Wsense: big data per l’acquacoltura del futuro nel golfo di Follonica

E’ operativo il sistema commissionato da Ispra all’italiana WSense realizzato con i fondi del progetto Mer (Marine Ecosystem Restoration) del Pnrr. Un apparato di monitoraggio senza precedenti: sensori sottomarini trasmettono ogni giorno in tempo reale oltre 1.500 dati sulla qualità delle acque e delle correnti sui siti di piscicoltura e molluschicoltura estesi per circa 1.600 ettari di mare, aprendo la strada all’uso di big data e Ai.

La rivoluzione in atto

Tutto l’anno affluiranno in tempo reale sulla piattaforma informativa del progetto i parametri rilevati da un sistema di modem sottomarini senza fili dotati di sensori, ripetitori sottomarini e due boe con unità di comunicazione wifi di superficie. Il sistema è posizionato a profondità tra i tre e i cinque metri, e fino a 28 metri per i dati delle correnti.

Giornalmente sono trasmessi online tra i 1.530 e i 2.040 dati — contro i 5-6, o poco più, che è possibile rilevare con i metodi tradizionali — grazie alla rete di sensori senza fili sviluppata dalla società italiana WSense, per un totale di dati trasmessi di circa 560.600 e 747.500 l’anno. “Un salto quantico, che apre scenari prima inimmaginabili – commenta Chiara Petrioli, ceo di WSense –  Si schiude la possibilità di applicare big data e intelligenza artificiale al monitoraggio sottomarino, con un impatto concreto sulla tutela ambientale”.

Come funziona il sistema di Wsense

Il sistema di monitoraggio è costituito da 9 stazioni di campionamento: in 8 sono installati sensori multiparametrici per la rilevazione di temperatura, ossigeno disciolto, torbidità e conduttività, mentre in 2 di queste – in prossimità delle mitilicolture – sono presenti anche sensori dedicati alla misurazione della clorofilla e dell’attività batterica totale.

La nona stazione ospita, invece, un correntometro che registra intensità e direzione delle correnti lungo l’intera colonna d’acqua, con misurazioni su 14 livelli di profondità, dal fondale alla superficie.

I dati forniti nell’unità di tempo sono dunque rilevati su 64 punti. Il volume di dati così raccolto permetterà ai ricercatori Ispra di effettuare analisi approfondite al variare delle stagioni, delle condizioni meteo-marine e delle operazioni di gestione degli impianti di acquacoltura, potendo intercettare discontinuità e perturbazioni anomale o impreviste. Queste tecnologie rendono possibile l’applicazione di big data e intelligenza artificiale al settore del monitoraggio sottomarino.

Cosa cambia rispetto al passato

Per comprendere la rilevanza dell’innovazione introdotta da Ispra con le tecnologie WSense, va ricordato che fino ad oggi il monitoraggio della qualità delle acque viene effettuato con campionamenti ad intervalli di settimane e mesi nell’arco dell’anno e la raccolta di pochi dati puntuali alla volta.

L’attività si svolge con l’uso di imbarcazioni, sensori calati in acqua al momento o il prelievo di campioni, l’analisi in laboratorio e la trasmissione ai ricercatori dei limitati dati così ottenuti. Nel caso del Golfo di Follonica per avere gli stessi dati in diretta online sarebbe stata necessaria la posa sui fondali di chilometri di cavi, con impatto ambientale e costi incomparabili per dato, rispetto all’investimento effettuato da Ispra di circa 500 mila euro, con un costo per dato del sistema attuale al di sotto dell’euro, calcolato su un solo anno rispetto ai tre anni di previsto funzionamento.

Il ruolo di WSense

L’intero network di comunicazione subacquea e trasmissione nell’etere è stato fornito da WSense, azienda spin off dell’Università di Roma “La Sapienza”, leader nelle comunicazioni subacquee senza fili. WSense ha fornito anche la piattaforma web-cloud che facilita l’analisi e il confronto dei dati con una innovativa interfaccia grafica, la loro archiviazione e la messa a disposizione alle autorità di controllo e agli allevatori, che possono consultarli (a seguito del training formativo).

È stato inoltre predisposto un sistema di allarme in tempo reale che consente di impostare, per ciascun parametro, soglie minime e massime e di inviare automaticamente un alert via mail in caso di superamento.

L’uso delle tecnologie WSense pone l’Ispra all’avanguardia a livello mondiale nel monitoraggio dei parametri di qualità delle acque in prossimità degli impianti di acquacoltura, un settore destinato a crescere significativamente per rispondere alla crescente domanda alimentare globale. Quello di Follonica è anche il maggiore dispiegamento del sistema WSense nel Mediterraneo e nell’Unione Europea. Se necessario i dati forniti possono anche essere trasmessi via satellite in ogni parte del mondo, sempre in diretta e real time.