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Telerilevamento subacqueo o remote sensing: indagine marina più sicura, veloce, economica

04 novembre 2020

By Dr. Francis Wiese and Donato Lucadamo

Sensori del suono avanzati consentono agli scienziati di lavorare in più luoghi contemporaneamente

Traduzione e adattamento di Donato Lucadamo

Il telerilevamento subacqueo o remote sensing è affascinante. Questa tecnologia ci consente di osservare e misurare elementi chiave degli ecosistemi sottomarini utilizzando una varietà di sensori e piattaforme sottomarine. In precedenza, dovevamo avventurarci in mare durante tutti i periodi dell’anno in cui volevamo monitorare questi ecosistemi. Oggi, sebbene ci serviamo ancora delle navi per posizionare la maggior parte dei sensori e per molti altri motivi, la moderna tecnologia di telerilevamento subacquea spesso fornisce opzioni migliori, più sicure e meno costose per portare a termine il lavoro.

Sebbene sia un grande vantaggio avere a nostra disposizione questi nuovi strumenti di telerilevamento subacqueo, la sfida ora è utilizzare il giusto componente tecnologico. Una volta interpretate correttamente le richieste e gli obiettivi del cliente, spetta allo scienziato con conoscenza della dinamica e della variabilità del sistema, trovare delle risposte; solo così è possibile selezionare lo strumento di telerilevamento appropriato.

Uno strumento di misurazione del telerilevamento subacqueo ben consolidato e affidabile è costituito dagli ormeggi oceanografici. (Foto: Bob Pickart.)

Chi può trarre vantaggio dal telerilevamento subacqueo?

Che tipo di progetti potrebbero richiedere o beneficiare di questa tecnologia? Se il vostro progetto, nuovo o in corso, ha un potenziale impatto sull’ambiente marino, probabilmente trarrete vantaggio dalle informazioni che il telerilevamento subacqueo può offrire.

Forse state configurando un nuovo porto, un terminal energetico o un impianto di desalinizzazione. Oppure state espandendo un piccolo porto o state installando una conduttura, un cavo di trasmissione o un cavo in fibra ottica sul fondale marino.

Tutte queste attività possono avere un impatto sull’ambiente marino in modi diversi: dal plancton ai pesci, agli uccelli e ai mammiferi marini, alla qualità dell’acqua e dei sedimenti. Nella maggior parte dei casi, sono necessari dati di base per parametri chiave come sedimenti, qualità dell’acqua, habitat, pesci e mammiferi marini.

Probabilmente utilizzerete questi dati per una valutazione di impatto ambientale. Quindi, durante la costruzione e dopo aver completato o aggiornato il vostro progetto, è necessario monitorare eventuali impatti della propria attività. Questo tipo di monitoraggio spesso si estende lungo l’intero ciclo di vita di un progetto, pertanto può essere costoso e coinvolgere una logistica complicata.

L’uso dei sensori remoti subacquei sulla fauna selvatica aiuta gli scienziati a comprendere meglio i percorsi migratori e l’uso dell’habitat. (Foto: Rowenna Gryba)

L’approccio tradizionale

Prima del telerilevamento subacqueo, si raccoglievano questi dati manualmente, spesso a bordo di una barca o di una nave. Per quanto mi piaccia stare in mare, il sole sul viso, il vento tra i capelli, l’odore della brezza salmastra, questo approccio tradizionale ha anche dei lati negativi. Rispetto al telerilevamento subacqueo, stare in mare per lunghi periodi è dispendioso in termini di tempo e denaro. È anche più limitativo in termini di spazio perché si può essere in un solo posto per volta.

Alcune delle tecniche di misurazione più tradizionali prevedono l’invio di diversi tipi di apparecchiature, come campionatori d’acqua e sensori di temperatura e salinità agganciati a cavi, nelle profondità oceaniche o marine. Il monitoraggio tradizionale prevede anche l’utilizzo di reti per campionare plancton e pesci o utilizzare l’acustica subacquea, magari montata sullo scafo della nave. Alla base di questo tipo di campionamento servono una grande esperienza e coerenza ed è in questo modo che l’uomo ha  risolto molti misteri oceanici. Ma questi approcci sono intrinsecamente limitati ai luoghi che una nave può raggiungere in modo sicuro e pratico. Ciò significa che molto dello spazio oceanico, in molti periodi dell’anno, non ci è stato accessibile in passato.

È importante anche notare che il telerilevamento subacqueo offre un’opzione più sicura, per evitare di affrontare i rischi che derivano dall’essere in mare per lunghi periodi.

Vari sensori (fisici, biologici, chimici) possono essere posizionati sugli alianti. Attraverso la telemetria satellitare forniscono dati da qualsiasi specchio d’acqua nel mondo a qualsiasi posizione remota. (Foto: Donglai Gong)

L’approccio del telerilevamento subacqueo

Esistono molti tipi di sensori remoti o remote sensing che ci aiutano a misurare diversi tipi di informazioni. Alcuni sensori ci trasmettono informazioni in tempo reale, via satellite, altri semplicemente registrano le informazioni e devono essere recuperati per scaricare i dati. Alcuni, come gli ormeggi, sono ancorati, fornendo informazioni dettagliate da una posizione per lunghi periodi di tempo. Altri, come drifter, droni a vela o veicoli autonomi subacquei, sono mobili e si utilizzano per la misurazione delle stesse informazioni in luoghi diversi. Alcuni sensori robotici assomigliano a piccoli sottomarini telecomandati. Altri vengono posizionati direttamente sugli animali, come uccelli marini, foche e balene, così che siano loro stessi a campionare poi l’oceano per noi mentre svolgono le loro normali attività. Alcuni di questi sensori, come gli alianti sottomarini che sembrano siluri e nuotano nell’oceano raccogliendo dati, possono essere controllati dalla nostra scrivania, indipendentemente da dove si trovino nel mondo.

Queste diverse piattaforme di rilevamento possono essere dotate di sensori simili tra loro e utilizzate per misurare correnti, temperatura, profondità, chimica dell’oceano, plancton, pesci e persino mammiferi marini. Alcuni sono persino dotati di video che forniscono rari scorci nel mondo sottomarino. La maggior parte di questa tecnologia remota non raccoglie campioni ma, piuttosto, misura le caratteristiche dell’oceano e dei mari.

Uno degli strumenti più comuni impiegati è l’acustica. Usiamo l’acustica sia nel senso classico di ascolto degli animali, come balene e foche, che, emettendo suoni, ci aiutano a identificare le specie, sia per determinare anche quali e quanti organismi, come il plancton e i pesci, sono alla portata dei sensori.

Posso sedermi nel mio ufficio e controllare i sensori in tutto il mondo.

Definite i vostri obiettivi per determinare i giusti strumenti

Dal momento che sono disponibili così tante opzioni di telerilevamento subacqueo, sia in termini di piattaforme che di sensori, è fondamentale definire i propri obiettivi e avere un’adeguata progettazione dello studio prima di implementare questa tecnologia. Articolate chiaramente la vostra richiesta, perché altrimenti potreste utilizzare lo strumento sbagliato per raccogliere i vostri dati, come se, ad esempio, utilizzassimo un martello per rimuovere una vite.

Solo perché siamo in grado di portare un robot a 6 km sott’acqua per raccogliere dati non significa che il robot acquisirà i dati di cui abbiamo bisogno. Senza dubbio misureremo qualcosa, ma ciò risponderà davvero alla nostra esigenza? Il rischio è che si sprechi tempo e denaro, peggio, che si debbano affrontare problemi legali in futuro perché non abbiamo stabilito con precisione le condizioni di base.

Il vecchio incontra il nuovo

Sono entusiasta di avere la possibilità di utilizzare questi affascinanti strumenti di rilevamento subacqueo a distanza. La tecnologia ha reso la raccolta dei dati marini più sicura, più rapida, più conveniente e ci consente di misurare cose che prima non sarebbe stato possibile misurare, in luoghi e in tempi che non avremmo potuto raggiungere. Ma anche la tecnologia più avanzata ha ancora bisogno della buona vecchia scienza per svolgere il lavoro correttamente. Non è possibile avere l’una senza l’altra. Definite i vostri obiettivi e chiarite le vostre domande prima di andare alla ricerca dei migliori strumenti per il vostro progetto.

È importante lavorare con un team in grado di impostare correttamente uno studio, trovare i dati giusti, stabilire delle linee guida e sapere come monitorare in modo efficace il progetto. Contattateci se desiderate saperne di più su questo approccio intrigante per la raccolta di dati in ambiente marino.

Questo articolo, tradotto dall’inglese, è stato pubblicato originariamente sul blog internazionale di Stantec. 

  • Dr. Francis Wiese
  • Donato Lucadamo

    Donato Lucadamo, geologo con oltre 20 anni di esperienza, si occupa di caratterizzazione ambientale di terreni e acque, modellizzazione di flusso e trasporto degli inquinanti negli acquiferi e svolge consulenza tecnica in materia di rifiuti.

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