Rafforzare le capacità di gestione idrica grazie ai dati satellitari
La crescita della popolazione, i cambiamenti climatici e la diffusione dell’inquinamento mettono sotto pressione le risorse idriche e in molte regioni mancano dati tempestivi, affidabili e utilizzabili che consentano di prendere decisioni sulla qualità e la disponibilità dell’acqua. «Gli eventi meteorologici estremi, come i gravi episodi di siccità e precipitazioni, sono aumentati notevolmente negli ultimi due decenni, causando ingenti danni alle infrastrutture», spiega Keenan Lucas, membro del progetto SWIM(si apre in una nuova finestra) e coordinatore tecnico di progetto presso l’impresa cipriota Offshore Monitoring(si apre in una nuova finestra). «I corpi idrici sono inoltre sempre più minacciati dalle fioriture algali nocive, che causano perdite economiche significative, in particolare per l’industria dell’acquacoltura.»
Modellizzazione predittiva e raccomandazioni attuabili
Il progetto SWIM ha cercato di rafforzare le capacità di gestione idrica con una piattaforma multifunzione che non solo visualizza i dati, ma fornisce anche modelli predittivi, allerte in tempo reale e raccomandazioni attuabili. A tal fine, l’iniziativa ha riunito un team multidisciplinare proveniente da cinque paesi che ha messo in comune competenze in materia di osservazione della Terra, hardware dell’Internet delle cose (IoT), ingegneria del software, idrologia e governance socio-ambientale locale. «Il progetto ha adottato un approccio di fusione dei dati, combinando le ampie immagini satellitari di Copernicus(si apre in una nuova finestra) con le precise misurazioni terrestri in tempo reale ricavate dai sensori IoT galleggianti di Water Monitoring (WAMO)», spiega Lucas. «Per elaborare questa enorme quantità di dati, è stato utilizzato l’apprendimento automatico al fine di calibrare attivamente le letture satellitari rispetto ai dati di verità a terra.» SWIM ha integrato un sistema di ausilio alle decisioni assistito dall’intelligenza artificiale per generare avvisi automatici e attivabili. L’intero sistema è stato quindi testato in scenari reali in Colombia, in particolare presso il lago artificiale di La Fe (per verificare la qualità e l’equilibrio dell’acqua) e il bacino idrografico di Las Palmas (per valutare i rischi di disastri naturali). «L’équipe ha collaborato direttamente con i comuni e i servizi pubblici locali per garantire che la piattaforma rispondesse alle esigenze pratiche e operative in essere», aggiunge Lucas.
Un approccio alla fusione di dati multisensore
Questo test pilota ha dimostrato l’efficacia pratica del concetto di ricerca messo in atto da SWIM: la boa WAMO, alimentata a energia solare, ha trasmesso con successo dati in tempo reale sulla qualità dell’acqua direttamente sulla piattaforma, mentre l’applicazione Orbiter dell’azienda partner americana Rayner Software(si apre in una nuova finestra) ha sfruttato la grande quantità di dati raccolti dal programma Copernicus. Il team del progetto ha inoltre dimostrato che l’apprendimento automatico è in grado di prevedere la portata del fiume anche in aree dove il monitoraggio locale è effettuato in maniera molto limitata. Secondo quanto ritenuto dalla squadra, i servizi di pubblica utilità, le autorità di regolamentazione, i soccorritori di emergenza, le imprese private, le assicurazioni e le comunità locali sono tutti soggetti in grado di trarre vantaggio dal disporre di informazioni migliori e più tempestive su ciò avviene in un bacino idrico. «Il vero punto di forza di questa soluzione è che combina tecnologie spesso funzionanti in maniera separata: osservazione satellitare, rilevamento sul campo, apprendimento automatico e supporto alle decisioni», osserva Lucas.
Integrare il monitoraggio satellitare con quello terrestre
I prossimi passi prevedono il passaggio da un prototipo solido a una piattaforma pienamente operativa, il che comporterà il completamento della convalida nei siti pilota, il rafforzamento dell’integrazione tra il monitoraggio satellitare e quello terrestre e la dimostrazione che i moduli principali del sistema possono operare congiuntamente in condizioni reali. «Intendiamo altresì potenziare le funzioni di risposta alle emergenze della piattaforma, migliorare l’esperienza d’uso per i diversi tipi di parti interessate e semplificare il collegamento di SWIM con i sistemi di monitoraggio già utilizzati dalle imprese di servizi e dalle autorità pubbliche», afferma Keenan, che conclude: «Parallelamente, stiamo sviluppando la tabella di marcia commerciale, ci stiamo assicurando i percorsi di finanziamento più appropriati e stiamo proteggendo le innovazioni fondamentali del progetto in modo che la piattaforma sia pronta per lo sviluppo su larga scala.»
