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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: CETACEI
parole chiave: progetti, metodo, inquinamento acustico
Il progetto “SIRENA”
A seguito di questo protocollo le attività tecnico scientifiche non si fecero attendere. Furono effettuate indagini in mare per fornire informazioni di base sulla presenza, la distribuzione e il comportamento acustico dei mammiferi marini nel Mar Ligure (Santuario dei Cetacei).
Le indagini acustiche e visive combinate furono effettuate principalmente durante la serie di crociere annuali “SIRENA” organizzate da NURC nell’ambito del Progetto SOLMAR. Il monitoraggio acustico con cortine idrofoniche trainate (e all’uopo costruite dai tecnici del NURC), fu eseguito 24 ore al giorno per studiare i modelli acustici e per fornire supporto al progetto del Wood’s Hole Oceanographic Institution (WHOI-Falmouth, Boston) di incollare una etichetta elettronica ai capodogli per seguirne le abitudini.
Il sistema fu migliorato con funzionalità di tracciamento Geographic Information System (GIS) per fornire mappe in tempo reale dei contatti acustici. I database (incagliamenti, avvistamenti, contatti acustici, letteratura) sviluppati all’interno di SOLMAR furono continuamente aggiornati e, allo scopo di diffondere ed armonizzare le procedure e mettere a disposizione dei colleghi del settore i preziosi dati raccolti, si pensò di farli confluire nel 4° Workshop internazionale sulla rilevazione, classificazione e localizzazione dei mammiferi marini mediante l’uso dell’acustica passiva e del 1° Workshop internazionale sulla stima della densità dei mammiferi marini mediante l’acustica passiva, tenutosi all’Università di Pavia, dal CIBRA, il Centro Interdisciplinare per la Bioacustica e la Ricerca Ambientale nel settembre 2009.
Furono rese disponibili online tre serie di registrazioni subacquee per incoraggiare i ricercatori a lavorare su serie di dati comuni, a concentrarsi sugli stessi problemi, a trovare soluzioni originali e a presentarle e confrontarle durante il workshop. In quell’occasione anche i ricercatori che lavoravano sui set di dati proprietari presentarono i loro risultati. Il workshop fu il primo di una nuova serie di incontri scientifici per riunire ricercatori che lavoravano alla stima della densità assoluta o dell’abbondanza delle popolazioni di mammiferi marini utilizzando l’acustica passiva.
Il Progetto NEMO ONDE
Ma le occasioni per un approccio duale scientifico e militare non erano ancora finite. Nel quadro del progetto Nemo, l’Istituto Nazionale Energia Nucleare (INFN) nei Laboratori del Sud aveva iniziato la progettazione della stazione NEMO (NEutrino Mediterranean Observatory) dell’INFN, rivolto allo studio e alla rivelazione sottomarina di neutrini di altissima energia, per il rilevamento di micro particelle provenienti da altre galassie. Essendo queste particelle cariche di elevata energia al contatto con la materia emettono dei fotoni che però possono essere confusi con la normale fotoluminescenza per cui occorre posizionare il laboratorio nelle cavità abissali marine.
Da Chiarusi, Tommaso & Spurio, M. (2009). High-Energy Astrophysics with Neutrino Telescopes. European Physical Journal C. 65. 10.1140/epjc/s10052-009-1230-9.
Un primo esperimento fu effettuato nella stazione pilota sottomarina di rilevamento dei neutrini al largo di Catania a 2.500 metri di profondità. Il NURC, per la sua esperienza nel campo degli ancoraggi sottomarini, fu chiamato come consulente per coadiuvare il team nella progettazione e realizzazione delle prime stazioni di fotomoltiplicatori che avrebbero dovuto occupare, a fine progetto, un Km3 di sensori. Il software “Gonogo” dimostrò di essere molto efficace nel migliorare i componenti dell’ingegneria oceanica e l’affidabilità del sistema. (L. Gualdesi, Elsevier 2006). Infatti, l’Ing. Riccobene, responsabile di molti aspetti della realizzazione del progetto, si avvalse delle camere iperbariche del NURC per collaudare importanti componenti della stazione, simulando la pressione operativa prima del loro dispiegamento in mare. Forse stimolato dalla presenza di una biforcazione della stazione (NEMO_SNI) dedicata agli esperimenti di geofisica dell’INGV (Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia) e dalle rilevazioni sui cetacei del NURC con il Prof. Pavan, l’INFN diede il via a un progetto di rilevazione acustica.
Fu necessario far sviluppare idrofoni capaci di captare le bassissime frequenze e, dopo una accurata selezione, all’interno del Progetto NEMO fu realizzata una stazione acustica sperimentale a grande profondità chiamata OvDE (Ocean Noise Detection Experiment), per misurare il rumore acustico sottomarino. Tale stazione fu installata nel 2005 a 2.000 m di profondità 21 km al largo di Catania (Pavan et al., 2006; Pavan et al., 2007). Essa fu connessa al laboratorio di terra (INFN – LNS) tramite cavi elettro-ottici per poter effettuare un monitoraggio real-time e restò operativa dalla fine di gennaio del 2005 a novembre 2006 raccogliendo per 314 giorni un totale di 7.359 files, che furono ascoltati, classificati e analizzati. L’esperimento scoprì un’inaspettata presenza di animali (il 58% dei giorni aveva registrato la presenza di almeno un individuo, Zardin et al., 2011).
L’esperimento dei due scienziati, Giorgio Riccobene e Gianni Pavan, rappresenta ancora oggi un eccezionale esempio di sinergia multidisciplinare; i risultati delle analisi dei dati portarono l’INFN a concludere che il temuto rumore di fondo era presente anche a 2500 metri ed andava filtrato con opportuni modelli; per Gianni Pavan il poter contare i “click” generati dall’attività dei capodogli a quelle profondità rappresentava la possibilità di affermare che le normali rilevazioni in superficie davano una densità di popolazione completamente sottostimata. L’analisi degli IPI (Inter Pulse Interval) risultava infatti particolarmente promettente per delineare il comportamento della popolazione e effettuare comparazioni qualora si fosse potuto ripetere in futuro un monitoraggio a lungo termine.
Dalle registrazioni si osservò un rumore di fondo basso e uniforme, causato principalmente dal movimento naturale dell’acqua e dal traffico delle navi, oltre ad occasionali raffiche di suoni identificabili (l’elica di una grande nave e impulsi sonar). Ma il grande successo tecnologico fu rappresentato dal distinguere brevi sequenze ripetute regolarmente di “click“, i suoni distintivi prodotti dai capodogli che comprimono l’aria attraverso il loro sistema respiratorio. È il loro sistema sonar per stimare la profondità e per localizzare la preda.
Si sapeva già che questi suoni possono viaggiare fino a 20 chilometri nell’acqua, ma non ci si aspettava una messe di dati tanto ricca da poter arrivare a correlare i valori misurati, con la taglia ed il sesso dell’animale. Le tecniche di elaborazione di segnale degli specialisti del NURC permisero all’ epoca a determinare persino la posizione dell’animale e la sua traiettoria; sicuramente il venire a conoscere quanto profondamente si avventurino queste specie e possedere tecniche predittive basate su modelli acustici, che correlano il click diretto e quello riflesso sulla superficie del mare, costituiscono un preziosissimo strumento di prevenzione per l’annoso e ancora non risolto problema delle collisioni con il traffico marittimo.
Ma le scoperte effettuate tramite questa installazione sottomarina non sono finite. Gli oceanografi, analizzando i dati dei loro sensori associati alla piattaforma NEMO hanno mostrato per la prima volta che esistono dei vortici abissali alle profondità di 2500 metri. I vortici sono catene “quasi inerziali” che ruotano in senso ciclonico ed anticiclonico in modo pulsante. La presenza di tali vortici aggiunge ulteriore complessità alla discussione sulla struttura e l’evoluzione delle masse d’acqua nel Mediterraneo Orientale e, anche se di origine ignota, dimostrano la fecondazione incrociata tra le discipline (Abyssal undular vortices in the Eastern Mediterranean basin, Rubino, A., Falcini, F., Zanchettin, D. et al. Nat Commun 3, 834 (2012). https://doi.org/10.1038/ncomms1836).
estratto da Fig 1. dello studio Abyssal undular vortices in the Eastern Mediterranean basin, Rubino, A., Falcini, F., Zanchettin, D. et al. (a) Mappa del bacino ionico negli approcci al sito KM4, indicando la posizione delle stazioni di conducibilità – temperatura – densità (CTD) di EMTEC Cruise (aprile 1999), Sinapsi 4 Cruise (aprile 2002), Poseidon Cruise 298 ( Maggio 2003) e M71/3 Cruise (gennaio 2007). (b) Diagramma delle stazioni CTD nella regione KM4 tra il 1999 e il 2007 (T vs S)
Dopo tre anni, un’ulteriore sinergia multidisciplinare, ottenuta dall’analisi di esperti di idrati e tecnologie associate, portò alla formulazione dell’ipotesi di una origine geofisica dei vortici che potrebbero essere indotti dalla dissociazione di idrati di gas naturale. Tale dissociazione sarebbe originata dal progressivo riscaldamento del Mediterraneo (A. Barnard, M. D. Max, L. Gualdesi – Submarine vortices derived from natural gas hydrate conversion: a mechanism for ocean mixing, Copyright HEI, 2015). Una correlazione tra queste risalite vorticali e la ricerca di cibo dei cetacei è per ora ancora nel regno della fantascienza.
E si giunge quindi alla Direttiva Europea
La Direttiva 2008/56/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 17 giugno 2008 istituisce un quadro per l’azione comunitaria nel campo della politica per l’ambiente marino (direttiva quadro sulla strategia per l’ambiente marino) [3].
È evidente che le pressioni sulle risorse marine naturali e la domanda di servizi eco-sistemici marini sono spesso troppo elevate per cui la Comunità Europea ha l’esigenza di ridurre il suo impatto sulle acque marine indipendentemente da dove si manifestino i loro effetti. L’ambiente marino costituisce un patrimonio prezioso che deve essere protetto, salvaguardato e, ove possibile, ripristinato al fine ultimo di mantenere la biodiversità e preservare la diversità e la vitalità di mari ed oceani che siano puliti, sani e produttivi. A tale proposito la direttiva dovrebbe, fra l’altro, promuovere l’integrazione delle esigenze ambientali in tutti gli ambiti politici pertinenti e costituire il pilastro ambientale della futura politica marittima dell’Unione europea.
In conformità della Decisione n. 1600/2002/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 22 luglio 2002, che istituisce il sesto programma comunitario di azione in materia di ambiente (4), è stata sviluppata una strategia tematica per la protezione e la conservazione dell’ambiente marino volta a promuovere l’uso sostenibile dei mari e la conservazione degli ecosistemi marini. È opportuno orientare lo sviluppo e l’attuazione della strategia tematica verso la preservazione degli ecosistemi marini. Tale approccio dovrebbe includere le aree protette e riguardare tutte le attività umane che hanno un impatto sull’ambiente marino.
L’istituzione di zone marine protette, comprendenti zone già designate o da designare nella Direttiva 92/43/CEE del Consiglio, del 21 maggio 1992, relativa alla conservazione degli habitat naturali e semi-naturali e della flora e della fauna selvatiche (5) (di seguito «direttiva Habitat»)… e negli accordi internazionali o regionali di cui la Comunità europea o gli Stati membri interessati.”
Che cosa fa l’Italia
L’ Italia si è dotata di un esauriente documento, basato sui più recenti studi circa le varie sorgenti di rumore antropico esistenti in mare, già̀ dal 2011. Si rimandano gli esperti a tale documento [2] per un approfondimento delle tematiche dal punto di vista teorico e rigorosamente scientifico. Sono presenti infatti nei due cospicui volumi tutti i maggiori tipi di emissione sonora in acqua di origine antropica, gli effetti sulle specie e criteri di mitigazione.
Per quanto riguarda i provvedimenti circa il rumore irradiato dalle navi, la competenza è dell’IMO (International Maritime Organization) che ha emesso le “Guidelines for the reduction of underwater noise from commercial shipping to address adverse impacts on Marine Life, MEPC. 1/Circ. 833 del 7 aprile 2014”, che contengono raccomandazioni circa la progettazione di eliche, scafi e apparati motori più silenziosi, ma senza fornire suggerimenti tecnici di dettaglio e limiti sonori imposti caso per caso. Anche a questo proposito la NATO potrebbe suggerire come si è potuta realizzare la nave più silenziosa del mondo: la Nave da ricerca NRV Alliance, oggi incorporata nel naviglio da ricerca della Marina Militare. Ma la storia di questa nave meriterebbe un articolo a parte.
Lavinio Gualdesi
pubblicato in origine su Omeganews
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Note
[1] Omeganews è un periodico plurisettimanale informatico registrato presso il tribunale di Roma, di proprietà dell’Associazione culturale OMeGA (Osservatorio Mediterraneo di Geopolitica e Antropologia). con l’obiettivo di condividere conoscenze ed esperienze da mettere al servizio di un approfondito ed efficace studio della Regione Mediterranea. Quest’ultimo effettuato tramite il monitoraggio dei processi evolutivi, dell’analisi delle tendenze e della formulazione di conclusioni e valutazioni sulle quali confrontarsi, puntando sui temi della rinascita dei popoli, con il primario scopo di favorire l’emancipazione politica sociale ed economica dei popoli del bacino mediterraneo e la coesione degli stessi in una visione unitaria che possa generare un processo di pacificazione estesa al suo interno. Lo strumento principale per il perseguimento della sua missione è l’attività divulgativa, che trova attuazione nelle pubblicazioni sul giornale, nello svolgimento di convegni sulle criticità mediterranee, nella recensione e pubblicazione di libri, nei viaggi di incontro e scambio in paesi rivieraschi mediterranei, nell’organizzazione di eventi culturali che incentivino la curiosità verso il Mediterraneo, la sua storia, le sue tradizioni, le sue potenzialità.
[2] Junio Fabrizio Borsani, Cristina Farchi – Linee guida per lo studio e la regolamentazione del rumore di origine antropica introdotto in mare e nelle acque interne (ISPRA,2011)
[3] Le acque marine soggette alla sovranità e alla giurisdizione degli Stati membri dell’Unione Europea includono le acque del Mar Mediterraneo, del Mar Baltico, del Mar Nero e dell’Oceano Atlantico nordorientale, comprese le acque intorno alle Azzorre, a Madera e alle Isole Canarie.
[4] EUR-Lex – l28027 – EN – EUR-Lex (europa.eu)
[5] EUR-Lex – 31992L0043 – EN – EUR-Lex (europa.eu)
[6] Guidelines for the reduction of underwater noise from commercial shipping to address adverse impacts on marine life Ref (imo.org)
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Formatosi all’Accademia Navale di Livorno come Ufficiale dei Corpi Tecnici della Marina Militare ha conseguito la Laurea in Ingegneria Navale e Meccanica (UniTrieste) ed è oggi titolare dello Studio di Consulenze di Ingegneria Sottomarina LAVIMAR e socio di varie start up. Si è congedato con il grado di Capitano di Fregata e l’abilitazione del Ministero Difesa alla progettazione di Unità Militari. Come Direttore Tecnico dei Cantieri Intermarine di Sarzana ha contribuito al progetto ed alla costruzione dei Cacciamine in vetroresina per le Marine Italiana, Malese e Tedesca. Come Capo del Reparto di Ingegneria Oceanografica del Centro di Ricerche della Nato della Spezia, noto come SACLANTCEN (oggi CMRE), ha lavorato nel campo della ingegneria per la ricerca sperimentale in mare per 26 anni realizzando molti prodotti innovativi per la ricerca sottomarina, organizzando e partecipando altresì a numerose Campagne Oceanografiche nell’ Artico. Dopo un incarico all’Istituto Mediterraneo Studi Avanzati (IMEDEA) e Insegnante Incaricato all’Università di Las Palmas de Gran Canaria è stato consulente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare per la progettazione e la realizzazione del telescopio subacqueo per la detezione del neutrino. Insegnante nei Master di Ingegneria Oceanografica all’Università di Pisa e Genova e Ingegnere Capo della Marine Desalination System (MDS) a St. Petersburg, Florida, durante la costruzione di un prototipo di dissalatore mediante impiego di idrati di CO2 con il Dr.M.Max. Il Dott. Gualdesi è autore di numerose pubblicazioni ed è Membro della Marine Technology Society (MTS) degli Stati Uniti.
