La comunicación submarina inalámbrica es complicada, difícil. Si algún amigo está de vacaciones (o quizá tú mismo), ya habrás notado, por ejemplo, que el océano absorbe la señal inalámbrica de Bluetooth debido a la frecuencia de resonancia de 2.4 GHz del agua. Durante décadas, los científicos y los contratistas militares han estado tratando de desarrollar innovaciones que pudieran salvar esta brecha en las comunicaciones, probando pulsos de láser óptico, esquemas de radiofrecuencia, relés de inducción magnética y todo tipo de cosas como para superar la velocidad de sonido de un sonar. Pero el mes pasado unos ingenieros de la Universidad de Florida (UF) publicaron lo que prometen que será un avance efectivo en términos de costo: una antena magnetoeléctrica capaz de transmitir y recibir con eficiencia señales electromagnéticas de muy baja y baja frecuencia (VLF/LF) debajo del agua. “Nuestro avance en el diseño fue mantener muy bajo el consumo de energía, idealmente más bajo de lo que consume un sistema estándar de cámaras estéreo, al tiempo de mantener buen rendimiento en la comunicación”, explicó en declaraciones a la prensa el científico de la computación de la UF Md Jahidul Islam. “Nuestro sistema compacto BlueME, de eficiente consumo de energía, logra el equilibrio deseado porque opera a máxima capacidad consumiendo unos 10”, según Islam, cuyos experimentos en el océano confirmaron que estas antenas pueden usarse para la comunicación al instante a una distancia de 700 metros con muy bajo consumo.
Los robots hablan bajo el agua Islam y sus colegas, entre quienes se cuenta el profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Eléctrica y de la Computación de la UF Adma Khalifa, probaron su sistema de comunicación submarina con un cardumen de robots marinos autónomos. Lo que esperan es que su investigación algún día pueda servir para el monitoreo remoto del entorno marino, las operaciones navales y las inspecciones de infraestructuras en el mar (es decir, enjambres de drones submarinos, nada de distopías, digamos). “La coordinación submarina entre robots sigue siendo extremadamente difícil por las limitaciones en el alcance y ancho de banda”, afirmó Islam. “Hoy, muchos de los robots submarinos solo pueden intercambiar algunas pocas señales de estado, o dependen de salir a la superficie periódicamente para transmitir los datos de la misión. Eso limita de manera significativa la autonomía y la coordinación en tiempo real”. En ocasiones los gobiernos han recurrido a sistemas VLF para comunicarse con submarinos desde fuera del agua, pero son sistemas que tienen que ser prohibitivamente grandes para poder gestionar los largos de onda de esas señales de muy baja frecuencia, que pueden llegar hasta unos 100 km.
La antena magnetoeléctrica de Islam y su equipo es mucho más compacta y elude esa limitación gracias a materiales piezoeléctricos que resuenan a frecuencias VLF específicas, más allá del tamaño de la antena (es un concepto relativamente nuevo, aunque no desconocido). Los investigadores probaron su sistema BlueME de antenas de comunicación submarina entre robots en agua dulce en Gainesville, el lago Wahlberg de Florida, y en ensayos en el mar abierto. “Las pruebas en el mar demuestran que el sistema opera efectivamente bajo condiciones difíciles como las aguas turbias, los obstáculos y las interferencias de múltiples trayectos, que son factores que suelen afectar los métodos ópticos y acústicos”, señalaron los investigadores en su trabajo, publicado el mes pasado en el IEEE Journal of Oceanic Engineering . “Los avances en las comunicaciones submarinas con equipos compactos podrían cambiar por completo la forma en que colaboran y operan los sistemas marinos autónomos en entornos oceánicos complejos”, afirmó Islam. “Hablamos de los inicios de un producto muy potente”. Inspiración en la tecnología médica Khalifa, colega de Islam, llegó al proyecto por medio de su propia investigación en ingeniería, trabajando en el diseño de dispositivos médicos inalámbricos discretos, pequeños y seguros que se puedan inyectar en lugar de tener que implantarlos quirúrgicamente. Los dispositivos inalámbricos de este tipo también presentan dificultades en la comunicación, ya que el cuerpo humano está compuesto mayormente de agua. “He pasado años diseñando implantes inalámbricos en miniatura y estudiando la eficiente transferencia de energía en entornos de alta conducción”, declaró Khalifa en un comunicado de la UF. “En un momento se me ocurrió que muchos de los desafíos físicos que hay dentro del cuerpo humano también se dan debajo del mar.
Nuestro cuerpo efectivamente está compuesto de agua levemente salada. Esa idea abrió la puerta a otra: la comunicación en el océano podría ser completamente diferente”. Los investigadores confían en las singulares innovaciones de sus antenas, y han tramitado la patente provisoria con el objeto de refinar la tecnología para su uso en más vehículos submarinos autónomos. “Demostramos estos resultados con recursos iniciales muy limitados”, señaló Khalifa. “Con un desarrollo dedicado y un despliegue a gran escala, las posibilidades serán mucho más amplias”.