Dip.I CRA 15 Responsabile Dott.ssa Anna Maria Cicero. Progetto Svi.Str.In. Sviluppo Strumenti Innovativi Relazione attività collaudo strumenti

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1 0 Dip.I CRA 15 Responsabile Dott.ssa Anna Maria Cicero Progetto Svi.Str.In. Sviluppo Strumenti Innovativi Relazione attività collaudo strumenti Roma, 3 Luglio 2014

2 1 Introduzione Ricerca e Innovazione nell'area Marina Protetta Capo Rizzuto La ricerca e l'innovazione costituiscono un settore chiave in grado di creare benessere e sono alla base del progresso sociale ed economico. In questo momento storico per il nostro paese e, soprattutto, per la Calabria la ricerca e l'innovazione rappresentano strumenti fondamentali da impiegare per affrontare la crisi economica, al fine di trovare, il prima possibile, le risposte adeguate per uscire dalla crisi creando innovazione, sviluppo, crescita ed occupazione. Le attività di ricerca, innovazione e sviluppo nel settore Mare sono oggi considerati strategici, sia dal punto di vista scientifico che economico. L'ambiente marino costituisce, infatti, i due terzi del nostro pianeta e rappresenta un potenziale enorme per il benessere dei suoi abitanti, visto che le sue risorse sono alla base di numerose attività economiche. Tuttavia, tenendo conto dello sviluppo dell economia mondiale è ormai evidente che le attività antropiche esercitano una forte pressione sull'ambiente marino e minacciano la sostenibilità delle sue risorse. Scienza e Tecnologia forniscono quindi una delle chiavi per conciliare la promozione della crescita economica sostenibile nelle attività legate al mare e la conservazione e la tutela dell'ambiente. La conoscenza e l'innovazione del settore marino richiedono necessariamente un approccio integrato. Per risolvere questioni complesse e trovare soluzioni coerenti con l'obiettivo di tutelare e conservare i mari, le sue risorse e gli organismi che li popolano, nell'ambito di un approccio basato sull uso sostenibile degli ecosistemi, è necessaria una ricerca integrata e dinamica che ben si integri con il contesto Nazionale ed Europeo. L'Europa e l'italia sono chiamate ad implementare la Direttiva Quadro sulle Acque (Water Framevork Directive WFD 2000/60/EC) e la recente "Direttiva Quadro sulla strategia per l'ambiente marino" (Marine Framework Strategy Directive

3 2 MFSD2008/56/CE)" ed a raggiungere, entro il 2015, uno stato ecologico "buono" (sensu WFD 2000/60/EC) ed entro il 2020 uno stato ambientale "buono" (sensu MFSD 2008/56/CE) per la zona di mare che comprende aree costiere ed aree profonde, oltre la scarpata continentale. La strategia europea della ricerca sulle scienze del mare è, quindi, contraddistinta dall'obiettivo principale di garantire una forte integrazione delle conoscenze a livello multidisciplinare che consenta di valutare la sostenibilità ed il rilancio della politica marittima di tutta l'unione Europea. A tal riguardo, la Commissione Europea promuove azioni per la cooperazione tra stati membri al fine di creare un miglioramento delle strategie politiche comunitarie e nazionali in modo da favorire la partnership tra stati membri, la comunità scientifica e quella industriale coinvolta nelle scienze del mare. In tal senso, e da diversi anni, questa è la strada intrapresa dall'area Marina Protetta Capo Rizzuto, istituita il 12 dicembre 1991, che si estende per 42 Km lineari di costa per un totale di ettari di superficie e risulta essere una delle più grandi Aree Marine Protette d'europa. Sulla ricerca e l'innovazione l'area Marina Protetta Capo Rizzuto ha investito molto a tal punto da migliorare il processo di controllo, monitoraggio e tutela delle sue risorse marine e della propria costa. L'Area Marina Protetta Capo Rizzuto si contraddistingue per la particolare bellezza dei paesaggi costieri emersi e sommersi e per la particolare trasparenza dell'acqua del mare (figura 1). L'elevata qualità dell'acqua del mare ha fatto sì che Il maggior numero di praterie di Posidonia oceanica (figura 2), presenti lungo le coste della regione Calabria sono appunto localizzate all'interno dell'area Marina Protetta Capo Rizzuto, i cui fondali rappresentano un ambiente unico dal punto di vista naturalistico, da proteggere e conservare. Nei suoi fondali sono infatti presenti circa 3555,42 ettari di vegetazione a fanerogame marine, di cui 3157,61 ettari sono ricoperti di praterie di Posidonia oceanica e 397,81 ettari di prati a Cymodocea

4 3 nodosa ( fonte: elaborazione dati mappatura SINPOFACC Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare ). Figura 1 Costa Area Marina Protetta Capo Rizzuto. Foto ( F.S. Rende)

5 4 Figura 2 Rigogliosa prateria di Posidonia oceanica. Area Marina Protetta Capo Rizzuto. Foto ( F.S. Rende) La protezione e la conservazione di tali praterie sono giustificate non solo per il loro elevato valore patrimoniale ed ambientale, quanto per ragioni economiche. Queste praterie rappresentano la principale ricchezza delle acque costiere del Mediterraneo, sia per la superficie occupata (dal 20 al 50 % dei fondali tra 0 e 50 metri di profondità), sia per il ruolo che rivestono a livello biologico nel mantenimento degli equilibri geologici, ecologici ed ambientali dei litorali, nonché delle attività economiche connesse. Vi è poi da dire che a livello dei fondali costieri le praterie di Posidonia oceanica rappresentano vere e proprie barriere vegetali che favoriscono le decantazione e la sedimentazione delle particelle sospese nella colonna d'acqua, divenendo vere e proprie " trappole per i sedimenti". Da notare che la decantazione dei sedimenti e la

6 5 loro immobilizzazione all'interno della matte, soprattutto in caso di particelle fini, contribuiscono all'aumento della trasparenza delle acque costiere. Tali praterie sono molto importanti per quanto riguarda l'ossigenazione dei fondali e per l'elevata produzione biologica di sostanza organica, nonché per il fatto di essere un ambiente di riproduzione per numerose specie di interesse commerciale (crostacei, cefalopodi, pesci). Da non trascurare, infine il suo apporto che dà alle attività balneari, grazie al mantenimento della qualità delle acque e della loro trasparenza. Situazione e prospettive dell'area Marina Protetta Capo Rizzuto Grazie al finanziamento POR Calabria Rete Ecologica Regionale, nonché alla sensibilità della dirigenza, l'area Marine Protetta ha potuto avviare, sin dal 2004, un complesso monitoraggio delle praterie di Posidonia oceanica ricadenti nel perimetro dell'area Marina Protetta, creando la prima rete di sorveglianza tra Capo Colonna e Le Castella. Un studio, che ha visto impegnato l'ispra "L'Istituto Superiore per la Ricerca e la Protezione Ambientale" (Dipartimento I Monitoraggio della Qualità dell Ambiente Marino ) e che prosegue a tutt'oggi grazie ai finanziamenti concessi dal Ministero dell'ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare. Un'attività di ricerca utilissima risulta quella che l'ispra sta conducendo nell'area Marina Protetta Capo Rizzuto. Tale attività di ricerca, condotta con il Progetto Svi.Str.In "Sviluppo Strumenti Innovativi" responsabile la Dott.ssa Anna Maria Cicero, vede coinvolti i ricercatori Sante Francesco Rende, Tiziano Bacci, Marina Penna e Benedetta Trabucco del Dipartimento I dell ISPRA; la con il ricercatore A.D. Irving; l'università della Calabria, con il professore Fabio Bruno del Dipartimento di Ingegneria meccanica, energetica e gestionale (DIMEG); il professore Francesco Pupo del Dipartimento di Ingegneria Informatica, Modellistica, Elettronica e Sistemistica (DIMES).

7 6 La cooperazione tra i diversi attori, impegnati nella ricerca, prevede la realizzazione di nuovi strumenti e tecnologie video fotografiche; di softwares di analisi di immagine nonché di indici multimetrici da impiegare per le attività di monitoraggio, controllo e verifica dello stato di conservazione delle praterie di Posidonia oceanica presenti nell'area Marina Protetta.

8 7 Attività sperimentali in corso di svolgimento Nell'ambito dello studio, tutt'ora in corso di svolgimento, è stato quindi progettato e realizzato un prototipo di veicolo subacqueo a traino (Towed Underwater Video Systems) in grado di ospitare numerose telecamere deputate a riprendere il fondo marino in prospezione verticale. Lo strumento video fotografico (figura 3), al momento in fase di verifica tecnica da parte dei Ricercatori ISPRA, può effettuare riprese in continuo, per lunghe distanze con il quale si possono realizzare, mediante appositi software, video mosaici ed elaborazioni morfostrutturali 3D. Figura 3 Slitta a traino progettata e sviluppata da ISPRA Roma ( ISPRA). Foto ( F.S. Rende).

9 8 Durante la fase di collaudo della slitta (S02) sono stati eseguiti dei test di traino al fine di valutare la risposta dello strumento alla trazione indotta per mezzo dell'imbarcazione di appoggio. Verificata la stabilità del traino mediante l'impiego di due cime di trazione si é passati alle verifiche tecniche riguardo la ripresa verticale del cluster C3 di telecamere GOPRO allestite sulla slitta. Qui di seguito si riporta la mappa ( figura 4) dei siti dove sono stati eseguiti i rilievi video mediante l'impiego della slitta (S02), da figura 5 a figura 9 sono riportati i transetti video eseguiti nel test di collaudo dello strumento. Per quanto riguarda le potenziali di elaborazione dell'immagine digitale, si riporta in figura 10 un fotomosaico di prova generato da un transetto video realizzato durante la fase di collaudo. L'immagine videomosaicata, ad alta risoluzione, permette di valutare le caratteristiche morfostrutturali della prateria, a livello di mesoscala, e di diagnosticare in modo efficace eventuali segni di regressione e di sofferenza della prateria. Figura 4 aree dove sono stati eseguiti i test di verifica dello strumento video fotografico.

10 9 Figura 5 tracciato del transetto video eseguito nel sito 9 mediante l'impiego dello strumento a traino. Figura 6 tracciato del transetto video eseguito nel sito 8 mediante l'impiego dello strumento a traino.

11 10 Figura 7 tracciato del transetto video eseguito nel sito 7 mediante l'impiego dello strumento a traino. Figura 8 tracciato del transetto video eseguito nel sito 6 mediante l'impiego dello strumento a traino.

12 11 Figura 9 tracciato del transetto video eseguito nel sito 5 mediante l'impiego dello strumento a traino.

13 12 Cover Figura 10 elaborazione ed interpretazione del videomosaico eseguito su di un transetto video durante la fase di collaudo.

14 13 Nell'ambito del progetto Svi.Str.In. sono state inoltre condotte da ISPRA le verifiche tecniche sullo strumento Astameter, in corso di brevetto presso l Ufficio Italiano Brevetti e Marchi, Ministero Sviluppo Economico (figura 11). Lo strumento denominato Astameter è in grado di ospitare una batteria di sonde data logger in grado di misurare parametri fisico chimici, ambientali e idrologici, quali: l'intensità della luce e la temperatura dell'acqua; l'ossigeno disciolto, la salinità, la conduttività, la CO 2, il tasso di sedimentazione ed il tasso di crescita della matte; il tasso di seppellimento dei rizomi. Durante la fase di collaudo, condotta a maggio, è stata valutata la procedura di posizionamento dello strumento nella matte di Posidonia oceanica (figura 11) nonché la resistenza della permanenza della struttura esposta alle mareggiate. Con la seconda campagna di attività, prevista a luglio, verranno installate sullo strumento Astameter le sonde di registrazione data logger.

15 14 Figura 11 stazione dove è stato eseguito il collaudo dello strumento Astameter.

16 15 Figura 12 Strumento Astameter in corso di brevetto ( ISPRA). Foto ( F.S. Rende)

17 16 Le attività di indagine sinora condotte, consentono di affermare che gli strumenti innovativi del progetto Svi.Str.In., sono molto validi quando utilizzati nelle attività di monitoraggio delle Aree Marine Protette, nella valutazione degli impatti costieri dovuti alla costruzione di opere marittime, nella sorveglianza dello stato di qualità e di conservazione delle praterie di Posidonia oceanica, nonché nell'ambito dei piani di monitoraggio previsti dalla normativa nazionale derivata dal recepimento della Direttiva Quadro sulle Acque e della Direttiva Strategia Marina. L'impiego di tali strumenti presso altre Aree Marine Protette e/o progetti di monitoraggio ecc. permetterà di finanziare il proseguo delle attività di ricerca, sviluppo e innovazione nell'area Marina Protetta Capo Rizzuto.

18 17 Gruppo di lavoro ISPRA: Dott.ssa Anna Maria Cicero responsabile Dipartimento I Monitoraggio della Qualità dell Ambiente Marino Dott. Sante Francesco Rende (Ricercatore) Dott. Tiziano Bacci (Ricercatore) Dott.ssa Marina Penna (Ricercatore) Dott.ssa Benedetta Trabucco (Ricecatore)