Osservatorio Sottomarino Smart Bay Santa Teresa

L’Osservatorio sottomarino Smart Bay Santa Teresa è una infrastruttura della piattaforma di cooperazione Smart Bay Santa Teresa. E’ stato realizzato grazie al contributo dei Progetti del Piano di Ripresa e Resilienza dedicati al potenziamento delle infrastrutture quali EMBRC-UP “Unlocking the potential for health and food from the seas” e degli ecosistemi dell’innovazione quali RAISE “Robotics and AI for Socio-economic Empowerment”. Inoltre, l’osservatorio rappresenta il risultato di una collaborazione tra Smart Bay Santa Teresa e diversi attori del territorio tra cui il Parco Naturale Regionale di Porto Venere e diversi comandi della Marina Militare.

Basato sulla tecnologia IoUT (Internet of Underwater Things) per la trasmissione dei dati, l’osservatorio include cinque stazioni, una nella baia di Santa Teresa (verde), due nella molluschicoltura (rosso) e due nel Parco Naturale Regionale di Porto Venere (blu) (Figura 1).

Figura 1. Localizzazione delle stazioni dell’osservatorio sottomarino Smart Bay Santa Teresa e siti collegati alle infrastrutture e reti europee eLTER e JERICO.

L’osservatorio è diviso in tre sotto sistemi per garantire la migliore gestione nella trasmissione dei dati: Santa Teresa, Porto Venere e Tinetto. Tutti i sottosistemi sono provvisti di modem acustici sottomarini (nodi) per la trasmissione dati, dotati di un sensore di temperatura, e di sonde ad alta precisione per l’acquisizione di di parametri fisico chimici:

N° 2 ProOceanus CO2-Pro CV per le misure, via infrarossi. di pressione parziale di CO2 gassosa disciolta in acqua;
N° 4 YSI EXO 2 sonde multi parametriche che forniscono dati sulla qualità dell’acqua registrando parametri quali: temperatura, conducibilità, pH, ossigeno disciolto, torbidità e clorofilla;
N° 5 Z-Pulse Doppler correntometro, sensore a singolo punto basato su acustica Doppler backscatter, per misurare velocità e direzione della corrente in mare;
N° NORTEK AWAC profilatore di corrente che acquisisce velocità e direzione di corrente lungo la colonna d’acqua;
N° 1 SeaBird SBE19plus V2 CTD sonda multi parametrica con sensore per l’ossigeno SBE43 and SBE63 e aggiunta di sensore ottico Optode per le misure di ossigeno, che fornirà profili verticali lungo la colonna d’acqua misurando temperatura, conducibilità, ossigeno disciolto, torbidità e clorofilla;
N° 2 Seabird SeaPhOx, SBE37-SMP- ODO sonde mulriparametriche con sensore SeaFET per misure di pH, oltre che temperatura, conducibilità, ossigeno disciolto, torbidità e clorofilla;
N° 1 GUARD-ONE, sistema di acquisizione e trasmissione di immagini autonomo ed ‘intelligente’ per il riconoscimento di organismi marini.

Il sistema Santa Teresa (Figura 2), è localizzato all’interno del Golfo di La Spezia, ad un batimetria compresa tra 3 e i 10 m di profondità. Composto da 10 nodi di trasmissione dati, è il sistema più articolato dell’osservatorio, e comprende una stazione dentro la baia di Santa Teresa e due stazioni entro la diga nella molluschicoltura. Ciascuno dei 10 nodi è dotato di un sensore di temperatura, sei sono collegati a sonde ad alta precisione per l’acquisizione di parametri quali: temperatura, salinità, ossigeno, clorofilla, torbidità, pH e corrente. Un nodo è collegato ad un sensore per l’acquisizione della pressione parziale di anidride carbonica (pCO2). Nello specifico, le stazioni strumentate S6 e S10, S02 e S09 sono posizionate nella molluschicoltura entro diga, mentre S05 e S07 sono nella baia di Santa Teresa. Le sonde acquisiscono 1 dato l’ora e, grazie alla rete di nodi, trasmettono i dati per via acustica sottomarina in tempo reale al modem GSM (Gateway), che riceve i dati marini attraverso un idrofono collegato al gateway (S00, Figura 2) custodito presso la Cooperativa di Mitilicoltori Associati.

Figura 2. Sistema di Santa Teresa: nodi di trasmissione, sonde ad alta precisione con relativi parametri acquisiti e gateway con idrofono.

Il sistema Porto Venere (Figura 3), posizionato ad un batimetria compresa tra 2.5 e i 7 m di profondità, consta di tre nodi di trasmissione dati (P01-P03), ciascuno dei quali è dotato di un sensore di temperatura. I nodi (P01 e P03) sono dotati di sonde ad alta tecnologia per l’acquisizione di parametri quali: temperatura, salinità, ossigeno, clorofilla, torbidità, pH. Il nodo P01 è posizionato nella molluschicoltura verso l’Isola Palmaria, mentre il nodo P03, dotato anche di un correntometro per l’acquisizione di velocità e direzione della corrente in superficie, si trova dal lato di Porto Venere, in prossimità del gateway. Le sonde acquisiscono 1 dato l’ora e, grazie alla rete di nodi, trasmettono i dati per via acustica sottomarina in tempo reale all’idrofono collegato al gateway (P00, Figura 3), custodito presso il Comune di Porto Venere.

Figura 3. Sistema di Porto Venere: nodi di trasmissione, sonde ad alta precisione con relativi parametri acquisiti e gateway con idrofono.

Il sistema Tinetto (Figura 4), posizionato ad una batimetria compresa tra 8 e 22 m di profondità, rappresenta ‘il bianco’ dell’osservatorio, poiché inserito nel Parco Naturale Regionale di Porto Venere, esternamente al Golfo. Questo sotto sistema consta di due componenti, una a terra, localizzata sull’Isola del Tino e dotata di gateway e idrofono (T00), e una stazione a mare, localizzata sulla boa di delimitazione dell’area di tutela marina (T01), dotata di sonde ad alta tecnologia per l’acquisizione di parametri quali: temperatura, salinità, ossigeno, clorofilla, torbidità, pH e pCO2. Questo sistema è inoltre dotato di un profilatore di corrente per la misura di velocità e direzione della corrente lungo la colonna d’acqua. Le sonde acquisiscono 1 dato l’ora e trasmettono i dati per via acustica sottomarina in tempo reale all’idrofono collegato al gateway T00 (Figura 4), alimentato da pannello solare.

Figura 4. Sistema Tinetto: nodi di trasmissione, sonde ad alta precisione con relativi parametri acquisiti e gateway con idrofono.

L’osservatorio sottomarino Smart Bay Santa Teresa costituisce è inserito in infrastrutture di ricerca e reti europee. Nello specifico, tutti i sistemi dell’osservatorio sono inseriti tra i servizi dell’infrastruttura EMBRC (European Marine Biological Resource Centre) che sul territorio è presente con il Centro Ricerche Ambiente Marino ENEA di Santa Teresa. I sistemi di Porto Venere e Tinetto sono inseriti nel sito del Mar Ligure Orientale della Rete eLTER e il solo sistema del Tinetto contribuirà insieme all’osservatorio intelligente sviluppato dal CNR (SmartOb), nell’ambito del PNRR ITINERIS “Empowering Italys’ Environmental Future”, all’infrastruttura JERICO. Tutti i dati acquisiti sono resi disponibili attraverso data centres con licenza CC-BY in accordo con la policy europea sull’Open Data.

I dati acquisiti dall’osservatorio sottomarino Smart Bay Santa Teresa vengono validati attraverso metodi analitici realizzati su campioni di acqua prelevati mensilmente in corrispondenza delle stazioni osservative. Il sistema di carbonati, l’ossigeno disciolto, la clorofilla, i nutrienti vengono analizzati nei laboratori del Centro Ricerche Ambiente Marino ENEA Santa Teresa, la cui strumentazione è stata potenziata grazie ai PNRR EMBRC-UP e ITINERIS, a supporto dell’osservatorio. Tutti i dati acquisiti nell’ambito dell’infrastruttura sono resi disponibili attraverso data centres con licenza CC-BY in accordo con la policy europea sull’Open Data.

L’osservatorio sottomarino Smart Bay Santa Teresa rappresenta un’infrastruttura di eccellenza per il monitoraggio ambientale marino nel Mediterraneo. Grazie alla sua integrazione nelle reti europee di ricerca EMBRC, eLTER e JERICO, i dati raccolti contribuiscono alla comprensione dei cambiamenti climatici e alla tutela della biodiversità marina, fornendo informazioni preziose per la gestione sostenibile delle risorse del mare.

Per visualizzare i dati dell’osservatorio, in forma di tabelle e grafici, visita le sezioni qui sotto:

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