Investigación a la Antártida: Comunicación a 12500 Km con la ayuda de la Ionosfera

Abstracto – Desde que se hicieron los primeros avistamientos del continente antártico hace más de 400 años, muchos países han tenido distintos intereses en él, provocando disputas territoriales, explotación de sus recursos naturales e investigación científica. El presente artículo pretende hacer un breve recorrido por la historia de los primeros pioneros antárticos y la solución sobre las reivindicaciones nacionalistas con el tratado antártico, dar a conocer nuestro proyecto de comunicaciones ionosféricas, el entorno natural y el de algunas curiosidades sobre la vida en una base antártica.

Palabras clave — Comunicaciones ionosféricas, telecomunicación, modulaciones digitales, propagación, NVIS, ionosfera, Antártida.

INTRODUCCIÓN

El continente antártico siempre ha despertado grandes pasiones, no todas muy honorables. Des de que en 1819 William Smith descubre las islas Shetland del Sur, muchos países ambicionan explotar sus recursos naturales y plantean disputas territoriales. Afortunadamente el tratado antártico deja en suspensión dichas reivindicaciones y hace del continente un lugar reservado para la ciencia, al menos para un largo periodo que va desde el año 1961 al 2047 en que se tendrá que llegar a un nuevo acuerdo.
A partir de las primeras noticias sobre la existencia de la Antártida, se inició una especie de competición por ser los primeros en avistar, llegar, o hacer alguna cosa en el continente desconocido, dando lugar a lo que muchos llaman la edad heroica de los pioneros antárticos, con el principal objetivo de llegar al polo sur.

España inaugura su primera base en 1988 y empieza su actividad científica en la Antártida. Nuestro grupo de investigación, perteneciente a La Salle, de la Universidad Ramon Llull, solicita el primer proyecto en la Base Antártica Española (a partir de ahora BAE) en el año 2003. Des de entonces los distintos proyectos han estado orientados al estudio de la ionosfera como canal de comunicaciones y el diseño de sistemas de comunicación, basados en modulaciones digitales avanzadas y de bajo coste, que lo permitan.
Las aplicaciones del sistema son diversas, pero siempre relacionadas con la transmisión de datos a larga distancia, en entornos donde es difícil o imposible disponer de cobertura de las tradicionales comunicaciones móviles o acceso a internet, ya sea por ser lugares remotos o por otros motivos, como catástrofes naturales que las hayan dejado fuera de servicio.
En el presente artículo, intentaremos acercar al lector a nuestra actividad investigadora en la Antártida, describir el entorno y las infraestructuras de que se dispone, e intentar transmitir la fabulosa experiencia que supone participar en proyectos como este.

 

DESCUBRIMIENTOS Y PIONEROS ANTÁRTICOS – LA EDAD HEROICA

Es difícil de establecer quien o quienes fueron los primeros en avistar la Antártida, en muchos de los casos no hay documentación oficial que lo corrobore y aun hoy no hay unanimidad entre los historiadores. En 1599 un marinero de los Países Bajos, Dirk Gerritsz dijo haber visto unas islas que algunos suponen que fueron las Shetland del Sur, pero hay dudas serias de que pueda ser cierto. Poco más tarde, en 1603, el navegante y explorador español Gabriel de Castilla, salió con tres naves de Valparaíso con el objetivo de combatir a corsarios holandeses, cuando uno de los marineros holandeses que participaba en la expedición dio testimonio de haber visto también las que hoy conocemos como las Shetland del sur, pero tampoco existe documentación que lo corrobore.

A partir de ese momento podemos hacer una cronología de los descubrimientos o hitos más significativos:

– 1698-99: Anthony de la Roché (Reino Unido)

• Comerciante nacido en Londres, de padre francés y madre inglesa. A causa de una tormenta se desvía de su ruta y supuestamente descubre las islas Georgias del Sur, primera tierra descubierta al sur de la convergencia Antártica .
– 1739: Jean-Baptiste Bouvet (Francia)

• Navegante y explorador. Tenía la intención de verificar la teoría sobre la existencia de una masa de tierra, suficientemente grande para contrarrestar el peso de las tierras del hemisferio norte. Descubre la isla actualmente llamada Bouvet, aunque no pueden desembarcar en ella debido a la banquisa de hielo y al mal tiempo. De hecho, es la primera expedición con finalidades explícitamente científicas. Descubre la existencia del pingüino.

– 1819: William Smith (Reino Unido)
• Capitán de la marina británica que descubre las islas de las Shetland del Sur, las primeras al sur de los 60ºS. A partir de este descubrimiento se inició la explotación de los recursos naturales, especialmente ballenas y pieles de foca.

– 1819-21: Fabian G. von Bellingshausen (Rússia)
• Es el comandante de la expedición de la marina rusa. Se le considera el descubridor del continente Antártico (avistamiento). Hizo una campaña de 3 años dando la vuelta al continente.

– 1820: Nathaniel Palmer (EEUU)
• Capitán de un barco ballenero de los estados unidos, es considerado el codescubridor (avistamiento) del continente Antártico, junto con Bellingshausen y Bransfield.

– 1820 – 21: Edward Bransfield, William Smith (piloto) y John Davis (Reino Unido).
• El capitán E. Bransfield de la marina británica, el también capitán de la marina británica W. Smith, que además fue el primero en avistar tierras antárticas de forma documentada, y el explorador y capitán de un barco dedicado a la caza de focas J. Davis, se disputan ser la primera persona en poner el pie en la Antártida.

– 1904: Roberto C. Mossman (Argentina)
• Roberto C. Mossman era escocés, jefe de la expedición escocesa con destino a las islas Orcadas del Sur en 1903. Allí hizo una primera instalación de un observatorio meteorológico y magnético. Los escoceses lo cedieron a Argentina, que lo convirtieron al año siguiente, en la primera Base Antártica permanente. Hoy en día todavía sigue en funcionamiento en las islas Orcadas del Sur.

Lo que se conoce como la edad heroica, cubre el periodo de 1907 a 1916, con varias expediciones. El objetivo principal no es otro que ser los primeros en llegar al polo sur:

– 1907- 09: Ernest Shackleton (Reino Unido)
• Explorador anglo-irlandés, miembro de la Royal Magazine y de la Royal Geographical Society. Pone en marcha la expedición Nimrod con el objetivo de ser el primero en llegar al polo sur, aunque no lo consigue debido a que se queda sin provisiones, pero sí es el primero en llegar al polo sur magnético.

–1910-12: Roald Amundsen (Noruega)

• Este experimentado explorador polar noruego, con una buena preparación estratégica, el uso de perros y buen material consigue ser el primero en llegar al polo sur, el día 14-12-1911, desde el mar de Ross. En el viaje de regreso se comieron los perros que estaban más débiles.

– 1910-12: Robert Falcon Scott (Reino Unido)
• Oficial y explorador de la marina británica. Hizo una primera expedición, la Discovery, que tubo de regresar antes de conseguir llegar al Polo sur debido a un colapso físico. Organiza una segunda expedición, la Terra Nova, y esta vez sí que consigue llegar al polo sur, pero 35 días más tarde que Amundsen. Lamentablemente, su estrategia con el uso de ponis en lugar de perros, trineos mecánicos, una mala planificación y el mal tiempo hizo que no consiguieran regresar.

– 1914-16: Ernest Shackleton (Reino Unido)
• Una vez que Amundsen consiguió llegar al polo sur, Shackleton se planteó un reto superior, cruzar el continente antártico pasando por el polo sur. Para ello se puso al frente de la expedición Endurance. Pese a no conseguir sus objetivos, ésta proporcionó seguramente los relatos más épicos de las expediciones antárticas y también los mejor documentados, especialmente gracias a las fotografías de Frank Hurley, un gran fotógrafo, que trabajo en durísimas condiciones y que, gracias a la conciencia colectiva sobre la importancia de las placas fotográficas, consiguieron salvar la mayoría de ellas.

• El Endurance se quedó atrapado en el hielo durante dos años y finalmente se hundió. Gracias a las dotes de liderazgo y habilidad de Shackleton consiguieron sobrevivir. Con uno de los botes salvavidas, junto con cuatro tripulantes más, iniciaron un viaje desesperado para buscar ayuda desde Isla Elefante a las Georgias del Sur, a una distancia de 1300Km. Contra todo pronóstico consiguen llegar y después de tres intentos fallidos consigue rescatar con vida a los 22 miembros de la tripulación que se habían quedado en Isla Elefante. Posteriormente también consigue rescatar a la otra parte de la expedición que les esperaba en el otro barco y que se habían quedado atrapados en el mar de Ross. En este caso consiguieron completar su misión de preparar la ruta de retorno con campamentos y provisiones, pero el escorbuto y las dificultades propias de la zona se cobraron 3 víctimas mortales.

EL TRATADO ANTÁRTICO

Se firma en Washington el 1 de diciembre de 1959 y entra en vigor a partir del 23 de junio de 1961. Inicialmente lo firman 12 países y actualmente ya son 50. España se adhiere al tratado el año 1982. Estará en vigor hasta el año 2047, fecha en la que se tendrá que debatir su renovación.

¿Qué pretende el tratado Antártico?

Básicamente es un instrumento para cortar la creciente tensión entre los distintos países y sus reivindicaciones sobre el territorio antártico. Podemos destacar los siguientes aspectos:

• Dejar en latencia las reivindicaciones nacionalistas sobre el territorio antártico. No las niega ni discute, solamente deja en suspenso todos los litigios al respecto mientras esté vigente el tratado.
• Erradicar la explotación de sus recursos naturales.
• Uso exclusivo para finalidades pacíficas y de investigación.
• Libertad para investigar y para la cooperación científica. Esto supone el intercambio de personal científico entre proyectos de distintos países y la libre disposición de los datos de observaciones y resultados científicos de todos los proyectos realizados en territorio antártico.
• Libre acceso a cualquier instalación antártica en cualquier momento por parte de personal de otros países firmantes, con el objetivo de verificar el cumplimiento efectivo del tratado.
• Se aplica a toda la región por debajo de los 60º sur.

 

EL VIAJE – LA TRAVESIA DEL PASO DRAKE

Una vez tienes la confirmación que te toca ir a la campaña antártica para trabajar en el proyecto, lo primero que te viene a la cabeza, además de tener una ilusión inmensa, es si tendremos un buen Drake o no.
El Paso Drake fue descubierto por Francisco de Hoces, se trata de los 800Km de mar, entre América del Sur (Cabo de Hornos) y la Antártida (Las Shetland del sur), tiene la merecida fama de ser la zona más tempestuosa del mundo, y se la conoce con el nombre del mar de Hoces o más aún por el Paso Drake. Un mal Drake, suele suponer un mareo intenso de 2 o 3 días y algunos cardenales producidos por los golpes en las barandillas, puertas y otros elementos del barco, a medida que este se va zarandeando y uno intenta desplazarse de un lugar a otro. Para muchos la comida, en estas circunstancias, se reduce a manzanas y agua.

Es el punto de unión entre el océano Pacífico y Atlántico. Se producen corrientes de agua brutales, la llamada corriente circumpolar antártica se calcula que es de unas 600 veces el flujo de agua del Amazonas.
Entre los marinos existe la leyenda de que, si un marinero había cruzado el Cabo de Hornos, se había ganado el derecho a orinar al viento, no sacarse el sombrero delante de un rey y ponerse un aro en la oreja.
En nuestro caso la travesía se hace en uno de los barcos disponibles para la investigación oceanográfica en España: El BIO Hespérides, el BO Las Palmas (ya fuera de servicio) o el BO Sarmiento de Gamboa.
Con un poco de suerte, en algunas ocasiones, te puede tocar hacer el viaje en avión. En este caso la salida se hace desde Punta Arenas (Chile) y la llegada a la Isla del Rey Jorge (Shetland del Sur). Desde Rey Jorge a la Isla de Livingston toca de nuevo viajar en barco, pero entre islas el mar suele estar tranquilo y la travesía se hace agradable, contemplando un entorno espectacular.

LA BAE JUAN CARLOS I

En 1986 se realizó la primera expedición española a la Antártida. Fue liderada por Antoni Ballester y estaba formada por 4 científicos catalanes.
El destino de la expedición fue la Isla de Livingston (Shetland del Sur), donde se plantó una tienda de campaña con el objetivo de presionar al gobierno español a que se vinculara al tratado antártico como miembro de pleno derecho. Ese mismo año Antoni Ballester sufre un ictus y tiene que coger el relevo Josefina Castellví, que sería la primera mujer jefe de una base antártica.

BIO: Buque Investigación Oceanográfico. Contiene Laboratorios para realizar investigaciones a bordo.
BO: Buque Oceanográfico.
BAE: Base Antártica Española

 

La primera base española de verdad, se inaugura en enero de 1988. En ella trabajan en cada campaña técnicos de mantenimiento, guías de montaña y evidentemente científicos de distintas áreas y nacionalidades. Los proyectos son diversos, algunos ejemplos habituales están relacionados con:

• La ionosfera y las comunicaciones ionosféricas (en este estamos nosotros)
• Series de datos del campo magnético terrestre, climáticos, geodésicos, geotérmicos y oceanográficos.
• Estudio de los glaciares
• Actividad sísmica y estudio del permafrost (tierra congelada).
• Fauna antártica y vegetación.

La gestión logística y de mantenimiento está a cargo de la UTM (Unidad de Tecnologías Marinas) del CSIC.

 

EL CAMPAMENTO BYERS

Está situado en la misma isla de Livingston, en la península de Byers. Es un lugar especialmente protegido, lo que supone que no puede haber instalaciones fijas y que no se puede dejar allí ningún tipo de desperdicio, incluida la orina y las heces de los ocupantes del campamento. El tipo de proyectos es similar al de la BAE Joan Carlos I, excluyendo la parte de la ionosfera.

 

LA BAE GABRIEL DE CASTILLA

Esta es la segunda base antártica española. En este caso está gestionada por militares del ejército de tierra. Se instala durante la campaña 1989-90 en la isla volcánica de Decepción. Un entorno espectacular que ofrece un puerto natural en el que se accede por un estrecho paso llamado los Fuelles de Neptuno. El tipo de proyectos también es similar a los ya comentados, aunque aquí quizá predominan estudios relacionados con el hecho de ser una isla volcánica y tener una gran colonia de pingüinos.

 

CONTEXTO DEL PROYECTO DE COMUNICACIONES IONOSFÉRICAS

El origen del proyecto se gestó en las conversaciones con los investigadores del Observatorio del Ebro. Uno de sus campos de estudio es la ionosfera y querían medir su comportamiento, con sondeos verticales, en la Base Juan Carlos I. Nosotros propusimos las comunicaciones ionosféricas de larga distancia con dos objetivos: estudiar la ionosfera como canal de comunicaciones y aplicarlo para enviar los datos científicos de la BAE hacia Cataluña, y a la vez extraer datos del comportamiento de la ionosfera con sondeos oblicuos.
Hasta ese momento, para transmitir datos, se utilizaban exclusivamente satélites, con el problema que los geoestacionarios tienen poca visibilidad en los polos y por tanto la señal es muy débil con los problemas de pérdidas de datos que ello conlleva. Además, el coste por el uso del satélite es caro.
Las ventajas del uso de la ionosfera, como canal de comunicaciones, son significativas: se puede establecer en enlace sin visión directa (larga distancia), transmisiones punto a punto con relativa poca potencia, cobertura global y coste mínimo del sistema. Evidentemente también tiene inconvenientes, como el poco ancho de banda y que la disponibilidad del sistema depende del estado de la ionosfera, lo que supone que en algunas horas del día no podrá estar operativo. Para muchas aplicaciones estos inconvenientes no son importantes. Por ejemplo, en la BAE Juan Carlos I, los sensores de distintos proyectos científicos van recogiendo datos, y se pueden enviar una vez al día sin ningún problema, sin necesidad de enviarlos en el instante preciso en que se generan.

 

LA IONOSFERA

La ionosfera es una zona de la atmosfera terrestre, situada aproximadamente entre 90 y 1000Km de distancia, que se forma debido a la ionización producida por la radiación solar.

Esta ionización convierte el gas neutro en plasma, que tiene diferentes capas con distintas densidades de electrones, formando lo que se denominan las capas D, E y F. En ellas se produce refracción en las ondas de radio curvando dichas ondas y haciendo que finalmente se produzca una reflexión total. La curvatura se puede calcular por la ley de Snell.
La composición de la ionosfera depende de la actividad solar, la latitud y longitud (posición en tierra) y el campo magnético terrestre.
En la radiocomunicación también influye el ángulo de incidencia de las ondas, la frecuencia, el ruido electromagnético y las interferencias.
Todo ello forma un mal canal de comunicaciones, variante en el tiempo y en el espacio, en el que las ondas encuentran diferentes caminos en función de ángulos y reflexiones, pero viable durante muchas horas al día. En muchos aspectos tiene similitudes con las comunicaciones móviles, donde las señales de radio rebotan en edificios u otras estructuras.

Fig. 18 Reflexión ionosférica

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Conjuntamente con los socios del observatorio del Ebro, se establecieron los objetivos siguientes:

• Estudio del canal ionosférico en comunicaciones de muy larga distancias (12.500Km).
• Banco de pruebas de modulaciones digitales avanzadas adecuadas para enlaces ionosféricos.
• Transmisión de datos desde la estación geomagnética ubicada en la BAE Juan Carlos I al Observatorio del Ebro (posteriormente, por problemas de espacio, se trasladó a un terreno cedido por La Salle en Cambrils).

 

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

El proyecto iniciado en el año 2003, ha tenido distintas evoluciones que hemos denominado fases. La primera campaña solo se pudo contar con un sistema muy básico, debido a que se comunicó su aprobación con muy poco tiempo de antelación. Aun así, se consiguió verificar la viabilidad del enlace.

Con distintas plataformas de hardware, el esquema que se ha mantenido es el de la figura Fig. 22 y Fig. 23. Consta de un transmisor situado en la Antártida y un receptor en el Observatorio o en Cambrils.
El núcleo del emisor es una plataforma digital que recibe los datos y los modula, entregándolos a un amplificador de potencia. En función de las condiciones se emiten a una determinada frecuencia y potencia, para ello hay que controlar el sintonizador de antena para garantizar una buena adaptación.
La antena, por condicionantes del entorno, debe ser sencilla y de bajo impacto ecológico, por eso se escogió un monopolo (varilla conductora de 7,5m) instalado en una colina cercana, llamada Pico Radio.

El GPS se utiliza únicamente para sincronización temporal entre el transmisor y el receptor. El enlace WLAN (como una red WIFI) se utiliza para monitoreo remoto del sistema desde la BAE a Pico Radio, que es una ubicación alta más adecuada para la antena y el sistema.
En el receptor no tenemos tantas limitaciones de espacio. Esto permite tener diversidad de antenas receptoras para optimizar la señal recibida. Por lo demás, la plataforma digital es el mismo hardware, evidentemente con distinto software, y con los filtros y amplificadores adecuados para cada antena.

 

ESTUDIO DEL CANAL IONOSFÉRICO

Para hacer el estudio del canal ionosférico es necesario acumular datos de señal transmitida en distintas condiciones. Mientras dura la campaña, cada año, se transmite durante las 24h del día una secuencia patrón que contiene: un tono (señal senoidal de la frecuencia a probar) de 12 segundos y de baja potencia para que el sistema adapte la impedancia a la antena; de nuevo el mismo tono, pero con la potencia alta de transmisión, lo que permite el estudio en banda estrecha (solamente el tono, sin modular, lo que normalmente se denomina la portadora); y finalmente la señal en banda ancha (la portadora modulada).
Analizando estas señales, obtenemos unas gráficas de disponibilidad del canal en función de la frecuencia y de la hora del día, que nos indican cual es la mejor frecuencia a utilizar en cada momento (ver figura 25).

 

 

PRUEBA DE MODULACIONES AVANZADAS

Dado el mal comportamiento del canal es necesario encontrar un tipo de modulación que sea robusta frente a interferencias y el multicamino (el receptor recibe la misma señal varias veces con distintos retardos y amplitudes). Como se ha comentado estas características son denominador común con las comunicaciones móviles, así que se opta por adaptar las técnicas utilizadas en la telefonía 3G y 4G a la banda de HF, en la que se produce la reflexión ionosférica. A grandes rasgos, se opta por utilizar las técnicas de espectro ensanchado y multiportadora.

En el caso del espectro ensanchado, se trata de multiplicar nuestra señal por una secuencia pseudoaleatoria adecuada. Esto provoca un ensanchamiento significativo en el espectro de la señal resultante y una disminución de su densidad espectral (amplitud máxima). Al receptor llega la señal transmitida y todas las interferencias que puedan estar presentes (ruido y señales procedentes de otros sistemas). El receptor al que va destinada la señal conoce la secuencia pseudoaleatoria y realiza el proceso inverso, recuperando la señal transmitida y minimizando las interferencias, tal como muestra la Fig. 27.
La técnica de las modulaciones multiportadora, consiste en segmentar en frecuencia la señal a transmitir en distintas partes (subportadoras), y modular cada una de ellas con una velocidad de bit más lenta, de forma que cada una de ellas por separado, se comporta de una forma más robusta que si se modula una sola portadora a más velocidad. Esto es especialmente eficaz para señales con multicamino.
En general se llega a la conclusión de que podemos operar de dos modos:
Modo robusto, con una alta resistencia a las interferencias y al mal comportamiento del canal, pero sacrificando la velocidad de transmisión. Para este caso resultan mejor las técnicas de espectro ensanchado.
Modo alta velocidad, en el que optimizamos la velocidad de transmisión sacrificando la robustez, es decir asumiendo que los datos transmitidos pueden contener más errores. En este caso el espectro ensanchado no da los mejores resultados.

 

NVIS (NEAR VERTICAL INCIDENCE SKYWAVE)

Solucionado el tema de las comunicaciones de muy larga distancia, ponemos el foco en otro problema que también puede tener una buena solución utilizando la reflexión ionosférica de las ondas de radio.
En nuestro mismo proyecto antártico y en muchos otros, se da la necesidad de distribuir distintos tipos de sensores o instrumentos de medida como sismógrafos, estaciones meteorológicas, magnetómetros, medidores de radiación, etc. en sitios relativamente alejados de la base y con los que no se tiene visión directa.
En estos casos no es posible establecer enlaces de radio convencional para recuperar los datos o telecontrolar los dispositivos. En cambio, sí que sería posible utilizar un enlace que radiara verticalmente a la frecuencia adecuada para que se produjera reflexión ionosférica, de tal forma que la señal rebotaría dando cobertura en un radio que se puede estimar en unos 200 a 300 Km. Esta técnica es la que conocemos como NVIS.

Las frecuencias óptimas para trabajar en NVIS se encuentran, por regla general, en el margen de 3 a 8 MHz, lo que tiene el inconveniente de tener de trabajar con antenas de grandes dimensiones. Dadas las limitaciones para hacer determinadas instalaciones en la Antártida, se ha optado por antenas de hilo, que solamente necesitan un mástil (normalmente telescópico), cables conductores y cuerdas delgadas como vientos para fijar el mástil. Son antenas de poco peso y fácil empaquetamiento, lo que permite que se pueda transportar el equipo solamente con personas a pie hasta el lugar de la instalación.

 

APLICACIONES

Podemos citar las más significativas: telecontrol de instrumentación y recolección de datos de sensores en zonas remotas, ampliar la cobertura de servicios en zonas sin la posibilidad de radioenlaces directos, comunicaciones básicas en países en vías de desarrollo (embajadas, ONG’s), restablecer rápidamente comunicaciones en zonas que han sufrido catástrofes naturales, redes de sensores de la internet de las cosas (IoT), control de flotas y comunicación con los polos.
Otras aplicaciones de la investigación en la Antártida
La lista sería muy larga y de muy distintos ámbitos. Solamente por citar algunos ejemplos: descubrimiento de moléculas con actividad antibacteriana y anticancerígenas o de un hongo capaz de diluir plástico y otros derivados del petróleo 1000 veces más rápido; A partir del estudio de líquenes sobre las rocas se consiguió mejorar el hormigón para la construcción; El estudio de sedimentos ha permitido mejorar abonos; Se ha mejorado la predicción del cambio climático y del medio ambiente a nivel mundial y se descubrió un a levadura que permitió mejorar la fermentación del vino y la cerveza a temperaturas más bajas.

 

LA VIDA EN LA ANTÁRTIDA

En una base antártica como la Juan Carlos I, habitan normalmente entre 12 y 22 personas (la nueva base, en pleno funcionamiento, podrá albergar bastantes más). Todos los que van a una campaña antártica tienen un roll preestablecido, pero eso no implica que no se deba hacer nada más. En un lugar aislado como este, hay que ser como una gran familia y arrimar el hombro en todo lo que sea necesario y sobre todo no perder nunca el buen humor. Hay que ayudar a descargar el barco, trasladar los equipos a las zonas de investigación, hacer prácticas de extinción de incendios (uno de los peligros importantes en una base) y de traslado de heridos, colaborar en la divulgación científica, en la cocina y en la limpieza.
Afortunadamente también hay ocasión de conocer un poco el espectacular entorno y su fauna.
No hay ninguna duda que hacer ciencia en la Antártida es una experiencia única. Añadimos algunas fotos representativas.

 

REFERENCIAS

[1] http://www.idi.mineco.gob.es/stfls/MICINN/Investigacion/FICHEROS/Comite_Polar_definitivo
[2] https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Expediciones_antárticas y links que contiene.
[3] http://www.utm.csic.es/bae
[4] http://www.lavanguardia.com/vida/20141119/54419486134/la-primera-base-antartica-espanola-se-convierte-en-un-museo-de-barcelona.html
[5] http://www.ejercito.mde.es/unidades/Antartica/antartica/
[6] https://es.wikipedia.org/wiki/Base_Ant%C3%A1rtica_Gabriel_de_Castilla
[7] http://www.caphorniers.cl/cabo_miedo/cabo_miedo.htm
[8] https://ca.wikipedia.org/wiki/Passatge_de_Drake
[9] http://www.utm.csic.es/web/index.php/es/instalaciones
[10] http://www.abc.es/ciencia/abci-tres-decadas-ciencia-base-espanola-antartida-201701231331_noticia.html
[11] https://laklave.files.wordpress.com/2015/02/antartida-reclamos.png
[13] http://marambio.aq/images/orcadas2012.jpg
[14] http://pem.org/exhibitions/61-the_endurance_shackletons_legendary_antarctic_expedition
[15] http://mashable.com/2015/10/10/the-endurance/
[16] http://www.rtve.es/noticias/20161227/primer-campamento-espanol-antartida-cumple-30-anos/1460530.shtml
[17] http://www.natureduca.com/ant_eco_veget_liquen.php
[18] http://www.idi.mineco.gob.es/portal/site/MICINN/menuitem. 7eeac5cd345b4f34f09dfd1001432ea0/ ?vgnextoid=58ce5b006d144310VgnVCM1000001d04140aRCRD
[19] http://www.elblogoferoz.com/2016/12/25/cientificos-de-guardia-por-navidad/
[20] http://feralcities.com/deception-island-antarctica/
[21] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Antarctica-Region.png
[22] http://www.soberaniachile.cl/predisposicion_argentina_a_violar_el_tratado_antartico.html
[23] http://www.cathydemoll.com/chapter-2/
[24] http://brian-angelmountain.blogspot.com.es/2015/05/trinity-church-bellingshausen-base-king.html
[25] http://davidcolemanphoto.photoshelter.com/image/I0000plZPNgFx17k
[26] http://www.aerenlund.dk/helte/roald_amundsen.html
[27] http://culturademontania.com.ar/Historia/aventura-de-shakleton-en-antartida.htm
[28] M Hervás, RM Alsina-Pagès, JL Pijoan, M Salvador, D Badia (2016),”Advanced modulation schemes for an Antarctic long haul HF link”, Telecommunication Systems 62 (4), pp.757-770, doi:10.1007/s11235-015-0110-x
[29] RM Alsina-Pagès, M Hervás, F Orga, JL Pijoan, D Badia, D Altadill (2016), “Physical layer definition for a long-haul HF Antarctica to Spain radio link”, Remote Sensing 8 (5), 380, doi:10.3390/rs8050380
[30] M Hervás, RM Alsina-Pagès, F Orga, D Altadill, JL Pijoan, D Badia (2015), “Narrowband and Wideband Channel Sounding of an Antarctica to Spain Ionospheric Radio Link”, Remote Sensing 2015, 7(9), pp. 11712-11730; doi:10.3390/rs70911712
[31] Ads, A. G., P. Bergadà, J. R. Regué, R. M. Alsina-Pagès, J. L. Pijoan, D. Altadill, D. Badia, and S. Graells (2015), “Vertical and oblique ionospheric soundings over the long haul HF link between Antarctica and Spain”, Radio Science, 50, pp. 916–930, doi:10.1002/2015RS005773.
[32] R. M. Alsina-Pagès, M. Salvador, M. Hervás, P. Bergadà, J.L. Pijoan, D. Badia, (2015), “Spread spectrum high performance techniques for a long haul high frequency link”, IET communications, vol. 9, n. 8, pp. 1048-1053, doi: 10.1049/iet-com.2014.0807
[33] P. Bergadà, R. M. Alsina-Pagès, J. L. Pijoan, M. Salvador, J. R. Regué, D. Badia, and S. Graells, (2014), “Digital transmission techniques for a long haul HF Link: DSSS versus OFDM”, Radio Science, vol. 49, pp. 518–530, doi:10.1002/2013RS005203.
[34] J.L. Pijoan, D. Altadill, J.M. Torta, R.M. Alsina-Pagès, S. Marsal, D. Badia, (2014). “Remote Geophysical Observatory in Antarctica with HF Data Transmission: A Review.” Remote Sensing 6, no. 8: pp. 7233-7259.
[35] M. Hervás, J.L. Pijoan, R.M. Alsina-Pagès, M. Salvador and D. Badia (2014), “Single-carrier frequency domain equalisation proposal for very long haul HF radio links”, IET Electronics Letters, vol. 50, issue 17, pp. 1252 – 1254, doi: 10.1049/el.2014.1184.
[36] A. G. Ads, P. Bergada, C. Vilella, J.-R. Regue, J. L. Pijoan, R. Bardaji, and J. Mauricio (2012), “A comprehensive sounding of the ionospheric HF radio link from Antarctica to Spain”, Radio Science, November 2012, doi:10.1029/2012RS005074
[37] Marc Deumal, Ali Behravan, and Joan Lluís Pijoan, “On Cubic Metric Reduction in OFDM Systems by Tone Reservation”, IEEE Transactions on Communications, vol. 59, No. 6, pp. 1612-1620, June 2011.
[38] Vilella, C., D. Miralles, D. Altadill, F. Acosta, J. G. Solé, J. M. Torta and J. L. Pijoan, “Vertical and oblique ionospheric soundings over a very long multi-hop HF radio link from polar to mid-latitudes: results and relationships”, Radio Science, ISSN 0048-6604, January 2009.
[39] J.M. Torta, S. Marsal, J.C. Riddick, C. Vilella, D. Altadill, E. Blanch, O. Cid, J.J. Curto, A. De Santis, L.R. Gaya-Piqué, J. Mauricio, J.L. Pijoan, J.G. Solé, A. Ugaldel, An example of operation for a partly manned Antarctic Observatory and the development of a radio link for data transmission, Annals of Geophysics, February 2009.
[40] C. Vilella, D. Miralles, J. L. Pijoan, “An Antarctica to Spain HF Ionospheric Radio Link: Sounding Results”, Radio Science, ISSN 0048-6604, August 2008
[41] M. Deumal, A. Behravan, T. Eriksson and J.L. Pijoan,”Evaluation of performance improvement capabilities of PAPR-reducing methods”, Springer Journal on Wireless Personal Communications, ISSN: 0929-6212, October 2007.
[42] P. Bergadà, J.L. Pijoan, M. Deumal, C. Vilella, “Comunicacions ionosfèriques amb l’Antàrtida”, Telecos Revista dels Enginyers de Telecomunicació de Catalunya, num. 33, pp. 18-20, 2006, Barcelona, Dep. Legal: B-17.897-99
[43] Shackleton, La Odisea de la Antàrtida. Editorial Planeta.

Tesis doctorales relacionadas con el proyecto:
1. Title: Advanced communications in HF between the Antarctic Spanish Station and Observatory of Ebro: channel characterization and data transmission.
Author: Carles Vilella
Date: 25-2-2008
2. Title: Multicarrier communication systems with low sensitivity to nonlinear amplification
Author: Marc Deumal
Date: 11-7-2008
3. Title: Disseny de seqüències PN usant algoritmes genètics, ajust del control difús i optimització de l’estructura multiresolutiva per a la sincronització d’un receptor DS-SS en canal ionosfèric de llarga distància
Author: Rosa Maria Alsina
Date: 16-07-2012
4. Title: Soundings of the ionospheric HF radio link between Antarctica and Spain
Author: Ahmed Gamal Ads
Date: 12-11-2013
5. Title: Oblique Sounding and HF Communication Techniques for Very Long Haul Ionospheric Links
Author: Pau Bergadà
Date: 16-2-2015
6. Title: Channel sounding and physical layer definition for the HF long-haul radio link between Antarctica and Spain.
Author: Marcos Antonio Hervás
Date: 2-02-2016

AUTORES

JOAN LLUÍS PIJOAN es Ingeniero en Telecomunicaciones por la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) desde 1994 y doctor en Electrónica por la Universidad Ramon Llull (URL) desde 2000. Actualmente es profesor e investigador en La Escuela de Ingenieros de La Salle (Universidad Ramon Llull) en Barcelona.
Ha estado a cargo del Grupo de Investigación en Electromagnetismo y Comunicaciones (GRECO) de la URL de 2001 a 2014 y fue jefe del Departamento de Comunicaciones y Teoría de la Señal de 2001 a 2011. El grupo GRECO fue galardonado por el Gobierno de la Generalitat en 2009.
Sus temas de interés son las modulaciones multicarrier adaptativas aplicadas a las comunicaciones de HF avanzadas y las comunicaciones PowerLine, así como a los detectores multiusuario para sistemas de espectro ensanchado. Ha estado investigando el uso de modulaciones DS-SS i multicarrier en enlaces HF de larga distancia entre la Antártida y España, así como las variaciones diarias, estacionales y anuales de los parámetros del canal ionosférico. También le interesan las comunicaciones eficientes de Near Vertical Incidence Skywave (NVIS) aplicadas a escenarios de sensórica remota y comunicaciones para situaciones de emergencia.
Joan Lluis Pijoan es autor de 15 artículos en revistas y más de 70 contribuciones a congresos. Ha sido el líder de 6 proyectos de investigación sobre comunicaciones HF avanzadas. También ha participado en proyectos sobre modulaciones multicarrier aplicadas a sistemas de alta y baja tensión, y ha colaborado en varias acciones europeas COST. También ha liderado proyectos de transferencia de tecnología para varias empresas del sector TIC. En cuanto a su actividad docente, es profesor de Tecnologías de Radiofrecuencia y Comunicaciones Móviles desde 2000, y es director del Máster en Telecomunicaciones. Ha dirigido más de 150 trabajos final de carrera y 6 tesis doctorales.

 

DAVID BADIA es Ingeniero Técnico de Telecomunicación por la EUETT La Salle, Ingeniero Electrónico y Doctor en Ingeniería La Salle por la Universidad Ramon Llull (URL). Obtuvo dichas titulaciones en Barcelona, en 1990, 1995 y 2012, respectivamente.
Es profesor del Departamento de Comunicaciones y Teoría de la Señal desde 1987, y miembro del grupo de investigación en sistemas electrónicos, de telecomunicaciones y análisis de datos GR SETAD desde 2014. Anteriormente había sido miembro de la del Grupo de investigación en Electromagnetismo y Comunicaciones (GRECO) 2005-2014 en La Salle (URL). Actualmente es Director Académico de los estudios de Bachelor en Informática y multimedia (Desde 2013).
Sus temas de investigación son la compatibilidad electromagnética, los sistemas de instrumentación electrónica y radiocomunicaciones. Ha participado en 6 proyectos de investigación relativos a comunicaciones avanzadas en HF de baja potencia entre la Antártida y España, con 3 estancias en la base antártica Juan Carlos I.