Desarrollan una internet submarina para predecir tsunamis

“Una red inalámbrica sumergida nos dará una capacidad sin precedentes para recoger y analizar datos de nuestros océanos en tiempo real –explica Tommaso Melodia, profesor asociado de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Búfalo e investigador líder del proyecto-. Conseguir que esta información esté disponible para todos los que tengan un smartphone o una computadora puede ayudar a salvar muchas vidas, especialmente en los momentos en los que los tsunamis, u otro tipo de desastres naturales, estén a punto de ocurrir”.

El estudio, bautizado con el nombre de «The Internet Underwater: An IP-compatible Protocol Stack for Commercial Undersea Modems», será presentado por Melodia y su equipo de estudiantes durante la octava conferencia anual International Conference on Underwater Networks & Sistems, organizada por la Association for Computing Machinery en Taiwan entre el 11 y el 13 del próximo mes de noviembre.

Las redes inalámbricas con base terrestre dependen de las ondas de radio que transmiten los datos a través de los satélites y antenas. Desafortunadamente, las ondas de radio funcionan muy mal bajo el agua. Ésta es la razón por la que las agencias como la Marina estadounidense o la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) usan sistemas técnicas basados en las ondas sonoras para comunicarse en el medio submarino.

Por ejemplo, la NOAA depende de las ondas acústicas para enviar los datos de los sensores anti tsunamis instalados en el fondo marino hasta las boyas de superficie. Y son las boyas las que convierten las ondas sonoras en ondas de radio para enviar los datos a los satélites, quienes a su vez redirigen las ondas de radio de vuelta a los ordenadores que está instalados en tierra.

Muchos sistemas en el mundo entero emplean esta forma de funcionamiento, explica Melodia, pero que puedan compartir datos entre ellas es difícil, porque a menudo cada sistema tiene una infraestructura diferente. El marco de trabajo que Melodia está desarrollando resolvería este problema, ya que transmitiría los datos de redes de sensores existentes y planificados bajo el agua directamente hasta los ordenadores portátiles, smartphones y el resto de dispositivos inalámbricos existentes. Es decir, se convertiría en una red de Internet instalada en las profundidades del mar.

Melodia ha sometido recientemente el sistema a un test bajo las aguas del el Lago Erie, a unas pocas millas al sur del centro de Búfalo. Hovannes Kulhandjian y Zahed Hossain, estudiantes de doctorado en su laboratorio, sumergieron dos sensores dentro del agua. Entonces, Kulhandjian tecleó un comando en su portátil y unos segundos más tarde una serie de agudos trinos rebotó en un muro concreto que se encontraba cerca, lo que era una señal de que el test había funcionado.

Financiado con fondos de la National Science Foundation, el proyecto es un esfuerzo colaborativo que incluye a los investigadores y profesores de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Búfalo Stella N. Batalama y Dimitris A. Pados, al profesor asociado de Ingeniería Eléctrica Weifeng Su y al profesor de Ingeniería Medioambiental Joseph Atkinson.

Melodia, Batalama, Pados y Su son miembros del Signals, Communications and Networking Research Group del Departamento de Ingeniería Eléctrica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Búfalo. Otros miembros de este grupo son los profesores Adly T. Fam y Mehrdad Soumekh, los profesores asociados Michael Langberg y Leslie Ying, y los profesores asistentes Nicholas Mastronarde, Gesualdo Scutari, Zhi Sun y Josep M. Jornet.

El grupo desarrolla investigaciones en el campo de las redes y las comunicaciones inalámbricas, radio cognitiva, medios extremos (por ejemplo, debajo del agua o de la tierra), comunicaciones, comunicaciones seguras, encriptación de datos, teoría de la información y codificación, proceso de señales adaptativas, compresión de señales, sistemas multimedia, imagen por resonancia magnética y sistemas de radar.

En busca de petróleo y gas

Una red de Internet bajo el agua tiene muchas aplicaciones posibles, incluyendo la relación con la red de boyas que detectan los tsunamis. En esas situaciones, podría aportar alertas más fiables, incrementando las posibilidades de evacuación de los residentes en las zonas costeras, según las explicaciones de Melodia. También puede ayudar a la recolección de datos sobre los océanos y la monitorización de datos de polución. El marco de trabajo puede facilitar la colaboración entre investigadores y, potencialmente, eliminar la duplicación en la distribución de sensores y otros equipos en los mares del mundo, confirma el investigador.

Incluso, este avance podría reforzar las aplicaciones militares y legales. Por ejemplo, los contrabandistas de drogas han desplegado una red de submarinos improvisados para poder transportar narcóticos a lo largo de grandes distancias bajo el agua. Una red de sensores mejorada y más potente podría ayudar a detectar este tipo de embarcaciones.

Las tecnologías desarrolladas también serían muy útiles para la industria energética, que habitualmente depende de las ondas sísmicas para buscar petróleo y gas natural bajo el agua. Los esfuerzos de esta industria podrían verse reforzados por una red de dispositivos inalámbricos que trabajaran de forma conjunta, continúa su explicación.

“Incluso podríamos emplear esta tecnología para monitorizar a los peces y a los mamíferos marinos y encontrar cuál es la mejor manera de protegerlos del tráfico marítimo y de otros peligros –concluye Melodia-. Una Internet acuática tiene, como mínimo, todas estas posibilidades”.