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Il Centro Ricerche Astrea
BOA ANALISI DI MONITORAGGIO AMBIENTALE

Monitoraggio ambientale marino attraverso sistemi di:

  1. Boe marine ancorate al fondale

  2. Robot marino automatizzato

1) Il sistema di boe marine viene realizzato mediante posizionamento di una rete di nodi di monitoraggio allestiti con schede elettroniche appositamente progettate in base alle specifiche tecniche richieste dall´applicazione.

Le principali funzioni integrate nel sistema elettronico sono:
Acquisizione parametri chimico-fisici da monitorare;
Trasmissione via radio dei dati acquisiti;
Sistema di alimentazione basato su accumulatore e pannello solare;
Sistema di alimentazione con tecnologia Switching a basso consumo;
Gestione diagnostica e controllo del sistema da remoto;
Realizzazione di software per la diffusione dei dati acquisiti su web;

Le attività svolte dal Centro per la realizzazione dei sistemi comprendono:

Identificazione di sensori idonei per la particolare applicazione;
Progettazione del sistema elettronico di monitoraggio;
Scrittura del software per acquisizione e visualizzazione dati;
Progettazione mediante CAD 3D della meccanica del sistema.

2) Robot marino

I sistemi AUV (Autonomous Underwater Vehicle - veicoli subacquei autonomi), si compongono di veicoli leggeri e a basso costo, in grado di effettuare una sistematica ricognizione sottomarina dei fondali, in missioni programmabili dalla superficie, anche ad elevate profondità (fino a 250 metri), con strumentazione di ispezione ottica, acustica e magnetica. Il veicolo esegue la missione, adattando in maniera autonoma il proprio comportamento, inizialmente sulla base di informazioni a priori provenienti dai data base storico-archeologici, e, durante la missione, sulla base dell´analisi in linea dei dati rilevati e dell´informazione acquisita.

Sviluppo di piattaforma AUV a basso costo ´aperta´, che dia cioè la possibilità di inserire sensori ed algoritmi appropriati per la navigazione subacquea accurata e georeferenziata, strumentazione per la comunicazione, algoritmi di alto livello per la missione. Integrando la opportuna sensoristica dedicata agli obiettivi di progetto su tale piattaforma aperta si otterranno degli apparati sperimentali adatti alla valutazione sul campo delle metodologie sviluppate.

Sviluppo di sistemi di navigazione e controllo per il singolo veicolo.

La piattaforma commerciale aperta verrà integrata con opportuni sensori di navigazione, in particolare, in aggiunta ai sensori normalmente disponibili (ricevitore GPS, bussola, inclinometri, profondimetro), verranno utilizzate piattaforme inerziali integrate (IMU-Inertial Measurement Unit, costituite normalmente da un sistema composto da 3 accelerometri accoppiati con 3 giroscopi) in combinazione con un Doppler Velocity Log (DVL). Tale strumentazione, insieme ad adeguati algoritmi di stima, basati sulla teoria degli EKF (Extended Kalman Filter), danno luogo ad un sistema di navigazione inerziale (INS, Inertial Navigation System) di elevatissima affidabilità. Esperienze riportate in letteratura permettono di affermare che un sistema di navigazione INS + DVL, usato in congiunzione con un GPS, destinato a correggere periodicamente la deriva del sistema quando il veicolo emerge, può fornire errori di georeferenziazione dell´ordine di qualche metro.

Tale approccio, di per sè comunque innovativo, permette di trovare il giusto compromesso tra la precisione della georeferenziazione delle zone esplorate ed i costi del sistema AUV e delle apparecchiature di supporto ausiliarie.

Integrazione di sensoristica per la identificazione e classificazione dei reperti su singolo veicolo.

Realizzazione di opportuni payload (sensori di missione) costituiti da sensori ottici (video camere con opportuno sistema di illuminazione), acustici (SSS - Side-Scan-Sonar) e magnetici per le operazioni di survey, scoperta e classificazione di relitti sul fondale; possibilità di installare più di un payload su uno stesso veicolo, oppure di realizzare prototipi specializzati sulla base del payload.


MONITORAGGIO AMBIENTALE

Il sistema prevede inoltre la possibilità di effettuare rilievi ai fini del monitoraggio ambientale, valutando le oscillazioni dei parametri fisico-chimici, biologici, microbiologici e ecotossicologici dell´ambiente marino può confermare la complessiva compatibilità ambientale degli interventi o segnalare l´eventuale necessità di predisporre misure di mitigazione e/o l´interruzione delle attività.

Il sistema dialogherà in modo interattivo con un portale web che restituirà in tempo reale i dati acquisiti, attraverso una gestione diagnostica e controllo del sistema da remoto; In tal modo, in tempo reale, si potrà conoscere lo stato dell´ambiente marino e costiero, della qualità delle acque marine, degli ecosistemi e dei sedimenti lungo le coste.