Las ondas electromagnéticas sufren múltiples cambios durante su propagación en un sistema de comunicaciones inalámbrico, según el tipo de entorno (urbano, suburbano, rural, interior). Existen fenómenos como reflexiones, difusiones, difracciones, retrasos y atenuaciones debido a la distancia recorrida, la absorción por obstáculos, el efecto Doppler debido a la velocidad de movimiento del receptor y los obstáculos, las interferencias y múltiples cambios de fase. Todos estos fenómenos afectan la señal transmitida. Por lo tanto, es importante modelar con precisión el entorno de propagación para estimar la capacidad del canal y que, a su vez, este modelo proporcione datos precisos y exactos. Ello en un contexto de comunicaciones de bajo consumo y de precisión de ubicación en zonas arqueológicas. El presente proyecto plantea un análisis del modelo de canal para un sistema de localización de personas o turistas en una zona arqueológica. La localización es necesaria para poder emprender acciones preventivas de conservación ante la problemática de la sobreexplotación existente en sitios como Machu Picchu. En ese sentido, la UNSAAC e INICTEL presentan el proyecto que contempla campañas de medición del canal de transmisión y la obtención de modelos de canal para comunicaciones IoT para bandas licenciadas.

En el Perú, el sector turístico es de gran importancia social, económica y cultural, más aún en determinadas regiones donde su impacto es de vital relevancia para el desarrollo de actividades productivas. Dicho impacto es positivo en su mayoría. Sin embargo, no se puede ocultar que este trae un lado que repercute negativamente al patrimonio. Principalmente, por el alto flujo de visitantes. El Perú es, pues, un país eminentemente arqueológico. Esta característica hace que sea muy difícil y complicada la conservación de este legado histórico, sobre todo por la gran cantidad y calidad de restos arqueológicos existentes. Por su parte, la Unesco recomienda que la conservación de sitios arqueológicos debe conciliar con un desarrollo humano y económico. No obstante, se presentan problemas en sitios como Machu Picchu, donde ya existe sobreexplotación turística y hasta riesgo de deslizamientos de terreno. Esto contribuye al deterioro de la zona arqueológica, por lo que las autoridades emprenden normas y una serie de mecanismos que permitan gestionar mejor el número de visitantes, el tiempo de la visita y el recorrido de estos para no congestionar el área de conservación. Para ello, se presenta el “Reglamento de uso sostenible y visita turística para la conservación de la ciudad inca de Machu Picchu”, donde se establecen límites para las visitas, tiempos máximos de permanencia del visitante y rutas de visita turística a ser seguidos y respetados por los guías de turismo y visitantes.

Aunque en el Perú se está tratando de empezar a utilizar las herramientas tecnológicas para la conservación del patrimonio, esto solo se limita al uso de sistemas informáticos para la disminución de trámites administrativos. En contraste, en el mundo, se viene utilizando diferentes tecnologías para mejorar los procesos dedicados a la conservación de dichas áreas. Asimismo, se usa sensoramiento remoto, procesamiento de imágenes satelitales, redes de sensores, herramientas GIS, el uso de radares para prospección, drones para levantamientos topográficos, localización de individuos o turistas. Por tanto, una herramienta tecnológica que pueda permitir a los administradores del área de conservación conocer la ubicación, tiempo de estadía y recorrido realizado por los visitantes, mediante el uso de sensores inalámbricos o elementos de geolocalización conectados a un nodo central, resultaría muy adecuado.

Por otro lado, se realizan muchas aplicaciones basadas en internet de las cosas, donde actualmente es crucial el bajo consumo de recursos energéticos para sistemas inalámbricos, tales como LoRa, SigFox (Sigfox 2018) y IEEE 802.15.4g, en redes de área amplia y de baja potencia (LPWAN), enmarcadas en las bandas de transmisión ISM. Por lo tanto, es importante considerar el canal de comunicaciones, el cual juega un rol fundamental al momento de realizar una adecuada transmisión y recepción de la información. El desvanecimiento por trayectos múltiples es un fenómeno muy común en la transmisión por canales inalámbricos, es decir, una señal está sujeta a reflexión, difracción y refracción. Además, se necesita un modelo de canal preciso y aplicable para predecir las características de propagación inalámbrica en los distintos escenarios donde se desea aplicar esta tecnología. Por esta razón, se han desarrollado muchos estudios orientados a conocer los fenómenos y condiciones del entorno, tales como la línea de vista entre las antenas, la reflexión, refracción y dispersión de las ondas, el movimiento de los objetos de envió y recepción, atenuaciones debido al material (edificaciones, personas y vegetación) y las atenuaciones debido a variaciones climáticas y atmosféricas del medio ambiente.

El desconocimiento del medio inalámbrico genera sistemas de localización con poca precisión y no asegura la comunicación entre nodos. Asimismo, hace que el consumo de energía de los nodos móviles no sea óptimo debido al uso de una mayor potencia de transmisión.

La región del Cusco cuenta con una cantidad considerable de centros y parques arqueológicos, muchos de los cuales presentan gran afluencia turística. Esto hace que se pueda poner en riesgo la intangibilidad de los mismos. Por ello, las autoridades emprenden normas y una serie de mecanismos que permitan gestionar mejor el número de visitantes, el tiempo de la visita y el recorrido de estos para no congestionar el área de conservación.

Por tanto, para la aplicación de dichos mecanismos, se tiene a la tecnología como herramienta principal para realizar una gestión preventiva, que permita a los administradores del área de conservación conocer la ubicación, tiempo de estadía y recorrido realizado por los visitantes mediante el uso de sensores inalámbricos o elementos de geolocalización conectados a un nodo central.

Por ello, el surgimiento de nuevas técnicas de transmisión y recepción de señales mediante sistemas de comunicación inalámbricos ha creado la necesidad de estudiar de manera profunda el canal y sus características. El modelado de canal es la caracterización del canal de comunicaciones, es decir, en él se describe la forma en que pueden ser afectadas las características de la señal de acuerdo a varios factores como la frecuencia, las características físicas del lugar en el cual viaja, los obstáculos que pueden presentarse en el trayecto, entre otros. Mediante el modelado de canal, se puede realizar una evaluación del rendimiento del sistema y, así, comparar entre diferentes técnicas para eliminar las perturbaciones que presenta la señal y elegir la mejor o la más conveniente según las necesidades.

En un sistema de comunicaciones, siempre se presenta algún tipo de pérdida y lo que se busca en el modelado de un canal más cercano a la realidad, por lo que es necesario incluir los principales factores que ocasionan atenuaciones y desfases.

La comunicación inalámbrica en entornos urbanos ha sido ampliamente estudiada y numerosos resultados experimentales se han presentado en la literatura. Sin embargo, ninguno de los estudios anteriores ha presentado un modelo específico que pueda describir las características de los canales inalámbricos en un área de conservación arqueológica.

Para el proyecto, es importante definir un modelo de canal para estas zonas, debido a que, como siguiente paso, se ha proyectado la implementación de un sistema de geolocalización de los visitantes a los diferentes centros arqueológicos ubicados en la región del Cusco, a través de la tecnología IoT, que usa como medio de transmisión al canal inalámbrico. Esto con la finalidad de tener mapeado la ubicación y número de visitantes por centro arqueológico y, de esta manera, contribuir a la conservación del patrimonio.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación semilla

Son propuestas donde el grupo de investigación desea iniciar o fortalecer el estudio. Está dirigido a regiones (a excepción de Lima Metropolitana y el Callao), y se busca fomentar la investigación y participación de nuevos investigadores.

• Un investigador principal
• Un tesista de pregrado o posgrado
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Telecomunicaciones

Sector: General

Lugar de ejecución del proyecto: Cusco

Fecha de inicio: 01/12/2018

Fecha de cierre: 30/09/2020

Plazo de ejecución (meses): 21

Objetivo principal

El presente trabajo pretende caracterizar y analizar experimentalmente el modelado de canales inalámbricos, teniendo como escenario las áreas de conservación arqueológica de la ciudad del Cusco. Las características de propagación de las ondas electromagnéticas, en estas áreas de conservación arqueológica, son diferentes a la de las del espacio libre debido a la existencia de restos arqueológicos consistentes en su mayoría de rocas. Los fenómenos físicos como la reflexión, la dispersión y la difracción a lo largo de estos escenarios afectarán la propagación de las ondas electromagnéticas. Es así que las predicciones de canal son cruciales para una comunicación inalámbrica confiable y óptima en este entorno específico. Por lo tanto, considerando que en la actualidad la tendencia es la comunicación sobre canales inalámbricos, el estudio pretende contribuir a que este escenario se caracterice de manera eficiente para tener a futuro aplicaciones de geolocalización sobre tecnología IoT para conocer la ubicación de los visitantes en estas áreas de conservación arqueológica y coadyubar a la conservación de las mismas.

Objetivo específico 1

Desarrollar el diseño conceptual y de sistema de modelos de canales estadísticos.

Objetivo específico 2

Implementar, integrar y realizar pruebas de campo experimentales según diseño.

Objetivo específico 3

Modelizar el canal inalámbrico a partir de datos de campo.

Institución responsable del proyecto

Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

RUC: 20172474501

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Público

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Cusco

Provincia: Cusco

Distrito: Cusco

Dependencias: Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica

Instituciones asociadas

UNIDAD EJECUTORA 002 INICTEL – UNI

RUC: 20514761826

Tipo de entidad: Institutos o centros de investigación de régimen público

Régimen: Público

País: Perú

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: San Borja

Investigador principal

Nombres: Jorge Luis

Apellido paterno: Arizaca

Apellido materno: Cusicuna

Grado académico: Magíster

Nombre del grado académico: Magíster en Ingeniería de Proyectos

Entidad: Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

Dependencia: Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica

Coinvestigador

Nombres: Jinmi Gregory

Apellido paterno: Lezama

Apellido materno: Calvo

Grado académico: Doctorado

Entidad: UNIDAD EJECUTORA 002 INICTEL – UNI

Dependencia: Dirección de Investigación y Desarrollo Tecnológico

Coinvestigador

Nombres: Mark Donny

Apellido paterno: Clemente

Apellido materno: Arenas

Grado académico: Doctorado

Entidad: UNIDAD EJECUTORA 002 INICTEL – UNI

Dependencia: Dirección de Investigación y Desarrollo Tecnológico

Tesista

Nombres: Henry Lois

Apellido paterno: Dávila

Apellido materno: Andrade

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

Tesista

Nombres: Yhon Deyvis

Apellido paterno: Lezama

Apellido materno: Vilca

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

Coordinador administrativo

Nombres: Jack Ezequiel

Apellidos: Charalla Cutipa

Entidad: Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.