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Un osservatorio ecologico per la tutela della biodiversità in Adriatico

Il progetto Interreg Italia-Croazia “ECOSS” ha posto le basi per lo sviluppo di un osservatorio ecologico nel mare Adriatico, condiviso fra Italia e Croazia, al fine di integrare il monitoraggio e la ricerca ecologici e oceanografici con le strategie di protezione dei siti Natura 2000.

Contenuto realizzato nell’ambito del progetto CNR 4 Elements

osservatorio ecologico
Piattaforma_Bastianini – La piattaforma oceanografica Acqua Alta del CNR, uno dei siti di osservazione dell’osservatorio ECOAdS nel Golfo di Venezia. Foto di Mauro Bastianini

di Alessandra Pugnetti e Caterina Bergami

L’Adriatico, la parte più settentrionale del Mediterraneo, è un mare stretto fra due terre, ricco di storia e di cultura; un mare che costituisce un sistema socio-ecologico complesso, dove le azioni dell’uomo sono strettamente interconnesse con la ricca biodiversità animale e vegetale che lo caratterizza. In questo bacino gli habitat sono fortemente minacciati da molte attività antropiche, quali l’inquinamento, il sovrasfruttamento delle risorse della pesca, l’introduzione di specie aliene, l’intenso traffico marittimo, i danni al fondale a causa della presenza di piattaforme per l’estrazione di idrocarburi, e non ultimi lo sviluppo costiero e turistico.

Da molti anni e da più parti provengono raccomandazioni, indicazioni, richieste e obblighi che sottolineano l’importanza della biodiversità marina e forniscono strumenti per favorirne la tutela, specialmente in relazione alle attività umane. A titolo di esempio autorevole e significativo, si possono citare la strategia dell’Unione Europea sulla biodiversità per il 2030 e la direttiva sulla Pianificazione dello spazio marittimo (2014/89/EU). La prima afferma la necessità di migliorare e ampliare la rete delle aree protette negli ecosistemi marini, all’interno dello sviluppo di un Piano Europeo di ripristino della natura; la seconda richiede a ogni stato membro costiero di redigere un piano di utilizzo del proprio spazio marittimo, cioè all’interno delle acque territoriali, sottolineando l’importanza di mantenere l’ambiente marino in buono stato, con uno sviluppo economico che sia compatibile e rispettoso della biodiversità di specie e habitat. 

Per tutelare la biodiversità marina, è necessario costruire e mantenere un sistema coerente ed efficace di osservazione, che può essere realizzato attraverso la creazione di osservatori ecologici, in grado di contribuire a una migliore comprensione delle dinamiche che interconnettono la dimensione umana e i sistemi naturali. Essi si fondano sul concetto di connettività ecologica e riconoscono quindi, in modo imprescindibile, le complesse interconnessioni tra processi naturali, specie, cicli vitali e ambiente, implicando che la protezione di una specie o di un habitat è strettamente collegata alla buona qualità dell’intero ambiente marino. Attraverso l’organizzazione e il mantenimento di osservazioni a lungo termine armonizzate e coerenti, gli osservatori collegano la ricerca e il monitoraggio oceanografici ed ecologici con l’efficacia delle misure di protezione e ripristino, coinvolgendo ricercatori, responsabili politici e società civile, per raccogliere una varietà di punti di vista e promuovere una modalità innovativa per creare e gestire le diverse conoscenze.

Lo sviluppo degli osservatori ecologici marini è fortemente raccomandato a livello europeo, in quanto essi rappresentano uno strumento necessario per ottemperare alle richieste che provengono dalle direttive europee e per raggiungere obiettivi legati alla conservazione e alla gestione sostenibile dell’ecosistema marino (si veda, ad esempio, l’obiettivo 14 dell’Agenda 2030 delle Nazioni Unite che è dedicato interamente alla vita acquatica). Nonostante ciò, la costruzione di osservatori ecologici avviene raramente. Il progetto Interreg Italia-Croazia ECOSS “ECOlogical observing System in the Adriatic Sea: oceanographic observations for biodiversity”, che ha coinvolto dieci partner dall’Italia e dalla Croazia ed è durato 30 mesi (gennaio 2019-giugno 2021), rappresenta uno dei pochi esempi di design e realizzazione concreta di un osservatorio ecologico: l’Osservatorio Ecologico del Mare Adriatico, “ECOAdS”.

Meda S1-GB_Riminucci – Attività di campionamento e misure presso la boa S1-GB del CNR, uno dei siti di osservazione di ECOAdS nel Delta del Po. Foto di Francesco Riminucci

L’osservatorio integra il monitoraggio e la ricerca ecologici e oceanografici esistenti con la strategia di protezione dei siti Natura 2000, designati per la tutela di specie e habitat ritenuti prioritari per la conservazione in tutta Europa, la cui costituzione è regolata dalle direttive europee Uccelli e Habitat (92/43/CEE e 2009/147/CE). Esso vuole contribuire alla protezione di questi habitat e specie nell’area che ricade sotto la giurisdizione di Italia e Croazia, supportando in particolare quei siti privi di piani di gestione e monitoraggio, che sono la maggioranza. 

L’osservatorio è costituito, in sintesi, da sei componenti principali. Innanzitutto le infrastrutture, i programmi di ricerca e monitoraggio e le risorse di dati disponibili nell’area ne costituiscono l’ossatura. In ECOSS è stato fatto un inventario completo di tutto l’esistente, evidenziando i principali punti di forza, le debolezze e le lacune. L’Adriatico è, infatti, sede di un numero elevato di sistemi di osservazione fissi e di attività di ricerca e monitoraggio, su scale locali e regionali, che sono principalmente legati a ottemperare le richieste delle direttive ambientali marine o sono legati a specifiche iniziative, come ad esempio la Rete Italiana di Ricerca Ecologica a Lungo Termine (Rete LTER-Italia). 

Rosette_De Lazzari – Campionamento delle acque del Mare Adriatico tramite rosette. Foto di Amelia De Lazzari

Poi, i siti della Rete Natura 2000 (ce ne sono circa 300 in Adriatico, che coprono poco più dell’1% del bacino in Italia e circa il 4% in Croazia): nel progetto ne abbiamo presi in considerazione sei, come casi di studio emblematici, per analizzare lo stato attuale delle conoscenze su specie e habitat, il livello e le priorità di gestione e le attività di monitoraggio in essere, producendo risultati che potranno essere estesi anche ad altri siti e altre aree.  

La terza componente è costituita da un modello concettuale che descrive il ruolo chiave dell’osservatorio, permettendo di collegare le dimensioni ecologica e oceanografica a quella sociale e alla gestione dell’ambiente costiero e marino, per quanto riguarda specie e habitat da salvaguardare. A tale modello si collegano anche l’analisi e il confronto dettagliati degli schemi di monitoraggio delle principali direttive Europee in ambito marino, per la definizione di una proposta di variabili prioritarie, necessarie per costruire un sistema di indicatori per l’osservatorio, utili per favorire la ricerca e la gestione, in relazione a specifiche specie o habitat. Nello sviluppo dell’osservatorio è stato anche avviato un processo partecipativo (che ne costituisce la quinta componente), che coinvolge  i principali portatori di interesse (quali, ad esempio, decisori politici, gestori di aree marine protette, associazioni non governative, studenti di università e di dottorato), con l’obiettivo di includere in modo continuato nel tempo una pluralità di voci e un’ampia gamma di conoscenze. Infine, è stato costruito un portale web: un punto di accesso pubblico a dati, informazioni, strumenti e servizi, concepito come una piattaforma aperta, pianificata per integrare futuri progetti e iniziative. 

Queste componenti potranno essere applicate e ulteriormente sviluppate in futuro nell’intera macroregione adriatica, capitalizzando quanto prodotto in ECOSS, anche attraverso l’utilizzo delle politiche e degli strumenti di finanziamento disponibili nell’area (ad esempio:  Interreg ADRION e  la Strategia Europea per la Regione Adriatico e Ionica – EUSAIR). L’Adriatico potrebbe, in questo modo, diventare un caso di studio esemplare per tutto il Mar Mediterraneo e l’osservatorio potrebbe costituire una piattaforma adatta a sviluppare e testare tecnologie innovative per le osservazioni in situ (ad esempio sensori chimici, acustici e molecolari, piattaforme robotiche) e a migliorare l’archiviazione e la ricerca dei dati, le capacità di calcolo e la modellistica, così da consentire nuovi approcci ecologici in una cooperazione virtuosa fra ricerca e imprese anche a livello transnazionale.

Webcam_PTF_Acqua_Alta_DeLazzari – Immagine raccolta dalla telecamera subacquea installata sulla Piattaforma Acqua Alta (http://www.ismar.cnr.it/infrastrutture/piattaforma-acqua-alta/webcam/webcam-streaming-13m). Foto di Amelia De Lazzari

Infine, come riportato nella strategia europea sulla biodiversità per il 2030, la protezione e il ripristino della natura richiedono più della sola regolamentazione: sono necessari un cambiamento culturale e azioni efficaci e condivise fra cittadini, imprese, parti sociali e ricerca, nonché forti partenariati tra i livelli locale, regionale, nazionale ed europeo. Un osservatorio come ECOAdS apre la strada per generare questo cambiamento, incorporando nei suoi piani di sviluppo una nuova narrativa, in cui la protezione e il ripristino della biodiversità non siano solo una specializzazione strategica all’interno dell’attuale sistema economico, ma generino una profonda trasformazione etica del nostro modo di relazionarci con la natura.

di Alessandra Pugnetti, CNR-ISMAR Venezia, e Caterina Bergami, CNR-ISMAR Bologna

Hanno collaborato all’articolo: Lucilla Capotondi (CNR-ISMAR Bologna), Elisabetta Manea (CNR-ISMAR Venezia), Mariangela Ravaioli (CNR-ISMAR Bologna) 

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.