Consiglio Nazionale delle Ricerche
ISSIA Istituto di Studi su Sistemi Intelligenti per l'Automazione

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SEZIONE DI GENOVA
Laboratorio marino di altura ODAS Italia 1

 

STAFF
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ANIMAZIONE
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CONTRIBUTI
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Soggetti proponenti:

Presentazione

Premessa

Scenario

Attività dei partners nel gruppo

Studio del macrofouling della boa


La boa come F.A.D.


Caratterizzazione fisico chimica dell’ambiente marino


Oceanografia fisica e particellato sospeso


Distribuzione dei nutrienti


Il mercurio nell’ecosistema marino


Caratterizzazione faunistica dell’area in termini di macrofauna


Conclusioni


Appendice


Partners nel progetto

 

 

 

Presentazione
Il laboratorio marino d’altura, basato sulla piattaforma ODAS Italia 1, costituisce un tipico esempio di valorizzazione di una struttura mediante la quale vengono sviluppate ricerche multidisciplinari nel settore dell’ambiente e delle tecnologie marine.
La boa é nata come strumento per l’acquisizione dei soli dati meteorologici. Successivamente la sua dotazione strumentale è stata sviluppata per farne un punto di raccolta di parametri meteo-marini e biologici di interesse per la conoscenza dell’ecosistema.
Peculiarità di questa boa sono la sua tipologia strutturale ed il suo posizionamento. La prima la rende particolarmente stabile alle azioni di “disturbo” del moto ondoso, conferendole una notevole stabilità di piattaforma; la seconda la rende interessante sia perché in mare aperto, ove l’ambiente si può considerare indisturbato, sia perché posizionata in zona di picchi ed elevati gradienti, su un fondale di 1270 m, ove sembrano esistere significativi fenomeni di upwelling.
Le attività condotte richiedono la disponibilità periodica di un mezzo navale di supporto di adeguate caratteristiche, nonché di personale di elevata, specifica professionalità. Il CNR ha finora messo a disposizione, per le operazioni di maggior impegno, il mezzo navale idoneo, la N/O Urania, impiegata anche per caratterizzare la zona di mare ove è posizionata la boa ODAS Italia 1.
Riteniamo che senza la continua attenzione del Settore Attività Oceanografiche del CNR non si sarebbero conseguiti in passato importanti risultati né si potrebbe proseguire in futuro una così valida e strategica iniziativa sperimentale.
Va peraltro tenuto presente che sul Mediterraneo va sempre più consolidandosi l’interesse della Unione Europea a favorire azioni concertate, finalizzate a conseguire una migliore conoscenza e preservazione dell’ambiente marino ed a sviluppare le relative tecnologie di supporto. La boa ODAS Italia 1 rappresenta un punto di osservazione privilegiato ed una importante risorsa attorno alla quale possono concretizzarsi progetti di ricerca e realizzazioni di sicuro interesse per i Paesi prospicienti il Bacino Mediterraneo.
Ing. Filippo Aldo Grassia Direttore dell’Istituto Automazione Navale


Premessa
La caratterizzazione dell’ambiente marino presenta difficoltà intrinseche date dall’ambiente stesso e dalle scale spazio temporali dei fenomeni in studio, che richiederebbero un grande e continuo impegno di risorse.
Chi ha effettuato raccolta di dati in mare ha sempre dovuto confrontarsi da un lato con la discontinua disponibilità di mezzi navali, dall'altro con la aleatorietà delle condizioni meteo-marine, a cui si associa una endemica mancanza di risorse per la attività di ricerca.
Un aspetto del problema può efficacemente essere affrontato con l’uso di installazioni di misura permanenti. Le piattaforme in generale, e le boe in particolare, sono gli unici mezzi che consentono di raccogliere in situ, anche in condizioni meteo-marine avverse, lunghe serie temporali di dati, utilizzabili per arrivare ad una migliore conoscenza dei fenomeni in generale, per fornire un riferimento ai dati attualmente raccolti da satellite e per rispondere efficacemente ai bisogni di validazione della modellistica dei grandi sistemi atmosferici e marini.
Occorre inoltre osservare che, nonostante i rilevanti costi di realizzazione e gestione di queste strutture, i dati raccolti mediante boe sono tra quelli a più basso costo unitario attualmente disponibili.
L'attuale progetto di ricerca, basato sulla boa ODAS Italia 1, si è sviluppato tenendo conto di esperienze significative, già sviluppate in ambito CNR, nel settore delle piattaforme strumentate, che datano ormai da più di venticinque anni, e che hanno cercato di rispondere ad un bisogno sentito in particolar modo nel mondo scientifico.
Il progetto presenta due aspetti: uno tecnologico e metodologico, legato allo sviluppo di strumentazione e sistemi per il monitoraggio ambientale ad ampio spettro, ed un altro ad orientamento oceanografico ed ecologico, per la realizzazione di un quadro di insieme dell’area e delle sue problematiche.
Queste linee di attività hanno portato alla costituzione, a Genova, di un gruppo di lavoro pluridisciplinare CNR-Università, che ha contribuito a valorizzare la risorsa boa.
Questa pubblicazione, realizzata dall’Istituto Automazione Navale in collaborazione con i partners del gruppo, ha l’obiettivo di:
- far conoscere all’esterno del gruppo l’esistenza di questa risorsa scientifica, operativa in Mar Ligure;
- indicare le sue potenzialità, sia come sistema di misura di parametri ambientali, sia come laboratorio per test di strumentazione e metodologie nuove, dedicate all’ambiente del largo;
- suggerire possibilità di ulteriori collaborazioni per l’impiego dei dati o della piattaforma stessa.
Al solo scopo di dare al lettore la misura della concretezza del progetto e della attività del gruppo di lavoro vengono mostrati alcuni esempi delle misure raccolte.
Antonio Siccardi e Manuela Montanari


Scenario
Il primo sviluppo
Nel 1969 l'Istituto per lo Studio della Dinamica delle Grandi Masse (ISDGM) del CNR di Venezia progettò e realizzò, su iniziativa del C.te Frassetto, la boa nella sua prima configurazione, impiegandola nelle acque del golfo di La Spezia, prima sotto costa, poi su fondale profondo
.
In quella prima versione la boa non era dotata di una testa chiusa, ma alla sua sommità era posto solo un piano di calpestio circolare, con un albero laterale che reggeva i sensori.
Venivano raccolti esclusivamente dati meteo, mediante una centralina autoregistrante.
Questa prima esperienza, inquadrata nell'attività di ricerca istituzionale dell'ISDGM, ebbe termine nel 1975, quando la boa venne recuperata e messa in disarmo presso l'Arsenale a La Spezia.
L'impulso dato dal Progetto Finalizzato Oceanografia e Fondi Marini (PFO)
Nel 1976 si attivò il PFO ed in questo ambito fu avviata la partecipazione Italiana al progetto CEE COST 43.
Tale programma prevedeva la realizzazione di una serie di boe meteo-oceanografiche, denominate ODAS (Oceanographic Data Acquisition System), da posizionare nei mari europei.
Vennero finanziate dal PFO alcune ricerche per la realizzazione di componenti per l'impiego su boe, allo scopo di interessare l'industria a questo settore di attività.
Nel 1978 la nuova direzione del PFO affidava il coordinamento del progetto boa al Gruppo Strumentazione Navi del CNR ed assegnava la fase realizzativa all'Istituto Automazione Navale (IAN) di Genova.
Il sistema di acquisizione era un prototipo basato su IM6100 C-MOS con software su EPROM. Le comunicazioni erano effettuate mediante un ricetrasmettitore in banda UHF (435-470 MHz), con 6 W di potenza. Il tutto era alimentato da batterie, ricaricate da una coppia di pannelli solari.
La stazione ricevente era posta sulle alture di Fiascherino (SP), per essere, come richiesto dalla banda di frequenze utilizzata, in vista diretta con la boa.
I dati raccolti venivano elaborati presso lo IAN ogni 15 giorni, realizzando una media giornaliera sull'intera quindicina.
Sino al 1983 la boa resta operante, posizionata nell'area fuori Viareggio. In questo periodo, terminato il PFO, i fondi per la gestione del progetto provengono in parte dal bilancio dell’Armamento Navi Oceanografiche del CNR, in parte da quello dello IAN.
Nel 1983 la stazione di terra viene trasferita presso lo IAN in Genova, passando sulla banda di trasmissione HF, a 6.2467 Mhz e la boa viene spostata su fondale di 1000 m, a circa 33 mn a S-SE di Genova, ove resta operativa, salvo occasionali problemi tecnici, particolarmente legati alla trasmissione dei dati, sino all'inizio del 1991.
Nei primi mesi del 1991, a seguito del danneggiamento della parte emersa della boa ad opera di nave non identificata, la boa viene trasportata dalla N/O Bannock ai cantieri OARN a Genova
.
In questa occasione vengono effettuati sistematici prelievi di macrofouling sul corpo boa che ancor più convalidano l’interesse ecologico della boa in quell’area di mare.
La gestione IAN
Nel 1991 la boa, gestita, precedentemente, come mezzo navale, dall’Armamento Navi del CNR, viene assegnata direttamente allo IAN, che inizia la sua ristrutturazione.
I programmi dello IAN prevedono il suo utilizzo continuato come strumento di misura per tecnologie consolidate nel settore meteo-marino ed il suo impiego per lo sviluppo e test al vero di metodologie e strumenti dedicati a misure ambientali in siti isolati. Viene quindi sviluppato il concetto di “Laboratorio marino d’altura”, cioè di una piattaforma in grado di mettere a disposizione:
un ambiente protetto con disponibilità di spazio per armadi con strumentazione;
una sorgente di energia elettrica;
un sistema di telemetria, comunicazione e telecomando.
Si aprono inoltre collaborazioni scientifiche con altri Istituti, allargando l’orizzonte del progetto.
Il sistema boa
La boa
è costituita da un corpo a palo in acciaio, ereditato dal progetto originale. Al di sopra di questo è fissata la nuova testa laboratorio ben visibile nello schema, riportato in Appendice in. La testa fornisce un vano protetto per gli strumenti, ad altezza d’uomo; il traliccio sovrastante ospita i sensori meteo ed altri apparati. Lungo il corpo boa sono fissati, a varie profondità, termometri, correntometri, ondametri e due cestelli portaprovini per lo studio del macrofouling.
I dati registrati dalla strumentazione vengono trasmessi con cadenza oraria alla stazione di terra presso lo IAN.
Un ormeggio “elastico”, costituito da quasi 1900 m di cavo e da opportuni galleggianti e zavorre consente alla boa di muoversi attorno all’ormeggio e di sostenere, senza problemi, anche le condizioni meteo-marine più avverse.
Una descrizione tecnica dettagliata è riportata in Appendice.
L’area di lavoro
La zona di lavoro
era stata originariamente scelta solo in funzione dell’impiego della boa come ausilio per la navigazione.
Infatti la posizione individuata, essendo posta su un crocicchio di rotte - quelle da Genova verso il Sud e le Isole, e quelle che attraversano il bacino Ligure-Provenzale ed esposta ai venti ed alle onde - sia che provengano dal Golfo del Leone che dai mari italiani - risultava ideale per avvertire anche le prime avvisaglie di maltempo e consentire di trarne tempestive informazioni.
Successivamente tale zona è risultata di estremo interesse anche dal punto di vista ambientale, in quanto posta nella posizione migliore possibile per quanto riguarda il Bacino Ligure-Provenzale. Di conseguenza nei successivi posizionamenti si è mantenuta invariata tale scelta, limitandosi ad individuare per l’ancoraggio un punto con un fondale a più basso gradiente.
Nuove prospettive
Negli ultimi anni si erano sviluppati, nei confronti della boa, interessi speculativi diversi, che vanno quindi oltre il suo utilizzo esclusivo come rilevatore di dati meteo, quali:
il problema del rilevamento di dati di moto ondoso da un punto all'infinito, da integrare, come condizioni al contorno, nell'analisi dell'effetto del mare sulle strutture costiere ed off-shore;
la necessità di disporre di sistemi per il rilevamento di dati ‘’verità mare’’, operanti in continuo, posizionati in aree difficilmente accessibili;
la valutazione dei fenomeni di cambiamento ambientale a lungo termine, per valutare i quali occorre disporre di sistemi di misura in condizioni indisturbate, tali da non risentire a breve termine dell'effetto di occasionali comportamenti umani;
la possibilità di realizzare uno studio biologico della comunità che si costituisce sulla boa ed intorno ad essa e delle interazioni fra boa ed organismi.
Il gruppo di lavoro multidisciplinare
Attorno ai potenziali interessi scientifici rappresentati dalla ODAS Italia 1 e dall’ambiente in cui essa è installata si costituisce, nel 1991, un raggruppamento informale a cui aderiscono organi del CNR e dell’Università di Genova, definito “Gruppo per l’utilizzo e la valorizzazione della boa ODAS Italia 1”, con lo scopo di sviluppare, in un quadro di riferimento organico, attività di ricerca riferite a discipline diverse, che si integrino alla fine in un obiettivo comune, la conoscenza approfondita dei fenomeni che caratterizzano il Mar Ligure e particolarmente l’ecosistema marino dell’area in cui la boa è ormeggiata.
Del gruppo fanno parte specialisti nei seguenti settori:

  • tecnologie e metodologie orientate verso i sistemi di misura per l’ambiente e l’oceanografia;
  • biologia marina ed ecologia, con particolare riferimento alle catene trofiche;
  • chimica organica ed inorganica, volta allo studio di inquinamenti specifici;
  • oceanografia, con un interesse specifico alla ricostruzione del quadro fisico di riferimento;
  • sedimentologia, con particolare riferimento al particellato sospeso.

L’attività del gruppo di lavoro è stata svolta in maniera fortemente integrata, mediante la realizzazione di varie campagne in mare, incentrate sulla boa, ed una raccolta sistematica di misure ambientali.
Nel paragrafo successivo viene fatta una sintetica presentazione, organizzata per temi.
Le sorgenti di finanziamento
Le prime fasi del progetto “Laboratorio marino d’altura” sono state finanziate per il 60% dal “Settore Attività Oceanografiche” del CNR. Si è così provveduto alla costruzione della nuova testa-laboratorio, al ripristino del resto della struttura ed alla realizzazione di un prototipo del sistema e trasmissione dati.
Dopo questa fase iniziale il progetto grava interamente sui fondi dello IAN; i partners del gruppo hanno essi stessi provveduto al finanziamento di attrezzature, componenti o servizi specifici relativi al loro settore.
Attualmente lo IAN si sta muovendo verso una collocazione della boa in programmi europei, ma questo implica che venga innanzitutto mantenuta la sua operatività e la affidabilità dei dati.


Attività dei partners nel gruppo
Collezione di parametri meteo-marini
(A. Siccardi, R. Amore, R. Mantovani)
Questo settore è gestito dall’IAN, in interazione con le altre linee di ricerca, portate avanti dai partners.
Rientrano a pieno titolo in questa attività sia lo sviluppo della boa e l’aggiornamento del sistema di raccolta e processo dati, descritti ai paragrafi precedenti, sia l’impegno continuo per la manutenzione e gestione del sistema.

Gli scopi dell’attività IAN si possono sintetizzare così:

  • Realizzare un punto per la misura di parametri meteo-marini, di interesse per la navigazione, e che realizzi un servizio sperimentale a disposizione della comunità.
  • Raccogliere lunghissime serie temporali di dati, che integrino quelli raccolti occasionalmente in campagne in mare nell’area, e che costituiscano la saldatura organica tra tutti i dati.
  • Costituire un punto di “verità mare”, utilizzabile sistematicamente per la taratura di dati da satellite, particolarmente prezioso in quanto operanti in un sito indisturbato.
  • Fornire un supporto per le attività del Gruppo nel settore del biofouling e dello studio delle comunità ittiche legate al FAD (effetto attrattivo della boa).
  • Sviluppare nuovi sistemi dedicati alle misure di parametri ambientali.
  • Realizzare un sistema per le misure ondametriche in grado di fornire dati “all’infinito”, da integrare con sistemi di misura costieri, per la definizione del campo di moto ondoso.
  • Raccogliere dati di risposta al mare della boa stessa per la taratura di modelli matematici della struttura e del vincolo di ormeggio.


Nel primo anno di funzionamento (1995) il sistema è stato gestito con due obiettivi principali: la raccolta di dati ambientali e la verifica sul campo della affidabilità dell’hardware e delle metodologie. E’ stata quindi raccolta una notevole mole di dati, con misurazioni effettuate con cadenza oraria.
Vengono qui di seguito presentati, alcuni campioni di dati registrati in questo periodo, sotto forma di serie temporali o come diagrammi polari.
Il sistema di raccolta dati, operativo da marzo 1995, è stato rinnovato nella primavera 1997 e fornisce in tempo reale tutti i dati alla stazione di terra, presso lo IAN.
I dati sono resi accessibili, in forma sintetica, su Internet; possono anche essere forniti, nell’ambito di accordi di collaborazione, a banche dati ambientali.
I soli dati di interesse per la navigazione vengono forniti automaticamente in voce, dalla boa stessa, telefonando, nei primi 15 minuti di ogni ora, allo 0336 - 513503.


Studio del macrofouling della boa
>(M. Montanari, G. Relini)
L’Istituto per la Corrosione Marina dei Metalli, del CNR di Genova, e il Laboratorio di Biologia Marina e di Ecologia Animale dell’Università di Genova, fin dal 1975 si occupano dello studio di problematiche legate all’insediamento ed allo sviluppo del fouling di strutture off-shore con particolare attenzione ai possibili sistemi di prevenzione e protezione antifouling.
Il termine fouling è comunemente impiegato per distinguere un’associazione di organismi animali e vegetali che si insediano ed accrescono su strutture artificiali immerse in mare con conseguenti significative alterazioni nell’efficienza e nelle caratteristiche tecnologiche delle strutture stesse.
La boa ODAS Italia 1, rappresentando un substrato solido in un ambiente del largo assimilabile ad “un’isola in miniatura”, aggrega una comunità peculiare che spazia dai pesci pelagici, che rispondono all’effetto FAD della struttura, agli organismi bentonici che si insediano sulla stessa.
L’esame diretto di tali organismi, condotto in una prima fase di studio iniziata nel 1987 e conclusa nel 1991 con il recupero della boa, ci ha permesso di ottenere una prima valutazione dell’insediamento nella sua globalità.
Buoy Macrofouling
In una seconda fase di studio, iniziata il 28/6/1992, la colonizzazione nel tempo è stata seguita utilizzando pannelli di materiale inerte, delle dimensioni di 20x30x0,4 cm, alloggiati in strutture portapannelli circolari fissate sul corpo boa, alle profondità particolarmente significative di 12 m e 33 m. Tali pannelli venivano prelevati secondo cadenze scalari nel tempo e sostituiti con altri vergini.
Con tale metodologia è stato possibile effettuare osservazioni di tipo qualitativo, che hanno permesso oltre all’identificazione delle specie di evidenziarne i ritmi di accrescimento e di riproduzione, e di tipo quantitativo attraverso la valutazione dell’indice di ricoprimento del pannello da parte dei vari taxa e il conteggio dei principali organismi insediati.
Si è inoltre proceduto alla determinazione della biomassa attraverso il peso del fouling.
I dati qui presentati si riferiscono a pannelli prelevati ad intervalli di tempo crescenti per un periodo complessivo di 40 mesi.
Con l’aumentare del tempo di immersione, si assiste ad una maggiore complessità delle associazioni bentoniche che si rileva anche in termini di ricchezza specifica, cioè nell’aumento del numero di specie col tempo .
I risultati mostrano che tra i pochi gruppi sistematici presenti sui substrati immersi per brevi periodi uno solo risulta dominante, occupando gran parte della superficie disponibile.
Sui substrati immersi per periodi maggiori l’insediamento di nuovi taxa, invece, determina una più differenziata ripartizione degli spazi. L’intensità di colonizzazione e lo sviluppo degli organismi risulta, comunque, sempre maggiore alla profondità di 33 m.
Gli istogrammi di mostrano come, ad entrambe le profondità, si assista ad un aumento di biomassa con l’aumentare dei tempi di immersione dei substrati. I valori più elevati ottenuti al livello di -33 m confermano il maggiore insediamento a questa profondità. La ricerca, tuttora in corso, ha permesso di riconoscere, complessivamente, 41 taxa animali e 16 taxa algali e di evidenziare 34 specie che risultano essere bentoniche, cosmopolite e generalmente rinvenute in ambienti costieri. La loro presenza su substrati di un ambiente del largo denota una notevole capacità di dispersione di tali specie che dipende principalmente dalle strategie larvali adottate, dalla resistenza alle condizioni ambientali, dalle correnti marine dominanti, dal “rafting” (trasporto passivo su oggetti galleggianti) e, non ultime, da cause antropiche quali il trasporto su navi e imbarcazioni da diporto.


La boa come F.A.D.
(M. Relini)
La boa ODAS Italia 1 esercita un effetto attrattivo nei confronti di diverse specie di pesci, che amano sostare presso oggetti alla deriva.
Questo effetto - per cui oggetti naturali o artificiali diventano F.A.D. (Fish Aggregating Devices) - è stato finora poco studiato in Mediterraneo, soprattutto nelle acque del largo. Il suo sfruttamento viene invece esercitato da tempo da alcune attività di pesca, di carattere costiero e stagionale, realizzate nella porzione meridionale del bacino Mediterraneo (Sicilia, Malta e Baleari). Tale modalità di pesca prevede l’impiego di elementi attrattori costituiti da una porzione galleggiante, in genere di foglie di palma o sugheri, e da un sistema di ancoraggio.
La boa (un cilindro verticale galleggiante ancorato su un fondale di 1270 m) - possedendo le caratteristiche strutturali di un FAD e restando posizionata per lunghi periodi - ha potuto quindi aggregare un interessante insieme di organismi nectonici.
Osservazioni mirate, effettuate dal Laboratorio di Biologia Marina, dell’Istituto di Zoologia dell’Università di Genova, hanno determinato la composizione della comunità, le variazioni stagionali e, in parte, la durata dell'associazione tra pesci e substrato galleggiante.
Sono stati eseguiti 20 rilevamenti, di cui 12 a cadenza mensile, mediante osservazioni dirette condotte in immersione nell'intervallo compreso tra 0 e 40 m.
E' stata rilevata la presenza di dieci specie di pesci - appartenenti a sei famiglie - riportate in tabella 1.
Mentre i Blennidae appartengono alla comunità bentonica che si è formata sul substrato artificiale, le rimanenti otto specie sono direttamente correlabili al ruolo di FAD esercitato dalla boa.
Il numero medio di pesci osservati è di circa 110 per ispezione. I minimi si sono registrati a primavera ed i massimi tra agosto ed ottobre. La composizione numerica media dell'associazione vede al primo posto il pesce pilota (Naucrates ductor) seguito dal tonno rosso (Thunnus thynnus) e ancora da Carangidae del genere Trachurus.
La taxocenosi varia con la stagione: i Trachurus sono quasi esclusivamente osservati in estate, T. thynnus da luglio ad ottobre e B. carolinensis, con pochi individui, in inverno ed in estate. Solo N. ductor è stato censito ogni mese.
In rapporto all'eco-etologia delle specie associate, si osserva, anzitutto, che il gruppo è formato da specie olopelagiche, Scombridae e Carangidae, e meropelagiche, C. niger, S. ovalis, P. americanus.


Tab.1 - Pesci osservati nel corso dellle immersioni.

Carangidae: Naucrates ductor Seriola dumerili Trachurus sp.
Serranidae: Polyprion americanus
Scombridae: Thunnus thynnus
Balistidae: Balistes carolinensis
Centrolophidae: Schedophilus ovalis Centrolophus niger
Blennidae: Parablennius incognitus Parablennius rouxi

B. carolinensis, presente saltuariamente, sfugge per ora ad una classificazione. I Carangidae Trachurus sp. e S. dumerili sembrano trovare protezione presso la boa in fase giovanile. N. ductor sembra invece stabilire un'associazione alquanto più duratura, come avviene per le rimanenti tre specie meroepipelagiche.
L'associazione del tonno (T. thynnus), benché avvenga anch’essa in fase giovanile, sembrerebbe differenziarsi da quella delle altre specie, infatti gli spazi occupati intorno alla boa sono molto estesi, come se questa costituisse solo un punto di riferimento.
Un rapporto di questo tipo è stato, del resto, già osservato in altri mari per altre specie di tonni.
La presenza degli stromatoidi C. niger e S. ovalis è probabilmente l'elemento più originale derivato dalle osservazioni condotte presso la boa. Queste specie infatti non figurano nelle catture commerciali dei sistemi di attrazione sopracitati, probabilmente perché caratterizzano un'associazione di acque del largo. Questi Centrolophidae, analogamente alla cernia di fondale P. americanus, hanno una fase adulta in acque profonde e S. ovalis sembra essere associato ai picchi rocciosi sottomarini, che caratterizzano un'estesa porzione della scarpata circostante l'ancoraggio della boa.
Lo studio dell'età e dell'accrescimento delle specie temporaneamente associate alla boa è di grande interesse perché rappresenta una fase relativamente "leggibile" dei cicli vitali a lunga durata, che si svolgono in ambienti di difficile campionamento. Per questo motivo lo studio dei pesci associati prosegue con tecniche di marcatura che permettono di seguire singoli individui.


Caratterizzazione fisico chimica dell’ambiente marino
La raccolta di dati relativi al quadro generale dell'ambiente del mar Ligure è stata curata soprattutto dal Dipartimento Scienze della Terra (DISTER), dall’Istituto Corrosione Marina Metalli (ICMM) e dal Dipartimento di Chimica e Tecnologie Farmaceutiche ed Alimentari (DICTFA), nell'ambito di campagne oceanografiche mirate sia alle problematiche specifiche relative alla boa ODAS Italia 1, che allo studio di aspetti più generali dell’ecosistema.
Le campagne di misura, da ODAS 1 (giugno ‘92) a ODAS 7 (dicembre ‘94), sono state effettuate con la N/O Urania, assegnata per quei periodi allo IAN; tutti i membri del gruppo hanno contribuito, con personale e mezzi, alla realizzazione delle stesse.


Oceanografia fisica e particellato sospeso
(L.Centurioni, M. Orsi)
La Sezione Geologia Marina del Dipartimento Scienze della Terra è attiva da anni nel campo della caratterizzazione del materiale particellato sospeso (SPM) e della sua relazione con l’ambiente deposizionale, sia in mari vicini (Mediterraneo) che remoti (bacini che circondano il continente Antartico); questo tipo di indagine si avvale anche dello studio della dinamica delle masse d’acqua.
L'esperienza del DISTER è stata messa a disposizione del Gruppo di Lavoro, per la ricostruzione più completa possibile dell’ambiente in cui la boa opera.
Dal punto di vista oceanografico-fisico la zona di mare in cui la boa è ormeggiata è caratterizzata dalla presenza di tre distinte masse d’acqua:

  • acqua superficiale di origine atlantica (MAW) che solitamente occupa i primi 200 m dalla superficie. Essa entra nel Mediterraneo attraverso lo Stretto di Gibilterra e raggiunge il Mar Ligure dal Tirreno Settentrionale a dal Mare di Corsica;
  • acqua intermedia di origine levantina (LIW), più calda e salata rispetto all’acqua atlantica. Essa si forma in prossimità di Cipro e causa dell’intensa evaporazione ed entra nel bacino occidentale del Mediterraneo attraverso il Canale di Sicilia. Generalmente si estende fino a 700 m di profondità;
  • acqua profonda (WMDW) più fredda e meno salata rispetto alla LIW. Essa si forma nella parte settentrionale del bacino occidentale del Mediterraneo a causa dell’intenso raffreddamento superficiale.


Le stazioni di misura, a cui si è fatto costante riferimento nel corso delle diverse campagne, sono disposte lungo le linee A, B, C, E, chiamate transetti, come indicato in.
Il transetto A, in posizione centrale, include la boa; il transetto E chiude la zona di lavoro verso il Mar Tirreno, mentre il B ed il C continuano la copertura verso occidente.
Per studiare la distribuzione verticale delle masse d’acqua è stato utilizzato un profilatore multiparametrico in dotazione alla N/O Urania, che consente la misura e l'acquisizione, direttamente su uno dei calcolatori di bordo, dei dati di conducibilità, temperatura, ossigeno disciolto, trasmissione della luce. Due esempi di profili verticali di temperatura e salinità, con riferimento a diverse situazioni stagionali e meteo-marine, sono riportati in.
Per lo studio delle dinamiche di sedimentazione nell'area sono state effettuate determinazioni quantitative del materiale particellato sospeso, ovvero di quell’insieme di particelle di dimensioni ridottissime, sia di origine organica che inorganica (minerale), presente nell’acqua di mare in minima quantità (1-2 mg/l) L’SPM, precipitando verso il fondo, da origine agli accumuli di sedimenti ultrafini che occupano i fondali dei bacini oceanici.
Si è inoltre effettuata l’analisi dello spettro dimensionale delle particelle mediante Coulter Counter e l’analisi morfologica ed identificativa mediante microscopio elettronico a scansione.
In sono riportati i grafici relativi alla distribuzione di materiale particellato sospeso totale (TSPM) lungo il transetto A. I dati, nonostante la bassa risoluzione spaziale con cui sono stati raccolti ed il disturbo generato da situazioni meteomarine a volte avverse, mostrano la consistente presenza sia di flussi di materiale dai margini del bacino (apporti continentali), che di fenomeni di risospensione estesi a tutto il fondo del bacino stesso.


Distribuzione dei nutrienti
(M. Montanari, P. Moschella)
La presenza dei sali nutritivi, rappresentati, principalmente, da composti di azoto, fosforo e silicio, è essenziale per i fenomeni biologici che hanno sede nel mare. Questi elementi, indispensabili per la sintesi della materia vivente, controllano e limitano lo sviluppo dei cosiddetti “produttori primari” che, per la loro capacità di trasformare gli elementi inorganici in materia organica, utilizzando energia luminosa, costituiscono il primo anello nella catena alimentare dell’ecosistema.
La concentrazione dei nutrienti nell’ambiente marino è fortemente influenzata da apporti alloctoni sia di origine naturale (dilavamento, apporti fluviali) che antropica (scarichi urbani ed industriali).
L'effetto di tali apporti sull'ecosistema è più o meno pronunciato, a seconda delle caratteristiche dell'area di mare in cui si riversano, fino a provocare i ben noti fenomeni di eutrofizzazione in aree a "bassa energia". I nutrienti sono quindi utilizzati come indicatori di polluzione o come traccianti di masse d’acqua.
Nell’ambito dello studio relativo all’ambiente boa, ad integrazione della descrizione delle caratteristiche dell’acqua di mare della zona, l’Istituto per la Corrosione Marina dei Metalli ha programmato una serie di analisi dei nutrienti al fine di conoscere le loro variazioni stagionali e la distribuzione con la profondità.
I campioni sono stati raccolti nel corso delle campagne ODAS effettuate in diverse stagioni lungo la colonna d’acqua, dalla superficie al fondo (0-1100 m), con bottiglie Niskin. Le determinazioni, rivolte a quelle forme di azoto e fosforo più comunemente utilizzate dalle specie algali (nitriti, nitrati e ortofosfati), sono state condotte seguendo le metodiche riportate in Strickland & Parsons (1960).
I dati confermano quanto riportato in letteratura; infatti si osserva che ortofosfati e nitrati, nelle prime decine di metri della colonna d’acqua, sono presenti in concentrazioni molto basse, mentre fino a 1000 metri si ha un progressivo incremento dei valori; la concentrazione dei nitrati mostra un buon accordo con il ciclo stagionale tipico previsto, con valori minimi nel periodo primaverile e massimi in quello invernale.
Complessivamente le concentrazioni non risultano particolarmente elevate e confermano la caratteristica oligotrofica del Mar Ligure.


Il mercurio nell’ecosistema marino

(R. Capelli)
L'attività del Dipartimento di Chimica e Tecnologie Farmaceutiche ed Alimentari (DICTFA), dell’Università di Genova, si svolge da diversi anni nel campo dei cicli biogeochimici di elementi in traccia, con particolare attenzione per il mercurio e per il selenio nell'ambiente marino. La ricerca viene affrontata con un approccio interdisciplinare, correlando i dati analitici con parametri biologici, fisici ed oceanografici, per attribuire loro il corretto significato ambientale. In tale senso, da diversi anni, il gruppo ha instaurato rapporti di collaborazione con l'Istituto di Zoologia dell'Università di Genova e con il gruppo Boa ODAS Italia 1.
La ricerca sulla presenza di mercurio in acqua di mare, particolarmente in acque del largo, ha richiesto il miglioramento delle metodologie analitiche, in quanto le diverse forme chimiche di uno stesso elemento hanno un comportamento differente rispetto ai processi ambientali. E’ stato quindi indispensabile sviluppare tecniche analitiche idonee (per sensibilità, accuratezza e riproducibilità) alla determinazione di elementi al livello di traccia e delle loro forme chimiche in matrici complesse.
Inoltre si è reso necessario lo studio di adeguate procedure di campionamento, conservazione e preparazione di campioni di acqua di mare. E’ stato quindi messo a punto un protocollo operativo che ha previsto la realizzazione di apparecchiature di campionamento dedicate. La sperimentazione diretta, durante le campagne oceanografiche, ha permesso la progettazione di una "bottiglia" in grado di campionare acqua di mare fino alla profondità di oltre 600 metri senza contaminazioni del campione; un ulteriore miglioramento è stato ottenuto con la costruzione di un campionatore formato da due bottiglie gemelle in grado di effettuare due prelievi allo stesso momento e alla stessa profondità.
Lo studio della colonna d’acqua in prossimità della boa ODAS Italia 1 ha preso in considerazione campioni prelevati, a profondità comprese tra 0 e 600 m, in successive occasioni, consentendo di valutare eventuali variazioni stagionali. La possibilità di disporre di una N/O adeguatamente attrezzata ha inoltre permesso di effettuare le analisi direttamente a bordo, subito dopo il campionamento, evitando tutti i problemi connessi con la stabilizzazione e conservazione del campione. Questo punto riveste estrema importanza in quanto si è misurata la frazione “reattiva” di mercurio (cioè il mercurio presente in forma ionica o debolmente complessato, in grado di essere ridotto da una soluzione di SnCl2) che verrebbe alterata dalla conservazione.
La disponibilità di tutte le informazioni di tipo oceanografico, che permettono di caratterizzare le masse d’acqua prese in considerazione, ha consentito di integrare i risultati chimici ottenuti dalle analisi. I dati relativi alle ultime campagne oceanografiche sono attualmente in corso di completamento e di elaborazione. In sono riportate la concentrazione del mercurio "reattivo", la salinità e la temperatura riscontrate lungo i profili effettuati alla stazione BOA nel corso di alcune campagne oceanografiche.
Contemporaneamente è proseguito lo studio sulla presenza delle forme chimiche del mercurio (organico ed inorganico) negli organismi marini, al fine di comprendere i fenomeni di bioaccumulo e di bioamplificazione lungo le catene trofiche pelagiche. I campionamenti sono stati effettuati nel corso delle campagne oceanografiche ODAS, nelle stesse zone dove sono stati prelevati i campioni d’acqua, mediante una rete Isaacs Kidd Midwater Trawl (IKMT), in collaborazione con i Prof. Orsi Relini e Relini (Istituto di Zoologia, Università di Genova).
Le due ricerche, sul mercurio in acqua di mare e sul mercurio negli organismi marini, sono complementari ed essenziali per completare la conoscenza e la comprensione del ciclo biogeochimico di questo elemento.


Caratterizzazione faunistica dell’area in termini di macrofauna
(L. Orsi Relini, G. Relini)
La stazione BOA rappresenta un punto di osservazione importante per lo studio della macrofauna delle acque del largo.
Essendo lambita dalle acque del fronte Ligure Provenzale, a cui si possono ricondurre complessi processi di trasporto verticale e quindi di arricchimento di nutrienti e di fito e zooplancton, si colloca sul percorso di diversi grandi pelagici che transitano in Mar Ligure, in determinate stagioni, o che vi arrivano per sfruttarne le caratteristiche trofiche.
Nel corso di numerosi surveys interdisciplinari condotti con il supporto dei mezzi navali del CNR, l'unità di ricerca sui grandi pelagici dei Laboratori di Biologia Marina ed Ecologia Animale, dell’Istituto di Zoologia dell'Università di Genova, ha verificato la presenza, nelle acque superficiali limitrofe, delle specie riportate in tabella 2.
Vengono tralasciate, per brevità, tutte le specie di pesci di taglia minore oppure osservate soltanto in fase giovanile.
A differenza della fauna di superficie quella mesopelagica rappresenta un insieme relativamente costante nello spazio e nel tempo. È pertanto di straordinario interesse per capire la struttura trofica dell’ecosistema, costituendo la riserva naturale alla quale attingono i grandi predatori, sia in modo abituale che saltuario, per esempio qualora scarseggino le prede di superficie. A questo comparto faunistico appartiene Meganyctiphanes norvegica, crostaceo eufausiaceo su cui si basa l’alimentazione delle balenottere.
Lo studio di questi organismi nella colonna d’acqua è stato eseguito mediante campionamento in differenti stagioni, con la rete Isaacs Kidd Midwater Trawl (IKMT).


Tab. 2 - Grandi pelagici osservati nelle acque circostanti la boa.

Cetacea: Balaenoptera physalus, Balaenoptera acutorostrata, Physeter macrocephalus, Globicephala melas, Grampus griseus, Stenella coeruleoalba, Delphinus delphis, Ziphius cavirostris
Selachii: Prionace glauca, Mobula mobular, Dasyatis violacea
Osteichthyes: Thunnus thynnus, Thunnus alalunga, Xiphias gladius, Seriola dumerili, Coriphaena hyppurus, Mola mola


Tab. 3 - Pesci, crostacei decapodi e molluschi cefalopodi catturarti con rete mesopelagica.
OSTEICHTHYES CRUSTACEA DECAPODA

 
Gonostomatidae: Cyclothone pygmaea Aristeidae: Gennadas elegans
  Cyclothone braueri Penaeidae: Funchalia villosa
  Gonostoma denudatum   Funchalia woodwardi
Sternoptychidae: Argyropelecus hemigymnus Sergestidae: Sergestes arcticus
  Maurolicus muelleri   Sergestes arachnipodus
Melanostomia-
tidae:
Bathophilus nigerrimus   Sergestes sargassi
Chauliodontidae: Chauliodus sloanei   Sergestes vigilax
Evermannellidae: Evermannella balbo   Sergia robusta
Argentinidae: Microstoma microstoma Oplophoridae: Acanthephyra pelagica
  Nansenia oblita   Acanthephyra eximia
Trachypteridae: Zu cristatus Pasiphaeidae: Pasiphaea multidentata
  Trachypterus trachypterus   Pasiphaea sivado
Photichthyidae: Ichthyococcus ovatus Hippolytidae: Ligur ensiferus
  Vinciguerria attenuata    
  Vinciguerria poweriae    

Astronesthidae:
Borostomias antarcticus Mollusca
Cephalopoda
 
Stomiatidae: Stomias boa    
Paralepididae: Lestidiops jayakari Sepiolidae: Heteroteuthis dispar
  Lestidiops sphyrenoides   Stoloteuthis leucoptera
  Notolepis rissoi Enoplote-
uthidae:
Abralia veranyi
  Paralepis coregonoides   Abraliopsis pfefferi
  Sudis hyalina Onychoteu-
thidae:
Onychoteuthis banksi
Myctophidae: Electrona rissoi   Ancistroteuthis lichtensteini

 

 
  Hygophum hygomii Histioteuthidae: Histioteuthis bonnellii
  Hygophum benoiti   Histioteuthis reversa
  Benthosema glaciale Ctenopte-
rygidae:
Ctenopteryx sicula
  Symbolophorus veranyi Ommastre-
phidae:
Todarodes sagittatus
  Myctophum punctatum   Illex coindetii
  Lobianchia dofleini   Ommastrephes bartrami
  Diaphus rafinesquei Cranchiidae: Galiteuthis armata
  Diaphus holti Octopodidae: Pteroctopus tetracirrhus
  Diaphus metopoclampus   Octopus sp.
  Lampanyctus crocodilus Chiroteuthidae: Chiroteuthis veranyi
  Lampanyctus pusillus    
  Ceratoscopelus maderensis    
  Notoscopelus kroeyerii    
  Notoscopelus elongatus    
Zoarcidae: Melanostigma atlanticum    
Regalecidae: Regalecus glesne    
Nemichthyi-
dae:
Nemichthys scolopaceus    

In tabella 3 sono riportate le specie appartenenti ai tre principali gruppi sistematici, ossia pesci, crostacei decapodi e molluschi cefalopodi, catturati con rete mesopelagica.
Alcune delle specie menzionate, data la loro capacità di spostamento verticale in risposta a diverse condizioni di luce, si possono osservare di notte in superficie.
Le raccolte effettuate con rete IKMT hanno inoltre evidenziato la presenza di Crostacei Eufausiacei ed Anfipodi, Molluschi Pteropodi ed Eteropodi e plancton gelatinoso, costituito da ctenofori, meduse, salpe solitarie o in catena, pirosomi ecc.; organismi che costituiscono comparti trofici ancora poco studiati ma ingenti in termini di biomassa.
Alcuni rappresentanti del macroplancton gelatinoso, come velelle, meduse e salpe, si vedono frequentemente transitare presso la boa; questo effetto è dovuto alle forti correnti superficiali che lambiscono la struttura.
Le reti trofiche che riguardano la macrofauna del largo sono oggetto di studio dei Laboratori di Biologia Marina ed Ecologia Animale, anche in collaborazione con il Dipartimento di Chimica e Tecnologie Farmaceutiche e Alimentari, per gli aspetti del bioaccumulo.

 

Conclusioni
La boa ODAS Italia 1 offre la rara occasione di poter mettere in relazione i singoli dati, raccolti durante campagne oceanografiche diverse - anche molto distanziate nel tempo con tutti i conseguenti problemi di correlazione che ne derivano - con quelli ottenuti da un punto di "verità mare" attivo in continuo, che fornisce ai ricercatori un quadro della situazione in tempo reale.
La possibilità di disporre di un laboratorio marino in acque d'altura offre agli utenti anche un ampio spettro di potenzialità operative per quello che riguarda lo studio e lo sviluppo di strumentazione specificatamente concepita per operare nelle acque del largo ed in grado di operare autonomamente per lunghi periodi senza bisogno dell'intervento umano.
La boa ODAS Italia I sta mostrando la sua efficacia come punto di osservazione ambientale e la sua potenzialità, sia come strumento dedicato allo ,sviluppo tecnologico che come punto di aggregazione per attività interdisciplinari.
Il nuovo prototipo del sistema di acquisizione e trasmissione ha migliorato sia la capacità di raccolta dati che quelle di utilizzo delle informazioni, rendendole accessibili anche direttamente dagli utenti interessati.
Il sistema attuale è in grado di ospitare ulteriore strumentazione, anche di altri gruppi di ricerca, nei limiti definiti dalle risorse energetiche disponibili.
Con i nuovi programmi internazionali, che si sviluppano nell’ottica del “Global change”, si aprono spazi per l’inserimento di questo strumento di osservazione in grandi sistemi di monitoraggio e previsione.
Si rende però evidente la necessità di quelle maggiori risorse, umane e finanziarie, indispensabili per mantenersi al passo con le richieste internazionali ed in posizione di chiara visibilità, onde evitare di vanificare gli sforzi sino ad oggi effettuati.
L’attività del gruppo di lavoro dovrebbe trovare il suo naturale sbocco nella stessa prospettiva di studio del “Global change”, con la definizione di un più grande progetto: un progetto che coaguli gli interessi scientifici diversi esistenti intorno al bacino del mar Ligure per un approfondimento sistematico della conoscenza del nostro ecosistema e delle modifiche che in esso avvengano, di origine naturale o antropica, e che costituisca un efficace termine di riferimento.

 

Appendice
La struttura
L'insieme
La boa è costituita da un corpo a palo, realizzato con tubo di acciaio (f 600 mm), suddiviso in quattro tronchi, accoppiati tra loro da flange. I tre elementi superiori sono stagni, ed uno di essi, quello intermedio, è dotato di un ringrosso (f 1200 mm e h 2000 mm), tale da favorire il galleggiamento e dare stabilità alla boa.
Il quarto elemento, allagato, termina con un piatto (f 2000 mm) che smorza i movimenti verticali della boa, grazie alla grande massa d'acqua associata; al di sotto è appesa la zavorra di 500 kg.
Sul corpo, rimasto sostanzialmente invariato nel tempo, è fissata la testa laboratorio.
La testa
La nuova testa , realizzata interamente in lega di alluminio, è costituita da:
un segmento di accoppiamento, di diametro pari a quello del corpo inferiore, flangiato, utilizzato come vano batterie.
un vano protetto (di circa 3 m3 di volume), in parte cilindrico, in parte ottagonale, che all'interno può ospitare sino ad otto armadi con strumenti e che porta all'esterno i pannelli solari. Il vano è ben aerato ma a prova di pioggia e dotato, nella parte inferiore, di aperture di scolo con protezioni per eventuali colpi di mare.
un traliccio superiore, con alberetto terminale, che arriva sino a 12 m sul pelo dell'acqua; su di esso sono montati i sensori meteo, il fanale e l'antenna.
Mediante una scaletta si accede alla parte superiore del vano protetto; qui un portello a passo d'uomo conduce alla zona laboratorio. All'esterno, alla base del vano protetto, uno stretto terrazzino circolare permette di effettuare la manutenzione ai pannelli solari.
L’ormeggio
La linea di ormeggio, è agganciata alla boa alla profondità di 15 m, è costituita, nell'ordine, da più elementi:
I - 30 m di cavo di acciaio inox (_ 15 mm), per evitare problemi di logorio sia meccanico, da eventuale strofinio sul corpo boa, che elettrolitico
N - 400 m di cavo di nylon (_ 35 mm) appesantito da uno spezzone di catena
P - 850 m di cavo di polipropilene (_ 40 mm)
B - boe di spinta
P - 600 m di cavo di polipropilene (_ 40 mm)
C - catenella e catena
A - ancora
La parte superiore dell’ ormeggio, costituita da cavo pesante (acciaio e nylon) seguito da cavo galleggiante (polipropilene), sino alle boe di spinta, disegna una lunga esse tra le profondità di 50 e 650 m e costituisce un ormeggio elastico. La parte inferiore, tra 650 m ed il fondo, sorretta dalle boe e mantenuta così quasi verticale, è destinata ad ospitare strumentazione da mantenere in sito per lunghi periodi.
La composizione della parte terminale, ancora, catena pesante e catenella leggera, fa sì che il cavo tenga la catenella sollevata e non strofini mai sul fondo, permettendo alla boa di ruotare continuamente intorno all'ancora senza danni per l'ormeggio.
La notevole lunghezza totale dell'ormeggio, 1900 m, pari a una volta e mezza la profondità del fondale, consente alla boa di ruotare con un raggio di circa 0.5 miglia attorno all'ancora e di evitare che, sotto forti spinte trasversali, la boa tenda ad immergersi.
La dotazione strumentale
Sensori meteo
Alla quota di 10 m s.l.m. sono montati il solarimetro e la crocetta con i due sensori per direzione e velocità del vento. Circa 1 m più sotto sono fissati barometro, igrometro e termometro, insieme alla bussola. Accanto al traliccio è solidamente fissato, montato su di un suo alberetto, il pluviometro, ancora in fase sperimentale.
Sensori oceanografici
Quattro sensori di temperatura sono posizionati lungo il corpo boa, uno in superficie, gli altri alle profondità di 10, 20, 35 m. Il termometro di superficie è alloggiato -con l'elemento sensibile 10 cm al disotto del livello 0 teorico - all'interno di un tubo forato che agisce da filtro rispetto al moto ondoso. Gli altri termometri sono protetti da eventuali urti.
Alla profondità di 10 m sono montati, su tre supporti a 120°, tre altimetri acustici rovesciati, che misurano la distanza dalla superficie sovrastante e, contempora-neamente, la pressione idrostatica. I relativi dati, tenendo conto della risposta al mare della boa stessa e dei moti del corpo boa, misurati da altri sensori, permettono per la ricostruzione del moto ondoso.
Alle profondità di 11 e 42 m sono installati due correntometri elettromeccanici; quello superiore è sospeso ad uno dei bracci orizzontali che sostengono gli altimetri, in posizione laterale rispetto all'attacco dell'ormeggio, in zona di flusso non disturbato dal corpo boa; quello inferiore è sospeso, in posizione centrale, al di sotto della zavorra.
Sensori di servizio
Una coppia di inclinometri, montati sul piano orizzontale della boa a 90° tra loro, sono utilizzati per misurare rollio e beccheggio, oltre che l'eventuale scostamento dalla verticale dovuto al tiro dell'ormeggio e all'azione di vento e corrente.
La direzione di riferimento è quella indicata dal punto di aggancio dell'ormeggio, definita "prua" della boa. A questa direzione, ed al piano verticale da essa individuato, sono riferiti l'inclinometro indicante il beccheggio, la bussola di bordo e l'indicatore di direzione del vento.
I dati provenienti dai sensori di assetto e orientamento sopraindicati sono utilizzati per correggere gli altri dati raccolti in funzione dei moti della piattaforma.
Lo stato del sistema di alimentazione è fornito da un sensore di tensione, indicante lo stato di carica delle batterie, e da due gruppi di sensori, che misurano, uno la corrente utilizzata per la ricarica ed il mantenimento delle batterie, l'altro la corrente totale generata dai pannelli solari. Ciò consente di effettuare il bilancio energetico sulla boa e di valutare le risorse ancora disponibili.
Alimentazione
L'energia al sistema è fornita da otto pannelli solari da 60 Watt l'uno, disposti circolarmente attorno alla testa della boa, che ricaricano le batterie, da 100 Ah. Nonostante la potenza nominale totale sia di 480 Watt quella effettivamente disponibile è molto inferiore. Nella stagione invernale, ad esempio, con sole basso sull'orizzonte, viste le caratteristiche geometriche del sistema, si ha solo un pannello illuminato in pieno, con i due adiacenti a 45°, mentre tutti gli altri ricevono solo luce diffusa. Nonostante le limitazioni indicate la potenza disponibile si è però dimostrata, ad oggi, sempre più che sufficiente.
Spazio per studio biologico
Due gabbie circolari, che abbracciano il corpo boa, sono state posizionate a 12 e 33 m di profondità; ognuna è dotata di dodici alloggiamenti per pannelli rettangolari di dimensioni 20x30x0,4 cm, per consentire lo studio dell'insediamento ed accrescimento del fouling in condizioni protette. L'installazione delle due gabbie è chiaramente identificabile come esperimento scientifico, e quindi non è mai stata fatta oggetto di indesiderate incursioni di pescatori subacquei.
Acquisizione e trasmissione dati
L'acquisitore
Il sistema di acquisizione, “Prototipo '97”, è basato su di un calcolatore single chip, che periodicamente attiva ed interroga i vari sensori, comunicando con le loro diverse schede elettroniche tramite una sola linea seriale RS232 utilizzata in multidrop. Alcuni sensori sono attivati solo ogni ora per alcuni minuti, altri sono sorvegliati con continuità.
Ogni ora i dati raccolti sono memorizzati temporaneamente, processati localmente e quindi trasmessi alla stazione di terra presso lo IAN. Esiste un archivio dati locale, su scheda di memoria rimovibile, che, in caso di malfunzionamento delle comunicazioni, è in grado di immagazzinare più di due mesi di informazioni; i dati immagazzinati vengono automaticamente cancellati in caso di trasmissione riuscita, confermata da terra.
Le trasmissioni
Le comunicazioni utilizzano un telefono cellulare, collegato al sistema di acquisizione da un'interfaccia dedicata e da un modem a basso consumo. L'apparecchiatura è stata installata in versione modificata, tale da non consentirne l'impiego come normale telefono, onde evitare la possibilità di abusi.
Questo tipo di collegamento, che consente di evitare i costi di installazione e gestione di ponti radio a terra in VHF, si è dimostrato affidabile, a parte occasionali problemi dovuti all'intasamento estivo delle linee. Il baud rate massimo utilizzabile è limitato a 1200 bps e consente di scaricare un pacchetto dati in meno di un minuto.
Il collegamento via cellulare è bidirezionale e permette, oltre allo scarico dei dati, la ricezione di comandi per l'aggiornamento del software o la modifica di parametri di acquisizione, oltre ad applicazioni diverse dal solo scambio dati.
Comunicazioni in voce
Il “Prototipo '97” consente al sistema, che resta acceso in ricezione nei primi 15 minuti di ogni ora, di rispondere automaticamente alle chiamate telefoniche, diffondendo un messaggio in voce. Tale messaggio, ricavato dai dati raccolti nelle ore immediatamente precedenti, fornisce le informazioni di maggior interesse per la navigazione. Questo servizio è attivato in via sperimentale, senza costi per l'utenza salvo la telefonata stessa.


Partner del progetto



CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE

Antonio Siccardi
pagina personale
Istituto per l'Automazione Navale (I.A.N.)
Via De Marini 6 - 16149 - Genova
tel. 0039.10.6475630 - fax 0039.10.6475600
e-mail: siccardi@ge.issia.cnr.it

Manuela Montanari
Istituto per la Corrosione Marina dei Metalli (I.C.M.M.)
Via De Marini 6 - 16149 - Genova
tel. 0039.10.6475435 - fax 0039.10.6475400
e-mail: montan@icmm.ge.cnr.it



UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA

Giulio Relini / Lidia Orsi Relini
Istituto di Zoologia - Laboratorio di Biologia Marina ed Ecologia Animale
Via Balbi 5 - 16126 - Genova
tel. 0039.10.2099465/463 - fax. 0039.10.202600
e-mail: sibmzool@unige.it

Renzo Capelli
Dipartimento di Chimica e Tecnologie Farmaceutiche e Alimentari (DI.C.T.F.A.)
via Brigata Salerno Ponte - 16147 - Genova
tel. 0039.10.3532604 - fax. 0039.10.3532684
e-mail: capelli@iafta.unige.it

Giuliano Fierro
Dipartimento Scienze della Terra (DI.S.T.E.R.) - Sezione Geologia Marina
Corso Europa 26 - 16132 - Genova
tel. 0039.10.3538261 - fax. 0039.10.3532169
e-mail: comett@dister.unige.it

Autori e curatori:
Antonio Siccardi
, Manuela Montanari



I seguenti paragrafi sono stati sviluppati dai partners interessati:

"Collezione di parametri meteomarini"
Antonio Siccardi, Raffaele Amore, Riccardo Mantovani

"Studio del macrofouling in acque d’altura"
Manuela Montanari, Giulio Relini

"La boa come F.A.D."
Marco Relini

"Oceanografia fisica e particellato sospeso"
Luca Centurioni, Marco Orsi

"Determinazione dei nutrienti"
Manuela Montanari, Paula Moschella

"Il mercurio nell’ecosistema marino"
Renzo Capelli

"Macrofauna nell’area di lavoro"
Lidia Orsi Relini, Giulio Relini

 

 

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