Come le interferenze elettromagnetiche possono disturbare le prestazioni dei ricetrasmettitori da valanga

Con l'inizio della stagione sciistica, il team Black Diamond del QC Lab si sta immergendo in profondità nel tema delle interferenze elettromagnetiche ed esaminando come possono influire sulla sicurezza nel backcountry.

La stagione sciistica è iniziata! È un periodo dell'anno emozionante e molti stanno già sciolinando gli sci, montando nuovi scarponi, tagliando le pelli, esercitandosi nella ricerca dei sepolti con un ricetrasmettitore da valanga e rispolverando le loro conoscenze di escursionismo. Non dovremmo dimenticare di cambiare le batterie e aggiornare il firmware della nostra importantissima elettronica di sicurezza contro le valanghe. 

Perché? 

Interferenza elettromagnetica, in breve EMI, sono effettivamente presenti: possono compromettere notevolmente le prestazioni dei ricetrasmettitori da valanga e quindi mettere a repentaglio la sicurezza fuoristrada. Fondamentalmente va tenuto presente che molti dispositivi elettronici che portiamo con noi sul campo possono interferire con la modalità di ricerca di un ricetrasmettitore da valanga. 

Le interferenze elettromagnetiche possono compromettere la sicurezza in backcountry. Immagine: Justin Befu
Le interferenze elettromagnetiche possono compromettere la sicurezza in backcountry. Immagine: Justin Befu

In questo laboratorio di controllo qualità esaminiamo le interferenze elettromagnetiche, il loro impatto sulla sicurezza in backcountry e il motivo per cui gli aggiornamenti del firmware dovrebbero essere nella tua lista di controllo pre-campionato. 

Definizione di interferenza elettromagnetica

Interferenza elettromagnetica (EMI): disturbi indesiderati in un percorso o circuito elettrico causati da una fonte esterna che interrompono, impediscono o altrimenti degradano o limitano le prestazioni effettive dei dispositivi elettronici. 

Da diversi anni tra gli esperti si discute sempre più spesso dei disturbi elettromagnetici e dei loro effetti negativi sulle prestazioni dei ricetrasmettitori da valanga. Sebbene questo argomento non sia nuovo, sta diventando sempre più importante poiché il numero di appassionati di sport invernali aumenta e le persone portano sempre più dispositivi elettronici personali come smartphone, smartwatch, dispositivi GPS, indumenti riscaldati e airbag elettronici. 

comprensione

I dispositivi LVS sono essenzialmente dispositivi radio che funzionano su una banda di frequenza riconosciuta a livello internazionale: 457 kHz. Un ricetrasmettitore da valanga invia un impulso di segnale ogni secondo in modalità di trasmissione, definita dalla norma ETSI EN 300 718-1.

Una volta impostato il dispositivo in modalità di ricerca, ricerca gli impulsi di segnale nelle vicinanze e visualizza le informazioni sulla distanza e sulla direzione per aiutare a localizzare i ricetrasmettitori (vittime di valanghe).

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I dispositivi LVS operano sulla banda di frequenza riconosciuta a livello internazionale di 457 kHz. Immagine: Andy Earl

Più ci si allontana da un dispositivo trasmittente, più debole diventa il segnale. Alle portate massime l'ARTVA tenta di captare, per così dire, un "sussurro". Ed è proprio in questa zona che i ricetrasmettitori da valanga sono più sensibili alle interferenze elettromagnetiche. 

Esistono tre principali fonti di interferenza che possono influire negativamente sulle prestazioni del ricetrasmettitore. 

1. Fonti passive 

  • Oggetti metallici come pale, fogli di alluminio, indumenti rinforzati con fogli e magneti. 
  • Le sorgenti passive influenzano i dispositivi LVS sia in modalità di trasmissione che di ricerca. 

2. Fonti attive 

  • Dispositivi elettronici personali come smartphone, orologi/anelli/bracciali intelligenti, dispositivi di comunicazione satellitare, guanti riscaldati, ecc. 
  • Motoslitte o altri veicoli a motore 
  • Le sorgenti attive hanno un impatto maggiore sui dispositivi LVS in modalità di ricerca. 

3. Fonti ambientali 

  • Linee elettriche, rocce contenenti ferro, ecc. 
  • Anche le fonti ambientali hanno un impatto maggiore sui dispositivi LVS in modalità di ricerca. 

In questo articolo del Laboratorio CQ discuteremo delle fonti attive di interferenza elettromagnetica perché rappresentano il pericolo maggiore e generalmente possono essere mitigate con alcune conoscenze e misure di base.

La maggior parte dei dispositivi elettronici genera interferenze elettromagnetiche a frequenze diverse e in vari gradi. Se l'interferenza si verifica nella gamma di frequenza intorno a 457 kHz, può influire sulle prestazioni dei dispositivi di trasmissione e ricezione. È importante ricordare che l'elettronica di consumo non è specificatamente progettata per l'uso fuoristrada e non tiene conto dell'importanza della banda di frequenza 457 KHz.

Segnale forte (distanza ravvicinata) con rumore di fondo minimo
Figura 1: Segnale forte (distanza ravvicinata) con rumore di fondo minimo

Per prima cosa, diamo un'occhiata ad alcune semplici immagini di analizzatori di spettro per comprendere meglio i concetti. La Figura 1 sopra mostra il segnale di un ricetrasmettitore da valanga in un ambiente relativamente privo di interferenze.

Un certo livello di interferenza è inevitabile nel mondo reale. Un ambiente veramente privo di interferenze può essere creato solo in laboratorio.

Come puoi vedere, il livello del segnale è significativamente più alto del livello di interferenza. La differenza tra questi livelli è chiamata rapporto segnale-rumore (SNR). Questo rapporto è particolarmente importante poiché il processore del dispositivo LVS utilizza questo valore per distinguere un vero segnale LVS da tutti gli altri segnali.

Segnale debole (distanza ravvicinata) con rumore di fondo minimo
Figura 2: Segnale debole (distanza ravvicinata) con rumore di fondo minimo

Più ci si allontana dal trasmettitore e più debole diventa il segnale, più è probabile che la situazione assomigli a quella della Figura 2 sopra. Da notare il ridotto rapporto segnale/rumore. 

Le immagini sopra mostrano il segnale di trasmissione dal dispositivo LVS in un ambiente relativamente privo di interferenze. Se si aggiunge l'interferenza di un altro dispositivo elettronico, il rapporto segnale/rumore diminuisce ulteriormente. Poiché i picchi di interferenza sovrastano il segnale di valanga desiderato, i segnali non possono più essere distinti. Riesci a vedere la differenza tra il segnale LVS e i picchi causati da fonti di interferenza attive nella Figura 3 di seguito?

Nell'immagine sopra è molto più difficile distinguere il segnale LVS e l'interferenza. Queste sono le informazioni che il ricetrasmettitore deve elaborare.
In questa immagine è molto più difficile distinguere il segnale LVS e l'interferenza. Queste sono le informazioni che il ricetrasmettitore deve elaborare.

La presenza di interferenze può comportare una portata ridotta, una ridotta affidabilità degli indicatori di direzione e i cosiddetti “segnali fantasma”.

I segnali fantasma si verificano quando i glitch assomigliano a un segnale di trasmissione/ricezione reale, quindi il processore li interpreta come la trasmissione di un ricetrasmettitore da valanga. Questo degrado delle prestazioni è ulteriormente esacerbato quando il dispositivo è al limite estremo della sua portata. 

Perché è rilevante? 

In breve, perché può rallentare la ricerca. Nel soccorso in valanga, all'inizio della ricerca approssimativa, quando si deve catturare il primo segnale, il rapporto segnale-rumore può essere molto basso e qualsiasi disturbo può avere un effetto dannoso. Il tempo è essenziale e il tempo stringe!

Segnali fantasma e frecce direzionali imprecise possono portarti nella direzione sbagliata, facendoti perdere tempo prezioso. Portata ridotta significa che è necessario ridurre la larghezza dell'andana di ricerca e avvicinarsi alla persona sepolta prima di ottenere un segnale affidabile. In questa situazione è particolarmente importante ridurre il numero delle fonti di interferenza. 

Cosa causa l'interferenza?

La causa principale delle interferenze elettromagnetiche sono altri dispositivi elettronici nelle immediate vicinanze del ricetrasmettitore in ricerca. In questo caso la distanza è la soluzione migliore perché l'interferenza elettromagnetica di un dispositivo elettronico diminuisce in modo esponenziale quanto più questo è lontano dall'ARTVA in ricerca. 

Secondo questo principio è stata sviluppata la “regola del 20/50 centimetro”. Possiamo ridurre le interferenze mantenendo le fonti di interferenza a una distanza sufficiente dal ricetrasmettitore da valanga.

La regola dei 20/50 centimetri è stata introdotta a livello industriale per ricordare di tenere i dispositivi elettronici e altre fonti di disturbo ad almeno 20 cm da un ARTVA trasmittente e a 50 cm da un ARVA in ricerca.

È importante comprendere che questa è una linea guida e non garantisce che attenuerà tutte le interferenze. Esistono molti tipi di dispositivi elettronici in commercio e alcuni causano interferenze anche a distanze superiori a 50 cm. Poiché non è possibile testare tutte le combinazioni, ci concentreremo sui dispositivi elettronici personali che più spesso portiamo con noi in backcountry. 

Buono a sapersi. Ma quanto sono realmente gravi le interferenze causate dai dispositivi elettronici e da altri oggetti comunemente presenti nell'entroterra? Per rispondere meglio a questa domanda, il team di controllo qualità di Black Diamond ha deciso di condurre alcuni test. L'obiettivo di questi test era comprendere meglio il degrado di un segnale stabile (una combinazione di portata e affidabilità delle frecce direzionali). 

L'impostazione della prova 

L'equipaggio del QA si è recato a Bonneville Salt Flats, a ovest di Salt Lake City, per trovare uno spazio ampio e aperto, lontano da qualsiasi potenziale fonte di interferenza elettromagnetica presente in città. 

All'estremità di un metro a nastro lungo 100 m è stato fissato un ARVA in modalità di trasmissione. Successivamente è stato avvicinato lentamente un ARTVA in ricerca finché non è stato visualizzato un segnale stabile sia per la distanza che per la direzione. La distanza a questo punto è stata registrata. 

Test dell'equipaggio QA alle Bonneville Salt Flats. Immagini: Christian Adam

Il nostro test ha utilizzato una varietà di dispositivi elettronici comunemente presenti nell'entroterra, inclusi smartwatch, orologi GPS, smartphone, radio ricetrasmittenti, action camera, dispositivi di comunicazione satellitare, zaini con airbag elettronici e persino una motoslitta.

L'ARTVA da ricerca è stato tenuto a una distanza di 50 cm dal busto utilizzando un supporto statico per mantenere la distanza corretta. Ciascun dispositivo elettronico è stato quindi collocato in una posizione di normale utilizzo come descritto di seguito. 

Lo scopo era determinare quanto potesse essere dannoso ignorare la regola dei 20/50 centimetri. A questo scopo, molti dispositivi elettronici sono stati mantenuti a una distanza inferiore a 50 cm (ad esempio guanti riscaldati e orologi intelligenti). Ciascun dispositivo è stato testato tre volte e poi è stata registrata la media. Abbiamo quindi calcolato la riduzione della portata rispetto ad una situazione di base in cui non erano presenti altri oggetti elettronici. 

I risultati

Come si può vedere, il degrado delle prestazioni è stato molto ampio a seconda delle prestazioni dei dispositivi e della vicinanza al ricetrasmettitore da valanga in ricerca.

Alcuni suggerimenti

  1. Questi dispositivi sono stati testati individualmente. L’impatto verrebbe probabilmente aumentato dall’utilizzo di più dispositivi contemporaneamente. 
  2. I test sono stati condotti utilizzando un'unica coppia di ricetrasmettitori e una selezione casuale di dispositivi elettronici. Non rappresentano tutti i dispositivi disponibili sul mercato. Nei prossimi anni i dispositivi elettronici personali diventeranno ancora più potenti. 

La nostra intuizione è che le interferenze elettromagnetiche esistono e possono avere un impatto significativo sulle prestazioni dei ricetrasmettitori da valanga. E non sottolineeremo mai abbastanza l'importanza dell'aggiornamento del firmware dei ricetrasmettitori da valanga e degli airbag da valanga elettronici. 

Firmware

I produttori di ricetrasmettitori e zaini airbag elettronici evolvono costantemente il loro firmware per migliorare le loro prestazioni (proprio come le app sul tuo telefono vengono costantemente aggiornate). Gli aggiornamenti del firmware possono migliorare la funzionalità, prolungare la durata della batteria, ridurre la generazione di interferenze dannose e migliorare l'elaborazione del rumore. 

Pertanto, è estremamente importante mantenere aggiornato il firmware di questi prodotti. Ma sappiamo che molte persone non lo fanno. Per favore, fai di meglio. Aggiorna il tuo firmware oggi stesso. È semplice e spesso può essere eseguito facilmente tramite un'app sul telefono. Le informazioni sull'esecuzione degli aggiornamenti del firmware sono disponibili sul sito Web del produttore. 

Conclusioni, risultati principali e linee guida generali 

  1. Pensa alle interferenze elettromagnetiche.
    · Esistono e possono influenzare in modo significativo le prestazioni del ricetrasmettitore. 
    · Hanno il massimo impatto durante l'acquisizione iniziale del segnale, quando si vuole perdere meno tempo. 
    · Quanto più ci si avvicina al dispositivo trasmittente e quanto più forte diventa il suo segnale, tanto minori saranno le interferenze. 
    · Probabilmente non ti rendi conto o non ti rendi conto che il tuo ricetrasmettitore da valanga è affetto da interferenze, soprattutto durante un evento di valanga che comporta livelli elevati di stress. 
    · Quanto più potenti e vicini sono i componenti elettronici del ricetrasmettitore da valanga, tanto maggiori sono le probabilità che causino interferenze significative.
  2. L'interferenza elettromagnetica è il fattore più importante che influisce sulla tua sicurezza nel backcountry? 
    · NO. Evitare i terreni soggetti a valanghe, ricevere un addestramento adeguato e portare con sé un ricetrasmettitore da valanga, una pala e una sonda sono in cima alla lista. Tuttavia, la gestione delle interferenze elettromagnetiche rientra nella gestione completa della sicurezza fuoristrada. In alcuni casi non tenere conto di questo aspetto può fare una grande differenza e rallentare notevolmente la ricerca del ricetrasmettitore.
  3. Un certo livello di interferenza è inevitabile, ma può essere ridotto al minimo prestando attenzione a quali dispositivi elettronici vengono utilizzati e dove vengono trasportati. Si consiglia di discuterne con il gruppo al punto di partenza del tour prima di partire. 
  4. Mantieni sempre aggiornato il firmware del tuo ricetrasmettitore da valanga e dell'attrezzatura elettronica da valanga.
  5. Alcuni moderni ricetrasmettitori possono rilevare la presenza di interferenze e indicare sul display che la larghezza della striscia di ricerca deve essere ridotta. 
  6. Come per molte decisioni relative alla sicurezza e ai rischi in montagna, è tua responsabilità conoscere la tua attrezzatura e la tolleranza al rischio del tuo gruppo. 
    · Se desideri ridurre al minimo i disagi possibili, spegni e/o allontana tutti i dispositivi elettronici non necessari. 
    · Altrimenti, dovresti seguire la regola dei 20/50 centimetri e alcune linee guida generalmente accettate mostrate nella grafica sottostante.

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Crediti: immagine di copertina Andy Earl, testo Black Diamond

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