Argus Panoptes: il gigante dai cento occhi posto da Zeus a … · 2020. 2. 27. · ARGOMARINE: u na...

Argus Panoptes: il gigante dai cento occhi posto da

Zeus a guardia della sua ninfa/giovenca Io

giovedì 24 febbraio 2011

ARGOMARINE:

una rete di controllo integrata degli sversamenti da idrocarburi e del traffico all’interno di aree sensibili dal punto di vista ambientale

Parco Nazionale Arcipelago Toscano “L’inquinamento marino: conoscere, prevenire, agire” - Progetto MOMAR



-sviluppare un sistema integrato di controllo del traffico e dell’inquinamento marino all’interno di aree sensibili dal punto di vista dell’ambiente e della sicurezza.

Gli Obiettivi:

- Il monitoraggio verrà realizzato mediante sofisticati strumenti di geoposizionamento elettronici e telematici connessi attraverso una rete di trasmissione dati



Tutti i dati verranno convogliati nel MIS (Marine Information System), una centrale di elaborazione dotata di capacità decisionali e di valutazione (sistema esperto) in grado di assistere le autorità preposte nella gestione dell’emergenza.

Il MIS sarà interfacciato via web ed accessibile a ricercatori ed

utenti



Il Mar Mediterraneo è un piccolo mare:

tempo di ricambio: 7.000 annimodeste dimensioni: 3.000 x 900 km

Su di esso si affacciano pero’ oltre 20 Stati e piu’ di 400 milioni di abitanti, di cui 130 milioni si affacciano direttamente sulla fascia costiera

584 città, 750 porti turistici e 286 commerciali, 13 impianti di produzione di gas e 180 centrali termoelettriche

Il Cairo, 15 milioni di abitanti


Perché ARGOMARINE ?

Il mediterraneo è un’area ad altissimo rischio di inquinamento:

370 mil Tons di petrolio e derivati sono trasportati annualmente in quest’area (25% del totale globale)

Piu di 300 porti

Giornalmente è attraversato da piu’ di 2.000 traghetti, 1.500 navi da trasporti merci, 2.000 navi commerciali (300 delle quali sono petroliere che traportano ca 8 mil barili al giorno)



Ogni anno verso le coste italiane viaggiano ben 178 milioni di tonnellate di petrolio,

L’Italia possiede 12 raffinerie, 14 grandi porti petroliferi e 9 piattaforme di estrazione off-shore, e movimenta complessivamente oltre 343 milioni di tonnellate di prodotti petroliferi all’anno

482 depositi di stoccaggio collocati vicino al mare, per 18 milioni di metri cubi.




www.marinetraffic.com - h. 12.30, 14 agosto 2010


http://www.marine

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Ogni anno accadono nel bacino del Mediterraneo circa 60

incidenti, 15 dei quali hanno come conseguenza lo

sversamento in mare di idrocarburi



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Oil spill density for the Mediterranean Sea for the period 1999–2004.


In particolare l’area del Parco Nazionale dell’Arcipelago

Toscano è attravarsata giornalmente da un intenso traffico di

petroliere, le cui rotte intersecano zone di enorme pregio

ambientale



16

Principali rotte petrolifere che attraversano l’area

del Parco Nazionale Arcipelago Toscano

REGIONAL MARINE POLLUTION EMERGENCY RESPONSE CENTRE FOR THE MEDITERRANEAN SEA

(REMPEC)

Study of Maritime Traffic Flows in the Mediterranean Sea




www.marinetraffic.com - h. 9.25, 23 febbraio, 2011


http://www.marine

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Pollution events

Isle of Elba, years 2008-2009

Source: (Coast Guard, Portoferraio-Isle of Elba)



oil spill cumulative density map (2000-2004)

Deliverable D1.8: Report On Historical Data Background

Author: EU-Joint Research Center, Ispra (varese)


Parco Nazionale Marittimo di Zacinto, Grecia

Partner del progetto ARGOMARINE

Area di riproduzione della Caretta caretta




www.marinetraffic.com - h. 12.30, 14 agosto 2010


http://www.marine

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oil spill cumulative density map (2000-2004)

Deliverable D1.8: Report On Historical Data Background

Author: EU-Joint Research Center, Ispra (varese)




Un netto miglioramento nella statistica degli sversamentiPuo’ essere attribuito a:

migliore sorveglianza costieraapplicazione della normativa internazionale marittimamiglioramento delle tecnologie della navigazione e della cantieristica

La buona notizia:



I trattati attivi sulla protezione del mare •Barcelona Convention (1976)• The Convention (amended version 1995) for the Protection of the Marine Environment and the Coastal Region of the Mediterranean (in force since 9 July, 2004) • The Dumping Protocol for the Prevention and Elimination of Pollution of the Mediterranean Sea by Dumping from Ships and Aircraft or Incineration at Sea, amended in Barcelona on 10 June 1995• The Prevention Emergency Protocol concerning Cooperation in Preventing Pollution from Ships and, in Cases of Emergency, Combating Pollution of the Mediterranean Sea, signed in Valletta on 25 January 2002 • The LBS Protocol for the protection of the Mediterranean Sea from Land-based Sources of Pollution adopted on 17 May 1980, • The SPA and Biodiversity Protocol concerning Specially Protected Areas and Biological Diversity in the Mediterranean (in force since 12 December 1999) • The Offshore Protocol concerning Pollution Resulting from Exploration and Exploitation of the Continental Shelf, the Seabed and its Subsoil,• The Hazardous Wastes Protocol on the Prevention of Pollution of the Mediterranean Sea by Transboundary Movements of Hazardous Wastes and their Disposal, • The Integrated Coastal Zone Management Protocol (ICZM), adopted in Madrid in 2008 (not yet in force).



I GRANDI INQUINAMENTI PIÙ RECENTI

Torrey Canyon (1967)• Data: 18 Marzo 1967• Luogo: Isole Scilly, UK• Spill: 119,000 tonn• Contaminate: 300 Km di coste inglesi, francesi e olandesi.



…Amoco Cadiz (1978),…

•Data: 16 Marzo 1978•Luogo: al largo della Bretagna,Francia•Spill: 223,000 tonn•Inquinati: 400 Km di costa



…Exxon Valdez (1989),…

• Data: 24 Marzo 1989• Luogo: Prince William Sound, Alaska-USA• Spill: 37,000 tonn



…Amoco Milford Haven (1991), …

•Data: 11 Aprile 1991•Luogo: Genova, Italia•Spill: 144,000 tonn•Causa: incendio



…Aegean Sea (1992),…

• Data: 3 dicembre 1992• Luogo: La Coruna, Spagna• Spill: 74,000 tonn• Causa: urto contro un molo, con conseguenteincendio e successivo affondamento



…Braer (1993),…

•Data: 5 gennaio 1993•Luogo: Isole Shetland, UK•Spill:144,000 tonn



…Sea Empress (1996) •Data: 15 febbraio 1996•Luogo: Milford Haven, UK•Spill: 72,000 tonn•Causa: incaglio contro uno scoglio dellariserva naturale



…Erika (1999),…

•Data: 12 dicembre 1999•Luogo: Bretagna, Francia•Spill: 35,000 tonn di heavy fuel oil•Inquinati: 450 Km di costa



…Prestige (2002),…

•Data: 18 novembre 2002•Luogo: Coste Spagnole•Spill: 77,000 tonn•Inquinati: 900 km di coste



Jiyyeh power plant, Lebanon (2006) 15,000 tonnellate di carburante vennero riversate nel

Mediterraneo e 55,000 tonnellate bruciarono per più di 3 settimane, liberando nell’atmosfera diossine e prodotti chimici nocivi.



http://www2.ohchr.org/english/bodies/hrcouncil/docs/specialsession/photos-ci-lebanon/Civilian%20objects/images/Jiyyeh%20power%20plant2_jpg.jpg








BP Deepwater Horizon


•Data: h.9.45 ora locale, 20 aprile, 2010•Luogo: 64km SW del delta del Mississipi

Stima dei danni

•12,000 to 19,000 barrels per day (da 1.700 a 2.800 tonnellate al giorno)

•105 giorni prima della chiusura del pozzo, per un totale approssimato che varia da 178.000 a 294.000 tonnellate di petrolio in mare

•1,300 imbarcazioni e dozzine di aerei, ROV e unità di perforazione

•Piu di 600 km di panne di contenimento e piu’ di 400 km di panne assorbenti adoperate

•Circa 3.000 tonnellate di emulsione recuperata

•Circa 135 milioni di disperdenti adoperati

fonte: National Incident Command’s Flow Rate Technical Group (FRTG)



Ixtoc 1: il piu’ grande incidente della storia

Golfo del Messico

3 giugno 1979 – 23 marzo 1980

480.000 tonnellate di petrolio fuoriuscite in mare




ARGOMARINE raccoglierà dati da diverse sorgenti:



1) da sensori SAR (Synthetic Aperture Radar) ospitati sulla costellazione di satelliti per monitoraggio ambientale ERS-1, ERS-2, ENVISAT-ASAR, TerraSAR-X e Cosmo-SkyMed



Scansione satellitare della superficie terrestre



Archivio immagini Mar Tirreno

time span from January 2009 to February 2010. The numbers of images found are 199 images.



Overview of Terra SAR-X archived data covering the Italian test site (from satellite launch and up until 29 January 2010). The different colours indicate the product , Red =HS (High Resolution SpotLight Mode), Blue =SL (Spotlight Mode), Gray =SM (StripMap) and Yellow =SC (ScanSAR).



An ENVISAT wide swath mode (WSM) image acquired on 6 December 2009 covering the Italian test area. The image shows part of the Tuscan Archipelago and some features (in the red circle) look like oil-spill.



An ENVISAT ASAR Wide swath image acquired on the 7 June 2008 (B) oil spills map generated from image (a) Red is potential oil spill, light blue currents and waves black low wind speed. The confirmed oil spill is demarcated with green circle.



A subset of TerraSAR-X StripMap image covering the an area south of Montecristo Island from the Italian test site, the image shows distinct features



2) da sensori ottici multispettrali ed iperspettrali (telecamere ottiche a larga banda o a sovrapposizione di bande)



I sensori ottici verranno montati e testati su imbarcazioni, aerei o elicotteri del Corpo Forestale dello Stato e del Corpo delle Capitanerie di Porto



3) da nasi elettronici ospitati su boe o su veicoli sottomarini autonomi (AUV-Autonomous Underwater Vehicles) in grado di pattugliare larghe estensioni di mare

Boe ancorate in prossimità di zone di elevato valore (es.: spiaggia di

Laganas, isola di Zacinto)

AUV in grado di pattugliare estensioni piu’ ampie (ad es.: costa

est, isola di Pianosa)



-15,0000

-10,0000

-5,0000

0

5,0000

10,0000

-15,0000 -10,0000 -5,0000 0 5,0000 10,0000 15,0000

Seawater (First 3 Controls), Seawater plus Gear Oil and Seawater plus Olive Oil

F2 (1

9.75

%)

F1 (80.25 %)

SeaSeaGearOilSeaOliveOil

«... il Segugio Meccanico non fallisce mai. Mai, dalla prima volta che fu utilizzata nel dar la caccia alla preda, questa incredibile invenzione ha commesso un errore..... un fiuto così fine che il Segugio Meccanico può ricordare e identificare diecimila indici di odori su diecimila uomini, senza essere ricondizionato!»

Ray Bradbury, Farenheit 451- Gli Anni della Fenice (1953)



I sensori montati su boe e su AUV controlleranno anche gli accessi all’interno di aree marine protette sensibili (Pianosa, Montecristo)



Insiemi di sensori acustici (idrofoni) per il controllo degli accessi in aree protette (baia di

Laganas, isola di Pianosa)


4 hydrophonesTetrahedralconfiguration(~ 1 mseparation)

100 Hz-50 kHzbandwidth~ 1.5 km (fiber optic)digital data link

Use compact volumetricarray to estimate directiontowards ship (propeller)sound



Wat

er D

epth

(WD

)

Horizontal Range(R) SEABEDGeophysicalproperties

andBathymetry

sound speed (m/s)

Depth (m

)

WATER ChannelPhysical properties

and Surfaceroughness



Tutti i dati verranno inviati per mezzo di una rete ad alta velecità all’interno della Centrale Operativa del MIS (Marine information System) che sarà ospitata nella sede della Guardia Costiera di Portoferraio


Raccolta delle Informazioni

STRUTTURA DI COMUNICAZIONE

MIS


Il MIS analizza i dati dai sensori integrandoli con modelli matematici

- sull’evoluzione dei venti e delle correnti nell’area

- sulle previsioni meteo

Tutto il set dei dati viene analizzato con un software realizzato mediante tecniche di Intelligenza Artificiale

Il Marine Information System

SAR Image Processing

Hyperspectral Image

Processing

Simulation Models

Buoys Data

Volunteers Alert

UW Detection

Processing

E-nose Processin

g

MIS


Il MIS

Modelli per Correnti, Meteo e Moto Ondoso

Modelli di Simulazione e Previsione

OsservazioniMetodi di Elaborazione dei

Dati

Pianificazione dell’intervento


Lo stato attuale: La catena di intervento in caso di emergenze

Individuazione da parte dell’EMSA (European Maritime Safety Agency), mediante immagini satellitari, di un possibile sversamento (tempo T = 0h)

Ricezione fax dall’EMSA con dati riguardanti l’identificazione, le dimensioni (es. 50m X 2Km), la posizione GPS dello sversamento, indicazioni di possibili navi come cause (tempo T = +30min/1h)

Invio, se le condizioni marine e le distanze lo consentono, di motovedette della guardia costiera per l’investigazione in sito (tempo T = stima ca. +2,5h)

Contatto con ditta specializzata dotata di navi e strumentazione ad hoc per l’intervento (tempo T = +6h), e appena disponibile e preparata, intervento…

Fonte: Capitaneria di Porto di Livorno


Simulazione e Previsione

Un esempio di uso

Modelli per Correnti, Meteo e Moto Ondoso

Osservazioni in situ

Rilevamento di possibili sversamenti

Georeferenziazione

Divulgazione dei risultati

Ricezione / Elaborazione di Immagini



Il MIS (Marine Information System) analizzerà i dati dai sensori integrandoli con i modelli matematici

-sull’evoluzione dei venti e delle correnti nell’area

-sulle previsioni meteo

Tutto il set dei dati verrà quindi analizzato con un software realizzato mediante tecniche di Intelligenza Artificiale, all’interno di un calcolatore ad alte prestazioni



Il sistema ARGOMARINE sarà testato in attività di simulazione in mare

Esso sarà integrato nella rete EU GMES

(Global Monitoring for Environment and Security),



Immagini da satellite

AUVVeicoli Autonomi

Sottomarini

Naso elettronicoPosizionamento

GPS

Tracciamento con AIS e VTS (radar)Boe flottanti

sensorizzate

Le Risorse in campo



Oltre a radar, boe, veicoli sottomarini, naso elettronico, immagini da satellite, …

Volontari in grado di riconoscere la gravita’ della chiazza di idrocarburi

Possono inviare un allarme utilizzando un programma per telefoni cellulari dotati di GPS

Allarme automaticamente interpretato dal sistema intelligente del MIS

Comunicazione tempestiva dello sversamento di petrolio: il fondamentale contributo dei volontari

condivisione di informazioni tra i

naviganti nella stessa zona di mare (marine-

crowd)


la tempestività della segnalazione

Come far spedire informazioni da chi si trova sul postoutilizzando strumenti di utilizzo comune?(e permetterne una analisi automatica)


Quanti di voi hanno un telefono cellulare?




Ultime generazioni dotate di GPS che fornisce

Latitudine e Longitudine

Quanti di voi hanno un telefono cellulare?



Previsto sviluppo di programmi per cellulari comuni

Condivisione informazioni tra naviganti


Un nuovo strumento per la rilevazione di sversamenti

Riconoscimento della gravita’ della chiazza di idrocarburi

Sorveglianza in tempo reale

Collegamento al Marine Information System tramite SMS

Comunicazione orizzontale tra volontari utilizzando i collegamenti radio

Accordo con la Lega Navale Italiana – Sezione di Pisa



Un nuovo strumento per la rilevazione di sversamenti


Lo “Scatolicchio” – WhiteBox


Parco Nazionale Arcipelago Toscano

Riassumendo quindi:

-Verranno raccolti dati da una rete di sensori (satelliti, su aerei

o imbarcazioni, su boe o AUV) in grado di rilevare sversamenti

da idrocarburi ed altre sostanze, oltre ad accessi illegali in

aree sensibili. Il tutto in tempo reale

-I dati verranno inviati tramite una rete ad alte prestazioni alla

centrale di elaborazione in Portoferraio (MIS)

-Mediante tecniche di supercalcolo e di AI, i dati verranno

analizzati e forniranno indicazioni per il supporto alle decisioni

degli operatori in azione per la gestione dell’emergenza

-I dati verranno resi disponibili mediante una tecnologia web a

ricercatori ed autorità



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Riassumendo quindi:

-Verranno raccolti dati da una rete di sensori (satelliti, su aerei

o imbarcazioni, su boe o AUV) in grado di rilevare sversamenti

da idrocarburi ed altre sostanze, oltre ad accessi illegali in

aree sensibili. Il tutto in tempo reale

-I dati verranno inviati tramite una rete ad alte prestazioni alla

centrale di elaborazione in Portoferraio (MIS)

-Mediante tecniche di supercalcolo e di AI, i dati verranno

analizzati e forniranno indicazioni per il supporto alle decisioni

degli operatori in azione per la gestione dell’emergenza

-I dati verranno resi disponibili mediante una tecnologia web a

ricercatori ed autorità




7th Framework Programme - European Union

Area: COOPERATIONTHEME 7 - TRANSPORT

Il 7° Programma Quadro sulla Ricerca Sviluppo

Tecnologico è il principale strumento della Unione

Europea per il finanziamento della ricerca in Europa dal

2007 al 2012

Il progetto ARGOMARINE


Parco Nazionale Arcipelago Toscano



Il ruolo del Parco Nazionale dell’Arcipelago Toscano nel progetto ARGOMARINE

-Responsabile del coordinamento del progetto

-Coordinamento dei test sul campo e validazione dei risultati

-Disseminazione dei risultati del progetto

Finanziamento complessivo del progetto € 3.270.314


91Parco Nazionale Arcipelago Toscano

www.argomarine.eu

“L’inquinamento marino: conoscere, prevenire, agire” - Progetto MOMAR


http://www.argomarine.eu



- Test delle camere ottiche iperspettrali/multispettrali e termiche (La Spezia, 1° semestre 2011)

-4° meeting del Comitato di Pilotaggio (Italia, 6-7 maggio 2011)

-Preparazione della Valutazione di Medio Termine del progetto da parte della EU e decisione sulla sua prosecuzione (Bruxelles, Maggio 2011)

Le prossime azioni:



Gli sviluppi futuri di ARGOMARINE:

monitoraggio della plastica fluttuante in mare



LA PLASTICA E’ COME I DIAMANTI: E’ PER SEMPRELa plastica confluita in una corrente oceanica viene lì trattenuta per decine o centinaia di anni finendo per frantumarsi in parti sempre più piccole che possono venire assorbite nella catena alimentare o affondare diventando parte del sedimento dei fondali marini.



IL MONITORAGGIO DI DETRITI PLASTICI ALLA DERIVA

“nurdles”



UNA DISCARICA GALLEGGIANTE Le correnti oceaniche, Oceanic gyres, sono delle correnti circolari oceaniche che si muovono in senso orario a spirale, prodotte da un sistema di correnti ad alta pressione. Nove grandi correnti oceaniche al mondo sono divenute zone di accumulo catturando nei loro centri centinaia di tonnellate di plastica.

DETRITI PLASTICI IN MOVIMENTO



Il Pacific Trash Vortex1. Il fenomeno è già noto dal 1997 (Charles Moore)

2. Due ISOLE, perchè si tratta di due masse distinte: una “massa di rifiuti occidentale” (da 50 nm dalla California fino alle Hawaii e di una “massa di rifiuti orientale” (dalle Hawaii fin quasi al Giappone)

3. "zuppa di plastica"

4. diametro di 2.500 Km, uno spessore che varia dai 10 ai 30 mt. e sia composta da 4 a 100 milioni di tonnellate di rifiuti.

5. L'80% di tali rifiuti è composto da plastica.

6. Questa enorme massa ha probabilmente iniziato a formarsi negli anni '50.

7. Oltre l'80% del pattume che forma le due isole arriva dalle attività umane dei vari continenti e il restante 20% dalle navi mercantili, da quelle private e dai pescherecci.



LA PLASTICA NEL MEDITERRANEO: 175 mil residenti nella fascia costiera30-40 mil tons/anno di produzione di plasticail 70% finisce in mare



2 patches rilevate nel Mediterraneo:

Canale tra la Sardegna e le Egadi

Nord Tirreno tra la Spezia e l’Arcipelago Toscano


Come rilevare la plastica fluttuante?

punto critico!!

1) con campionamenti marini (trawling nets)

2) mediante l’uso di LIDAR (radar ottici) che sfruttano la fluorescenza della plastica (sistema sperimentale la cui efficacia

è da provare)

3) trasmissometri ottici (misuratori di trasparenza)


GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE!

Parco Nazionale Arcipelago Toscano Seminario interno, Enfola, 31 agosto, 2010

www.argomarine.eu





Scusa, una domanda: ma di petrolio, quanto

ne è rimasto?



Dati: Rapporto Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA), 2003U.S Geological Survey

I consumi di petrolio: da 77 milioni di barili al giorno nel 2002 a 138 mb/g nel 2030

- petrolio già estratto in un secolo e mezzo: 717 Miliardi di barili (Mb)- riserve provate rimanenti: 959 Mb- petrolio addizionale recuperabile: 730 Mb

Dote petrolifera della Terra: 3.345 Mb di cui 2.628 di restanti risorse ma, tenendo conto solo delle risorse ad alta probabilità (90%):

1.700 Mb

Fabbisogno: cca 40 Mb/annoEsaurimento in 40 anni circa (2040), picco in 20 anni circa (2020)


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