CALYPSO Project Ragusa, Italy Sala riunioni Assessorato Territorio Ambiente Provincia di Ragusa Marzo 2012

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1 CALYPSO Project Ragusa, Italy Sala riunioni Assessorato Territorio Ambiente Provincia di Ragusa Marzo 2012 Caratteristiche e possibili applicazioni del sistema HF Radar Ing. Capodici Fulvio Meeting a Ragusa Esperto tecniche telerilevamento con sistemi attivi del progetto per l Università degli Studi di Palermo 21Novembre Ing. Fulvio Capodici 2011 Tel: Fax: fcapodici@gmail.com, capodici@idra.unipa.it Cos è un RADAR? In telecomunicazioni il Radar (dall'acronimo inglese RAdio Detection And Ranging) è un sistema attivo che utilizza onde elettromagnetiche appartenenti allo spettro delle onde radio o microonde. Sistema attivo: un impulso di energia è inviato da un antenna montata su una piattaforma ed il segnale di ritorno (eco) viene registrato da strumenti a bordo del sistema 1

2 Cos è un RADAR? Antenna di calypso Ricezione dati satellitari RADAR militare (Ghz) RADAR HF (radio frequenze) 2

3 Istallazione a Pozzallo: emissioni Exposure to high frequency electromagnetic fields, biological effects and health consequences (100 khz-300 GHz) International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, 2009 Istallazione a Pozzallo: emissioni Apparato radioamatore professionista Fonte: ISPETTORATO COMUNICAZIONI SICILIA Fatte salve eventuali limitazioni delle potenze riportate dal piano nazionale di ripartizione delle frequenze, le stazioni del servizio di radioamatore possono operare con la seguente potenza massima, definita come potenza di picco (p.e.p.) cioè di potenza media fornita alla linea di alimentazione dell'antenna durante il ciclo a radiofrequenza, in corrispondenza della massima ampiezza dell'inviluppo di modulazione: fisso o mobile/portatile 500 W L antenna di CALYPSO ha una potenza media di emissione di 40W con picchi massimi di 80W 3

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8 Spettro dopler in assenza di correnti f B ~ f(λ ocean ) λ ocean = λ HFradar /2 Presenza di una corrente superficiale Il sistema HF percepisce la componente radiale del vettore velocità V 8

9 Calcolo della componente radiale Vr f f B ~ f(λ ocean ) λ ocean = λ HFradar /2 f = f(v r ) Calcolo del vettore velocità effettivo

10 Istallazione a Pozzallo: localizzazione 3D view of Pozzallo port Localizzazione HF calypso Malta Istallazione a Pozzallo: perché proprio pozzallo? Requisiti sito: ANTENNA: SPAZIO, VISTA COMPLETAMENTE LIBERA DA OSTACOLI, DISTANZA DAL RACK ELETTRONICO < 150M, SUFFICIENTEMENTE VICINO ALLA COSTA, SORVEGLIANZA E SICUREZZA DEL SITO COMPARTO ELETTRONICO: AMBIENTE CONTROLLATO E CLIMATIZZATO PER ALLOGGIAMENTO PER LE UNITA DI RICEZIONE, TRASMISSIONE SEGNALE ED ELABORAZIONE DATI, DISPONIBILITA CORRENTE ELETTRICA, DISPONIBILITA CONNESSIONE INTERNET 256KBps. 10

11 Istallazione a Pozzallo: localizzazione Ipotesi 2 Ipotesi 1 Istallazione a Pozzallo: Ingombri Ingombri struttura: - box 2x3x2,5 m -traliccio: B~80cm, b~40cm, H~ fra 9 e 13 m -Antenna H ant ~7m 11

12 Istallazione a Pozzallo: Ingombri Ingombri struttura: - box 2x3x2,5 m -traliccio: B~80cm, b~40cm, H~ fra 9 e 13 m -Antenna H ant ~7m Istallazione a Pozzallo: emissioni Limiti massimi di esposizione (tab. sinistra) e valori di cautela in edifici adibiti a permanenze non inferiori a 4 ore (D.L. n. 381/98) Frequenza (MHz) Intensità di campo elettrico E (V/m) Intensità di campo magnetico H(A/m) 0, ,2 - Densità di potenza (W/m 2 ) > ,05 1 > ,1 4 Frequenza (MHz) Intensità di campo elettrico E (V/m) Intensità di campo magnetico H (A/m) Densità di potenza (W/m 2 ) 0, >

13 Istallazione a Pozzallo: emissioni Calcolo emissioni (V/m) antenna Calypso: Metodologia adottata dal Ministero della Sanità ISTITUTO SUPERIORE PER LA PREVENZIONE E SICUREZZA DEL LAVORO Allegato A D.L. n. 381/98 E (V/m) = (30 (G-Att(θ,φ θ,φ))p 1/2 / r P è potenza ~ 40 W (media) 80 W (picco) G è il guadagno dell antenna ~ 5dB Att(θ,φ) (db) è l attenuazione (caso cautelativo 0 db) r è la distanza dalla sorgente Hm=1,8 m r Rappresentazione Guadagno Antenna H h d l.m. Istallazione a Pozzallo: emissioni (H antenna 13m) 40 W 80 W 500 W DIREZIONALE OMNIDIREZIONALE 13

14 Calypso HF: a cosa serve? MITIGAZIONE OIL SPILL RICERCA E SOCCORSO Propagazione OIL SPILL vessel tracking system Modelli matematici di previsione correnti marine Mappe orarie correnti marine superficiali HF radars La petroliera Prestige, naufragata al largo della Galizia, si è spezzata in due al largo delle coste portoghesi. Conteneva ancora 77 mila tonnellate di carburante. La petroliera «Prestige», registrata nelle Bahamas, spezzata in due mentre sta affondando 150 miglia al largo della Spagna, nell'oceano Atlantico 14

15 Operazioni di ripulitura della spiaggia di Malpica (a nord della Spagna) dal greggio, riversato in mare. Un delfino ucciso dal petrolio sulla spiaggia di Nemina La marea nera ha raggiunto la spiaggia di Laxe Volontari al lavoro a O Coido 15

16 Uno degli uccelli sommersi dal petrolio Immagine aerea della macchia di petrolio nell'area di Galineiro, a nord ovest della Spagna, per il greggio riversato in mare dalla petroliera Prestige Catena risposta agli oil spill: esperienza passata del partenariato (MAPRES EC grant application 2006) -Sensori Attivi (Aereo o Satellite) SLAR, SAR, Laser a fluorescenza INDIVIDUAZIONE OIL SPILL -Sensori Passivi (Aereo o Satellite) VIS, NIR, MIR, TIR PREVISIONE TRAIETTORIA OIL SPILL MODELLI IDRODINAMICI (di previsione) MITIGAZIONE EVENTO OIL SPILL AZIONI PER LA MITIGAZIONE DEGLI IMPATTI 16

17 Catena risposta agli oil spill OIL SPILL di prima linea a) Contenimento e recupero alla sorgente b) azioni di pulizia alla sorgente di seconda linea a) Protezione delle coste b) Trattamento coste colpite da oil spill -Dimensione e localizzazione dell oil spill -Conoscenza tipo idrocarburo -Conoscenza anticipata traiettoria sversato -Conoscenza anticipata condizioni atmosferiche -Valore biologico ed economico dell area minacciata -Conoscenza tipologia costa minacciata Finalità: PREVISIONE TRAIETTORIA OIL SPILL predire l evoluzione spazio-temporale degli oil spills al fine di supportare le azioni di emergenza da intraprendere. Le informazioni sull evoluzione dell area inquinata è fondamentale per il processo decisionale di protezione dell area costiera. 17

18 OIL SPILL Forecasting Al fine di simulare in maniera quanto più realistica il destino dello sversamento è necessario descrivere: destino OIL SPILL trasformazione oil spill nel tempo Evaporazione Emulsione Sedimentazione Spiaggiamento Degradazione Movimenti fisici dell oil spill in ambiente marino MODELLI IDRODINAMICI È necessario avere informazioni meteo marine: Condizioni atmosferiche: -velocità e direzione del vento; -temperatura dell aria. Condizioni del mare: -misure ondametriche; -correnti superficiali e profonde; -mescolamento verticale ed orizzontale. Grandezze misurate o derivabili dai dati di CALYPSO Processi degradativi e di dispersione del petrolio in mare 18

19 senza HF viene modellato dai campi di vento Weather Forecast Prodotti: Campi di Vento Temperatura dell aria Umidità Precipitazioni Press. atmosf. ecc. Wave forecast Prodotti: altezza delle onde direzioni delle correnti ecc. CALYPSO fornirà un output migliore per il wave forecast Hydrodynamic forecasts campi di velocità 3D futuri Derivati dal weather e dal wave forecasting Applicazioni: HF radars un sistema diffusissimo negli USA NOAA HF Radar National Server and Architecture Project radar.ndbc.noaa.gov / 19

20 Applicazioni recenti esperienze in Europa che fanno uso di HF radars Irlanda 2012: NUI GALWAY (Università Nazionale Irlandese) HF radar Ocean Observing modelli circolazione, qualità delle acque Norvegia 2011: Norwegian Meteorological Istitute Oil Spill Response 2010 oil spill Isole Baleari, Spagna 2011: Spanish Ministry of Science and the Balearic Islands Government SOCIB Balearic Island Coastal Observing and Forecasting System corenti marine Applicazioni recenti esperienze in Europa che fanno uso di HF radars Cantabria, Spain, 2011: SODERCAN (a public enterprise, Ministry of Industry and Technological Development) ESEOO real time forecasting system energie rinnovabili Spain, 2011: PROMARES (consorzio pubblico-privato) OCTOPOS -Ocean Technologies for Observing and Prediction of Oil Spill oil spill Andalusia, Spain 2011: Governo Regionale dell Andalusia - Monitor by means of compact SeaSonde HF Radars the surface velocity field in the relevant and complex oceanographic area of Gibraltar Strait correnti marine 20

21 Applicazioni: recenti esperienze in Italia che fanno uso di HF radars Monitoraggio Alto Adriatico OGS Trieste, CNR Venezia Applicazioni: recenti esperienze in Italia che fanno uso di HF radars Monitoraggio Golfo di Napoli mediante radar HF:

22 Applicazioni possiamo restare indietro? Oil slicks individuate tramite SAR Scarichi illeciti numero di spills individuati nel 1999: 1638 per un totale di tn 51 Applicazioni possiamo restare indietro? Mar Ionico: aree a rischio di inquinamento a causa delle rotte di transito 52 delle navi da trasporto (linee rosse). [TDP Unit, 1999] 22

23 Applicazioni possiamo restare indietro? Aree del Mediterraneo a rischio di inquinamento Aree a rischio elevato di inquinamento da petrolio: navi/anno (>100 tn) ( navi cisterna/day) 30% di navi mercantili 20% di navi cisterna 53 Report su incidenti per oil spill: tn petrolio sversato all anno (picco: tn nel 1991) 60% in porti e punti di carico e scarico Applicazioni possiamo restare indietro? Cosmo-symed 10 LUGLIO

24 Simulation date 16/03/2006 time of spill 04:00 duration of spill 0 hrs spill rate location type of oil length of sim 25hrs 100 tons/hr 35 o 44.6 N 14 o 50.2 E Arabian Medium 61hrs at 1hr intervals restarted at Using Malta Shelf Model and Malta Coastal Model 6 hourly forecasts 61 hr simulation using the Malta Shelf Model 61 hr simulation restarted at 25 hrs using Malta Shelf Model and the higher resolution Malta Coastal Model 24

25 Using Booms date 17/08/2007 time of spill 06:15 duration of spill 3 hrs spill rate location 453 tons/hr 35 o N 14 o E type of oil length of sim Arabian Medium 30hrs at 2hr intervals boom 1 4 hrs after spill (1200m) 35 o N, 14 o E 35 o N, 14 o E 100% efficiency 6th December - Genova Coastal Oil Distribution No Boom Coastal Oil Distribution With Boom 25

26 Oil spill transport (29 november, 7:30 10:30 AM) Riconoscimento ufficiale dei sistemi HF radar per il monitoraggio delle correnti superficiali da parte dell ITU (Unione Internazionale delle Telecomunicazioni) L'Unione internazionale delle telecomunicazioni, è un'organizzazione internazionale che si occupa di definire gli standard nelle telecomunicazioni e nell'uso delle onde radio. È stata fondata il 17 maggio 1865 a Parigi da 20 membri con il nome di International Telegraph Union, cambia con il nome attuale nel Dal 1947 è una delle agenzie specializzate delle Nazioni Unite e l'attuale sede è a Ginevra. 26

27 Riconoscimento ufficiale dei sistemi HF radar per il monitoraggio delle correnti superficiali da parte dell ITU (Unione Internazionale delle Telecomunicazioni) Con la risoluzione N. 612: 1- i sistemi HF radar per il monitoraggio delle correnti marine superficiali viene ufficialmente riconosciuto come strumento di monitoraggio ambientale 2 - che essi operano fra 3 e 50 Mhz 3 - invita gli ENTI a partecipare e a condividere esperienze nel campo del monitoraggio ambientale tramite sistemi HF radar 4 di porre all attenzione di International Maritime Organization (IMO), World Meteorological Organization (WMO) ed di altre organizzazioni la medesima risoluzione. CALYPSO Project Ragusa, Italy Sala riunioni Assessorato Territorio Ambiente Provincia di Ragusa GRAZIE PER L ATTENZIONE Ing. Fulvio Capodici Esperto tecniche telerilevamento con sistemi attivi del progetto per l Università degli Studi di Palermo Polo Territoriale Universitario della Provincia di Trapani Meeting Ing. Fulvio a Capodici Ragusa Tel: 21Novembre Fax: fcapodici@gmail.com, capodici@idra.unipa.it 27