Monitorare gli ecosistemi costieri ed esplorare siti archeologici con droni, intelligenza artificiale e robot

Monitorare lo stato di salute degli ecosistemi costieri adriatici, minacciati dai cambiamenti globali, per contribuire a strategie di mitigazione degli impatti con metodi non invasivi grazie all’utilizzo di droni, sensori e dell’intelligenza artificiale. Esplorare i siti archeologici in ambienti lagunari e marini di basso fondale, come la costa e la laguna di Grado, con piattaforme aeree e sistemi robotici per realizzare mappe visuali, aeree e subacquee, e acustiche ad elevata precisione. Sono i due progetti dell’Università di Udine, rispettivamente A-Mare e Nauta, presentati oggi durante il convegno “Conoscenza e futuro dei bassi fondali” nel capoluogo friulano. Una giornata di studi sui bassi fondali, soprattutto a ricerche sulle loro peculiarità ambientali e archeologiche, alla loro gestione, tutela e valorizzazione e alle potenzialità future. A organizzarla sono stati l’Ateneo, la Marina militare e l’associazione Futuri probabili.

A portare i saluti di apertura sono stati: il rettore, Angelo Montanari; il sindaco di Udine, Alberto Felice De Toni, e la soprintendente Archeologia, belle arti e paesaggio del Friuli Venezia Giulia, Paola Ventura. Hanno introdotto i lavori i presidenti dell’Associazione Futuri probabili, Luciano Violante, e della Fondazione Polo nazionale della subacquea, Roberta Pinotti.

«Il tema dei bassi fondali – ha detto Montanari – è intrinsecamente interdisciplinare, un approccio sul quale l’Università di Udine investe da tempo e che farà parte del nuovo piano strategico d’Ateneo, perché sull’interdisciplinarietà essere università fa la differenza».

Il progetto Nauta è stato illustrato dai coordinatori scientifici dell’evento, Massimo Capulli e Gian Luca Foresti, docenti dei dipartimenti, rispettivamente, di Studi umanistici e del patrimonio culturale e di Scienze matematiche, informatiche e fisiche. A-Mare dai docenti Francesco Boscutti e Francesco Trevisan, dei dipartimenti, rispettivamente, di Scienze agroalimentari, ambientali e animali, e Politecnico di ingegneria e architettura.

«Quando, nell’ambito dei seminari da organizzare per “Le università per il subacqueo”, abbiamo deciso di ospitare un evento a Udine, la scelta dell’argomento è ricaduta sui bassi fondali» ha spiegato Massimo Capulli, docente di archeologia subacquea del Dipartimento di Studi umanistici e del patrimonio culturale dell’Ateneo friulano. «Spesso apprezzati soprattutto come acque tranquille in cui nuotare, o come semplice elemento di pregio paesaggistico, i bassi fondali rappresentano invece, dal punto di vista della ricerca, ambienti ricchissimi di storia e biodiversità, nei quali il nostro Ateneo ha maturato uno specifico know how» ha sottolineato Capulli.

In particolare, «come Laboratorio di Sistemi autonomi – ha evidenziato Gian Luca Foresti, docente di informatica del Dipartimento di Scienze matematiche, informatiche e fisiche – stiamo lavorando allo sviluppo di piattaforme autonome aeree e subacquee in grado di costruire mappe visuali ed acustiche a elevata precisione dei fondali portuali e di limitata batimetria».

A-Mare

Obiettivo del progetto “Autonoumus – Monitoring, analysis, resilence” (A-Mare) è mappare le acque costiere adriatiche poco profonde. In particolare, lo stato della vegetazione e il monitoraggio dell’invasione biologica, della biodiversità e delle dinamiche geomorfologiche. Acquisisce dati e bioindicatori per valutare la qualità dell’acqua e la biodiversità per arrivare a comprendere l’evoluzione dell'ecosistema nel tempo. Utilizza droni aerei, marini e subacquei con l’appoggio di Uniud Sailing Lab, la barca a vela laboratorio dell’Università di Udine, e del laboratorio AeroUd di tecnologie aeree. Il natante è dotato di strumenti sviluppati per l’acquisizione e l’analisi dei dati di superficie, di acqua e di aria. Queste attività sono potenziate dal supporto dell’intelligenza artificiale per: l’elaborazione automatizzata dei dati, il riconoscimento di “costanti” ecologiche, la classificazione degli habitat e la previsione delle dinamiche ambientali. Tutti i metodi non sono invasivi, consentono un monitoraggio continuo nel tempo e l’integrazione con sistemi di osservazione su larga scala. Permettono così di ottenere una visione dettagliata dello stato di salute di ambienti fragili e complessi, come le lagune, individuando aree di sofferenza ambientale legate, ad esempio, all’innalzamento del livello medio del mare dovuto ai cambiamenti climatici. E anche nelle acque costiere poco profonde (lagune) e nelle zone di transizione tra terra e mare, come barene e canneti dei delta fluviali, ambienti difficili da monitorare con metodi tradizionali. Il gruppo di ricerca di A-Mare è costituito da: Antonio Affanni, Luca Casarsa, Andrea e Francesco Trevisan del Dipartimento Politecnico di ingegneria e architettura; da Ivan Scagnetto del Dipartimento di Scienze matematiche, informatiche e fisiche; Francesco Boscutti del Dipartimento di Scienze agroalimentari, ambientali e animali.

Nauta

Il progetto “New air-underwater technologies for archaeology” (Nauta) è stato sperimentato nelle ricerche condotte a Grado – in collaborazione con la Soprintendenza archeologia, belle arti e paesaggio del Friuli Venezia Giulia –, in particolare sul sito lagunare di Marina di Macia. Grazie all’impiego congiunto di un drone aereo e di un operatore subacqueo sono stati importati entrambi i rilievi, georeferiti e perfettamente sovrapponibili. Questo ha reso possibile integrare in un’unica piattaforma informatica dati acquisiti in fasi e con metodologie differenti. Lo stesso metodo è stato applicato al sito delle Piere di San Gottardo, a circa 350 metri dalla costa con l’aggiunta di un terzo tipo di rilievo, quello acustico. In questo modo è stato possibile integrare mappe visuali (aeree e subacquee) a quelle acustiche ad elevata precisione. Il progetto si basa principalmente sull’attività e sulla strumentazione di due laboratori dell’Ateneo friulano. Quello di Sistemi autonomi del Dipartimento di Scienze matematiche, informatiche e fisiche. E quello di Archeologia subacquea del Dipartimento di Studi umanistici e del patrimonio culturale. Per le aree archeologiche più profonde i due dipartimenti stanno lavorando allo sviluppo di droni multirotore con fotocamere termiche e multispettrali che consentono rilievi fino a 120 metri dal suolo su vaste aree. Questo per individuare configurazioni ricorrenti sotto la superficie dell’acqua, quindi potenzialmente di origine umana. Sono inoltre utilizzati sistemi robotici filoguidati dotati di strumentazione sonar.

I bassi fondali

Per bassi fondali si intendono quelle aree in cui la profondità dell’acqua varia, a seconda del contesto, da pochi centimetri fino a circa 10 metri. Una condizione che caratterizza ampi tratti delle coste italiane, in particolare buona parte di quelle del Friuli Venezia Giulia, e tutti i sistemi lagunari. Questi ambienti rientrano tra i più fragili dal punto di vista ecologico. I cambiamenti climatici vi producono effetti particolarmente intensi poiché si tratta di ecosistemi esposti, dinamici e sensibili alle variazioni di temperatura, salinità, qualità dell’acqua e, soprattutto, del livello del mare.

Le altre ricerche

La giornata è stata dedicata alla presentazione dei nove progetti elaborati da università e istituzioni scientifiche riguardanti i bassi fondali. Oltre alle due ricerche dell’Ateneo friulano sono stati presentati: “Robot per la valutazione e il monitoraggio in basso fondale” dell’Università di Firenze (Benedetto Allotta), “I bassi fondali lagunari e costieri: archivi geologici degli impatti ambientali ed antropici” Università di Bari (Giuseppe Mastronuzzi, Angela Rizzo), “Mappatura e monitoraggio in acque basse: nuove tecnologie e applicazioni” dell’Istituto di scienze marine(Ismar) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) di Venezia (Fantina Madricardo), “Alla scoperta dei bassi fondali: come telerilevamento e intelligenza artificiale rivelano strutture sommerse” del Center for cultural heritage technology dell’Istituto italiano di tecnologia (Arianna Traviglia), “Rilievi a nuoto: un approccio field/instrumental per la definizione precisa della zona di marea” dell’Università di Trieste (Stefano Furlani), “Mappare un ambiente in continua evoluzione: Il caso della Laguna di Grado e dei suoi litorali” dell’Istituto nazionale di oceanografia e di geofisica sperimentale (Emiliano Gordini), “Strumenti per l’acquisizione in continuo di parametri oceanografici e chimico-fisici a supporto della classificazione e della gestione di ambienti a basso fondale ed elevato dinamismo, quali la laguna di Grado e Marano” dell’Agenzia regionale per la protezione dell’ambiente (Arpa) del Friuli Venezia Giulia (Alessandro Acquavita, Federico Pittaluga, Nicola Venica).

I lavori sono culminati con la tavola rotonda su “Bassi fondali: governance, applicazioni e scenari futuri”. Hanno partecipato: il direttore della Struttura operativa del Polo nazionale della dimensione Subacquea, Giulio Cappelletti; la direttrice centrale Infrastrutture e territorio della Regione Friuli Venezia Giulia, Magda Uliana; Alessandro Asta della Soprintendenza nazionale per il patrimonio culturale subacqueo; l’Head of defense Sonsub di Saipem, Stefano Meggio; il fondatore e amministratore di Oceandrone, Stefano Malagodi; il senior vice president Business development di Fincantieri, Paolo D'Auria. (sg)