Elisabetta Bonerba, Professore Associato all’Università di Bari - Dipartimento Medicina Veterinaria, intervenendo nel workshop sulla salute del mare ha evidenziato come le aree costiere del Mediterraneo altamente produttive siano sottoposte a forte pressione.
Sovrasfruttamento degli stock ittici, metodi di pesca non sostenibili, inquinamento derivante da attività antropiche, traffico marittimo, sono fattori di stress ai quali oggi si aggiunge la “triade letale del cambiamento climatico”: aumento delle temperature, acidificazione, inquinamento da nutrienti e contaminanti.
Questi fattori di stress combinati sull’ecosistema impattano sulla qualità e resilienza delle risorse alimentari e sulla vulnerabilità economica delle risorse ittiche.
L’alterazione degli ecosistemi marini determina una progressiva erosione della biodiversità e dei servizi ecosistemici e influenza la produttività biologica, l’equilibrio trofico e la capacità di adattamento ambientale.
La comprensione degli impatti ambientali richiede l’integrazione di evidenze chimiche, biologiche ed ecologiche in una visione sistemica dell’ecosistema marino.
Serve cioè un monitoraggio integrato che permetta di valutare lo stato ecologico, la contaminazione e il rischio alimentare e quindi prevenire e gestire gli impatti sull’ambiente marino e sulla salute umana.
Oggi, nuove tecnologie per il monitoraggio ambientale integrato, i Biosensori, consentono di rilevare rapidamente la sostanza ricercata dall’analisi chimica (analita), permettendo un monitoraggio continuo e in tempo reale.
Questi dispositivi -compatti, portatili e facilmente integrabili in strumenti o sistemi di monitoraggio-combinano una componente biologica per il riconoscimento biologico di enzimi, anticorpi, DNA, cellule intere, con un trasduttore che converte il dato in un segnale analitico misurabile.
Il biosensore consente analisi in situ, direttamente nel luogo di campionamento, senza necessità di ricorrere sempre al laboratorio.
I biosensori trovano impiego in diagnostica medica, monitoraggio ambientale, sicurezza degli alimenti e bioprocessing, grazie alla loro capacità di fornire dati rapidi, selettivi e affidabili.
Molto utilizzati in acquacoltura, per il monitoraggio in tempo reale dell’ambiente marino, misurano in particolare l’ ossigeno disciolto, la salinità dell’acqua, la torbidità, la clorofilla-a, le alghe blu-verdi (cianobatteri), ammonio e nitrati.
La misura dell’ossigeno disciolto serve a determinare la concentrazione di ossigeno disponibile nell’acqua per gli organismi marini.
La misura della salinità è determinata attraverso la conducibilità elettrica della soluzione, che dipende dalla quantità di sali disciolti. Maggiore è la concentrazione di ioni disciolti, maggiore è la conducibilità misurata.
La torbidità valuta la presenza di particelle sospese che riducono la limpidezza dell’acqua. La torbidità non rappresenta una misura diretta della concentrazione delle particelle, ma un indice ottico correlato alla loro presenza, dimensione, forma e distribuzione.
La clorofilla-a si misura per stimare la presenza di fitoplancton e valutare lo stato ecologico dell’acqua. Valori eccessivi possono indicare eutrofizzazione che, in seguito alla decomposizione degli organismi fotosintetici, può contribuire alla mortalità dei pesci.
Le alghe blu-verdi (cianobatteri) non possono essere identificate con precisione tramite la sola misura della clorofilla, perché possiedono pigmenti specifici. Utile per individuare fenomeni di fioritura algale, la misura utilizza un sensore fluorimetrico dedicato, che emette luce e correla l’intensità della luce di ritorno alla quantità di alghe blu-verdi presenti.
Ammonio e Nitrati si misurano per determinare la concentrazione di ioni ammonio e nitrato, utili per valutare l’inquinamento da nutrienti e l’equilibrio del ciclo dell’azoto.
Si valuta così la qualità dell’acqua per prevenire condizioni critiche che possono compromettere la salute degli organismi acquatici.
Nel monitoraggio avanzato dell’acquacoltura, più sensori possono essere integrati in un’unica rete per eseguire analisi simultanee su parametri ambientali e fisiologici.
I sensori per la qualità dell’acqua raccolgono dunque dati su parametri fondamentali dell’ambiente acquatico, e questi dati, se integrati con sistemi digitali, possono essere elaborati dall’AI per supportare decisioni rapide, predittive e automatizzate.
Dalla sensoristica si è passati all’intelligenza artificiale (AI)
L’AI integra questi dati per riconoscere pattern complessi, prevedere condizioni critiche e automatizzare decisioni operative. Si va così verso sistemi intelligenti di gestione - smart aquaculture- che rendono l’acquacoltura più precisa, sostenibile ed efficiente!
ADRISMART (ADRIatic network for Smart MARiculTure) è il progetto Interreg che si occupa della valutazione del benessere animale nei sistemi di maricoltura smart.
Il benessere animale è inteso come stato generale di salute fisica e funzionale del pesce raggiunto attraverso una nutrizione adeguata, una crescita regolare, l’assenza di stress cronico e la risposta adattativa agli stimoli ambientali.
Il benessere dei pesci diventa un indicatore integrato di salute animale, qualità ambientale e sostenibilità produttiva, che permette di identificare precocemente stress, alterazioni funzionali e compromissione dello stato sanitario e praticare una gestione adattativa dell’allevamento.
Raccolti i dati sulle migliori pratiche nella maricoltura, studiate le caratteristiche ambientali dei siti pilota,stabilito l’elenco dei parametri ambientali da monitorare, è stata valutata la localizzazione di due siti pilota, in Italia e Albania, che sono stati dotati entrambi della stessa tecnologia necessaria per la raccolta dei dati.
Con ADRISMART i dati raccolti - con il monitoraggio continuo tramite sensori e il monitoraggio periodico dei campioni ematologici dei pesci, all’interno e all’esterno delle gabbie- vengono standardizzati e correlati dal database e utilizzati per “addestrare” un algoritmo di intelligenza artificiale basato su cloud.
Il progetto prevede il trasferimento delle conoscenze e la realizzazione di corsi per formare operatori specialistici e dare valore alla filiera.
Monitorare contaminanti e segnali biologici significa leggere in tempo reale la salute del mare e prevenire rischi lungo la catena alimentare.
