidad científica, y para esto la ciencia hace uso de herramientas de distribución de datos de software y hardware.
Explicó que el el LISN es un observatorio distribuido que tiene por objetivo el estudio de la alta atmósfera y de la ionósfera ecuatorial. Este observatorio está constituido por una serie de instrumentos: GPS, magnetómetros e ionosondas. Estos instrumentos están distribuidos en todo Sudamérica y cada uno de ellos mide ciertos parámetros de la ionósfera. El GPS, por ejemplo, mide el contenido total de electrones. La ionosonda mide la densidad de las capas E y F durante la noche, que es cuando se presenta mayor inestabilidad. Y los magnetómetros miden los componentes del campo magnético. 
¿Pero para qué es necesario conocer estos datos?. Para adquirir un mayor conocimiento de la ionósfera, que es el campo por donde viajan las redes de satélites. El conocimiento de la ionósfera implica poder manejar mejor esa red, ya que los cambios en la ionósfera ocasionan disturbios en las señales que viajan a través ella. Esas señales vienen de los satélites a la tierra y viceversa. El tema está relacionado a la industria de los GPS y la localización, utilizada generalmente en los autos, los relojes y los aviones. Sin embargo, el ingeniero Jara aseguró que se trata principalmente de un tema científico y que no necesariamente tiene una aplicación práctica inmediata, la finalidad es conocer más. Y las aplicaciones prácticas pueden surgir a partir de ese conocimiento.
En cuanto a la parte tecnológica, explicó que la red de GPS opera con una antera, una computadora y programas que controlan al GPS. La computadora se conecta al GPS por medio de un cable serial, esta computadora envía señales al GPS pidiendo que adquiera datos en un determinado momento, a una cierta velocidad; es decir, se comunica y le dice cómo actuar. Las ionosondas son un poco más complicadas, son radares que envían pulsos cortos de frecuencias que llegan hasta los 30 MHz y que rebotan en las diferentes capas de la ionósfera, regresan a la tierra y son adquiridas, almacenadas y procesadas nuevamente por el mismo instrumento. El magnetómetro, por otro lado, es un instrumento desarrollado en el Perú, en el Radio Observatorio de Jicamarca, que mide los tres componentes del campo magnético, tiene un diseño de bajo costo y muy eficiente, que le permite operar en climas de la selva o de la sierra: climas cálidos, húmedos, fríos y secos. Estos tres tipos de instrumentos se comunican entre sí y envían datos a un servidor central localizado en Lima, mediante el protocolo FTP, donde son almacenados, procesados y distribuidos a los usuarios.
El especialista asegura que el grupo LISN ha comprado e instalado el servidor, también lo administra y ha desarrollado los programas que corren en el mismo. El servidor recibe los datos de todas las estaciones, se trata de una gran cantidad de datos que reciben un tratamiento o procesamiento, cuyos resultados pueden verse en una pantalla de computadora.  Por ejemplo, los componentes del campo magnético aparecen como curvas.
Base de datos científica
La gran cantidad de información que utilizan los científicos, proveniente de sus diferentes instrumentos, tiene que ser compartida con otras instituciones. Para eso la comunidad que se dedica a estudiar la alta atmósfera y la ionósfera está unida a través de Madrigal, que es la base de datos que permite que los científicos, desde cualquier punto de la tierra, utilicen nuestra información y así puedan unirla y comparar los resultados con fenómenos que se dan en otros lugares, como por ejemplo, en el polo norte, en Estados Unidos, en Noruega, etc., así lo explicó el ingeniero Miguel Urco en su ponencia titulada Madrigal en Jicamarca: Base de datos científica.
En este caso, el ingeniero Urco explicó que los fines prácticos de la existencia de esta base de datos serían muchos, empezando por una estandarización de toda la información que se maneja alrededor del mundo. Madrigal ha estandarizado muchos formatos. Para los investigadores es muy importante tener un solo tipo de formato para ver la información de una sola manera y para poder compararla... cuando se estudian fenómenos no es confiable usar un solo instrumento, entonces, es necesario compararlos con mediciones que se han desarrollado con otros instrumentos, en otros lugares.
Los estudios que se realizan en el Perú sobre el Electrochorro Ecuatorial, por ejemplo, aún no se conocen, pero gracias a Madrigal estos estudios están siendo compartidos con otros investigadores alrededor del mundo, quienes aportan otras teorías y modelos que nosotros estudiamos para poder aplicarlos aquí en nuestro país. Es importante conocer y comprender los fenómenos para poder predecir, por ejemplo, los errores que se pueden dar en una lectura de GPS y luego tratar de minimizar estos errores, indicó Urco.
En cuanto a la parte técnica, el científico detalló que esta base de datos se desarrolla en software libre, Payton y Linux. Si bien Linux es un sistema operativo que no es muy difundido comercialmente, sí es muy usado en la comunidad científica, al igual que el software de desarrollo Payton. La base de datos se basa en esos dos software para poder compartir la información que obtiene -a través de sus instrumentos- con otras instituciones, y viceversa. Urco agrega que cada uno maneja su información desde el país donde esté. Nosotros manejamos una especie de listado de lo que ellos tienen, y cuando es necesario accedemos a ella a través de un protocolo. En otras palabras estamos hablando de una red de base de datos a través del mundo, conocida como meta data, que es simplemente un listado de toda la data existente en la comunidad.
La comunidad fue fundada en 1980 por el MIT (Massachusetts Institute Technology). Nosotros no hemos cooperado durante este largo tiempo, recién este año hemos ingresado formalmente y hemos añadido toda nuestra información, indica Urco. El sistema está implementado mediante la web y la base de datos es totalmente libre, aunque usualmente los usuarios interesados en el tema son ingenieros, o investigadores de la alta atmósfera y la ionósfera. Y todo el contenido que maneja Madrigal está en el idioma inglés, finalizó.
Roxana Roja, CIO Perú