E' un progetto e una pubblicazione fotografica con la curatela di uno dei più importanti , conosciuti e stimati fotografi italiani, Massimo Siragusa ( www.massimosiragusa.it), realizzato in collaborazione con il LIC ( Laboratorio di Ingegneria Costiera ) di Valenzano(BA) del Politecnico di Bari DICATECh (facoltà di Ingegneria Costiera) e il Prof. Michele Mossa ( www.michelemossa.it ), edito da Phaos Edizioni , con la direzione artistica di Giuseppe Rosalia e stampato dalla Miartè di Catania ( https://www.miartefineart.com )
La Pubblicazione autoprodotta stampata nel mese di Aprile 2021, stampata con carta Favini Shiro Alga con rilegatura artigianale e in edizione limitata di 25 copie numerate (I edizione 2021) . La pubblicazione ha il patrocinio della Facoltà di Ingegneria del Politecnico di Bari.
Selezionato nella shortlist al Luma Rencontres Dummy Book Award Arles 2021
Un ringraziamento speciale va a chi ha creduto nell'opera e nel progetto, a chi ha collaborato nella creazione e soprattutto a chi ha sostenuto e contribuito con la campagna di crowdfunding per la sua realizzazione, grazie di cuore per il vostro preziosissimo aiuto e sostegno.
It is a photographic project and photobook by the artistic direction of one of the most important, known and esteemed Italian photographers, Massimo Siragusa (www.massimosiragusa.it), created in collaboration with the LIC (Laboratory of Coastal Engineering) of Valenzano ( BA) of the Polytechnic of Bari DICATECh ( Coastal Engineering Department) and Prof. Michele Mossa (www.michelemossa.it), published by Phaos Edizioni, by art director Giuseppe Rosalia and printed by Miartè of Catania ( https://www.miartefineart.com )
The self-publishing printed in April 2021, printed on Favini Shiro Alga paper with artisanal binding and in a limited edition of 25 numbered copies (1st edition 2021). The publication is sponsored by the Engineering Department of the Polytechnic of Bari.
Selezionato nella shortlist al Luma Rencontres Dummy Book Award Arles 2021
A special thanks to the people who believed in the work and in the project, to the people who collaborated in the creation and also all the people who supported and contributed with the crowdfunding campaign for its realization, thank you very much for your important support.
Mario Capriotti
Visibile su piattaforma ISSUU
Il contributo scientifico per la salvaguardia del mare del Prof. Michele Mossa - lingua italiana
Politecnico di Bari, DICATECh - Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale, del Territorio, Edile e di Chimica
Via E. Orabona, 4 - 70125 Bari; LIC – Laboratorio di Ingegneria Costiera, Area Universitaria di Valenzano, Strada Provinciale Valenzano - Casamassima, Km 3, 70010 Valenzano, Bari; e-mail: michele.mossa@poliba.it
1. Introduzione
Il mare gioca un ruolo fondamentale nella vita di tutti i giorni in modo diretto o indiretto. Si pensi, per esempio, alla sua influenza sul clima e sulle temperature sia estive che invernali, al turismo, alla pesca e alle importanti risorse naturali in esso contenute, quali per esempio petrolio e minerali.
Il mare ha da sempre avuto un ruolo fondamentale nella storia. Il Mar Mediterraneo, il “Mare Nostrum” degli antichi Romani, per esempio, è stato per secoli la culla della civiltà. Infatti, sulle sue coste sono sorte, fiorite e tramontate le più grandi civiltà del mondo antico: quella egizia, anche se poi il suo sviluppo si è concretizzato sulle sponde del Nilo, quella fenicia, quella micenea e quella greca, soprattutto nella sua massima espansione di Magna Grecia, quelle del Medio-Oriente (Persiani, Assiri e Babilonesi) ed infine quella Romana ed Araba. Inoltre, è stato per secoli la via più utilizzata per gli scambi commerciali e culturali tra l’Occidente e l’Oriente.
D’altra parte, il mare è anche una grande risorsa economica. Molte attività sono basate sul mare e sui suoi prodotti. Basti pensare ai prodotti ittici o alle attività del terziario, come per esempio il turismo, che basano molto della loro stessa esistenza sul mare.
Da queste poche righe appare evidente che scrivere un piccolo testo sul mare è indubbiamente un’impresa ardua, in quanto nella migliore delle ipotesi si corre il rischio di non inserire alcune questioni ad esso attinenti di fondamentale importanza o ne viene limitata la trattazione, come nel caso del presente volume, alla sola regione pugliese. Infatti, tante e tali sono le questioni dibattute sulla tematica del mare, spaziando esse dalla storia alla geologia, all’idrologia, all’ingegneria marittima, all’ecologia, etc., che indubbiamente la trattazione complessiva appare senz’altro fin troppo ampia e variegata da poter essere contemplata in questo volume.
2. Il mare come componente di un ecosistema
La definizione di un ecosistema è molto più complessa di quanto si possa immaginare, ma nel tentativo di dare una risposta, sicuramente non esaustiva, è possibile definire un ecosistema come un’area geografica comprendente tutti gli organismi viventi (uomini, animali, piante e microrganismi) e il loro ambiente fisico prossimo (come la terra, l’acqua e l’aria). Le caratteristiche fondamentali di un ecosistema sono così sintetizzabili:
1) Tutti gli elementi di un ecosistema sono interconnessi.
2) La gestione di una qualunque risorsa di un ecosistema influisce sulle altre risorse dell’ecosistema, tutte, dunque, interconnesse tra loro.
La salute di un ecosistema implica l’esplorazione della natura dinamica delle molteplici cause che influenzano la salute degli uomini e il mondo intorno ad essi. Enfasi deve essere posta sulla nozione di equilibrio e sull’esigenza della misurazione della risposta di un ecosistema agli interventi umani.
Ai fini della comprensione dello stato di salute di un ecosistema diviene fondamentale un’analisi delle sorgenti di inquinamento. In particolare, ponendo attenzione alla componente acqua di un ecosistema, di cui il mare rappresenta la stragrande maggioranza, si osserva che con la crescita della popolazione, migrazione e sviluppo industriale, la quantità di inquinanti gravanti su un corpo idrico recettore (lago, fiume, acque costiere, etc.) è aumentata in modo drammatico. L’inquinamento delle acque si verifica quando un corpo idrico è sottoposto a immissioni di grandi quantitativi di materiali.
Le tipologie di inquinanti delle acque, in generale, e del mare, in particolare, possono essere elencate come segue:
1) Sostanze tossiche. Una sostanza tossica è un inquinante chimico non naturalmente presente nell’ecosistema acquatico. I maggiori inquinanti tossici sono i diserbanti, i pesticidi e i composti industriali.
2) Sostanze organiche. L’inquinamento organico si verifica quando si è in presenza di un eccesso di materia organica, come concimi o acque reflue. Quando la materia organica aumenta, parimenti aumenta il numero dei batteri decomponenti; tali batteri aumentano rapidamente e utilizzano un grande quantitativo di ossigeno durante la loro crescita; una mancanza di ossigeno può causare la morte degli organismi acquatici.
3) Inquinamento termico. L’inquinamento termico si verifica quando le acque sono usate come liquido refrigerante per impianti industriali o centrali elettriche e, successivamente, rilasciate nel sistema acquatico a temperatura maggiore di quella originaria. L’inquinamento termico provoca una riduzione del livello di ossigeno disciolto in acqua e un incremento di domanda di ossigeno da parte degli organismi disciolti.
4) Inquinamento ecologico. L’inquinamento ecologico si verifica quando l’inquinamento chimico, organico o termico sono causati direttamente dalla natura piuttosto che dalle attività umane:
• aumento del contenuto di sabbia in un canale dovuto a frane;
• animali di dimensioni apprezzabili affogati dopo un’alluvione;
• eventi geologici di una certa entità, come le eruzioni vulcaniche.
È evidente che tutte le fonti di inquinamento a cui si è brevemente accennato pongono in essere diverse problematiche, le cui soluzioni comportano competenze di diversa natura: economica, sociale, culturale, ma anche scientifica e tecnologica. Nel seguito si porrà maggiore attenzione a quest’ultimo aspetto, nel tentativo di evidenziare alcune delle maggiori tematiche di ricerca in atto per la salvaguardia dell’ambiente, di cui il mare è un componente imprescindibile.
3. Il contributo tecnico e scientifico nell’ambito delle problematiche della fascia costiera e dell’ambiente marino
Al fine di dare una risposta da un punto di vista scientifico e tecnologico alle problematiche prima evidenziate, presso molte strutture di ricerca, a livello nazionale e internazionale, si intraprendono diverse attività volte alla comprensione di alcuni fenomeni fisici, di cui il mare è il principale componente.
In particolare, verranno brevemente indicate alcune delle attività di ricerca che il gruppo coordinato da chi scrive conduce da un certo numero di anni presso il LIC (Laboratorio di Ingegneria Costiera) del Politecnico di Bari. Il contributo tecnico e scientifico di certo aiuta ad orientare correttamente gli interventi antropici ai fini anche della salvaguardia della risorsa mare.
È opportuno ancora sottolineare come le brevi osservazioni fatte precedentemente, tanto ovvie quanto fondamentali, evidenziano l’importanza che la risorsa mare (e, in generale, la risorsa acqua) assume per l’uomo e permettono di intuire quanto pericolosi possano essere gli interventi antropici sul territorio, se realizzati in assenza di un approfondito studio che definisca gli effetti collaterali che tali interventi potrebbero causare sull’ambiente. Lavoro davvero improbo, questo, se si considera che un generico intervento sul territorio, talvolta realizzato con l’intento di preservarlo, potrebbe dar luogo a degli effetti indesiderati in tempi e luoghi anche fortemente distanti da quelli in cui si opera. È il cosiddetto effetto della natura ‘chicken-and-egg’ (secondo il quale ad ogni azione corrisponde una reazione con una progressione dei fenomeni, per la quale si ignora l’esatta combinazione di ciò che è “causa” e di ciò che è “effetto”) e della mutua interazione dei processi che coinvolgono l’ambiente acqua e l’ambiente terra, al punto da rendere del tutto indecifrabile e inutile un confine tra i due.
Quali, dunque, le strade da percorrere? Quali le metodologie di intervento da proporre?
Prima di cercare valide risposte ai quesiti precedenti, è fondamentale osservare che le conseguenze di un generico intervento antropico possono farsi sentire secondo scale temporali/spaziali variabili dall’ordine dei secondi/metri fino ai millenni/centinaia di chilometri. Le scale spazio-temporali definite “istantanee” sono quelle tipiche dei fenomeni legati a forze primarie, direttamente e istantaneamente agenti (per esempio, le forze legate alla singola mareggiata o al singolo moto di marea); le scale degli “eventi” sono quelle tipiche dei fenomeni legati a fluttuazioni stagionali (per esempio, le tipiche mareggiate che possono verificarsi in un paraggio nell’arco di un anno, con onde tipicamente estive e ripascitive o, piuttosto, invernali ed erosive); le scale “ingegneristiche” (dette anche scale “storiche”) sono quelle che riguardano i fenomeni di trasformazione del territorio relativi a periodi lunghi senza, tuttavia, arrivare alle scale “geologiche”.
Alla luce di quanto scritto sopra, si limiteranno queste brevi considerazioni al contributo tecnico e scientifico nell’ambito delle problematiche della fascia costiera e dell’ambiente marino alle sole scale spaziali e temporali cosiddette ingegneristiche, tralasciando, dunque, i fenomeni che, viceversa, avvengono secondo scale spaziali e temporali geologiche. Tutto ciò premesso, le tipiche problematiche delle aree costiere e dell’ambiente marino possono essere così suddivise:
1) Problematiche derivanti dall’erosione delle coste e, in generale, dai problemi di trasporto solido.
2) Problematiche derivanti dalla non corretta, accorta e lungimirante progettazione, costruzione e gestione delle opere marittime.
3) Diffusione di inquinanti in mare. Si pensi ai diffusori con cui si smaltiscono in mare le acque reflue di uso civile.
4) Problematiche derivanti da sversamenti di idrocarburi in mare.
Il contributo tecnico e scientifico ai fini della risoluzione e, preferibilmente, della prevenzione delle situazioni di dissesto ambientale nella fascia costiera e nell’ambiente marino precedentemente riportate è riassumibile nei seguenti punti strategici:
1) Analisi volta alla dettagliata conoscenza del territorio attraverso uno studio approfondito dell’idrografia, dell’idrodinamica del moto ondoso, delle correnti di circolazione e del reale destino delle acque reflue civili e industriali scaricate in mare.
2) Utilizzo di sistemi di monitoraggio attraverso misurazioni di campo.
3) Utilizzo della modellistica fisica, che a seconda dei fenomeni da studiare potrà essere bidimensionale o tridimensionale.
4) Utilizzo della modellistica matematica. Generalmente l’utilizzo congiunto dei modelli fisici e matematici è sempre preferibile, consentendo i primi (insieme con le misure di campo) di avere delle risposte sperimentali di grande utilità per la calibrazione dei modelli matematici. Questi ultimi, a loro volta, dopo essere stati opportunamente calibrati, consentono l’analisi di differenti scenari a costi e con tempi generalmente inferiori rispetto ai modelli fisici e alle misurazioni di campo.
5) Utilizzo di modelli ibridi.
6) Definizione delle carte di vulnerabilità.
Molti centri di ricerca, tra cui il Laboratorio di Ingegneria Costiera (LIC) del Politecnico di Bari, sono concretamente impegnati nello studio dei punti strategici per la salvaguardia ambientale, sia attraverso la ricerca di base sia attraverso la ricerca applicata con proficui rapporti di collaborazione con enti di ricerca nazionali e internazionali ed enti pubblici. In particolare, presso il suddetto laboratorio gli studi di ingegneria marittima vengono condotti attraverso l’accorta combinazione di modelli matematici, fisici e misurazioni di campo.
4. Conclusioni
Quanto riportato sopra è un tentativo di mettere in evidenza l’importanza della risorsa mare, come componente di un ecosistema. Il mare, da sempre fonte di vita e di ricchezza, come testimoniato dalle poche pagine di storia riportate nel presente volume, è sempre più utilizzato, sia come recapito finale degli sversamenti delle acque reflue, sia come fonte di ricchezza per le spiagge e per l’intero ecosistema mare-costa e per la fauna ittica. Di qui l’esigenza di preservare tale risorsa, che va utilizzata in modo oculato. A tal riguardo il contributo tecnico e scientifico alla salvaguardia di questa risorsa è di fondamentale importanza. Pertanto, sono state evidenziate alcune attività di ricerca o attività di supporto agli enti territoriali sui temi dello smaltimento delle acque reflue in mare, della diffusione e dello sversamento di idrocarburi, dell’erosione costiera e degli interventi antropici, con particolare riguardo ad aree molto sensibili, come le aree marine protette. Il contributo scientifico alla risoluzione delle problematiche della risorsa mare è di sicuro rilievo e ausilio anche per le decisioni che gli enti pubblici devono assumere ai fini della pianificazione del territorio costiero.
Breve biografia del Prof. Michele Mossa
Michele Mossa è professore ordinario di Idraulica presso il Politecnico di Bari e Responsabile Scientifico del LIC – Laboratorio di Ingegneria Costiera del Politecnico di Bari. I temi principali del suo gruppo di ricerca sono legati all'Idraulica Marittima e Ambientale, con particolare riguardo ai seguenti aspetti: meccanica delle onde, correnti marine, processi di erosione, flussi complessi interagenti con solidi, flussi in canali, turbolenza e tipici fenomeni idraulici localizzati.
The scientific contribution for the protection of the sea by Prof. Michele Mossa - english language
The scientific contribution for the protection of the sea
by Michele Mossa
Professor of Hydraulics at the Polytechnic of Bari e Scientific Director of the LIC – Coastal Engineering Laboratory of the Polytechnic of Bari.
1. Introduction
The sea plays a key role in everyday life both directly and indirectly. Consider, for example, its influence on the climate and on both summer and winter temperatures, on tourism, on fishing and the important natural resources it contains, like oil and minerals for example.
The sea has always had an important role in history. The Mediterranean sea, the “Mare Nostrum” of the ancient Romans, for example, was for centuries the cradle of civilization. Indeed the greatest civilizations of the ancient world emerged, flourished and waned on its coasts: the Egyptians, even though they developed on the banks of the Nile, the Phoenicians, the Mycenaeans and the Greeks, especially in their maximum expansion of Magna Grecia, those from Middle East (the Persians, Assyrians and Babylonians) and lastly the Romans and the Arabs. It has also been the most widely used route for trade and cultural exchanges between East and West for centuries.
On the other hand, the sea is also a huge economic resource. Many activities are based on the sea and its products. Just consider the fishery products or the service industries like tourism for example, that base much of their very existence on the sea.
From these few lines it is obvious that writing a small text on the sea is undoubtedly a difficult task, because at best one runs the risk of not including some of the essential related issues or the discussion is limited, as in the case of this volume, just to the region of Puglia. Indeed there are so many issues discussed on the subject of the sea, ranging from history to geology, from hydrology to marine engineering, to ecology etc., that obviously a comprehensive discussion definitely seems too broad and diverse to be covered in this volume.
2. The sea as component of an ecosystem
The definition of an ecosystem is much more complex than you can imagine, but in an attempt to give an answer, certainly not exhaustive, an ecosystem can be defined as a geographical area containing all the living organisms (humans, animals, plants and microorganisms) and their immediate physical environment (like the earth, water and air).
The fundamental characteristics of an ecosystem can be summarized as follows:
1) All the elements of an ecosystem are interconnected.
2) The management of any resource of an ecosystem affects the other resources of the ecosystem, all, therefore interconnected with each other.
The health of an ecosystem implies the exploration of the dynamic nature of the multiple causes which influence human health and the surrounding world. Emphasis must be placed on the notion of balance and the need to measure an ecosystem’s response to human interventions.
In order to understand an ecosystem’s state of health, an analysis of the sources of pollution becomes essential. In particular, paying attention to the water component of an ecosystem, of which the sea represents the greatest part, we can see that with the growth in population, migration and industrial development, the quantity of pollutants burdening receiving waters (lake, river, coastal waters etc.) has increased dramatically. Water pollution occurs when a water body is subjected to discharges of large quantities of material.
The types of water pollutants in general, and of the sea in particular, may be listed as follows:
1) Toxic substances. A toxic substance is a chemical pollutant not naturally present in the aquatic ecosystem. The main toxic pollutants are herbicides, pesticides and industrial compounds.
2) Organic substances. Organic pollution occurs when there is an excess of organic material, like fertilizers or waste water. When the organic material increases, likewise the number of decomposing bacteria increases; these bacteria increase rapidly and use a large quantity of oxygen during their growth; a lack of oxygen can cause the death of the aquatic organisms.
3) Thermal pollution. Thermal pollution occurs when water is used as cooling liquid for industrial plants or power plants and subsequently released into the aquatic system at a higher temperature than the original one. Thermal pollution provokes a reduction in the level of oxygen dissolved in water and an increase in the demand for oxygen from the dissolved organisms.
4) Ecological pollution. Ecological pollution occurs when chemical, organic or thermal pollution are directly caused by nature rather than by human activity:
increase in the sand content of a canal due to landslides;
animals of appreciable size drowned after a flood;
geological events of some significance, like volcanic eruptions.
It is obvious that all these briefly mentioned sources of pollution create various problems, whose solutions require different kinds of expertise: economic, social, cultural, but also scientific and technological. In the following greater attention will be paid to this last aspect, in the attempt to highlight some of the major research topics in progress to safeguard the environment, of which the sea is an essential component.
3. The technical and scientific contribution in the context of the issues of the coastline and marine environment
In order to answer the issues outlined earlier from a scientific and technological viewpoint, in many research facilities, both at a national and international level, various activities are being undertaken aimed at understanding some physical phenomena, of which the sea is the main component.
In particular, brief mention will be given to some of the research activities that the group coordinated by the author has been carrying out for some years at the LIC (Coastal Engineering Laboratory) of the Polytechnic of Bari. The technical and scientific contribution certainly helps to correctly guide the anthropic interventions in order to also protect the sea resources.
It is appropriate to point out again how the brief observations made previously, as obvious as they are fundamental, highlight the importance that the sea resources (and water resources in general) assume for mankind and enable us to perceive how dangerous the anthropic interventions on the territory can be, if carried out without an in-depth study which defines the adverse effects that such interventions could produce on the environment. A really grueling task this, if you consider that a generic intervention on the territory, sometimes carried out with the intention of preserving it, could result in undesirable effects in times and places even extremely distant from those in which it takes place. It is the so-called effect of the ‘chicken-and-egg’ nature (according to which a reaction corresponds to each action with a progression of phenomena, for which the exact combination of which is the “cause” and which is the “effect” is not known) and of the mutual interaction of processes which involve the water environment and the earth environment, to the point of making a boundary between the two indecipherable and pointless.
So what are the paths to follow? Which intervention methods to propose? Before we look for valid answers to these questions, it is essential to observe that the consequences of a generic anthropic intervention may be felt under time/space scales varying from seconds/meters to millennia/hundreds of kilometers. The space/time scales defined “instantaneous” are those typical of phenomena linked to primary forces, directly and instantaneously agents (for example, the forces tied to a single tidal wave or a single tidal motion); the scale of “events” is that typical of phenomena bound to seasonal fluctuations (for example, the typical sea storms which can happen in a place over a year, with typical swelling summer waves or rather winter and erosive); the “engineering” scales (also called “historic” scales) are those which concern the phenomena of transformation of the territory relating to long periods but without reaching the “geological” scales.
In the light of the above, these brief considerations on the technical and scientific contribution in the context of the problems of the coastline and of the marine environment will be limited only to the so-called “engineering” space/time scales, consequently omitting the phenomena which, vice versa, occur under geological space/time scales. Given the above, the typical problems of the coastal areas and of the marine environment can be subdivided thus:
1) Problems caused by coastal erosion and, in general, problems of sediment transport.
2) Problems caused by the incorrect, prudent and forward-looking planning, construction and management of maritime works.
3) Diffusion of pollutants in the sea. Think of the diffusers which are used to dispose of civil waste water.
4) Problems caused by oil spills in the sea.
The technical and scientific contribution for the purpose of resolution and preferably, the prevention of the environmental destruction of the coastline and the marine environment previously reported, can be summarized in the following strategic points:
1) Analysis aimed at the detailed knowledge of the territory through an in-depth study of hydrography, wave hydrodynamics, circulation currents and the actual destiny of the civil and industrial waste water dumped in the sea.
2) Use of monitoring systems through field measurements.
3) Use of physical modeling, which depending on the phenomena to be studied can be two-dimensional or three-dimensional.
4) Use of mathematical modeling. Usually the combined use of physical and mathematical models is always preferable, allowing the former (together with field measurements) to have very useful experimental answers for the calibration of mathematical models. The latter, in turn, after being appropriately calibrated, allow the analysis of different scenarios with cost and times generally lower than the physical models and field measurements.
5) Use of hybrid models.
6) Definition of vulnerability cards.
Many research centers, including the Coastal Engineering Laboratory (LIC) of the Polytechnic of Bari, are highly committed to the study of the strategic points for environmental protection, both through basic research and applied research with productive collaborative relationships with national and international research institutes and public bodies. In particular, at the aforementioned laboratory the studies of marine engineering are carried out through the prudent combination of mathematical and physical models and field measurements.
4.Conclusions
The above is an attempt to highlight the importance of the sea resource, as component of an ecosystem. The sea, forever a source of life and wealth, as demonstrated by the few pages of history in this volume, is increasingly used, both as final destination of waste water discharges, and as source of wealth for the beaches and for the whole sea-coast ecosystem and for the fish fauna. Hence the need to protect this resource, which must be used wisely. In this respect the technical and scientific contribution to the protection of this resource is vitally important. Therefore some research activities or support activities for local and regional authorities on the issues of waste water disposal at sea, the diffusion and spillage of hydrocarbons, coastal erosion and anthropic interventions have been highlighted, with particular attention to very vulnerable areas, like protected marine areas. The scientific contribution to solving the problems of the sea resource is certainly important and also supports the decisions the public bodies have to make for planning the costal territory.
Web site: http://www.michelemossa.it/
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