Il mare dall’alto: lo sguardo dell’ecologo marino

Tecnologia ed ecologia marina: una storia che cambia

“Un tempo”, spiega Ucciero, “una parte consistente delle attività di ricerca si svolgeva in laboratorio. L’ecologo o il biologo marino sceglievano anzitutto un’area di riferimento, meglio ancora se corredata da dati storici. Poi andavano sul campo, cioè in mare, si immergevano e raccoglievano campioni. Questi campioni (di acqua di mare o di qualsiasi specie vivente) venivano poi analizzati in laboratorio”.

Il grande cambio di passo è avvenuto con l’invenzione e la diffusione di Internet che, anche in questa disciplina, “ha spalancato le porte a una serie di conoscenze che prima era molto difficile reperire. Da lì in poi, la tecnologia si è sviluppata a ritmi in precedenza impensabili. Sono comparse sempre più postazioni oceanografiche, e navi oceanografiche con mezzi tecnologici avanzati, tra cui robot per i rilevamenti sottomarini; sono stati messi a punto innumerevoli strumentazioni tecnologiche. Ed oggi siamo qui”.

Un progetto con uno sguardo nuovo

Le strumentazioni di cui si occupa Ucciero, i droni, sono presenze consolidate da decenni in vari settori; ma l’applicazione degli stessi allo studio della biodiversità è una novità di rilievo. “Nel nostro laboratorio ci occupiamo di monitoraggio degli ambienti marini, e con me abbiamo iniziato a studiare ed usare i droni con il medesimo obiettivo. Su questi apparecchi, che sono dei veri e propri mini-elicotteri senza pilota, controllabili da remoto o completamente autonomi, noi montiamo una camera multispettrale che può fotografare diverse bande dello spettro del visibile. Nello specifico, usiamo una fotocamera a cinque sensori. Uno è a colori (che è la classica fotocamera), gli altri sono il verde, il rosso, l’infrarosso e il vicino infrarosso. Grazie a questa strumentazione, che immortala con i suoi scatti la luce riflessa dai vari organismi, possiamo “vedere” una certa area stando a distanza, senza il bisogno di immergerci o raccogliere fisicamente i campioni come avveniva prima”.

Con Gennaro Ucciero collabora Andrea Capuozzo che, come ingegnere (il suo dottorato fa capo al PRISMA Lab), si concentra sulla parte più tecnica del progetto.

La sua presenza è cruciale anche perché sul campo, in questi casi, si va in due: un ricercatore funge da pilota, l’altro da supporto, anche per le fasi di calibrazione.

Requisiti per una ricerca dall’alto

L’area di studio presa in considerazione è Porto Cesareo, in Puglia. “Sono tante le caratteristiche che rendono perfetta una giornata sul campo”, specifica Capuozzo. “Anzitutto, le condizioni meteo: il mare dev’essere piatto e non deve fare troppo caldo, altrimenti le batterie del drone vanno in overheating, costringendo il pilota a far rientrare il drone e rendendo impossibile usarle o ricaricarle fino al loro raffreddamento. Se poi la ricognizione viene fatta tra le 7 e le 10 del mattino si evita il riflesso eccessivo del sole, tipico delle ore centrali del giorno. Infine, qualche nuvola è benvenuta, perché scherma parzialmente il sole”.

Uno sguardo molto attento

Il pilota e il supporto sono necessari per questioni di sicurezza, ma sul drone (un matrice 300 di DJI) l’area di interesse viene impostata dall’inizio, per farlo muovere in autopilota. Una volta in volo, raggiunta l’altezza opportuna (tra i 50 e i 100 metri), l’apparecchio copre l’area designata (nel progetto di Porto Cesareo, 64mila metri quadrati) muovendosi a zig-zag come l’ago di una stampante. Ogni immagine scattata dall’apparecchio, georeferenziata, viene poi interpolata da un software che compone, tassello dopo tassello, una mappa accurata.

Le campagne che interessano i progetti di Ucciero e Capuozzo sono svolte in più periodi dell’anno. A Porto Cesareo, il drone dei due ricercatori, passando e ripassando sulla stessa area di studio, ha immortalato ad esempio la variazione stagionale delle comunità algali. Colorazioni più o meno accese, o estensioni di colore che cambiano misura, sono indici di biodiversità che vengono poi interpretati dagli scienziati.

“Dopo aver realizzato queste mappe”, riprende Gennaro Ucciero, “le abbiamo verificate con dei subacquei. Abbiamo chiesto loro di fare la cosiddetta “verità mare”, ovvero di recarsi in punti specifici da noi indicati per confermare o smentire ciò che risultava dalla nostra indagine. Sinora, l’utilizzo del drone si è dimostrato del tutto affidabile”.

Progetti futuri in via di definizione

Il prossimo orizzonte di questo nuovo approccio allo studio della biodiversità consiste nello sviluppo di un modello anfibio. “Il progetto di dottorato”, spiega Ucciero, “vedrà l’utilizzo di un nuovo drone anfibio per i rilevamenti a mare sviluppato in collaborazione con il PRISMA Lab e Neabotics, start-up nata da quest’ultimo”.

“L’obiettivo”, conclude Andrea Capuozzo, “è sviluppare, insieme a Neabotics e TopView (una PMI specializzata nell’integrazione dei droni nei processi aziendali e nello spazio aereo a bassa quota, ndr) un nuovo drone anfibio. Oltre alle missioni di foto-rilevamento, il drone sarà in grado di effettuare misurazioni e rilevamenti in situ grazie a una sonda che scenderà in profondità, fornendo ai biologi marini dati essenziali per le loro analisi. Il prodotto finale combinerà capacità di volo con un design simile a un catamarano, dotato di propulsori marini che gli permetteranno di navigare oltre a galleggiare.”