TEDRA

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TEDRA

Notapor superlopez23 » 06 Abr 2008, 19:52

Curioso invento!

¿Bastara con un receptor HF/USB que pueda bajar a la frecuencia portadora? que "antena" se podria utilizar?

Imagen

http://www.barrabes.com/barrabes/produc ... edad=83964

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DISPOSITIVO "TEDRA".

El dispositivo Tedra™, ha sido desarrollado por la División Elasa de Siemens en colaboración con el Grupo de Tecnologías en Entornos Hostiles de la Universidad de Zaragoza.
El dispositivo TedraTM utiliza la roca como elemento de transmisión y supone un avance extraordinario que dotará de un mayor grado de seguridad y por tanto facilitará, entre otros, los trabajos de exploración y rescate en cuevas.

Las comunicaciones inalámbricas a las que estamos habituados se basan en la transmisión de ondas electromagnéticas (comúnmente conocidas como "ondas de radio"). A pesar de ser capaces de viajar a través de la atmósfera, las ondas de radio son en general incapaces de penetrar siquiera unos metros en el interior de la tierra.
Así pues, las comunicaciones inalámbricas subterráneas han sido siempre un auténtico reto tecnológico que, a priori, y a tenor de los principios físicos en los que se basan, parecían tener una muy difícil solución.

Sin embargo, la colaboración entre nuestra división y el Grupo de Tecnologías en Entornos Hostiles de la Universidad de Zaragoza, ha dado importantes frutos en este sentido. Hemos conseguido disponer de un equipo de avanzada tecnología digital, TedraTM, que permite las comunicaciones de voz entre la superficie y el interior de la tierra sin necesidad de que ambos puntos estén unidos por cable.

El dispositivo TedraTM es un producto que se ha desarrollado pensando en las importantes aplicaciones que tiene en entornos como la exploración deportiva de cuevas, estudios geológicos, explotaciones mineras, construcción de obra civil, almacenamiento de residuos peligrosos, ...



Las comunicaciones en entornos subterráneos o confinados vienen presentando históricamente graves problemas, como son:

Imposibilidad de usar equipos RF convencionales, debido a la atenuación de las ondas electromagnéticas al atravesar medios con conductividad eléctrica (roca, suelo, muros,…)

Las soluciones usadas hasta ahora, basadas en tendido de hilo, requieren tiempo de despliegue elevado así como transporte pesado y complicado. Son, además, vulnerables ante desprendimientos.

Funcionamiento en condiciones hostiles (humedad, suciedad, etc…)



Cómo funciona el dispositivo
¿Cómo es posible que los dispositivos Tedra™ sean capaces de intercambiar señales que transportan voz a través del “canal roca” si las señales de radio no pueden penetrar en el interior de la tierra? ¿Qué tipo de señales se transmiten entonces?

La respuesta es que cuando se habla a través de un equipo Tedra™, éste inyecta corriente eléctrica en el subsuelo a través de una pareja de electrodos. Esta corriente es la que transporta la señal de voz, que propagándose por el terreno circundante consigue que un equipo digi­tal Tedra™ que se encuentre a la escucha sea capaz de reconstruir la señal de voz emitida.

En la figura observamos cómo cada dispositivo Tedra™ dispone de una pareja de electrodos insertados en el terreno. Cuando un equipo esta en modo emisión (es decir, alguien habla a través de él), la señal amplificada se transmite inyectando corriente en el terreno. Las líneas de corriente eléctrica que fluyen entre los ambos electrodos (A y B) encuentran su camino atravesando todo el medio circundante. El dispositivo Tedra™, que se encuentra en modo recepción, detecta entonces en sus electrodos (C y D) las pequeñas variaciones de tensión provocadas por la corriente inyectada por el otro equipo, sirviendo ésto para reconstruir la señal y posibilitar la comunicación.

Así pues, cuanto más se expandan las líneas de corriente eléctrica, tanta más distancia de subsuelo podremos atravesar en nuestras comunicaciones. Se han realizado hasta el momento pruebas en diferentes entornos espeleológicos superando ampliamente los 1000 metros de distancia entre los puntos comunicados, y con una calidad de audio realmente sorprendente. No obstante, la presencia en el subsuelo de fallas, excesiva multiplicidad de estratos, etc,... entre los equipos Tedra™ a comunicar puede traducirse en atenuaciones de señal. Es por ello que no puede garantizarse a priori un determinado alcance para todos los casos que potencialmente pueden presentarse.

Reducido tiempo de instalación
El primer paso de la instalación es realizar un buen contacto eléctrico de cada uno de los electrodos con el terreno (clavándolos de forma firme en una zona compacta, o bien disponiéndolos en charcos o zo­nas húmedas), intentando siempre que la distancia entre ambos sea la máxima posible (hasta 50m con el cableado suministrado). Posteriormente se conec­tan los electrodos al equipo electrónico principal mediante el cableado. A partir de ese momento ya es posible encender el equipo y comenzar el esta­blecimiento de comunicaciones de voz mediante un microaltavoz PPT (“Push To Talk”), pues las comu­nicaciones son de tipo “Half Duplex”.

Bajo peso y alta movilidad
Otro aspecto de gran importancia para el usuario de este tipo de dispositivos es su bajo peso y facilidad de transporte. Normalmente las incursiones en en­tornos subterráneos o confinados requieren llevar el menor peso posible, y en todo caso acelerar al máximo el despliegue. Cada equipo Tedra™ al completo pesa en torno a 2,5 Kg., in­cluyendo dos cables de 25 metros y una pareja de electrodos de acero inoxidable de 25 cm de longitud.

El equipo electrónico principal se transporta en una maleta estanca (IP 67) de dimensiones aproximadas 21x17x9 cm. Pero además hay otros aspectos menos visibles pero que explican la claridad y la potencia sonora que presenta Tedra™. Se trata del corazón del dispositivo, el procesador digital de señal (DSP) que permite por ejemplo obte­ner señales mucho más limpias que en una solución puramente analógica. La potencia de mejora que aporta el DSP es tal que la mayor parte del sistema de radio está implementado mediante software en el mismo.

En definitiva, se trata de un equipo llamado a revo­lucionar las comunicaciones en sectores que hasta el momento dependían de soluciones por cable, con los inconvenientes que estos conllevan tanto en el trans­porte como en los elevados tiempos de despliegue. Eso, sin contar además con la vulnerabilidad que los sistemas de comunicación vía cable presentan ante desprendimientos o cortes en un entorno confinado.

Gráfico de funcionamiento:


Características Principales
Comunicación de voz semiduplex
Acceso al canal roca mediante inyección de corriente
Frecuencia de portadora: 70 kHz
Modulación SSB-USB
Implementación en software (DSP) de modulación y procesado de audio
Alimentación: 12-15 Vdc
Proceso de carga de la batería desde la red doméstica mediante adaptador de rango extendido (110-220V; 50-60 Hz)
Autonomía de la batería
En recepción: 10 horas
En emisión: 3 horas
Temperatura: -10º C a +50º C
Humedad relativa: 98%HR a 45ºC

Al menos dos equipos son necesarios para la comunicación.

El establecimiento de comunicación a través del terreno puede verse afectado por aspectos geológicos o ambientales.

Componentes
Unidad principal de comunicaciones
Micro altavoz PTT (Push To Talk)
Batería de plomo como unidad de alimentación primaria
Estuche para 10 pilas AA como unidad de alimentación alternativa
Maleta estanca para transporte
Electrodos de acero inoxidable (piquetas y mallas de contacto)
Cableado de conexión
Cargador de rango extendido para la batería de plomo

A lo largo de este año, el dispositivo TedraTM está siendo probado en terrenos subterráneos con la asistencia de diferentes miembros de grupos de rescate, emergencias y especialistas en la materia.

Villanúa (Huesca), 26 de marzo de 2007
Cuevas Esjamundo (Cuevas Nuevas)

A finales del mes de marzo, se llevó a cabo la primera presentación pú­blica en campo del novedoso equipo digital de comunicaciones subterráneas Tedra™. A la demostración acudieron, entre otros, miembros de diversas Unidades de la Guardia Civil, Unidad de Subsuelo de Mossos d’Esquadra, Departamento de Emergencias del Gobierno Vasco, Espeleosocorro de Aragón, Bomberos de Zaragoza y Federa­ción Española de Espeleología.

La prueba de la que fue testigo BARRABES se desarrolló en la denominada Cueva Esjamundo, en Villa­núa (Huesca). Se trata de una zona de fácil acceso por carretera don­de la cavidad subterránea presenta una entrada horizontal que facilita un rápido despliegue del equipo humano. Se establecieron dos grupos, uno para acceder al interior de la cavidad, y otro para desplazarse por el exterior y realizar pruebas de comunicación con el primero a diferentes distancias.

Las condiciones climáticas (lluvia primero y nieve después) no acom­pañaron en los días previos, con lo que el acceso en coche del grupo ex­terior a las zonas inicialmente planificadas se complicó bastante. Finalmente se procedió a realizar comuni­caciones desde dos localizaciones a diferentes distancias: 450 y 800 metros. A pesar de que las condiciones del terreno no eran las más idóneas, alto índice de humedad de la tierra tras las lluvias y al alto nivel de la capa freática en el interior de la cavidad, la comunicación fue perfectamente posible.

Galdames (Vizcaya), 20 de abril de 2007
"Cueva Mina Europa", Montes de Triano

Hasta allí se desplazaron efectivos de la Cruz Roja, la DYA, el presidente de la Sociedad Española de Medicina y Auxilio en Cavidades y la Unión de Espeológos Vascos, entre otros colectivos. En este simulacro, realizado por la sección de rescate de montaña de la Ertzaintza, se estableció comunicación en primer lugar desde la superficie hasta el punto intermedio de la cavidad a 450 metros, y posteriormente hasta el punto interior más distante, a 900 metros.
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