Un nuovo studio di INGV, CNR-ISMAR e Sapienza mostra come i satelliti radar possano riconoscere gli accumuli di plastica galleggiante, aprendo nuove possibilità per monitorare i rifiuti in mare anche di notte e con la presenza di nuvole
La plastica che finisce in mare potrebbe essere monitorata anche dallo spazio. Non attraverso le tradizionali immagini fotografiche, ma sfruttando i segnali radar inviati e ricevuti dai satelliti.
È il risultato di una ricerca condotta dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), dall’Istituto di Scienze Marine del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-ISMAR) e dalla Sapienza Università di Roma, nell’ambito del programma Space It Up!, finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR).
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Remote Sensing of Environment, rappresenta uno dei primi riscontri sperimentali sulla possibilità di utilizzare i sensori SAR, Radar ad Apertura Sintetica, per individuare accumuli di plastica galleggiante in ambiente marino.
Plastica in mare, cosa hanno visto i satelliti radar
Per verificare se la tecnologia fosse effettivamente in grado di riconoscere i rifiuti plastici sulla superficie dell’acqua, i ricercatori hanno condotto due esperimenti: uno nel Lago di Massaciuccoli, in Toscana, e l’altro nel Golfo di La Spezia.
Il gruppo di ricerca ha realizzato una piccola isola artificiale di plastica, progettata per riprodurre, per quanto possibile, la forma e le dimensioni degli accumuli di rifiuti plastici che possono formarsi negli ambienti marini e oceanici.
A quel punto sono entrati in gioco i satelliti. Le immagini sono state acquisite dai sensori radar dei satelliti COSMO-SkyMed, programma dell’Agenzia Spaziale Italiana e del Ministero della Difesa, e ICEYE. Gli esperimenti hanno previsto differenti configurazioni di osservazione, variando la risoluzione spaziale, la geometria di osservazione e la polarizzazione del segnale.
Il risultato ha fornito un’indicazione particolarmente interessante: gli accumuli di plastica in mare possono risultare distinguibili rispetto alla superficie dell’acqua circostante nelle immagini radar.
Credit: INGV
Perché la plastica risulta visibile al radar
Il meccanismo alla base del fenomeno è legato alla superficie dell’acqua. Secondo quanto emerso dallo studio, la presenza dell’accumulo di plastica modifica la rugosità superficiale dell’acqua. Questa variazione determina un aumento dell’intensità del segnale radar misurato dal sensore.
In altre parole, il radar non “fotografa” semplicemente la plastica come farebbe una macchina fotografica. Rileva invece il modo in cui la presenza dei materiali modifica la risposta della superficie marina al segnale radar.
È proprio questa differenza che può permettere ai ricercatori di distinguere un accumulo di rifiuti dall’acqua circostante.
Il vantaggio dei radar: funzionano anche di notte e con le nuvole
La ricerca apre una possibile nuova strada per il monitoraggio dell’inquinamento da plastica in mare.
Finora gran parte degli studi dedicati all’individuazione dei rifiuti plastici attraverso i satelliti si è concentrata sull’utilizzo di sensori ottici, capaci di osservare la superficie terrestre e marina nello spettro del visibile e dell’infrarosso termico.
I sensori SAR hanno però una caratteristica che potrebbe rivelarsi decisiva: non dipendono dalla luce solare e possono acquisire immagini anche in presenza di nuvole.
Questo significa che possono osservare una determinata area sia di giorno sia di notte, mantenendo la capacità di acquisire dati anche quando le condizioni meteorologiche impediscono ai tradizionali sensori ottici di ottenere immagini utili.
Un monitoraggio più continuo dei rifiuti plastici
È questa, secondo i ricercatori, una delle prospettive più interessanti aperte dall’esperimento.
Se ulteriormente sviluppata e validata, la tecnologia potrebbe consentire in futuro di effettuare un monitoraggio più continuo della presenza di rifiuti plastici negli ambienti acquatici, sfruttando la capacità dei satelliti radar di osservare la superficie anche in condizioni in cui i sensori ottici sono meno efficaci.
Il risultato non significa però che oggi sia possibile individuare automaticamente tutta la plastica presente negli oceani attraverso i satelliti. Lo studio costituisce piuttosto un primo importante riscontro sperimentale sulle potenzialità dell’osservazione radar, che dovrà essere ulteriormente studiata e sviluppata.
Dallo spazio una nuova prospettiva sul monitoraggio degli oceani
La possibilità di utilizzare i dati radar per individuare gli accumuli di rifiuti sulla superficie dell’acqua aggiunge un nuovo strumento alle tecnologie impiegate per studiare l’inquinamento marino.
La sfida, ora, sarà capire come estendere questi risultati a condizioni reali e su aree sempre più vaste. Se le potenzialità della tecnologia saranno confermate da ulteriori ricerche, i satelliti potrebbero offrire un contributo importante alla sorveglianza degli ambienti acquatici, permettendo di raccogliere informazioni con maggiore continuità.
Dai laghi e dalle coste osservati durante gli esperimenti, dunque, lo sguardo può spingersi verso il mare aperto: una nuova frontiera dell’osservazione della Terra che potrebbe aiutare a capire dove si concentrano i rifiuti galleggianti e come cambiano nel tempo.
