Ciência: Monitoramento subaquático começa com Big Data e Inteligência Artificial

Desde 1º de agosto, o sistema de monitoramento subaquático em tempo real dos principais parâmetros de qualidade da água e do movimento das correntes subaquáticas no Golfo de Follonica (entre Livorno e Grosseto, na costa da Toscana) está em pleno funcionamento. O Golfo abriga importantes fazendas de peixes e crustáceos, cobrindo uma área de aproximadamente 1.600 hectares, um dos mais importantes polos produtivos da aquicultura nacional. Entre 1.500 e 2.000 pontos de dados serão transmitidos online diariamente, em comparação com os 5 a 6, ou um pouco mais, que podem ser coletados com métodos tradicionais. Este sistema utiliza uma rede de sensores sem fio desenvolvida pela empresa italiana WSense e adotada pela agência ambiental ISPRA como parte do plano de Restauração de Ecossistemas Marinhos (MER) do PNRR. A revolução em andamento. Todos os dias, durante todo o ano, a plataforma de informações do projeto MER em Ispra receberá dados em tempo real de um sistema de modems subaquáticos sem fio equipados com sensores, repetidores subaquáticos e duas bóias com unidades de comunicação Wi-Fi de superfície. O sistema está posicionado a profundidades entre três e cinco metros, e até 28 metros para dados atuais. "Um salto quântico, que abre cenários antes inimagináveis", comenta Chiara Petrioli, CEO da WSense. "Abre a possibilidade de aplicar big data e inteligência artificial ao monitoramento subaquático, com um impacto concreto na proteção ambiental."

O sistema de monitoramento consiste em nove estações de amostragem: oito estão equipadas com sensores multiparâmetros para medir temperatura, oxigênio dissolvido, turbidez e condutividade, enquanto duas delas , localizadas perto das fazendas de mexilhões, também possuem sensores para medir clorofila e atividade bacteriana total (DBO). A nona estação abriga um medidor de corrente que registra a intensidade e a direção das correntes em toda a coluna de água, medindo-as em 14 níveis de profundidade, do fundo do mar à superfície. Os dados fornecidos por unidade de tempo são, portanto, coletados em 64 pontos. O volume de dados assim coletados permitirá que os pesquisadores do ISPRA realizem análises aprofundadas à medida que as estações do ano, as condições climáticas e marítimas e as operações de gerenciamento das instalações de aquicultura mudam, permitindo-lhes detectar descontinuidades e perturbações anômalas ou inesperadas.

Essas tecnologias permitem a aplicação de big data e inteligência artificial ao setor de monitoramento subaquático. Para compreender a importância da inovação introduzida pela ISPRA com as tecnologias WSense, é importante lembrar que, até o momento, o monitoramento da qualidade da água tem sido realizado por meio de amostragens semanais e mensais ao longo do ano, coletando uma pequena quantidade de dados específicos por vez. Essa atividade é realizada por meio de embarcações, sensores lançados na água no local ou por meio de amostragem, análise laboratorial e transmissão dos dados limitados obtidos aos pesquisadores. No caso do Golfo de Follonica, a obtenção dos mesmos dados em tempo real e online exigiria a instalação de quilômetros de cabos no fundo do mar, com um impacto ambiental e custos por ponto de dados incomparáveis ​​em comparação com o investimento feito pela ISPRA de aproximadamente € 500.000. O custo por ponto de dados do sistema atual é inferior a € 1, calculado em apenas um ano, em comparação com os três anos de operação planejada. Toda a rede de comunicações subaquáticas e transmissão sem fio foi fornecida pela WSense, uma spin-off da Universidade de Roma "La Sapienza", líder em comunicações sem fio subaquáticas. A WSense também forneceu a plataforma web-cloud que facilita a análise e comparação de dados com uma interface gráfica inovadora, bem como o arquivamento de dados e o acesso às autoridades de controle e aos agricultores, que podem consultar os dados (após treinamento).

Também foi desenvolvido um sistema de alerta em tempo real que permite a definição de limites mínimos e máximos para cada parâmetro e o envio automático de um alerta por e-mail caso estes sejam excedidos. O uso das tecnologias WSense coloca a ISPRA na vanguarda mundial no monitoramento de parâmetros de qualidade da água perto de instalações de aquicultura, um setor que deverá crescer significativamente para atender à crescente demanda global por alimentos. Follonica também representa a maior implantação do sistema WSense no Mediterrâneo e na União Europeia. Se necessário, os dados fornecidos também podem ser transmitidos via satélite para qualquer parte do mundo, sempre ao vivo e em tempo real.