Por que el simplex deberia ser su estandar de escena de incendio (incluso con un sistema P25)

Simplex vs. repetido vs. troncalizado: la diferencia real

La mayoria de los jefes operativos conocen estos terminos de manera informal. Vale la pena un repaso breve, porque el lenguaje de la PON tiene que ser preciso.

Simplex (a veces llamado talkaround, directo, o DMO en sistemas digitales) es radio a radio. Sin torre. Sin repetidora. Sin infraestructura. Usted oprime el PTT, su radio portatil transmite en la misma frecuencia en la que recibe, y cualquier radio dentro del alcance de RF lo escucha. La potencia de salida es la que su portatil pueda entregar, tipicamente de 1 a 5 vatios en un radio de mano VHF o UHF.

Repetido significa que su portatil transmite en una frecuencia, la repetidora en una torre la recibe, y retransmite en una frecuencia distinta a mucha mayor potencia, entre 50 y mas de 100 vatios desde un sitio de torre. Su radio recibe esa senal retransmitida. La cobertura se extiende de forma notable porque la torre alta tiene linea de vista hacia un area enorme.

Troncalizado es una red coordinada de repetidoras que asigna dinamicamente grupos de conversacion a las frecuencias disponibles. P25 Fase I y Fase II son los estandares digitales troncalizados usados por la mayoria de los sistemas grandes de seguridad publica. Desde la perspectiva del usuario parece que hay canales, pero por dentro cada transmision es una solicitud a un canal de control que asigna un canal de trabajo mientras dura esa transmision.

Los sistemas troncalizados son excelentes. Comparten el espectro de manera eficiente, dan soporte a cientos de agencias en una sola infraestructura, y ofrecen cobertura de area amplia desde un radio portatil. El problema es que esas tres ventajas dependen de que el radio alcance la torre.

Por que los sistemas troncalizados fallan en la escena de incendio

Un radio troncalizado que no puede comunicarse con la torre es un ladrillo. Es peor que un ladrillo, porque el usuario no siempre sabe que el radio ha perdido el sistema. Oprime el PTT, escucha un tono de rechazo o nada en absoluto, y asume que el mensaje se envio. No fue asi.

Escenarios comunes de escena de incendio donde el sistema troncalizado falla:

• Sotanos y estructuras bajo el nivel del suelo. El concreto, la tierra y el acero de refuerzo atenuan la RF de forma agresiva. Un radio portatil en un sotano residencial puede tener entre 40 y 60 dB menos de senal que en el jardin frontal.
• Interiores de edificios medianos y altos. Los edificios con estructura de acero funcionan como una jaula de Faraday. La cobertura en el piso 1 puede ser buena. La cobertura en el foco del incendio en el piso 14 con frecuencia desaparece.
• Centros comerciales, tiendas de gran superficie y bodegas con techos metalicos. El techo metalico y los ductos de aire reflejan y absorben la RF.
• Colapso y rescate en espacios confinados. Un bombero atrapado bajo escombros estructurales tiene el peor entorno de RF posible: cerca del suelo, rodeado de masa, y probablemente con una antena danada.
• Falla de torre o de sitio. El enlace de microondas falla. Se va la energia. El generador se queda sin combustible. El canal de control cae. Cualquiera de estos eventos deja al sistema troncalizado degradado o fuera de servicio en un area amplia.
• Canal ocupado / saturacion del sistema. En un incidente mayor con ayuda mutua, el grupo de conversacion puede llegar a una condicion de ocupado. El radio pone su transmision en cola. Usted no sabe que quedo en cola.

El simplex no tiene ninguno de esos modos de falla. Si dos radios estan dentro del alcance de RF entre si, se comunican. La senal no tiene que subir una colina, llegar a una torre, ser decodificada, recibir asignacion de un canal de trabajo y volver a bajar. Simplemente pasa.

La fisica de RF que nadie le explica

No necesita un titulo de ingenieria en RF para redactar la PON, pero si necesita la intuicion fisica. Tres conceptos cubren la mayor parte de lo que importa a nivel operativo.

La perdida de trayecto esta dominada por lo que hay entre usted y el otro radio

La perdida de trayecto en espacio libre es predecible y se comporta bien. La perdida de trayecto en el mundo real esta dominada por los obstaculos. El drywall representa aproximadamente entre 2 y 4 dB por muro en VHF y UHF. El bloque de concreto es de 10 a 15 dB. El concreto reforzado es de 20 a 30 dB. El metal es en la practica un muro que la senal debe rodear, no atravesar.

Ponga cuatro muros de concreto reforzado entre su bombero atrapado y la torre mas cercana (a 24 kilometros) y su presupuesto de enlace desaparece. Ponga los mismos cuatro muros entre dos bomberos que estan a 9 metros de distancia y todavia le sobra senal, porque la perdida en espacio libre en esa distancia es minima.

VHF y UHF se comportan de manera distinta dentro de edificios

La mayor parte del simplex de escena de incendio en Estados Unidos opera en VHF (alrededor de 154 a 159 MHz) o 700/800 MHz. El VHF por lo general penetra mejor los edificios y alcanza mas lejos al aire libre. El 700/800 MHz penetra razonablemente bien la estructura de madera y el drywall, pero sufre mas en concreto pesado y acero. La contrapartida: las frecuencias mas altas tienen longitudes de onda mas cortas, asi que pasan mejor por espacios pequenos (ventanas, puertas). No existe una banda universalmente "mejor"; depende del tipo de construccion de su jurisdiccion.

Si su condado opera un sistema troncalizado P25 en 800 MHz y usted esta en una jurisdiccion rural llena de galpones metalicos y casas de campo antiguas, es posible que tenga mejor desempeno en simplex en un canal VHF heredado que en el talkaround de 800 MHz. Vale la pena probarlo antes de redactar la PON.

La posicion de la antena importa mas que la potencia

Duplicar la potencia de transmision le da 3 dB. Pasar de una antena flexible de goma presionada contra su chaqueton de intervencion a una posicion de antena vertical despejada puede darle entre 10 y 20 dB. La absorcion de RF por el cuerpo en VHF es real y considerable. Lo mejor que un bombero puede hacer por la confiabilidad del radio es sacar la antena de la axila y dejarla despejada del cuerpo.

Esto tambien explica por que un radio portatil en simplex desde el interior de la estructura hacia una torre a 8 kilometros puede no funcionar, pero el mismo radio hacia otro radio portatil a 30 metros por el pasillo funciona sin problema.

Lo que realmente muestra el NIST y la investigacion federal

El Instituto Nacional de Estandares y Tecnologia (NIST, por sus siglas en ingles) ha estudiado durante anos las comunicaciones de seguridad publica y el comportamiento de la RF en la escena de incendio. El programa Public Safety Communications Research (PSCR) del NIST ha publicado trabajos sobre cobertura de radio en estructuras, modelado de propagacion para personal de primera respuesta, e implicaciones operativas de la perdida por penetracion en edificios. La Oficina de Interoperabilidad y Compatibilidad del DHS ha publicado guias similares.

Los hallazgos consistentes en este conjunto de investigaciones son:

• La perdida dentro de los edificios es altamente variable y no se puede predecir de manera confiable a partir de modelos de cobertura al aire libre.
• Los mapas de cobertura de sistemas troncalizados basados en mediciones al aire libre exageran de manera consistente la confiabilidad dentro de los edificios.
• El simplex (modo directo / talkaround) ofrece una comunicacion de corto alcance materialmente mejor dentro de las estructuras que los modos que dependen de infraestructura.
• La variable mas grande en el desempeno del radio para una tripulacion en el interior es el tipo de construccion y la profundidad dentro del edificio, no la potencia de transmision ni la tecnologia del sistema.

Nada de esto es novedad para los bomberos que trabajan en la calle. Sin embargo, si es novedad para muchos administradores municipales y comisionados del condado que aprobaron sistemas troncalizados con base en los mapas de cobertura del proveedor. Su trabajo como jefe o tecnico de comunicaciones que redacta la PON es reconocer la fisica y escribir una politica que la maneje.

NFPA 1561 y el estandar de cuidado

NFPA 1561 (Standard on Emergency Services Incident Management System and Command Safety) es el documento que rige de manera mas directa lo que debe cumplir su plan de comunicaciones de escena de incendio. No exige el simplex de forma especifica. Si exige que el sistema de manejo de incidentes incluya un plan de comunicaciones que respalde la rendicion de cuentas, permita al comandante del incidente mantener conciencia situacional, y respalde el trafico de emergencia y la transmision de Mayday.

Leido con cuidado, los requisitos lo empujan hacia el simplex como opcion operativa predeterminada para los canales tacticos:

• El plan de comunicaciones debe respaldar una comunicacion PTT confiable entre el comandante del incidente y las tripulaciones que operan.
• Las transmisiones de Mayday deben poder ser recibidas por el comandante del incidente y por las demas tripulaciones en la escena de incendio.
• El comandante del incidente debe poder emitir ordenes de evacuacion de emergencia y confirmar que todas las tripulaciones las recibieron.

Si su canal tactico es un grupo de conversacion P25 que puede o no funcionar en el sotano, no puede cumplir esos requisitos con confianza. Si su canal tactico es una frecuencia simplex en la que estan todas las tripulaciones presentes, y el comandante del incidente esta en el puesto de mando dentro del alcance de RF de la estructura, si puede.

NFPA 1500 (seguridad ocupacional) y NFPA 1710 / 1720 (despliegue de bomberos de carrera y voluntarios) hacen referencia al mismo marco de manejo de incidentes. NFPA 1221 cubre la infraestructura de los sistemas de comunicaciones de seguridad publica. Ninguno de estos estandares exige el simplex por nombre, pero el estandar de cuidado en conjunto apunta hacia alla.

Un marco de PON simplex funcional

Aqui hay un marco que puede adaptar. Es deliberadamente corto. Entre mas larga sea su PON, menos probable es que un bombero a las 3:00 a.m. en un incendio activo la ejecute correctamente.

Arquitectura de canales

Defina tres clases de canales y usalas de manera consistente:

• Despacho / llamada. Repetido o troncalizado. Se usa para el despacho, actualizaciones de estado al centro de comunicaciones, y solicitudes de recursos. Se requiere cobertura de area amplia.
• Comando. Repetido o troncalizado. Se usa entre el comandante del incidente y el personal de comando, entre comando y despacho, y para la coordinacion interagencial en incidentes con multiples agencias.
• Tactico (escena de incendio). Simplex. Lo usan todas las tripulaciones que operan en la escena de incendio: interior, exterior, RIT, suministro de agua. Este es el canal donde vive el Mayday.

La regla predeterminada

Escriba una sola frase en la PON que todos puedan citar: "Todas las tripulaciones que operan pasan al canal tactico simplex asignado al llegar. El trafico de comando y despacho permanece en el canal de despacho asignado." Esa es la PON en pocas palabras. Todo lo demas es detalle.

Asignacion de canal por nivel de alarma o por incidente

Hay dos enfoques razonables:

• Preasignado por nivel de alarma. El primer motobomba en llegar a un incendio estructural va a TAC-1. La segunda alarma va a TAC-2 para las divisiones, y TAC-1 sigue como principal en la escena de incendio. Simple, facil de recordar.
• Asignado por el despacho al crear el incidente. El centro de comunicaciones elige un tactico disponible de un conjunto y lo anuncia en el despacho. Mas flexible, requiere disciplina del despachador.

Elija uno y manganse fieles a el. Los enfoques hibridos confunden a las tripulaciones y crean el temido ciclo de "¿en que canal estan?" durante un incendio activo.

Mayday en el canal tactico

El Mayday va en el canal tactico (simplex). Punto. No exija que el bombero caido cambie a un grupo de conversacion de emergencia separado. No lo hara. Esta boca abajo en un sotano con la alarma del SCBA sonando. El comandante del incidente y el RIT ya estan monitoreando el tactico. Ahi es donde pertenece el Mayday.

El boton naranja de emergencia en el radio es una pregunta aparte. En la mayoria de los sistemas P25 envia una alerta de emergencia a un grupo de conversacion designado. Defina la politica sobre si las tripulaciones estan entrenadas para usarlo ademas del Mayday por voz en el tactico, o si el Mayday por voz por si solo es el estandar. Elija lo que elija, entrenelo de manera consistente.

Plan de respaldo si el simplex falla

El simplex tambien puede fallar. Incidentes largos, edificios grandes, terreno que pone a las tripulaciones detras de una colina entre si. Su PON debe nombrar el respaldo:

• Mover al comandante del incidente mas cerca de la estructura para mantener el alcance de RF con las tripulaciones del interior.
• Posicionar una repetidora portatil (sistema de repetidora vehicular en el vehiculo del jefe, o una repetidora de banda cruzada desplegable) si esta disponible.
• Establecer un relevo designado: un miembro en una posicion conocida cuya funcion es transmitir el trafico entre el comandante del incidente y una tripulacion distante.
• Recurrir al grupo de conversacion tactico troncalizado si se agota el alcance del simplex, con un anuncio explicito a todas las tripulaciones.

Documente el plan de canales en el vehiculo

Cada vehiculo debe tener una referencia de canales impresa o plastificada: que posicion fisica de canal corresponde a que canal logico, en lenguaje sencillo. "TAC-1" no deberia requerir traduccion. Los oficiales deben saber sin pensarlo cual posicion de la perilla es el canal tactico simplex del primer motobomba en llegar.

Entrenamiento, orden en los grupos de conversacion y errores comunes

Redactar la PON es la parte facil. Hacer que funcione en la practica requiere entrenamiento constante. Errores comunes:

Las tripulaciones nunca cambian de canal en realidad

El error mas comun: el despacho envia una asignacion estructural. El primer motobomba en llegar confirma en el despacho y arriba. Nadie cambia de canal. El comando intenta asignar un tactico y descubre que la mitad de los vehiculos siguen en el despacho. Ahora el comando repite cada transmision en dos canales. Entrene el cambio de canal como parte de la lista de verificacion de respuesta. La primera accion del oficial al llegar, despues de anunciar la llegada a la escena: "Todas las tripulaciones, cambien a TAC-1."

El comandante del incidente se queda en el canal equivocado

Igual de comun: el comandante del incidente establece el comando y se queda en el despacho porque ahi es donde escucha llegar los recursos. Mientras tanto, las tripulaciones del interior estan en TAC-1 hablando al vacio. El canal principal del comandante del incidente durante operaciones activas en la escena de incendio es el canal tactico. El trafico de despacho se monitorea o se canaliza a traves de un ayudante de comando, no lo escucha directamente el comandante del incidente.

La ayuda mutua llega en los canales equivocados

La ayuda mutua es donde mueren las buenas PON. Es posible que los radios del departamento vecino no tengan programada su frecuencia simplex tactica, o que este programada en una posicion de canal distinta. Soluciones:

• Estandarice un conjunto regional de canales simplex de interoperabilidad NIFOG (VFIRE21-26, VTAC11-14, UTAC41-43, 8TAC91-94 en 700/800 MHz). Estos estan designados a nivel nacional. Todo radio de seguridad publica en Estados Unidos deberia tenerlos. Estan pensados explicitamente para uso en la escena del incidente sin necesidad de coordinacion previa.
• Preprograme un tactico regional comun y ensayelo con los socios de ayuda mutua.
• Lleve radios portatiles de repuesto en el vehiculo del jefe programados con los canales de las agencias vecinas como capa de redundancia.

El entrenamiento solo ocurre con tripulaciones completas en un dia despejado

Practique la transmision simplex desde el interior de las estructuras a las que realmente responde. Coloque a un bombero nuevo con un radio portatil en el sotano del asilo de ancianos local y verifique si el comandante del incidente en la puerta principal lo escucha. Si la respuesta es no, su PON debe especificar que las tripulaciones del interior en esa clase de ocupacion usen un relevo o que el comandante del incidente se reposicione. Averiguelo antes del incendio activo, no durante este.

Proliferacion de grupos de conversacion en sistemas troncalizados

Los sistemas troncalizados P25 facilitan la creacion de docenas de grupos de conversacion. Los departamentos terminan con TAC-1 hasta TAC-12, mas FIRE-OPS, mas EMS-OPS, mas ADMIN, mas media docena de grupos de ayuda mutua. Las tripulaciones no pueden recordar cual grupo de conversacion es cual. Mantenga la lista activa corta. La mayoria de los departamentos necesitan entre 4 y 6 grupos de conversacion en el radio para el uso diario. Cualquier cosa mas alla de eso es una lista de referencia, no un canal de uso diario.

Si usted es un departamento pequeno o voluntario

La mayor parte de esta guia esta escrita asumiendo que usted esta dentro de un sistema P25 del condado o regional y necesita integrar el simplex en ese entorno. Si usted es un departamento pequeno de carrera o voluntario que opera un sistema VHF heredado, el panorama es mas sencillo y en cierto sentido mejor.

El simplex VHF en un solo canal autorizado, monitoreado por todos, ha sido el modelo de comunicaciones de escena de incendio funcional durante decadas. Funciona porque todos estan en la misma frecuencia, los radios son sencillos, y no hay infraestructura que pueda fallar. Las desventajas son que se tiene menos espectro disponible y la coordinacion interagencial requiere seleccion explicita de canal.

Si su condado esta migrando a P25, lo peor que puede hacer es desechar el canal VHF simplex el mismo dia en que el nuevo sistema entra en servicio. Mantengalo como respaldo. Programelo en los nuevos radios portatiles si son de doble banda, o mantenga suficientes radios VHF en los vehiculos para cubrir a una tripulacion del interior. El nuevo sistema fallara. Sepa a que recurrir.

Para un departamento pequeno, la PON puede ser aun mas simple:

• Canal 1: Despacho (repetido, se comunica con el centro de comunicaciones).
• Canal 2: Simplex de escena de incendio. Todas las tripulaciones que operan van aqui al llegar.
• Canal 3: Simplex de ayuda mutua (canal regional o NIFOG).

Esa es la PON completa para un departamento de 25 miembros. Le servira mejor que un documento de 14 paginas copiado de una agencia metropolitana.

La conclusion para el jefe

Los sistemas P25 troncalizados son buena infraestructura. No son una solucion tactica de escena de incendio. La escena de incendio es un entorno de corto alcance y hostil para la RF, donde los radios que necesitan comunicarse entre si suelen estar a unos cientos de metros, separados por muros y pisos en lugar de kilometros de aire despejado. El simplex es para lo que se diseno ese entorno.

Los cambios de PON que puede hacer este trimestre:

1. Designar uno o mas canales simplex como el tactico predeterminado de la escena de incendio.
2. Redactar una PON de una pagina que indique que todas las tripulaciones que operan pasan al tactico al llegar.
3. Entrenar el cambio de canal en cada simulacro hasta que sea automatico.
4. Practicar el Mayday en simplex desde posiciones interiores realistas en su jurisdiccion de respuesta real.
5. Coordinar con los socios de ayuda mutua un canal simplex regional comun.
6. Documentar el plan de respaldo cuando se agote el alcance del simplex.

Nada de esto requiere una solicitud de presupuesto. Nada requiere que el condado rehaga su sistema. Requiere politica, tiempo de entrenamiento, y la disposicion de poner por escrito algo que contradiga la impresion que un mapa de cobertura del proveedor les dio a los funcionarios electos que financiaron el sistema de radio.

Para seguir leyendo

• NFPA 1561 - Standard on Emergency Services Incident Management System and Command Safety
• Programa NIST Public Safety Communications Research (PSCR)
• CISA SAFECOM - National Interoperability Field Operations Guide (NIFOG)
• U.S. Fire Administration - guia operativa e informes posteriores a la accion