La modellizzazione dell’inquinamento acustico da traffico navale nell’ambito del progetto GIONHA per l’area del Santuario dei cetacei
Nome Cognome
Alessandra Passini
Contatto
scienze.biologiamarina-info@unibo.it
Relatore/Correlatore
Prof.ssa Marina Colangelo
Dott. Gaetano Licitra
Ente e Laboratorio di Ricerca
Lab. di Ecologia Sperimentale; Università di Bologna
ARPAT, Toscana
La tesi si inquadra all’interno di G.I.O.N.H.A. (Governance and Integrated Observation of marine Natural HAbitat), un progetto internazionale di gestione e conservazione dell’habitat marino all’interno del Santuario dei Cetacei. Il progetto prevede azioni di monitoraggio, prevenzione e controllo delle fonti di inquinamento che insistono sull’area, tra le quali l’ARPAT di Livorno si occupa in particolar modo del rumore sottomarino. Ecologicamente, l’area del Santuario è di primaria importanza per la sopravvivenza dei mammiferi marini nel Mar Mediterraneo, eppure è una delle aree più trafficate e rumorose dell’intero bacino. Le navi in transito entro i confini dell’Area Specialmente Protetta (secondo la dicitura delle Nazioni Unite firmatarie della Convenzione di Barcellona del ‘75) generano rumore secondo un peculiare spettro di emissione sonora relativamente alla loro tipologia, stazza, velocità e al tonnellaggio. Per stimare il rumoreimmesso annualmente nel Santuario e fornire così al legislatore uno strumento utile alla gestione critica delle rotte e del numero di natanti nell’area, l’ARPAT ha analizzato i dati AIS raccolti dal ricevitore di La Spezia gestito dal NURC per l’anno solare 2009. Per l’area del Santuario si è poi pensato di costruire un modello che simulasse il livello di rumore al quale un cetaceo che si trovi nell’area è soggetto, in un certo periodo di tempo. Questa tesi analizza le fasi necessarie all’impostazione del modello, la raccolta dei dati necessari e le mappe di rumore ottenute. In base alle conoscenze di acustica sottomarina, la modellizzazione in esame dipende dalla velocità del suono nella colonna d’acqua, la quale a sua volta ha una forte correlazione con la temperatura e quindi con le stagioni. Per costruire le mappe di rumore utili al progetto GIONHA, dunque, si è dapprima scelto lo strumento informatico più utile allo scopo, optando per il Bellhop, un modello leggero e gratuito capace di simulare il percorso dei raggi sonori lungo la colonna d’acqua per una sezione bi-dimensionale tra la sorgente del suono e il ricevitore. Successivamente, sono stati raccolti i dati disponibili in rete necessari al modello, ovvero la batimetria del fondale e la velocità del suono nella colonna d’acqua e nel sedimento, nonché l’entità del rumore prodotto dalla sorgente navale. Per la modellizzazione della colonna d’acqua sono stati raccolti i dati del World Ocean Database, una piattaforma online che riunisce dati oceanografici di vario tipo provenienti da campagne di misura internazionali in tutto il mondo. I dati necessari al calcolo del profilo di velocità del suono lungo la colonna d’acqua sono stati selezionati e uniformati per l’area usata nella modellizzazione dal Bellhop, ovvero la zona di mare compresa in un raggio di 400 km attorno al Santuario deiCetacei. L’ampiezza dell’area è stata scelta basandosi sulla perdita di energia con la trasmissione dell’onda (Transmission Loss) per la sorgente sonora massima utilizzata nel calcolo, in modo da non includere nella mappa finale solo quei rumori che, partendo da troppo lontano, risultano nel Santuario completamente attenuati. I dati di velocità del suono nel sedimento sono stati ugualmente reperiti tra quelli disponibili in rete, e lo stesso vale per la batimetria di tutto il Mediterraneo. Per il valore associato alla sorgente di rumore, ovvero le navi localizzate tramite il sistema AIS nel 2009, in mancanza di spettri di emissione particolareggiati per le diverse classi navali registrate nel Santuario, si è scelto di considerarle omogenee e con uno spettro ricavato dalla bibliografia. Questa limitazione è temporanea ai fini del progetto GIONHA, e riguarda solo i test fin qui effettuati per verificare l’assenza di problemi tecnici nella simulazione. Il risultato finale è un modello capace di produrre una mappa di rumore durante un certo periodo di tempo su una rotta qualunque all’interno del Santuario, selezionando automaticamente i dati di velocità del suono necessari al calcolo della perdita di energia per trasmissione dell’onda sonora per la rotta prescelta. La rotta viene associata infatti ad una griglia di ricevitori di base quadrata con lato 16 km, mentre su ogni ricevitore è centrata una griglia radiale che rappresenta il contributo di tutte le sorgenti sonore entro 400 km. Per ogni raggio della griglia delle sorgenti, viene lanciata la simulazione tramite Bellhop, e i risultati del calcolo vengono mediati e rappresentati in una mappa di rumore. Le applicazioni di questo studio sono molteplici, e riguardano la tutela dei mammiferi marini, dal momento che numerosi studi certificano danni all’apparato uditivo in relazione all’esposizione al rumore sottomarino. Il disturbo può essere associato ad un danno fisico agli organi interni soggetti a risonanza con la frequenza del suono ricevuto, oppure può essere rappresentato da una modifica del comportamento. In entrambi i casi il risultato può essere letale, o altamente lesivo per la conservazione della specie. I cetacei infatti utilizzano il suono per comunicare tra loro, orientarsi e cacciare e quindi, se l’ambiente che li circonda è molto rumoroso, per esempio a causa del traffico navale, rischiano di vedere compromessa la sopravvivenza a causa di fenomeni associati al disturbo sonoro come il mascheramento dei propri suoni, il disorientamento, la fuga, l’aumento dello stress fisiologico, la perdita di opportunità riproduttive o di alimentazione. Numerose corrispondenze tra eclatanti spiaggiamenti di cetacei e improvvise fonti di rumore (dovute ad esercitazioni navali con l’uso di sonar) hanno portato la comunità scientifica internazionale ad interessarsi al fenomeno dal punto di vista bio-ecologico, e a provare l’esistenza di risposte al rumore. Tali risposte, dall’allontanamento all’innalzamento dei livelli di intensità dei suoni usati per la comunicazione, rappresentano in ogni caso un disturbo e i loro effetti sulle popolazioni ne mettono a rischio la conservazione. Alla luce di queste considerazioni e della direttiva dell’Unione Europea 2008/56 in merito al mantenimento del “buono stato ecologico” dell’ambiente marino, anche in relazione all’inquinamento acustico, le mappe di rumore prodotte per il progetto GIONHA potrebbero venire efficacemente utilizzate sovrapponendole a mappe di densità delle popolazioni di cetacei, affiancate da studi sulla densità degli animali e sulle aree più sensibili per la loro riproduzione e alimentazione, che per questo motivo dovrebbero venire particolarmente tutelate. Diversi esempi di amministrazione di aree protette in tutto il mondo prevedono l’accorpamento delle rotte sulle quali si muovono le navi in transito, e la riduzione del numero di natanti autorizzati ad entrare nella zona. Questo studio si pone quindi come strumento utile alla gestione dell’Area Specialmente Protetta del Santuario dei Cetacei nel Mar Ligure, nell’ottica della salvaguardia dei mammiferi marini e della conservazione dell’ecosistema.
