La gestione del Pianeta Mare

Il mare è stato da sempre considerato come una inesauribile discarica nella quale sono stati riversati ogni genere di rifiuti.

1 - Necessità di gestire il mare

Il mare è stato da sempre considerato come una inesauribile discarica nella quale sono stati riversati ogni genere di rifiuti. Anche se le sue capacità autorigenerative sono molto ampie, in esso ormai si riscontra una diffusa contaminazione. Pur non denunciando un generale inquinamento, si rileva comunque che molte zone costiere subiscono una seria minaccia perché le loro acque sono generalmente poco profonde e meno mosse di quelle al largo, e quindi meno capaci di assimilare le sostanze inquinanti. Gran parte dell'inquinamento marino infatti ha origine dagli scarichi provenienti dalla terraferma perché più di metà della popolazione mondiale vive entro una fascia costiera larga 60 km..

L'elevata densità di popolazione in queste aree, l'elevata concentrazione urbana e lo sviluppo di attività conseguenti, costituiscono un notevole carico inquinante. Le emissioni industriali, urbane ed agricole arrivano al mare attraverso gli scarichi nei fiumi di acque di spurgo, fognature e pesticidi. A volte gli scarichi fluiscono in mare direttamente attraverso oleodotti spesso senza subire alcun trattamento, e, non essendo diluiti prima di raggiungere il mare, producono impatti ambientali notevoli soprattutto per la presenza di metalli pesanti e materiali organici sintetici. In alcuni casi il veicolo principale dell'inquinamento è l'atmosfera. I sedimenti e le ricadute di polveri atmosferiche possono stratificarsi in fondo al mare e costituire un grave danno agli ecosistemi locali. Nel caso di mari con modesti flussi di ricambio, come il Mediterraneo, la concentrazione di sostanze nutrienti o di inquinanti chimici può dar luogo a situazioni preoccupanti. I carichi nutrienti, costituiti da fosforo e azoto, favoriscono la crescita delle microalghe che, nelle zone eccessivamente eutrofizzate, si sviluppano in maniera abnorme. Queste masse di alghe (mucillagini) riducono il livello di ossigeno nel mare peggiorando le condizioni di vita dell'ecosistema.

E poiché le acque costiere rappresentano gli unici ambienti marini significativi in termini di produttività biologica, la contaminazione di queste zone è causa di preoccupazione economica per le attività di maricoltura e acquacoltura che in esse insistono. Si importano allora specie estere più resistenti e più prolifiche. Così la vongola verace viene soppiantata da quella che proviene dalle Filippine perché regge meglio la distrofia dell'Adriatico e l'ostrica tipica del Mediterraneo è sfrattata da quella giapponese che è capace di resistere anche in condizioni anossiche. Le nuove specie ittiche introdotte entrano inoltre in competizione con le specie autoctone e provocano una ulteriore diminuzione della biodiversità. Ma un elevato tasso di inquinamento oltre a ridurre la presenza e la diversità biologica di flora e fauna locale, può avere effetti negativi sulla balneazione, deturpare l'estetica del mare e delle coste, ridurre l'attrattività turistica. Tuttavia l'elevato valore artistico e paesaggistico delle aree mediterranee ha comunque un forte richiamo turistico.

Le proiezioni per i prossimi anni indicano che la presenza turistica totale potrà raggiungere centinaia di milioni e che per il 2025 la popolazione sulle sponde del Mediterraneo si sarà raddoppiata. La pressione urbana e quella turistica rappresenteranno quindi la principale minaccia per gli ambienti naturali e marini. Ma mentre è sicura la evoluzione demografica e industriale delle coste mediterranee, perché aree che sostengono interessi umani vitali, il degrado ambientale non è ineluttabile e può essere fermato o diminuito attraverso una efficace pianificazione e gestione dello sviluppo. Una minaccia potenziale di inquinamento per l'ambiente costiero è infine rappresentata dagli accidenti ecologici. Durante i trasporti marittimi possono verificarsi incidenti gravi se gli scarichi sono sostanze chimiche pericolose o se il mezzo di trasporto affonda. Il Mediterraneo è il mare più a rischio nel mondo per le maree nere: raccoglie un quarto del traffico marittimo di petrolio globale e nelle sue acque si è verificato, negli ultimi 25 anni, quasi il 7% degli incidenti petroliferi mondiali. L'11 aprile del 1991 la petroliera HAVEN affondò nel mar Ligure, tre miglia al largo di Arenzano, con 147 mila tonnellate di grezzo a bordo.

Oggi, dai rilevamenti effettuati, risulta che la massa di petrolio è andata scivolando verso il fondo sottomarino frammentandosi e toccando più punti del fondale. La contaminazione cammina in profondità e il "pescato" si è ridotto della metà rispetto agli anni precedenti. Gli accidenti ecologici sono poi caratterizzati dal fatto di non avere confini, così come l'inquinamento di origine industriale che, anche se apparentemente può riguardare solo un paese o una zona, investe nella realtà tutto il bacino; basti pensare a quei rifiuti che navigano sulle acque, assolutamente non degradabili, per migliaia di miglia. La necessità di gestire il mare coinvolge perciò tutte quelle regioni che hanno problemi e situazioni simili e nasce dalla sovrapposizione di interessi economici ed ecologici le cui caratteristiche antitetiche danno luogo a situazioni conflittuali e ad interazioni critiche. La gestione degli scarichi tellurici, delle risorse biologiche delle acque marine costiere, del traffico marittimo, delle emergenze, fino alla gestione e pianificazione della capacità di carico umano delle zone costiere, sono compiti che devono essere perseguiti sulla base di programmi integrati. Alcune Regioni del Mediterraneo hanno avviato iniziative di salvaguardia e gestione dell'ambiente marino che è però necessario estendere e rafforzare. Il terreno di incontro è la indispensabile solidarietà nella coscienza che solo cooperando si possono elaborare criteri, programmi e tecnologie comuni per una gestione integrata del mare.

2 - La strategia dello sviluppo sostenibile

Occorre allora definire e adottare una strategia di gestione. Il processo di trasformazione della politica ambientalista in corso in molti paesi, ha preso le mosse da un nuovo concetto di Ambiente che sta alla base della moderna filosofia ambientale. Il nuovo concetto di Ambiente viene esteso ad includere anche l'Uomo perché "l'Uomo appartiene alla Natura" (Man belongs to Nature) e conseguentemente quelle attività dell'uomo che danneggiano la natura danneggiano se stesso. Occorre quindi prevedere le conseguenze delle azioni di oggi sul mondo di domani e aumentare le capacità dell'Uomo a gestire e sfruttare le risorse naturali senza causare un degrado irreversibile. Qualsiasi attività umana deve quindi essere equilibrata fra lo sfruttamento economico e l'impatto ecologico che essa produce, bilanciando la valorizzazione economica con investimenti tesi alla salvaguardia dei fattori ecologici. E' questo il concetto dello Sviluppo sostenibile che nasce dal riconoscere che il limite dello sviluppo economico è costituito dallo stato ecologico e che solo dall'equilibrio di queste due componenti può determinarsi una situazione sostenibile cioè destinata a durare nel tempo. La gestione del mare deve quindi armonizzare l'integrità dell'ecosistema con l'efficienza dei processi economici assicurando un futuro ambientale e socio-economico.

3 - I sensori e le tecnologie

La quantità e complessità dei dati da raccogliere e dei parametri da misurare per la gestione dell'ambiente marino, richiedono sensori e tecnologie avanzate. I processi in gioco possono essere stazionari o variabili nel tempo, lenti o veloci. Se un processo è stazionario e basato su conoscenze acquisite, per gestirlo è sufficiente un sistema di banche dati; se al contrario è variabile nel tempo, occorre predisporre sistemi più complessi di rilevazione e analisi in tempo reale. Tutto ciò è importante per poter stabilire quali tipi di sensori impiegare. La differente tipologia delle aree di osservazione poi, dall'area costiera a quella off-shore, da zone limitate a superfici estese, comporta una differente densità spaziale e temporale dei dati di rilevazione. Ciò può richiedere l'impiego di sensori che possono essere puntiformi, cioè in grado di fornire informazioni puntuali, oppure distribuiti, remoti e automatici, cioè in grado di acquisire informazioni a distanza per trasmetterle automaticamente, tramite computer locale, a un centro di sorveglianza remoto. Oggi quindi accanto ai sensori tradizionali, costituiti da stazioni fisse oppure battelli di raccolta dei campioni da analizzare, si fa uso di sensori innovativi in grado di effettuare misure precise e in tempo reale su ambienti locali od estesi, e che fanno uso di gamme di frequenza elettromagnetiche, radiometriche e dell'infra-rosso. I sensori IR, che si basano sulla registrazione di radiazioni elettromagnetiche, di frequenza dall'infrarosso al visibile su una o più bande di lunghezza d'onda (sensori multispettrali), vengono impiegati per la sorveglianza di Area, per la detezione di inquinanti e caratteristiche superficiali (ad esempio clorofilla), per la mappatura termica e la Pianificazione Costiera.

I sensori RADAR, sensori a microonde che usano onde radio per rilevare presenza di oggetti, vengono impiegati per il controllo della navigazione, la sorveglianza e la mappatura di superficie, le rilevazioni di moto ondoso e di correnti, la detezione di inquinanti superficiali. I sensori LIDAR, sensori attivi che emettono e ricevono onde elettromagnetiche nel visibile (LASER) e nell'infrarosso, vengono impiegati per la batimetria dei fondali e la detezione di clorofilla. I sensori SONAR, sensori subacquei che registrano onde acustiche, vengono impiegati per la navigazione, la detezione della fauna marina, la mappatura dei fondali, la ricostruzione di immagini di oggetti sommersi. Tra le tecnologie di osservazione remota acquista un particolare significato il telerilevamento da aereo e quello da satellite. Il pattugliamento aereo che effettua il telerilevamento tramite sensori aerotrasportati, presenta costi alti ma ha il vantaggio di poter essere inviato tramite missione sulla zona da tenere sotto controllo per una rapida acquisizione dei dati. Impiegando il telerilevamento aereo è possibile effettuare ad esempio il censimento degli scarichi in mare con una ripresa TV a infrarossi. Tale censimento, effettuato come servizio periodico, può servire a tenere aggiornata una banca dati.

Clorofilla e sedimenti sulla superficie del mare costituiscono indicatori fondamentali dello stato di salute dell'ecosistema marino. Impiegando sensori multispettrali, col telerilevamento aereo è possibile effettuare misure periodiche o multitemporali per definire il trend dell'inquinamento e comprendere il meccanismo di dispersione degli inquinanti. Inoltre se si confronta una mappa correntometrica con una di clorofilla si possono fare previsioni sulla pesca e gestire le risorse ittiche. Tutte queste informazioni sono un validissimo supporto per la corretta gestione dell'ambiente marino. I dati rilevati dai sensori devono poi essere inviati, in tempo reale o differito, a un Centro cosiddetto di Comando e Controllo che li elabora, li integra e li correla per ottenere informazioni operativamente e scientificamente utili.

Le principali tecnologie più diffusamente impiegate nel campo di tali sistemi sono la tecnologia informatica, la tecnologia delle comunicazioni e quella di rappresentazione.

1. La tecnologia informatica avanzata consente di elaborare dati ed immagini provenienti dai sensori, in tempo reale, attraverso algoritmi di correzione e georeferenziazione per renderli confrontabili con i dati e le immagini cartografiche. Attraverso tecniche di "fusione dei dati" consente di correlare nello spazio e nel tempo le informazioni che per lo stesso oggetto provengono da sensori e piattaforme diverse. Consente poi di classificare, interpretare, e memorizzare i dati (Data Base) rendendoli reperibili e gestibili per un utilizzo corrente delle informazioni. Consente inoltre di realizzare modelli previsionali di processo e sistemi esperti quali mezzi di aiuto alle decisioni per la risoluzione di problematiche risolvibili empiricamente e non esprimibili in maniera algoritmica.
2. Le tecnologie di comunicazione consentono di realizzare reti di comunicazioni digitali affidabili per tutti i collegamenti tra sistemi e relative periferiche con protocolli standard di comunicazione. L'impiego di Link Radio e Link satellitari dipende dalla distanza, dalla affidabilità richiesta e dalla quantità dei dati scambiati cioé immagini o dati puntuali.
3. La tecnologia di rappresentazione è infine una tecnologia essenziale nell'ambito dei Sistemi di Comando e Controllo, perché la presentazione delle informazioni nel Centro di Supervisione e Controllo del Sistema deve avvenire in modo chiaro e sintetico ed ha quindi importanza strategica. Dispositivi interattivi, grafica particolare e monitor avanzati come i "large screen display" facilitano l'uso operativo del sistema.

4 - Una architettura di sistemi per la gestione del mare

Il vasto panorama dei processi da fronteggiare nella gestione dell'ambiente marino richiede una architettura di sistemi integrati modulari di diversa complessità, a seconda delle esigenze operative e delle applicazioni. L'interoperabilità tra i sistemi può contribuire infine alla realizzazione di un unico sistema virtuale di Comando e Controllo per la gestione integrata del mare. Il termine Comando e Controllo riporta, meglio che al concetto di gestione, a quello più allargato di governo del mare perché include la pianificazione e la decisione. Immaginiamo allora questa architettura di Sistemi come costituita da tanti sistemi interconnessi tra loro, ciascuno in grado di assolvere funzioni specifiche.

Una rete di comunicazione dedicata consentirà di interscambiare tutte le informazioni operative per un processo decisionale collaborativo.

1. Il Sistema di pianificazione dell'ecosistema marino fornirà un quadro conoscitivo di riferimento dell'ambiente marino che consente la definizione dello scenario attuale e della sua evoluzione. Questa sintesi conoscitiva dei fondali, della qualità delle acque, della caratterizzazione trofica, della biodiversità, delle risorse ittiche, degli scarichi inquinanti, delle mappe correntometriche, costituirà la base di conoscenza necessaria alla pianificazione della destinazione d'uso delle aree costiere e del loro sviluppo sostenibile.
2. Il Sistema di protezione e valorizzazione delle risorse marine consentirà di stimare la capacità produttiva delle aree destinate allo sfruttamento delle risorse marine. Da tale stima sarà possibile definire un prelievo razionale delle risorse e una loro valorizzazione controllata, individuando anche i provvedimenti per il mantenimento della integrità dell'ecosistema marino. Sarà così possibile combinare la pianificazione della pesca con l'acquacoltura e la protezione della biodiversità.
3. Il Sistema di controllo dell'inquinamento marino permetterà di localizzare le fonti inquinanti, individuare scarichi non autorizzati, valutare il tasso di inquinamento, effettuare mappe tematiche (sedimenti, clorofilla, temperatura) per studi e correlazioni ulteriori sull'inquinamento ed effettuare previsioni nello spazio e nel tempo dei fenomeni sotto controllo. Il Sistema inoltre potrà controllare sversamenti accidentali dovuti al trasporto di idrocarburi per poter seguire meglio una emergenza inquinante nella sua evoluzione.
4. Il Sistema di controllo del traffico marittimo consentirà di minimizzare il rischio di incidenti, garantendo la sicurezza della navigazione e di riflesso quella dell'ambiente marino. Attraverso la determinazione della posizione, della rotta, della velocità, della identità e del piano di navigazione di tutte le navi che transitano in zone di intensità di traffico critica, si definisce la cosiddetta immagine del traffico, cioè l'informazione di sintesi che evidenzia la regolarità del processo o eventuali anomalie. L'attivazione di procedure anticollisione, segnalazioni preventive, semaforizzazioni, permette di evitare incidenti di collisione o incaglio ed il rischio di inquinamenti in presenza di carichi pericolosi.

5. Il Sistema di controllo e gestione delle emergenze in mare permetterà di fronteggiare incidenti in mare con associato evento di inquinamento, attivando un piano di interventi coordinato tra Autorità marittima e Autorità preposte al controllo del territorio. Analisi comparate tra carichi trasportati, ambienti marini interessati, situazioni meteomarine, dinamica delle correnti permetteranno di minimizzare l'impatto ambientale degli eventuali incidenti. La conoscenza della situazione aggiornata di superficie e aerea in termini di localizzazione e tracciamento delle unità incidentate e di quelle presenti in zona, dell'inquinante sversato, dei mezzi di soccorso e disinquinamento consentiranno la gestione operativa dell'emergenza. La registrazione e memorizzazione degli eventi consentirà poi una fedele ricostruzione dell'emergenza per ulteriori indagini.

5 - Lo stato dell'arte

Lo stato dell'arte consente oggi non solo di prevenire e controllare i processi di degrado dell'ambiente marino, ma di realizzare sistemi per la gestione integrata del mare nell'ottica dello sviluppo sostenibile. Alenia Elsag Sistemi Navali, società di Finmeccanica, ha realizzato il progetto pilota ARCOBLEU destinato alla Sorveglianza e Controllo per l'inquinamento cronico ed accidentale su grandi Aree che troverà applicazione nel bacino corso-ligure-provenzale. L'estensione del progetto a tutto il bacino del Mediterraneo, denominata progetto MED-ARCOBLEU, è già stata adottata quale progetto pilota per la qualità della vita sul mare nell'ambito della Carta del Bacino Mediterraneo, una intesa di cooperazione scientifico-industriale per il mare sottoscritta nel 1992 da alcune regioni mediterranee.