Intelligenza artificiale contro gli invasori sintetici nel delta dell'Ebro

Su tutti i pianeti, gli habitat acquatici, terrestri e aerei sono soggetti alla progressiva invasione da parte di piccoli invasori sintetici. Nonostante le loro dimensioni, quasi invisibili all'occhio umano (misurano meno di 5 millimetri), l'onnipresenza delle microplastiche provoca effetti sempre più evidenti sugli ecosistemi e minaccia la loro biodiversità. In particolare, le acque dolci e salate sono uno dei mezzi in cui queste particelle si diffondono più ampiamente. Ogni anno, 8 milioni di tonnellate di plastica finiscono in mare, e le immagini della gigantesca isola di plastica nell'Oceano Pacifico hanno innescato numerose campagne e studi, per lo più incentrati sulle macroplastiche, mentre quelle più piccole fino a poco tempo erano passate spesso inosservate sia la società che le scienze ambientali.

"Molte cose naturali che riteniamo non inquinate sono anche contaminate, che lo vediamo o meno", spiega Maite Martínez-Eixarch, ricercatrice del programma IRTA per le acque marine e interne.

In questo contesto, una delle sfide attuali è quella di far avanzare le tecniche di identificazione e monitoraggio delle microplastiche al fine di scoprire da dove provengono e come si comportano, ed eventualmente agire per ridurne l'impatto. Per questo motivo, un team IRTA coordinato da Martínez-Eixarch ha lanciato nel 2021 il progetto BIO-DISPLAS, insieme alla Fondazione per la biodiversità del Ministero per la transizione ecologica e la sfida demografica. È possibile determinare la distribuzione delle microplastiche negli ambienti acquatici del Delta e svelare un sistema che le classifica automaticamente. Una ricerca del 2019 dell'Istituto di scienza e tecnologia ambientale (ICTA-UAB) ha stimato che 2.200 miliardi di microplastiche vengono scaricate nel Mediterraneo ogni anno da questo imbuto naturale. Nel 2019, uno studio dell'Istituto di Scienze e Tecnologie Ambientali (ICTA-UAB) ha stimato che 2.200 milioni di microplastiche entrano nel Mediterraneo ogni anno da questo imbuto naturale.

A differenza dello studio ICTA-UAB, che si basa sulla raccolta di campioni sulle spiagge sabbiose, nel letto dell'estuario e nelle acque superficiali, il progetto BIO-DISPLAS parte da una raccolta di acqua e sedimenti realizzata in cinque lagune e A Delta Riso Campo. Una volta separate le microplastiche dai detriti naturali, le particelle verranno contate e classificate in base a tre variabili: dimensione, colore e tipo di struttura (come fibre, frammenti o film). Il risultato sarà una tabella con la concentrazione di polimeri nei diversi habitat dell'ecosistema.

Inoltre, sulla base di questi dati, l'IRTA scoprirà un modello computerizzato per identificare, contare e misurare le microplastiche nelle immagini realizzate con un microscopio o una lente binoculare. Dopo aver ricevuto alcune istruzioni manuali iniziali, l'applicazione stessa verrà perfezionata durante il processo grazie ad un algoritmo di apprendimento automatico. In generale, l'applicazione avrà imparato a eseguire autonomamente il rilevamento e la classificazione. È una tecnologia visiva e applicata in altri ambienti, come la registrazione di colonie di microrganismi. “Ci consentirà di risparmiare tempo e fatica e di essere in grado di standardizzare e automatizzare i futuri processi di conteggio”, difende Carles Alcaraz, ricercatore IRTA e responsabile della programmazione del modello.

Tutto ciò servirà ad ospitare una prima immagine attenta della portata delle microplastiche nel Delta, una base che apre la strada a future linee di monitoraggio e ricerca. "Saremo in grado di vedere, ad esempio, come scendere alla dinamica dei flussi naturali dell'ecosistema o correlare la loro distribuzione a fattori ambientali", afferma Martínez-Eixarch. Il quadro completo del problema consente anche di dedurre le microplastiche come sue possibili origini. Questi possono derivare dalla degradazione di plastiche più grandi (microplastiche secondarie) e di piccole materie prime (microplastiche primarie).

Minuscolo ma dannoso

L'ubiquità delle microplastiche nel foglio più grande della rete idrografica peninsulare è stata dimostrata in studi dell'Associazione Uomo e Territorio nel 2020. Sia in termini di distribuzione che in termini di effetti di questi polimeri nei diversi habitat”. Da un lato, i materiali sintetici possono causare alterazioni dinamiche come il ciclo dei nutrienti e la decomposizione della materia organica. Inoltre, come è stato osservato in Catalogna nel caso del mare, le microplastiche vengono introdotte nel trofico rosso, che ha perso il suo noi e può causare tossicità o interrompere il sistema ormonale.

Il progetto BIO-DISPLAS, sviluppato per il programma personale delle acque marine e continentali dell'IRTA a Sant Carles de la Rápita, terminerà nel 2023 e sarà premiato con la Fondazione per la biodiversità del Ministero per la transizione ecologica e la sfida demografica. Inoltre, con la collaborazione della ONG spagnola SEO/BirdLife, che si è offerta volontaria per le aree di laboratorio e sarà coinvolta nelle attività di trasferimento e diffusione dei risultati.