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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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