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Tecnica Air-gun

FONTE by Delibera Regione Puglia

 

Per una prima sintetica descrizione di questa tecnica, riportiamo la risposta ad una intervista fatta alla prof. Maria Rita D'Orsogna:

"L’airgun è una tecnica di ispezione dei fondali marini, per capire cosa contiene il sottosuolo. Praticamente ci sono degli spari fortissimi e continui, ogni 5 o dieci minuti, di aria compressa che mandano onde riflesse da cui estrarre dati sulla composizione del sottosuolo. Spesso, però, questi spari sono dannosi al pescato, perché possono causare lesioni ai pesci, e soprattutto la perdita dell’udito. Questo è molto grave perché molte specie ittiche dipendono dal senso dell’udito per orientarsi, per accoppiarsi e per trovare cibo. Già in provincia di Foggia ci sono stati degli spiaggiamenti ( i sette capodogli morti a Peschici – n.d.r.) che potrebbero essere dovuti a queste tecniche pericolose"

 

Ora scendiamo nel dettaglio riportando quanto esaustivamente descritto nel testo della delibera della Giunta Regionale:

 

"I metodi geofisici sono metodi di prospezione basati sull’applicazione di principi fisici e sullo studio della geologia del sottosuolo.
In mare sono impiegati nel campo della prospezione geosismica finalizzata alla ricerca di idrocarburi, in quanto affidabili ed in grado di determinare l’andamento strutturale e stratigrafico di un’intera serie sedimentaria.
Si basano su fenomeni di riflessione e rifrazione delle onde elastiche generate da una sorgente artificiale, la cui velocità di propagazione dipende dal tipo di roccia, ed è variabile tra 1.500 m/s e 7.000 m/s. Una sorgente artificiale dà luogo ad un’onda d’urto che si propaga nel sottosuolo;
quando incontra una superficie di discontinuità, ossia di separazione tra due strati elasticamente diversi, cioè a diversa impedenza acustica, l’onda, a seconda dell’angolo di incidenza con tale superficie, può riflettersi totalmente verso l’alto o può in parte penetrare nel mezzo sottostante, rifrangendosi, e in parte riflettersi verso l’alto.
A seconda di quale tipo di onde si voglia analizzare si avranno metodi di sismica, a riflessione o a rifrazione, che differiscono nella diversa disposizione dei recettori superficiali rispetto alla sorgente sismica di emissione. Esistono molte tipologie di sorgenti, tra cui quella ad aria compressa: l’air-gun risulta essere la più utilizzata.
Questa sorgente di energia viene utilizzata in quasi tutti i rilievi sismici marini, in quanto la quasi totalità della sua energia è compresa nella banda delle frequenze sismiche, per la sua affidabilità e versatilità nella scelta del segnale generato.
Nelle indagini geosismiche vengono generate meccanicamente onde a bassa energia da fonte sonora e direzionate verso il fondale. Una parte di questa energia viene riflessa verso la superficie in maniera diversa a seconda delle costituzione dei differenti strati sedimentari di roccia sotto la superficie terreste. L’onda riflessa viene catturata da un ricevitore, idrofono, che trasmette ad un misuratore a bordo il quale registra accuratamente le caratteristiche dell’onda e il tempo peso dall’onda per attraversare diversi strati della crosta terrestre e tornare in superficie. Queste registrazioni vengono analizzate, trasformate in immagini e danno come output un’immagine della costituzione e della natura dello strati sotto la superficie della crosta L’air-gun è un dispositivo composto di due camere, una superiore di caricamento e una inferiore di scarico, sigillate da un doppio pistone ad albero. L'aria compressa, fornita dai compressori alloggiati sulla nave ad oltre 140 atmosfere, giunge direttamente alla camera superiore e si distribuisce in quella inferiore attraverso il pistone cavo; quando la pressione nelle camere è quella desiderata, un solenoide comandato elettricamente si attiva e genera un campo magnetico tale da sollevare il pistone dando libero sfogo all'aria, attraverso dei fori praticati nell'involucro metallico. Un ciclo di riempimento e svuotamento dura circa 10-15 secondi, mentre l’impulso dura un tempo brevissimo, circa 2 millisecondi. All’onda elastica primaria si sommano delle onde secondarie causate dall’effetto bolla: l’aria emessa forma una bolla che si dirige verso la superficie, aumentando di volume fino a scoppiare quando la sua pressione eguaglia quella idrostatica, e generando una perturbazione acustica.
Gli air-gun vengono disposti sempre in batteria, dalla geometria variabile a seconda del tipo di onda che si vuole generare: una buona batteria è in grado di direzionare l’onda elastica verso l’obiettivo prescelto e di attenuare gli effetti delle onde secondarie, facendo in modo che queste si trovino in opposizione di fase e si annullino a vicenda. Le batterie in genere sono composte da decine di air-gun disposti su due file, ad una profondità tra i 5-10 m. A ridosso dell’air-gun si possono misurare picchi di pressione dell’ordine di 230dB: (è interessante notare come il rumore di fondo in mare aperto oscilli tra 74-100 dB, mentre quello prodotto da navi porta-container a 20 nodi di velocità è tra 190-200 dB).
Le onde generate hanno un rapido decadimento spaziale, l’energia diminuisce con il quadrato della distanza. A livello del fondo marino si produce una riflessione e una vibrazione. Detto questo, si sottolinea che i rumori di origine antropica possono avere effetti sulla vita degli organismi marini acquatici; le specie interessate non sono solo i mammiferi marini, soggetti comunque maggiormente sensibili, ma anche pesci, tartarughe marine e invertebrati marini. Le informazioni sugli effetti delle onde acustiche sulla vita acquatica sono varie e complesse: tali effetti infatti dipendono dal tipo di fonte acustica utilizzata, dalla fisiologia e struttura anatomica delle specie e dal loro habitat. In bibliografia vengono riportati alcuni dei potenziali effetti legati ad esposizioni prolungate nel tempo a suoni generati dalle emissioni acustiche: cambiamenti nel comportamento, elevato livello di stress, indebolimento del sistema immunitario, allontanamento dall’habitat, temporanea o permanente perdita dell’udito, morte o danneggiamento delle larve in pesci ed invertebrati marini. Nel caso delle perturbazioni acustiche generate dagli air-gun, alcuni studi riportano una diminuzione delle catture di pesci anche dopo alcuni giorni dal termine delle indagini. Gli studi del The Norwegian Institute of Marine Research hanno messo in evidenza una diminuzione delle catture di pescato fino al 50% in un’area distante fino a 2000 m2 dalla sorgente durante l’utilizzo di air-gun. È stata anche dimostrata una diminuzione della disponibilità di uova di pesce probabilmente causata della prolungata esposizione di specie ittiche a suoni a bassa frequenza.
Alcuni studi condotti dal Canadian Department of Fisheries hanno dimostrato inoltre che l’esposizione ad air-gun può provocare danni a lungo termine anche in invertebrati marini, come nei granchi della specie Chionoecetes opilio, per i quali sono stati osservati danni ai tessuti (emorragie) e agli organi riproduttivi, causando una diminuzione del successo riproduttivo e della produzione di uova. È stata verificata inoltre la correlazione tra l’esplosione da suoni di elevata potenza generati durante indagini geosismiche condotte nel 2001 e nel 2003 (Repsol – Spanish oil company) in cui erano impiegati air-gun e lo spiaggiamento di calamari giganti sulle coste spagnole nei quali sono stati osservati danni ad organi interni. Inoltre sono noti episodi in cui i pescatori locali hanno riportato la presenza di pesci morti visti galleggiare in superficie nella zona dove era stata compiuta l’indagine geosismica.
Anche nelle tartarughe marine sono stati osservati cambiamenti comportamentali, tendenza ad allontanarsi dal sito oggetto delle indagini geosismiche e danni temporanei o permanenti all’apparato uditivo. Pur non essendo mai stato documentato alcun caso di morte, gli studi relativi agli effetti dei suoni a bassa e media frequenza sulle tartarughe marine sono ancora molto pochi. È noto infine come l’esposizione al rumore possa produrre un’ampia gamma di effetti sui mammiferi marini, ed in particolare sui cetacei. Essendo l’udito molto sviluppato in questi animali, anche un suono di bassa intensità apparentemente percepito senza produrre alcun effetto direttamente osservabile potrebbe essere correlato a significative modifiche di tipo comportamentale.

Più noto è ciò che si verifica aumentando l’intensità dei suoni prodotti. In questi casi il livello di disturbo di questi animali è in genere maggiore e questo può tradursi nell’allontanamento dal sito dell’indagine, effetto molto negativo se si tratta di un sito di particolare interesse per la specie (per es. di alimentazione e/o riproduzione) o può indurre modifiche comportamentali che ne alterano significativamente l’utilizzo dell’habitat come ad esempio l’alterazione dei suoi comportamenti abituali (ad es. variazione del tempo speso in superficie, variazione del pattern respiratorio e del comportamento in immersione) indotta dai suoi tentativi di evitare la sorgente di suono allontanandosi da essa o dalla zona a più alta intensità acustica. È stato per esempio osservato che in presenza di air-gun attivi i cetacei, se presenti ad una distanza tra i 2 e i 30 km dalla sorgente, sono indotti all’allontanamento. Se gli animali non riescono a evitare la fonte di rumore e si trovano ad essere esposti a emissioni acustiche, possono prodursi effetti negativi che vanno da disagio e stress fino al danno acustico vero e proprio, con perdita di sensibilità uditiva che può manifestarsi come temporanea o permanente. L’esposizione a rumori molto forti, come le esposizioni a breve distanza da batterie di air-gun, possono produrre anche danni fisiologici (emorragie) ad altri apparati, oltre a quelli uditivi, fino a provocare effetti letali.
Nel 2002 due individui di cetacei appartenenti alla famiglia degli Zifiidi sono stati rinvenuti morti nei pressi di una zona dove era stato condotta una esplorazione geosismica.
Per implementare le politiche di mitigazione il National Marine Fishery Service (NMFS) negli USA ha adottato dei criteri di sicurezza standard in termini di limiti massimi di esposizione per diverse categorie di mammiferi marini. Qualora i limiti siano superati si rende necessario lo spegnimento della sorgente. Tali limiti sono stati calcolati dal Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) della Columbia University, sulla base della sensibilità acustica di specie target, allo scopo di migliorare le misure da adottarsi in caso di investigazioni geosismiche. Per ogni prospezione geosismica il governo americano stabilisce la necessità di compiere una valutazione di impatto ambientale allo scopo di prevedere le differenti aree di rischio.
La compagnia o laboratorio che effettua la valutazione di impatto (ad es. JASCO srl, LGL srl, LDEO Columbia University) dovrà utilizzare modelli di propagazione acustica per stabilire il raggio di propagazione all’interno del quale, in funzione del tipo di sorgente utilizzata, si raggiungeranno tali limiti di esposizione. Le aree di rischio varieranno in funzione del tipo di campagna condotta, del modello utilizzato, della categoria di mammiferi esposti e dei parametri considerati nel modello che influenzano la propagazione del suono in ambiente marino (profondità, conformazione del fondale, velocità del suono nonché tipo e numero di air-gun utilizzati).
Tali modelli non vengono presentati nello studio e, come un assioma che non ha bisogno di alcuna dimostrazione, il proponente dichiara solo sulla base del parametro distanza che né la zona di Tutela Biologica né i SIC né l’Area Marina Protetta vicini all’area di indagine saranno interessati dalle esplorazioni.
La International Whaling Commission’s Scientific Commitee composta da vari esperti mondiali di balene ha concluso che l’attività di ispezione sismica è di fortissima preoccupazione per la vita del mare. Il comportamento delle specie marine di fronte a disturbi di vario genere, inclusi i rumori dell’air-gun, presenta ancora molti interrogativi. In molti casi e’ difficile dare quantificazioni definitive, data la complessità dell’ambiente marino e delle risposte comportamentali dei pesci di fronte ai disturbi. Alcune ricerche sono risultate inconclusive mentre per alcune specie non si sono trovati danni immediati dovuti alle tecniche air-gun.
Lo stesso rapporto presentato dalla Northern Petroleum ammette però che l’air-gun provoca mortalità a distanze ravvicinate dal punto di sparo.
Visto dunque che forti rischi sussistono, come illustrato dagli studi menzionati in precedenza, il principio di precauzione impone che prima di intervenire su sistemi delicati e complessi, come nel litorale in esame, vi sia la più totale certezza della mancanza di danni. Nel progetto presentato dalla Northern Petroleum (UK) Ltd si dichiara che i lavori saranno divisi in tre fasi: la prima è uno studio geologico ed un acquisto di linee sismiche già esistenti, la seconda è una registrazione di ulteriori indagini sismiche grazie all’invio di navi equipaggiate per spari di aria compressa in mare, secondo la tecnica dell’air-gun, ed infine la terza fase è quella della creazione di un pozzo esplorativo...".

 

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