Questa tecnologia sta rendendo più facile il monitoraggio dei siti archeologici subacquei.
Oltre 2.000 anni fa, Baiae era la località turistica più straordinaria della penisola italiana. Ricchi statisti, tra cui Marco Antonio, Cicerone e Cesare, erano attratti dalle sue sorgenti naturali e costruirono lussuose ville con terme riscaldate e piscine termali piastrellate a mosaico. Ma nel corso dei secoli, l’attività vulcanica ha sommerso questo luogo di svago della nobiltà romana, lasciandone metà sotto il Mediterraneo.
Oggi Baiae è uno dei pochi parchi archeologici subacquei al mondo e i suoi 176 ettari sono aperti ai visitatori che desiderano esplorare i resti dell’antica città romana. Essendo un’area marina protetta, il sito deve essere monitorato per individuare eventuali danni causati dai subacquei e da fattori ambientali. Tuttavia, spiega Barbara Davidde, sovrintendente nazionale italiano per i beni culturali subacquei, “la comunicazione sott’acqua è difficile”.
I sistemi via cavo sono i più affidabili, ma sono difficili da mantenere e coprono un’area operativa limitata. E la connessione internet wireless non funziona bene in acqua, a causa del modo in cui l’acqua interagisce con le onde elettromagnetiche. Gli scienziati hanno provato con le onde ottiche e acustiche, ma la luce e il suono non sono forme efficienti di comunicazione subacquea wireless: la temperatura dell’acqua, la salinità, le onde e il rumore possono alterare i segnali mentre viaggiano tra i dispositivi.
Davidde ha quindi collaborato con un gruppo di ingegneri guidato da Chiara Petrioli, docente all’Università La Sapienza e direttrice di WSense, una startup spin-off dell’ateneo specializzata in sistemi di monitoraggio e comunicazione subacquei. Il team di Petrioli ha sviluppato una rete di modem acustici e sensori wireless subacquei in grado di raccogliere dati ambientali e trasmetterli a terra in tempo reale. «Ora possiamo monitorare il sito da remoto e in qualsiasi momento», afferma Davidde.
Il loro sistema si basa su algoritmi di IA per modificare costantemente il protocollo di rete. Man mano che le condizioni del mare cambiano, gli algoritmi modificano il percorso delle informazioni da un nodo all’altro, consentendo al segnale di viaggiare fino a due chilometri. Il sistema può inviare dati tra trasmettitori distanti un chilometro a un kilobit al secondo e raggiunge decine di megabit al secondo su distanze più brevi, spiega Petrioli. Questa larghezza di banda è sufficiente per trasmettere i dati ambientali raccolti dai sensori ancorati al fondale marino, come immagini e informazioni sulla qualità dell’acqua, la pressione e la temperatura; elementi metallici, chimici e biologici; e rumore, correnti, onde e maree.
A Baiae, Internet subacqueo consente il monitoraggio remoto e continuo delle condizioni ambientali, come i livelli di pH e di anidride carbonica, che possono influenzare la crescita di microrganismi in grado di deturpare i reperti. Inoltre, permette ai subacquei di comunicare tra loro e con i colleghi in superficie, che possono anche utilizzare la tecnologia per localizzarli con un elevato grado di precisione.
Davidde prevede che la rete sarà a disposizione dei turisti in visita al sito archeologico nei prossimi mesi. Mentre nuotano sopra le rovine, i visitatori useranno tablet intelligenti impermeabili per comunicare e per visualizzare ricostruzioni 3D delle rovine tramite realtà aumentata.
“Internet subacqueo ha reso il monitoraggio del sito archeologico più semplice ed efficiente”, afferma Davidde. “Allo stesso tempo, possiamo offrire al pubblico un modo nuovo e interattivo per esplorare il parco subacqueo di Baiae”.
Anche a bassa larghezza di banda, questa tecnologia di comunicazione wireless subacquea è estremamente utile, in particolare per i sistemi dinamici, come i subacquei in movimento durante l’esplorazione di un sito.
Sistemi come questi sono ora utilizzati in diversi siti archeologici in Italia e hanno molte altre applicazioni, tra cui lo studio degli effetti dei cambiamenti climatici sugli ambienti marini e il monitoraggio dei vulcani sottomarini. L’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (TEN-TES) utilizza le reti WSense per studiare come alghe, invertebrati acquatici e coralli si adattino ai cambiamenti climatici nella baia di Santa Teresa, ad esempio. I sistemi WSense si sono diffusi anche al di fuori dell’Italia; in Norvegia, ad esempio, vengono utilizzati per monitorare la qualità dell’acqua e la salute dei pesci negli allevamenti di salmone.
“Non è paragonabile a ciò che può fare un sistema cablato”, afferma Petrioli, “ma la flessibilità di una rete senza cavi è estremamente preziosa”.
Foto di copertina: con l’aiuto di algoritmi, alcuni subacquei esplorano le rovine sommerse di Baia, nei pressi di Napoli, in Italia. Per gentile concessione di Barbara Davidde
