stATO DELL’ARTE 2025

“I mari italiani -ha detto- così come gli oceani di tutto il mondo, soffrono terribilmente a causa dell’inquinamento acustico subacqueo, una forma di inquinamento che non è stata presa in considerazione per molto tempo ed ancora non lo è quanto dovrebbe”.
La maggiore fonte di rumore è quello generato soprattutto dal traffico navale con il Mediterraneo che soffre particolarmente perché uno fra i mari più trafficati del mondo per la sua posizione strategica.

“La tecnofonia, l’insieme dei rumori prodotti da attività umane e in particolare il traffico navale, genera moltissimo caos sonoro a bassa frequenza che interferisce inevitabilmente sulla qualità della vita delle specie marine in vari modi, fino a causarne la morte.
Il caos acustico del mare nostrum è tra i più grandi problemi, colpevole di spiaggiamenti, stress, disturbi comportamentali, danni fisici permanenti e non, fra i quali la sordità negli animali più sensibili come i cetacei e i mammiferi marini e del “masking” cioè l’interferenza, da parte di eliche delle barche, nelle comunicazioni fra gli stessi cetacei”. 

Ci sono poi altre fonti di inquinamento marino come l’utilizzo degli airgun per la ricerca di idrocarburi, violente detonazioni a intervalli ravvicinati che producono onde sismiche da cui si ricavano informazioni su eventuali giacimenti, ma anche il Deep Sea Mining, cioè ricerche e prelievo, con tecniche diverse, di minerali che si formano sui fondali oceanici, rari o meno, ma molto richiesti dall’industria tecnologica.

“Per molto tempo l’oceano è stato descritto erroneamente, anche dai subacquei, come il regno del silenzio, probabilmente a causa delle limitate tecnologie.
Negli ultimi anni invece, grazie alle nuove scoperte e a studi rivoluzionari, possiamo affermare con certezza il contrario”.

“Durante il periodo del lockdown abbiamo promosso la campagna “Il mare al tempo del Coronavirus”, in collaborazione con la Polizia di Stato, l’Arma dei Carabinieri e il Corpo delle Capitanerie di Porto, che ha visto i nuclei sommozzatori delle forze dell’ordine insieme ai volontari di Marevivo uniti per raccogliere immagini e osservare cosa stesse cambiando nel nostro mare, documentando il punto zero di una situazione assolutamente inedita, che probabilmente non si verificherà più. È stata la prima volta che il mare non ha avuto interferenze antropiche”.

Raffaella Giugni ricorda anche un’altra ricerca, quella sulla eco-acustica.
“Sono stati collocati in mare degli idrofoni per 10 giorni e registrati i suoni della natura in assenza di rumori umani. Il risultato è stato sorprendente e abbiamo potuto ascoltare i pesci sott’acqua, sentire il rumore delle aragoste e il coro delle Corvine. È stato incredibile poter far conoscere “le voci” degli animali marini”.

Sullo stesso tema, che Marevivo affronta spesso con i ricercatori e i biologi marini c’è stata la diffusione nelle scuole di un cortometraggio sulla Bioacustica subacquea e sull’impatto del rumore antropico sulla salute degli ecosistemi marini.
“Il nostro scopo è portare alla luce un tipo di inquinamento ancora parzialmente sconosciuto al grande pubblico. Allestendo una “sala immersiva” all’interno di uno spazio sulla motonave Patrizia, più di 2000 studenti e rappresentanti di istituzioni hanno potuto vivere un’esperienza sensoriale in questa particolare e significativa location, ascoltando vocalizzazioni di varie specie marine e i terrificanti suoni prodotti dall’uomo, imparando come questi ultimi siano devastanti per la salute del mare e dei suoi abitanti”.

Fortunatamente oggi più di ieri, la comunità scientifica sta sollevando il problema del rumore subacqueo chiedendo di affrontare con attenzione la questione. Da qui è scaurita l’emanazione della Direttiva quadro 2008/56/CE e la Decisione 477/2010/EU: il rumore subacqueo è diventato un parametro indicativo della qualità dell’ambiente marino per il quale gli Stati dell’Ue sono tenuti a predisporre misure efficaci per evitare impatti negativi sugli ecosistemi acquatici.
La United Nations Convention on the Law of the Sea riconosce il rumore sottomarino come un inquinante di interesse internazionale. Non è un caso che anche i parchi eolici offshore verranno realizzati tenendo conto del problema dell’impatto acustico con operatori MMO PAM in grado di monitorare a livello visivo e acustico il passaggio di cetacei nella zona di lavoro. In alcuni casi l’operatore può addirittura interrompere il lavoro per far allontanare gli animali.
In Unione europea, di recente adozione sono i valori soglia per il rumore di tipo impulsivo nell’ambito del “TgNoise” (Technical Group sul rumore subacqueo) della CIS (Common Implementation Strategy) della Direttiva Quadro Strategia Marina 2008/56/CE. 

Che le navi siano tra le maggiori cause del problema ormai è noto. Ci sono però anche armatori virtuosi che cercano di limitare i danni e questo lo conferma anche la dottoressa Giugni: “Oggi gli armatori sono consapevoli degli effetti negativi che il rumore delle navi ha sugli animali marini. In molti si sono attrezzati per ridurre l’impatto sonoro con motori più silenziosi e a basso consumo energetico che generano inquinamento in quantità minore. Utilizzarli vuol dire mitigare il caos sonoro subacqueo, ma non eliminarlo del tutto, purtroppo. La tecnologia può lavorare in questa direzione e ridurre sempre di più questo impatto”.

La Fondazione Marevivo fa parte ormai da diversi anni della Deep Sea Conservation Coalition, che raggruppa soggetti pubblici e privati che in tutto il mondo si occupano di far conoscere al maggior numero possibile di persone gli effetti nefasti delle ricerche di idrocarburi e il prelievo di minerali sul fondo del mare.

Far conoscere il problema sarebbe il primo passo per fare qualcosa in più e nel piccolo di cittadini anche azioni responsabili potrebbero fare la loro differenza se pur minima: “Evitare di acquistare online quei prodotti che possiamo reperire vicino casa, per esempio. Un prodotto comprato online, quasi sicuramente, viaggerà in una nave container e questo trasporto genererà inevitabilmente rumore continuo sott’acqua. Preferire trasporti a basso impatto sonoro, come navi dotate di motori ecologici più silenziosi e, quando possibile, scegliere di navigare a vela. Quando ci si trova in mare, evitare la musica ad alto volume, poiché il suono sott’acqua viaggia quattro volte più lontano rispetto all’aria e che alcune specie marine posseggono apparati uditivi particolarmente sensibili. Parlare a bassa voce quando ci capita di avvistare animali marini durante le nostre escursioni di monitoraggio. Potremmo anche riciclare correttamente i dispositivi tecnologici che usiamo quotidianamente per consentire il recupero di materie prime e di quei minerali preziosi che altrimenti dovremmo cercare attraverso i giacimenti in mare; utilizzare oggetti prodotti con criteri certificati sostenibili, chiedere l’introduzione di regole che consentano la maggiore durata e comprendano la possibilità di riparare i dispositivi tecnologici e di avere incentivi economici per aumentare il riciclo di materie prime preziose”. 

molti enti e fondazioni si occupano, oggi, di inquinamento marino: marevivo è una di queste

Nata 40 anni fa, la fondazione ETS  lavora per la tutela del mare in tutti i suoi aspetti.
La lotta della fondazione contro la pesca illegale e l’inquinamento si accompagna allo studio della biodiversità e alla promozione delle aree marine protette con interventi nelle scuole per sensibilizzare i più giovani sul tema mare.
Il segretario generale Raffaella Giugni ci ha aiutato a capire quale sia oggi la situazione dei nostri mari sotto il profilo dell’inquinamento acustico.

VALUTAZIONE AMBIENTALE ISPRA

La tutela dell’ambiente marino e costiero rappresenta un obiettivo prioritario per il Corpo delle Capitanerie di Porto – Guardia Costiera, non solo per la ricchezza del patrimonio naturalistico italiano, ma anche per i significativi interessi sociali ed economici ad esso legati.

Ce ne parla il Comandante Generale del Corpo delle Capitanerie di porto-Guardia Costiera, Ammiraglio Ispettore Capo Nicola Carlone

Corpo delle Capitanerie di Porto: le azioni in campo

La Guardia Costiera è impegnata in un’attività di vigilanza e tutela ambientale costante, che esercita in virtù delle specifiche attribuzioni riconosciute dal legislatore e in regime di dipendenza funzionale dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica – MASE, che va dal contrasto agli inquinamenti marini, alla vigilanza sulle aree marine protette, all’attività ispettiva in materia di gestione dei rifiuti delle navi, nonché delle piattaforme off-shore, allo scopo di prevenirne l’immissione in mare.

Tale attività viene assicurata dalla Guardia Costiera tramite la Centrale Operativa del Comando Generale, i Comandi territoriali, i mezzi aeronavali e le figure specialistiche (Nuclei subacquei e Laboratori Ambientali Mobili – L.A.M.), nonché con il supporto di sistemi di sorveglianza satellitare in collaborazione con l’Agenzia Europea di Sicurezza Marittima (EMSA), con un costante confronto con il MASE, assicurato dal Reparto Ambientale Marino del Corpo, in linea con le direttive e gli obiettivi strategici del predetto Dicastero.

La Guardia Costiera, inoltre, partecipa attivamente alla implementazione di norme e regolamenti a livello nazionale e internazionale, che disciplinano aspetti di rilievo come la gestione dei rifiuti delle navi e nei porti, nonché il trasporto di merci pericolose e inquinanti.

Tra queste iniziative, si segnalano il recepimento della Direttiva UE 883/2019 sui rifiuti delle navi, i lavori dell’IMO (International Maritime Organization) sulle emissioni di gas climalteranti, e l’imminente entrata in vigore della Convenzione internazionale sulle acque di zavorra.

In particolare, la Direttiva UE 883/2019 è stata recepita dal D.Lgs. 197/2021 – come emendato – e costituisce un importante strumento per la gestione dei rifiuti provenienti dalle navi, ivi inclusi i residui del carico. Il sistema Italia è stato recentemente oggetto di un audit condotto dall’EMSA, quale importante momento di verifica e miglioramento e che ha visto in sinergia il MASE con il Comando generale delle Capitanerie di porto – Guardia Costiera tramite il proprio Reparto Ambientale Marino, le Autorità di Sistema portuale interessate (Olbia, Civitavecchia e Livorno) e le Autorità marittime, nel ruolo di Autorità competenti per l’implementazione della Direttiva nei porti minori.

Per quanto riguarda le emissioni in atmosfera, l’Italia ha promosso la costituzione di un’area a emissioni solforose controllate (MED-SOx SECA) in tutto il Mediterraneo. Nata dalla Convenzione di Barcellona e approvata in sede IMO per l’emendamento della Convenzione MARPOL (Convenzione internazionale per la prevenzione dell’inquinamento causato dalle navi), sarà effettivamente implementata a partire da Maggio di quest’anno e imporrà l’uso di carburanti a basso tenore di zolfo. L’adozione della SECA (Sulphur Emission Control Area) comporterà una significativa riduzione delle emissioni marittime, allineandosi con l’agenda per la decarbonizzazione globale e la neutralità climatica.

Per la tutela della biodiversità e degli ecosistemi marini è stata istituita una recente Area Marittima Particolarmente Sensibile (Particularly Sensitive Sea Area – PSSA) nel Mediterraneo nord-occidentale, su proposta di Francia, Italia, Spagna e Principato di Monaco in sede IMO. In questa area saranno raccomandate misure come la riduzione della velocità e la valorizzazione della presenza di grandi cetacei per minimizzare i rischi di collisioni. Oltre a ridurre le emissioni, questa iniziativa aiuterà anche a diminuire i rumori sottomarini, fattore di disturbo per i cetacei della zona. La Guardia Costiera, d’intesa con il MASE, sta coordinando il gruppo di lavoro per attuare concretamente queste misure, ad esempio utilizzando un applicativo AIS (Automatic Identification System) del Comando generale della Guardia Costiera, per riportare automaticamente gli avvistamenti sui sistemi di cartografica elettronica di bordo.

La tutela dell’ecosistema include la prevenzione e risposta agli inquinamenti marini, con una sinergia sempre più stretta tra la Guardia Costiera italiana e l’EMSA. Quest’ultima fornisce supporti come monitoraggio satellitare, analisi degli inquinamenti, droni, consulenza per inquinamenti chimici e modelli di previsione, ma soprattutto un servizio di stand-by vessels e di stockpile (uno dei quali collocato a Ravenna) con dotazioni peculiari anche per inquinamenti prossimi alla costa.

Peraltro, il MASE implementa il Piano nazionale di pronto intervento per la difesa del mare e delle zone costiere, declinato territorialmente nei Piani operativi di pronto intervento locali, adottati dalle articolazioni territoriali della Guardia Costiera.

Last but not least, siamo costantemente impegnati in attività ispettive e certificative per gli aspetti ambientali. A tal fine, la Guardia Costiera – tramite corsi specifici – forma personale specializzato (ispettori ambientali) nella tutela dell’ambiente e nella gestione delle attività connesse, dalla polizia ambientale alla gestione delle emergenze, ai controlli sui rifiuti e sulle emissioni, collaborando con altri enti nelle operazioni complesse. Un esempio è il recente incendio su una piattaforma petrolifera in Adriatico, dove la pronta reazione e l’applicazione del Piano operativo locale hanno evitato minacce all’ambiente marino nel delicato tratto di mare.

Il Mar Mediterraneo e i mari italiani affrontano diverse sfide ambientali. Le principali minacce derivano dalle attività umane, come l’inquinamento, la pesca eccessiva e il cambiamento climatico.

È importante ricordare come il Mediterraneo, pur rappresentando solo lo 0,7% della superficie marina globale, ospita circa il 10% delle specie marine. Tuttavia, è uno dei mari più sovrasfruttati al mondo e, pertanto, necessita di una particolare attenzione e tutela.

In Italia, le Aree marine protette (AMP) svolgono un ruolo cruciale nella conservazione degli ecosistemi marini. Attualmente, vi sono 30 Aree marine protette e 2 Parchi sommersi, che tutelano circa 228.000 ettari di mare e circa 700 chilometri di costa. L’ultima in ordine di tempo è l’AMP di Capo Spartivento, istituita nel Dicembre 2023.

Queste aree sono suddivise in zone con diversi gradi di tutela per bilanciare la conservazione ambientale con l’uso sostenibile delle risorse marine.

Le Aree Marine Protette aiutano a proteggere la flora e la fauna marine, a preservare gli habitat critici e a promuovere la ricerca scientifica. Per questo è essenziale continuare a lavorare per preservare queste aree fondamentali, la cui vigilanza è affidata alla Guardia Costiera, e garantire la sostenibilità a lungo termine degli ecosistemi marini.

Siamo abituati a sentire parlare di inquinamento legato alle emissioni delle navi, ma meno frequentemente di quello acustico.

È ormai stato appurato dalla comunità scientifica che il rumore subacqueo di origine antropica ha un impatto negativo sulla fauna marina. Per quanto riguarda il rumore emesso dalle unità navali, si può avere un impatto su molte specie sia di pesci, sia di invertebrati, che di cetacei. Il rumore emesso dalle navi contribuisce infatti all’innalzamento del livello medio del rumore in larghi tratti di mare, che può essere fonte di stress per la fauna marina.

In materia di inquinamento acustico sottomarino, come prima accennato, la recente istituzione dell’Area Marittima Particolarmente Sensibile (PSSA) nel Mediterraneo nord-occidentale rappresenta senz’altro un importante passo avanti. La riduzione della velocità delle navi in questa area, infatti, porterà a una diminuzione del rumore prodotto dalle eliche e dai motori.

In termini di studi e rilevazioni, il MASE è costantemente impegnato nella ricerca scientifica per mitigare gli impatti antropici sull’ecosistema marino. Inoltre l’Italia, tramite il Comando generale delle Capitanerie di porto – Guardia Costiera, partecipa attivamente a iniziative dell’EMSA e ai consessi che riuniscono le Organizzazioni con funzioni di Guardia Costiera in Europa e nel mondo, che peraltro – proprio quest’anno – ricadono sotto la presidenza della Guardia Costiera italiana.

Recentemente sono stati presentati studi per l’installazione di catene idrofoniche nei mari del Nord, per misurare le interferenze e i disturbi provocati dai trasporti marittimi alle specie e agli habitat sottomarini.

A livello unionale, paesi come Belgio e Germania hanno avviato progetti che integrano la tutela dalle emissioni e la riduzione del rumore sottomarino.

Esistono inoltre numerosi studi e progetti di ricerca e molte stazioni di monitoraggio del rumore sottomarino nelle acque italiane, operate da diversi Enti di ricerca.

A livello europeo, il controllo sullo stato del mare viene effettuato attraverso la Direttiva quadro sulla strategia marina dell’Unione europea (EU Marine Strategy Framework Directive – MSFD).

In tale ambito, il Gruppo Tecnico sul Rumore Sottomarino (Technical Group on Underwater Noise) ha recentemente elaborato dei limiti per il rumore sottomarino, che tuttavia non hanno ancora dato seguito ad un’applicazione normativa.

Quasi tutte le principali Società di classifica delle navi hanno elaborato nuove notazioni aggiuntive di classe, su base volontaria, per la certificazione della bassa rumorosità delle navi.

Inoltre l’IMO, attraverso il proprio Comitato per la protezione dell’ambiente marino (Marine Environment Protection Committee – MEPC), ha recentemente approvato una circolare che contiene delle line guida, volontarie, per limitare il rumore sottomarino irradiato da unità navali. Al tempo stesso è stata inoltre lanciata una fase di “experience building”, durante la quale tutti gli stakeholder coinvolti sono chiamati a condividere le loro esperienze, risultati di progetti/studi e best practices adottate per la riduzione dell’impatto del rumore sottomarino.

L’Italia, tramite il MASE ed il Comando generale delle Capitanerie di porto – Guardia Costiera, è parte attiva in questo processo di sviluppo e implementazione delle disposizioni internazionali in materia di rumore irradiato sottomarino, anche con il coinvolgimento di istituti di eccellenza italiani, quale ad es. l’Università di Genova.

In attuazione della Direttiva Quadro sulla Strategia marina dell’Unione europea, il MASE ha implementato un programma di monitoraggio sul rumore sottomarino continuo (principalmente in relazione al traffico marittimo) ed un registro del rumore sottomarino, dove vengono inseriti i dati relativi alle emissioni di rumore impulsivo (ad es. per le attività di esplorazione del fondale marino tramite la tecnica dell’air gun e per determinati lavori subacquei), al fine di disporre di informazioni esaustive sul livello di rumore nelle nostre acque.

A ciò si aggiungono alcuni progetti dedicati a tale finalità, finanziati con fondi europei.

Per quanto concerne l’inquinamento acustico prodotto dalle navi, sono stati condotti diversi studi in merito ed esistono diverse strategie per la riduzione del rumore, sia a livello progettuale che a livello di refitting delle unità esistenti, che includono altresì aspetti operativi.

Le principali sorgenti di rumore sottomarino di una nave sono rappresentate dalle eliche (e dagli organi di propulsione in generale), che generano rumore direttamente in acqua, e dai macchinari di bordo (motori principali, ausiliari, riduttori, ecc.), che trasmettono vibrazioni allo scafo che a sua volta irradia rumore in acqua. Le strategie di mitigazione affrontano entrambi i tipi di sorgenti.

Per quanto riguarda le eliche, posso essere ottimizzate in fase di progettazione per ridurre il rumore emesso, studiandone forme specifiche per lo scopo.

Per quanto riguarda i macchinari, si utilizzano sistemi per isolarli il più possibile dallo scafo, allo scopo di limitare la trasmissione di vibrazioni.

A livello nazionale, il Comando generale delle Capitanerie di porto – Guardia Costiera partecipa già da tempo a numerosi progetti di ricerca europei in materia di riduzione dell’inquinamento acustico prodotto da navi.

Tra questi, il progetto SILENV “Ship Oriented Innovative Solutions to reduce Noise & Vibrations” (2009-2012) che aveva lo scopo di ridurre l’emissione acustica della nave sia in acqua che in aria che all’interno della stessa.

Inoltre, il progetto AQUO “Achieve quieter Oceans by shipping noise footprint reduction” (2012-2015) e il progetto parallelo  SONIC “Suppression of underwater Noise Induced by Cavitation” (2012-2015), entrambi mirati specificamente alla riduzione del rumore sottomarino delle unità navali, e più recentemente il progetto Life – PIAQUO “Practical Implementation of AQUO” (2019-2024), che ha visto la collaborazione della Guardia Costiera per l’installazione di una stazione di monitoraggio del rumore all’entrata del porto di Genova.

I progetti hanno visto la collaborazione di numerosi Enti italiani come l’Università di Genova, Fincantieri, CETENA (Centro per gli Studi di Tecnica Navale) e CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche).

Oltre a tali progetti, mirati alla riduzione del rumore emesso dalle navi, nel corso degli anni sono stati inoltre portati avanti numerosi altri progetti con lo scopo di valutare l’impatto del rumore sottomarino sulla fauna marina.

In termini di inquinamento acustico sottomarino, la riduzione della velocità delle navi è una strategia operativa che potrebbe certamente contribuire alla diminuzione del rumore prodotto dalle eliche e dai motori.

A tale proposito, la recente istituzione della PSSA nel Mediterraneo nord-occidentale prevede proprio specifici limiti operativi per le navi che la attraversano.

E’ tuttavia opportuno osservare come la misura della riduzione della velocità non sia sempre efficace per tutte le tipologie di unità, come ad esempio per le navi equipaggiate con eliche a pale orientabili che, a bassi regimi di velocità, trovandosi molto lontano dalle condizioni di progetto, potrebbero determinare invece l’effetto opposto, con un aumento del rumore emesso.

GLI SFORZI DEGLI ARMATORI
Grimaldi Group
naviga verso un futuro sostenibile

Se al momento lo zero assoluto in mare non può essere raggiunto, un obiettivo parziale è comunque stato centrato come impresso sullo scafo di molte navi Grimaldi: “Zero emission in port”.
La tecnologia ha permesso di concretizzare il progetto, grazie soprattutto all’uso di batterie per la produzione di energia.
Ma il Gruppo Grimaldi non si è dedicato soltanto a quello che si vede sopra l’acqua marina, la parte più evidente per chi stia fuori dalla nave, ma ha dedicato sforzi anche al mondo più nascosto sotto le acque con progetti legati all’inquinamento acustico e a quello che invade i nostri mari con le microplastiche.

Sarebbe falso dire oggi che gli armatori mondiali non siano attenti all’ambiente e agli impatti delle loro navi sull’intera sfera terrestre.
Non è solo questione di immagine, né, soltanto, una spinta data dalle normative sempre più restringenti, soprattutto se si guarda al caso europeo, ma una vera e propria scelta di business.
Non si può neanche negare che spesso a una innovazione che guarda all’ambiente si accompagni anche un risparmio economico, e così la spinta alla ricerca ha prodotto negli ultimi anni navi che sono veri e propri esempi di tecnologia all’avanguardia.

Certo questo significa rispondere a una sfida anche in termini monetari  e che da questa parte del mondo guarda alla linea fissa del traguardo: 2050, ovvero emissioni zero.
Un orizzonte che nel più classico esempio legato proprio al mare, sembra ancora irraggiungibile, ma non impossibile.
I dati parlano già di riduzione significativa delle emissioni con numeri che negli ultimi anni hanno viaggiato veloce verso il miglioramento atteso.
Al posto d’onore della questione sta certamente il carburante: quale sarà quello predominante nei prossimi decenni? Quali le strutture che sapranno rispondere alle esigenze degli armatori di oggi?
Le risposte ancora restano piuttosto vaghe ma questo non ferma chi porta avanti le diverse possibilità.
Sarà il nucleare la via di domani, o l’ammoniaca, o il metanolo forse con l’elettrico a fianco?
Una discussione che anima i palchi di conferenze di settore, le riunioni di associazioni di categoria e gli incontri negli uffici dedicati nelle aziende.
Al quartier generale del Gruppo Grimaldi, è lo stesso amministratore delegato Emanuele Grimaldi a interessarsi della questione.
Vuoi per attitudine personale verso il tema, vuoi per questioni di business, qui c’è un gran fermento tra gli ingegneri del dipartimento R&D e innovazione dove i progetti legati all’ambiente si susseguono.
Il portafoglio ordini del Gruppo ne è la chiara dimostrazione con navi che una volta arrivate in servizio sono più “pulite” delle loro antecedenti fino al 50% di volte.

In casa Grimaldi la sostenibilità è una filosofia che ha radici antiche

ce lo racconta Emanuele Grimaldi

DUE PROGETTI IN CUI CREDERE
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Practical Implementation of AQUO

MARITIME TRAFFIC UNDERWATER NOISES IMPACT REDUCTION AND REAL-TIME ADAPTATION TO ECOSYSTEMS

Il progetto Piaquo è nato nell’ambito dei programmi europei LIFE, dedicati alla sostenibilità ambientale. OBIETTIVO: mettere in pratica quanto emerso da precedenti studi sul rumore sottomarino, come AQUO e SILENV, cercando soluzioni concrete per ridurre l’impatto delle navi sul rumore subacqueo.

PARTNER: Fincantieri / Cetena in Italia, Naval Group in Francia, Kongsberg per le eliche e Bureau Veritas come ente di classifica, oltre a realtà specializzate come QUIET OCEANS per il monitoraggio acustico. Alcuni di questi ormai partner storici. In aggiunta a Alseamar, ESI Group, Chorus Research Group. 

Ne abbiamo parlato con il professore Michele Viviani, docente all’Università di Genova, Direttore del Dipartimento di ingegneria navale, elettrica, elettronica e delle telecomunicazioni, esperto coinvolto nel progetto Piaquo (Practical Implementation of AQUO), finanziato dalla Comunità Europea e attivo dal 2019 al 2024, i cui termini sono stati prorogati a causa dell’interruzione forzata dovuta dalla pandemia di Covid-19.

RUMORE SOTTOMARINO:

questione ancora poco nota ma sempre più importante

Un problema relativamente giovane, anche se in realtà la criticità è da tempo ben nota a chi si occupa di navi militari. Queste infatti, per natura, hanno esigenza di risultare quanto più possibile silenziose, al fine di non essere tracciabili dai sonar di altre navi.

E, contemporaneamente, permettere di sfruttare il silenzio per captare al contrario i movimenti di altre unità in transito nei paraggi.

La base a livello progettuale si rifà quindi a quanto è stato sviluppato in ambito militare. Da un certo numero di anni però anche in ambito civile, a livello di International Maritime Organization, il rumore è stato riconosciuto come una problematica da tenere in dovuto conto per la buona salute dell’ambiente marino.

Questo tipo di inquinamento ha  un impatto significativo in particolar modo sui mammiferi marini, che si orientano e comunicano tramite il suono.

A livello internazionale, l’IMO ha quindi riconosciuto la gravità del problema già nel 2014, con linee guida per la riduzione del rumore, aggiornate nel 2023.

Per il momento non si tratta di obblighi, perché la ricerca sta raccogliendo dati ed è impegnata a individuare la baseline da cui partire per poter apportare un significativo miglioramento.

Nel frattempo però, i registri di classificazione stanno aggiungendo delle notazioni di classe addizionali proprio al fine di certificare la capacità più o meno performante di un’unità navale dal punto di vista delle emissioni acustiche. 

Il primo registro ad agire in questo senso è stato il Dnv nel 2010. Sostanzialmente, ad oggi ogni registro presenta una sua notazione: qualora l’armatore intenda testimoniare che la propria nave è poco rumorosa, ha la possibilità di avvalorarsi facendosi certificare una notazione di classe addizionale. Non obbligatoria ma a questo punto utile per evidenziare l’attenzione dello stesso armatore anche a questo aspetto. Un tema solo apparentemente ‘laterale’ quando si tratta di inquinamento nel dibattito pubblico. 

L’impatto acustico si fa difatti quanto mai importante, specialmente per quelle navi che hanno interesse a beneficiare di un accesso consentito all’interno di aree di particolare tutela e sensibilità. Su tutte, le unità da crociera che magari possono trovarsi a navigare in prossimità o addirittura dentro un’Area Marina Protetta. Idem per i mega yacht, che puntano a godere di un pass facilitato sotto questo punto di vista. 

Alcuni Paesi sono stati già molto proattivi e rappresentano esempi virtuosi. Il Canada è capofila a livello IMO sul tema del rumore marino e ha introdotto incentivi economici, come riduzioni tariffarie per le navi silenziose nei porti, in particolare a Vancouver. Questo porto infatti si trova in una zona di riproduzione delle balene, dove la protezione degli ecosistemi è una priorità assoluta.

Alle nostre latitudini invece, all’interno del Mediterraneo abbiamo il  Santuario Pelagos – area protetta che comprende Liguria, Francia, Toscana, Corsica e Sardegna. In questa porzione di mare, il rumore delle navi rappresenta infatti una minaccia per mammiferi marini come delfini e balenottere. Molte delle attività del progetto Piaquo sono state pensate avendo proprio in mente quest’area. 

Il lavoro non si ferma.  

L’auspicio è che le linee guida IMO siano un utile ausilio, nella experience building phase, per spingere l’industria navale ad acquisire la necessaria consapevolezza per approcci sempre più concreti verso un futuro più sostenibile.

L’interesse verso la riduzione del rumore subacqueo è crescente, non solo in ambito accademico ma anche tra gli stessi armatori.

Attualmente, l’attenzione è rivolta soprattutto alla riduzione delle emissioni in aria, ma la consapevolezza sull’inquinamento acustico è in aumento. L’obiettivo dell’IMO è costruire una fase di esperienza condivisa che permetta di definire linee guida chiare e puntuali per il settore.

PROGETTO E RISULTATI:

Primero 7, un’innovazione replicabile

Tra il 2019 e il 2024, il team ha lavorato alla riprogettazione dell’elica di una piccola imbarcazione turistica operante nell’Area Marina Protetta di Portofino. L’imbarcazione, denominata Primero 7, collega Rapallo, Santa Margherita e Portofino, con attività occasionali anche nelle Cinque Terre.

“Abbiamo preso i disegni originali dell’elica e sviluppato un nuovo design volto a ridurre la cavitazione, mantenendo l’efficienza. Dopo test su modelli in scala nei nostri laboratori, abbiamo realizzato l’elica definitiva e condotto prove sul campo. I risultati: una riduzione del rumore subacqueo tra 5 e 10 decibel, mantenendo inalterata l’efficienza operativa.

In parallelo all’attività di progettazione, una parte importante del lavoro ha riguardato il monitoraggio del rumore subacqueo, svolto in cooperazione con la società francese Quiet Oceans. “Abbiamo installato boe dotate di idrofoni davanti ai porti di Marsiglia e Genova, per monitorare il rumore delle navi di passaggio. Questo monitoraggio è essenziale per aumentare la conoscenza sull’inquinamento acustico e fornire dati utili per l’industria marittima, formando una consapevolezza sui livelli esistenti. A questo scopo, anche l’Università di Genova ha in funzione delle boe idrofoniche, attraverso altri progetti paralleli; in particolare, le boe si trovano davanti all’AMP di Portofino e in altre aree come il Golfo di Napoli e la zona di Trieste” spiega il professore.

A livello europeo, il progetto PIAQUO, di cui il team del professore Viviani è stato parte attiva, si affianca al progetto SATURN, ancora in corso, e a nuove iniziative che partiranno a breve.

L’obiettivo è unire le forze per fornire conoscenza e soluzioni sostenibili in tempi relativamente brevi.

Grazie alla ricerca e alla collaborazione tra università, industria e istituzioni, il settore marittimo si sta attrezzando per affrontare le sfide ambientali.

Progetti come quello descritto dimostrano che innovazione e sostenibilità possono andare di pari passo, con benefici tangibili per l’ambiente e per l’industria.

La tecnologia sviluppata è altamente replicabile. Non solo per imbarcazioni di piccole dimensioni, ma anche per navi di grande stazza.

“In passato, abbiamo condotto progetti simili, anche per yacht di lusso Azimut-Benetti e traghetti passeggeri di dimensioni maggiori. I risultati dimostrano che, con un retrofit relativamente semplice, è possibile ottenere significativi benefici ambientali senza compromettere l’efficienza.”

Le tecniche di progettazione utilizzate sono ormai consolidate, e il processo non richiede materiali speciali. L’unico requisito è una tolleranza dimensionale molto precisa nella realizzazione dell’elica, un aspetto comunque standard per navi di grandi dimensioni.

OBIETTIVI PIAQUO PER PUNTI

“Ci siamo concentrati sul riprogettare le eliche per ridurre la rumorosità subacquea, mantenendo al contempo l’efficienza della propulsione. Il punto critico è stato bilanciare due obiettivi che risultano spesso contrastanti: ridurre il rumore ma senza incrementare i consumi”. 

“Un focus importante è stato quello di sviluppare strumenti per misurare a bordo il fenomeno della cavitazione, una delle principali fonti di rumore. La cavitazione è il processo per cui bolle di vapore si formano e collassano vicino alle pale dell’elica, generando rumore e, in alcuni casi, erosione. Dotare le navi di strumenti di monitoraggio permette all’equipaggio di adottare decisioni mirate, come ridurre la velocità in aree sensibili.”

“Durante il progetto, sono state installate boe acustiche per monitorare il rumore prodotto dalle navi. Queste boe, dotate di idrofoni, sono state posizionate prima al largo del porto di Marsiglia e successivamente davanti al porto di Genova, con l’obiettivo di creare una base dati affidabile sui livelli di rumore nelle aree di normale traffico navale.”

“Chorus ha condotto rilevazioni localizzate in aree marine protette francesi, mentre Alseamar ha utilizzato droni subacquei (glider) per rilevare il rumore in alto mare e individuare la presenza di mammiferi marini, così da fornire informazioni utili agli armatori per ridurre l’impatto del traffico marittimo.”

“L’ultimo obiettivo, ma non meno importante, è stato quello di diffondere informazioni sul problema del rumore subacqueo, sensibilizzando il pubblico, le autorità e gli operatori del settore marittimo.”

PIAQUO IN NUMERI

Il fenomeno della cavitazione

Il ruolo degli armatori

IL RUOLO ATTIVO DI GRIMALDI GROUP

MEZZI E PERSONE

Dario Bocchetti
Responsabile R&D e innovazione

Attraverso un contratto di consulenza, il Gruppo Grimaldi ha messo a disposizione la M/N Eurocargo Palermo per l’installazione di sensori per la raccolta dati ed una campagna di misura e validazione. 

Il campionamento è stato effettuato utilizzando le pale esistenti dell’elica e gli output hanno riguardato potenza propulsiva, cavitazione e misurazione del rumore irradiato in acqua.
I rilievi sono stati fatti durante l’estate 2023 con la presenza a bordo di personale addetto al progetto. La campagna di misurazione puntava a determinare dati di riferimento che potessero rappresentare il tipo di nave in questione, da utilizzare poi come punto di partenza per ulteriori ricerche. Per farlo sono stati installati circa 100 sensori lungo tutto lo scafo della nave “bersaglio” collegati a una serie di idrofoni calati in acqua e supportati da una imbarcazione di appoggio che hanno permesso la raccolta di dati della Eco Palermo.

La nave ha effettuato tratte particolari con velocità diverse che evidenziassero l’aumento del rumore all’aumentare della velocità di navigazione. Lo stesso si è fatto sottoponendo la nave a precise manovre con il rilevamento dei rumori in diversi punti della stessa a distanze differenti.

Il risultato, ma la campagna è ancora in corso da parte di Naval group su altri fronti, è stato in un certo senso disatteso: i dati dell’Eurocargo Palermo sono risultati essere inferiori a quelli che i promotori del progetto potevano aspettarsi.
Questo è dovuto al fatto che la nave era già ottimizzata con pale delle eliche, la fonte principale di rumore, che abbattevano di una buona parte il rumore generato a conferma così che una strumentazione tecnologicamente all’avanguardia può incidere in modo positivo sulla tutela ambientale.

FOCUS INTERVISTA 

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METODOLOGIE AVANZATE PER LA PROGETTAZIONE IDRO-ACUSTICA DELL’ELICA NAVALE

Gianluigi ROZZA, Professore in Analisi numerica presso la SISSA

Il progetto Prelica, avviato nel Maggio 2017 e conclusosi nel 2019, ha segnato un importante avanzamento nella sostenibilità marittima, ponendo l’attenzione sull’impatto del rumore sottomarino. Questo tema, ancora poco esplorato nel settore dello shipping, è cruciale per la tutela degli ecosistemi marini. Prelica, selezionato in seguito anche come progetto di punta per il padiglione italiano all’Expo 2020 di Dubai, ha dimostrato come ricerca, innovazione e applicazione industriale possano convergere per ridurre l’inquinamento acustico delle navi. Un progetto cofinanziato peraltro dal Fondo Europeo per lo Sviluppo Regionale.

“Nell’ambito navale risulta di particolare interesse ricercare soluzioni per la riduzione delle emissioni idro-acustiche dovute al funzionamento delle eliche di propulsione, al fine di migliorare sia il comfort di bordo, sia l’impatto ambientale durante la navigazione”.

Il tema del rumore fluidodinamico è stato ampiamente approfondito dalla ricerca, ma soprattutto in campo aeronautico. Le metodologie riguardanti la ricostruzione del campo acustico generato in ambiente sottomarino sono ancora in fase di sviluppo e validazione. Di fatto, l’industria non dispone ad oggi di strumenti efficienti di previsione. I metodi numerici a supporto della progettazione sono incompleti, non riescono infatti a prevedere lo spettro completo del segnale di rumore: descrivono solamente il campo di pressione generato dall’interazione del fluido con la superficie solida dell’elica, trascurando le frequenze associate al campo di moto fluidodinamico che si sviluppa dietro l’elica (scia, vortici, turbolenza…).

IL PROGETTO

verso una navigazione sostenibile e silenziosa

Mitigare l’inquinamento acustico subacqueo è quindi oggi una priorità per costruttori navali e istituzioni. Il disturbo sonoro influisce sulla fauna marina e sulla stabilità degli ecosistemi, rendendo necessarie soluzioni innovative. Il progetto Prelica ha affrontato questa sfida ottimizzando il design delle eliche per ridurre il consumo di carburante e il disturbo acustico, con vantaggi economici e ambientali.

L’adozione di eliche più efficienti contribuisce non solo a limitare le emissioni sonore, ma anche a migliorare la durata delle componenti e ridurre la cavitazione, un fenomeno che può causare danni strutturali.

Il successo di Prelica è derivato dall’integrazione di metodologie avanzate, tra cui simulazioni numeriche e modelli computazionali innovativi. “Abbiamo sviluppato modelli di riduzione d’ordine per accelerare i calcoli senza comprometterne l’accuratezza,” spiega l’Ingegner Gianluigi ROZZA, Professore in Analisi numerica presso la SISSA, la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati che ha sede a Trieste e che è stata partner del progetto.

Questi strumenti hanno permesso di ottimizzare i tempi di simulazione, migliorando la capacità di analisi di configurazioni complesse. “La combinazione di metodi a potenziale, RANS e LES, l’utilizzo di tecniche avanzate di modellistica numerica e calcolo scientifico e moderni algoritmi di ottimizzazione” come si legge nella descrizione.

Uno degli aspetti innovativi del progetto è stato l’approccio data-driven, in cui i modelli matematici e le simulazioni numeriche si sono integrati con i dati sperimentali raccolti sul campo. Questa metodologia ha permesso di calibrare i modelli, riducendo il divario tra previsioni teoriche e realtà, nonostante le difficoltà di ottenere campioni esaustivi in un ambiente complesso come quello sottomarino. Un esempio concreto della complessità di queste simulazioni è dato dai tempi di calcolo: senza tecniche avanzate di riduzione dei modelli, ogni simulazione di un’elica poteva richiedere fino a due giorni su cluster con 55 processori. Il team ha quindi sviluppato una libreria software, chiamata BladeX, che ha reso possibile analisi parametrizzate in tempi significativamente ridotti – da giorni a pochi minuti – permettendo di concentrare risorse solo sulle configurazioni più promettenti.

Rispetto a dieci anni fa, il salto tecnologico si è fatto così evidente: si è passati da test limitati e basati sull’esperienza a simulazioni complesse che permettono di analizzare fenomeni intricati con una precisione mai vista prima. Questo progresso si riflette anche nelle forme delle navi di ultima generazione, che mostrano discontinuità rispetto alle linee classiche, privilegiando criteri di efficienza, stabilità e sostenibilità. La rivoluzione ha quindi coinvolto anche le eliche, elemento cruciale per la propulsione: oggi non si può pensare a un design moderno senza considerare la sostenibilità ambientale e l’efficienza energetica. Anche navi più datate possono essere rigenerate con nuove eliche, offrendo una soluzione economicamente sostenibile per armatori e operatori. Le navi più recenti si differenziano quindi in modo netto da quelle costruite vent’anni fa, soprattutto per l’attenzione al comfort a bordo e alla riduzione delle vibrazioni. L’ottimizzazione delle eliche non solo abbassa l’impatto acustico, ma migliora l’efficienza operativa delle imbarcazioni, rendendole più sostenibili e competitive.

Nonostante la conclusione del progetto, l’impatto di Prelica continua a stimolare nuove iniziative. “Il futuro della costruzione navale sarà sempre più orientato a bilanciare esigenze tecniche ed ecologiche,” afferma Rozza. Il successo del progetto ha portato a una naturale evoluzione: il lancio di m.a.r.i.n.A.I., altro progetto che integra tecniche di intelligenza artificiale per ottimizzare ulteriormente il design delle eliche. Questa nuova iniziativa, avviata recentemente, coinvolge direttamente Fincantieri e altri partner di spicco, tra cui progettisti di yacht di lusso come il Gruppo Beneteau Italia. Il passaggio dalla fase di ricerca a quella applicativa è un segnale chiaro del potenziale di queste tecnologie.

“Il fatto che siamo ora in dialogo con i team di progettazione e produzione di Fincantieri, anziché solo con i centri di ricerca, dimostra che siamo vicini a una concreta applicazione industriale,” ha spiegato lo stesso Rozza.

L’attenzione verso la sostenibilità spinge il settore a evolversi costantemente. L’uso di calcolo ad alte prestazioni, modelli parametrici e intelligenza artificiale ha rivoluzionato il design navale.

Rispetto a un decennio fa, le simulazioni permettono oggi di ottenere risultati più precisi, accelerando il processo decisionale e produttivo. L’industria crocieristica, in particolare, sta affrontando cambiamenti significativi, con un rinnovamento della flotta orientato a criteri di efficienza e basso impatto ambientale. Le nuove navi rappresentano veri e propri laboratori di innovazione. La pandemia ha segnato una svolta nel settore. La rottamazione di numerose navi, anche relativamente giovani, ha costretto le compagnie a rinnovare la propria flotta, incrementando i parametri di sostenibilità. Le navi più recenti rappresentano gioielli tecnologici: ecosistemi sigillati a emissioni quasi zero, dotati di motori ibridi, alimentati a gas naturale e progettati per ridurre al minimo l’impatto ambientale sia in mare sia nei porti. Tuttavia, il futuro del mercato crocieristico rimane incerto. Da un lato, c’è chi prevede un’ulteriore crescita del settore e un incremento del gigantismo navale; dall’altro, alcuni ipotizzano una possibile saturazione, con una preferenza per navi più piccole e flessibili. In ogni caso, la direzione sembra chiara: sostenibilità e rispetto dell’ambiente non sono più optional, ma pilastri fondamentali per garantire un futuro prospero a questo settore.

Ridurre l’impatto acustico delle navi è parte di una transizione più ampia verso una nautica sostenibile. L’efficienza energetica e l’innovazione tecnologica stanno diventando fattori imprescindibili per le compagnie di navigazione, che devono rispondere a una crescente sensibilità ambientale dei passeggeri. “Se la nave è la prima a creare danno, presto non avrà più nulla di bello da offrire ai suoi passeggeri,” conclude Rozza. Il futuro della navigazione marittima sarà sempre più legato alla sostenibilità, con soluzioni avanzate che migliorano l’esperienza a bordo e riducono l’impatto sull’ambiente marino.

2 ANNI DI LAVORO

un obiettivo, tanti focus

ASPETTI TECNICI

modelli numerici innovativi per calcoli affidabili e rapidi

SELEZIONE EXPO 2020

e la cultura del “dato”

Il progetto PRELICA all’Expo 2020 Dubai

guarda il video di presentazione

Un approccio data driven