La colonizzazione degli oceani (prima parte)

sottomarino sommergibile galleggiante

Alziamo spesso gli occhi al cielo per ammirare la vastità della volta celeste che ci sovrasta: uno spettacolo che per secoli ha suscitato molte domande sull’origine dell’universo, dell’uomo e sul senso delle cose. Nel secolo scorso, la corsa allo spazio ha stimolato la fantasia di molti, non solo di romanzieri e registi cinematografici, ma anche di scienziati intenti ad immaginare i possibili sviluppi dei viaggi spaziali, la colonizzazione del sistema solare e di altri pianeti lontani. Il cosmo è qualcosa di misterioso che attira la nostra attenzione e stimola l’immaginazione.

Analogamente la vastità degli oceani ha suscitato l’interesse degli uomini fin dall’antichità e permane ancor oggi perché sui fondali delle grandi superfici oceaniche ancora esistono  delle zone misteriose e inesplorate. Da sempre si afferma che l’esplorazione spaziale sviluppi la ricerca tecnologica, come se le sfide inedite che di volta in volta l’ambiente estremo fuori dalla Terra ci propone ci diano lo stimolo per poter superare limiti inimmaginabili. Allo steso modo, la colonizzazione di un ambiente remoto ed ostile come quello degli oceani e delle loro profondità potrebbe stimolare il progresso tecnologico, con ricadute interessanti non solo perla vita quotidiana ma anche per l’esplorazione di altri pianeti.

La superficie degli oceani è vista per lo più come una zona di passaggio per le navi che trasportano merci, persone e praticano la pesca. Negli ultimi anni, alcuni architetti hanno progettato possibili città costruite per una vita stanziale sull’acqua, in risposta al possibile innalzamento dei mari causato del riscaldamento globale. In questa sede non ci dilungheremo nel discutere se simili città saranno utili per affrontare tali problemi, ma cercheremo di analizzare la possibilità di creare sistemi abitativi in mare aperto e le prospettive economiche ad esse connesse. La maggior parte delle città galleggianti pensate fino ad oggi sono state progettate come naturale espansione sul mare delle città sulla terra ferma. Alcuni progetti di città galleggianti sono già stati presentati (1), ma per ora nessuno sembra volerli realizzare nonostante siano tecnologicamente alla nostra portata. Costruire nell’acqua può rendere le strutture immuni da  terremoti e maremoti, dando la libertà agli architetti di sfruttare lo spazio circostante in modo nuovo (2).

Generalmente la struttura delle città galleggianti è pensata in due modi: come un’unica struttura monolitica oppure come una serie di sezioni interconnesse. Nel primo caso le città presentano uno sviluppo verticale molto marcato, sfruttando lo spazio in maniera intensiva; nel secondo caso si espandono orizzontalmente in maniera estensiva e aperta a nuove aggiunte. Sono state progettate anche città sottomarine che possono emergere dal fondale fino alla superficie. Un esempio di tal genere è Sub-biosphere 2 (3) che si componeva di una sfera centrale collegata a delle altre sfere laterali di dimensioni minori, ogni sfera ospitava un determinato habitat con coltivazioni idroponiche per il sostentamento degli abitanti. Tutti gli ambienti della struttura erano  pressurizzati. Sub-biosphere 2 poteva ospitare circa un centinaio di persone nella sfera centrale, la stessa dalla quale si controllavano i parametri atmosferici di tutti i biomi connessi (3bis). Questa città, anche se composta di strutture interconnesse, era stata concepita come un unico blocco, e poteva salire in superficie nel caso ci fosse bisogno di rifornirsi di aria fresca, luce solare o far attraccare le navi, e ritornare sotto la superficie qualora si presentassero condizioni atmosferiche tali da poterla danneggiare. Il progetto della Sub-biosphere 2 è stato un tentativo di creare dei biomi  autosufficienti in essa e di sviluppare tecnologie riutilizzabili nella colonizzazione di nuovi mondi. Sono già stati fatti dei tentativi in questa direzione e il nome della città galleggiante appena citata riprende una precedente idea realizzata sulla terraferma.

  Il progetto Biosphrere 2 era il tentativo di ricreare degli habitat terrestri in ambiente confinato, completamente indipendente da quello circostante. L’esperimento ebbe inizio il 26 settembre 1991 nel deserto dell’Arizona: la struttura copriva una superficie pari a due campi da calcio, completamente isolata dall’esterno ad eccezione della luce solare che penetrava nella struttura piramidale di acciaio e vetro. Al suo interno ospitava circa 3800 specie animali e vegetali che andavano a comporre alcuni ambienti della Terra e che avrebbero dovuto ricreare un piccolo ecosistema terrestre autosufficiente: le piante avrebbero trasformato l’anidride carbonica nell’ossigeno utilizzato gli insetti per sopravvivere e nutrirsi, gli scarti prodotti dall’attività umana  sarebbero stati usati come concime per le piante (4). Sfortunatamente l’esperimento Biosphere 2 non si svolse nel migliore dei modi, ad iniziare dalla morte di molti insetti causata dalla continua carenza d’ossigeno. Questo mise in pericolo anche gli scienziati ospitati nella struttura tanto da rendere necessario immetterne di nuovo dall’esterno, pregiudicando così il successo dell’intera operazione. Gli otto scienziati rimasero nella struttura per i successivi due anni previsti, ma l’esperimento fu comunque considerato un insuccesso. Anni dopo si tentò di nuovo ma l’esito fu nefasto, a causa dei forti contrasti nati tra i membri del gruppo (5).

sottomarino sommergibile galleggiante

Dopo il secondo tentativo Biosphere 2 divenne un parco nel deserto e venne aperto al pubblico. Oggi non è più  pressurizzata ma resta una grande realtà nel mezzo del deserto. L’esperimento mise in luce le grandi difficoltà di ricreare un ambiente artificiale simile a quello terrestre; in aggiunta i contrasti interpersonali nati nel secondo esperimento hanno fatto emergere anche difficoltà caratteriali tra i membri del gruppo (6). Le osservazioni che ne sono scaturite torneranno utili in future missioni spaziali. E’ stato dimostrato che non si può pensare di colonizzare il mare ricreando gli ambienti della terraferma; si dovrà invece agire per integrare un’ipotetica città galleggiante con tutte le risorse disponibili nell’ambiente circostante. In attesa di ulteriori sviluppi degli ecosistemi confinati, per ora si dovrà pensare alle potenzialità di sistemi “aperti” all’esterno.

 La maggior parte dei progetti di città galleggianti cercano l’integrazione massima con l’ambiente acquatico circostante e prevedono di utilizzare il moto ondoso, il vento e l’irraggiamento solare per produrre energia elettrica, mentre per la produzione di cibo si è pensato a terrazzamenti, fattorie e tecniche idroponiche per l’agricoltura, oppure l’acquacoltura per l’allevamento del pesce (7). In ogni caso l’integrazione tra una città galleggiante e l’ambiente circostante non passerà per una riproposizione del modello agricolo terrestre adattato al mare, quanto invece alla coltivazione di alghe commestibili in apposite vasche riempite di acqua di mare, quindi non ci sarà bisogno di produrre acqua desalinizzata in grande quantità per l’irrigazione. Attualmente la coltivazione di alghe sta conoscendo un’interesse sempre crescente, come valida alternativa alimentare ai vegetali di terra (8). Esistono specie di alghe già ampiamente utilizzate nella dieta umana, come ad esempio l’alga nori, la quercia marina, la Carragheen e il Sargassum. E’ allo studio l’impiego di microalghe per l’alimentazione umana per l’industria farmaceutica (9) e come coloranti e biocarburanti (10). Le proprietà energetiche di quest’ultime sono molto alte rispetto ai vegetali di terra ferma, possedendo una grande varietà di proteine e carboidrati, nonché iodio, ferro, calcio, vitamina B12, B1, B2 e C (11).

Per sopperire alla domanda di proteine animali si può fare affidamento sull’acquacoltura, che ha registrato un vertiginoso sviluppo a partire dagli anni Settanta del secolo scorso. Nel 2014 la quantità del pesce prodotto in allevamento ha superato quella del pescato e si stima un’ulteriore crescita del 5% nel prossimo decennio (12). Esiste una acquacoltura costiera ed una realizzata in apposite vasche, ma negli ultimi anni è in sviluppo la acquacoltura d’altura, volta all’allevamento di pesce in fondali profondi e lontani dalle coste. La prima è oggi la più praticata ma pone seri problemi ambientali laddove non si provveda ad un adeguato trattamento degli scarichi; la seconda può portare all’oscuramento dei bassi fondali vicini alle coste e all’accumulo di inquinanti su di essi, tali da sfavorire lo sviluppo delle fanerogame marine. L’acquacoltura offshore o d’altura è praticata lontana dalle coste e in acque profonde con l’ausilio di apposite gabbie o reti di confinamento dei pesci. Poiché effettuata in mare aperto e in fondali profondi non presenta fenomeni di accumulo di inquinanti sul fondale marino grazie all’elevato ricambio d’acqua (idrodinamismo). Inoltre, non oscurando i fondali, non ha un impatto negativo sulle specie vegetali che lo abitano. La tecnica è stata sperimentata con successo anche in Italia nel Golfo di Tigullio in Liguria (13). Si possono allevare più specie di pesci nello stesso ambiente confinato, cosicché il cibo che non è utilizzato da una specie tornerà utile per un’altra, ottimizzando l’uso degli spazi e delle sostanze nutrienti.

sottomarino sommergibile galleggiante

Nell’acquacoltura offshore è necessaria una continua manutenzione degli impianti sottoposti al costante moto ondoso. Per proteggere le gabbie dal mare mosso si può guardare alla soluzione adottata nel Golfo di Tigullio, che consiste nell’affondarle fino ad quota di sicurezza di 12 o 13 metri, in presenza di un moto ondoso compreso tra i 2 e 3 metri (14). Questo sistema potrebbe coinvolgere l’intera città galleggiante, pressurizzando le strutture per inabissarsi in caso di tempeste o di moto ondoso particolarmente violento, come già previsto nel progetto di Sub-Biosphere 2 (15).

Le microalghe, di cui abbiamo parlato sopra, tornerebbero utili per l’alimentazione dei pesci in allevamento, riducendo il rapporto tra il pesce allevato e quello impiegato per la nutrizione, condizione necessaria per garantire la sostenibilità del sistema. In particolare la microalga Spirulina è stata indicata per questo uso grazie al suo alto valore nutritivo (16). Secondo la FAO l’acquacoltura potrebbe aiutare a soddisfare la crescente domanda di pesce nel mondo e di carne in generale (17). Perciò sono nati molti progetti sull’acquacoltura sostenuti a livello europeo e dalle Nazioni Unite. Con la coltivazione delle alghe e delle microalghe, unite all’allevamento ittico, una città galleggiante o sottomarina potrebbe sviluppare l’autosufficienza alimentare con la vendita delle eccedenze all’esterno. Si creerebbe un circolo virtuoso in grado di sostenere un’economia cittadina, con tutti i vantaggi economici che ne deriverebbero. (continua)

LUCA DI BITONTO

Note
1. Alcuni progetti sono stati presentati da vari articoli e filmati:
•http://www.greenme.it/abitare/bioedilizia-e-bioarchitettura/4437-i-7-migliori-progetti-di-citta-galleggianti
•http://www.greenme.it/spazi-verdi/smart-city/1713-le-citt%C3%A0-galleggianti-autosufficienti-una-nuova-visione-di-citt%C3%A0
•http://www.ilmessaggero.it/tecnologia/scienza/cinesi_inglesi_prima_citt_agrave_galleggiante_mondo_ecosostenibile_autosufficiente-945279.html
•http://www.rivelazioni.com/youtube/artisanopolis/
•http://www.rinnovabili.it/smart-city/citta-galleggianti-motivi-876/
2. http://www.rinnovabili.it/smart-city/citta-galleggianti-motivi-876/
3. https://www.youtube.com/watch?v=v-ifn6rr94

3bis: I biomi sono sistemi ambientali complessi, di ampia estensione geografica, costituiti da un insieme di ecosistemi, le cui comunità animali e vegetali hanno raggiunto, in una determinata area della superficie terrestre, una relativa stabilità in relazione alle condizioni ambientali.
4. http://multimedia.bovolentaeditore.com/download/app_bio_01_03-pdf
5. Ibidem.
6. Ibidem.
7. Vedi Lylipad: http://www.greenme.it/abitare/bioedilizia-e-bioarchitettura/4437-i-7-migliori-progetti-di-citta-galleggianti
8. http://www.ilsole24ore.com/art/tecnologie/2010-12-02/coltivare-mare-064927.shtml?refresh_ce=1
9. http://www.linkiesta.it/it/article/2015/08/01/il-potere-delle-microalghe-per-rivoluzionare-lagricoltura/26907/
10. http://www.enea.it/it/pubblicazioni/EAI/anno-2013/biotecnologie-per-lo-sviluppo-sostenibile/le-microalghe-come-bio-fabbriche-per-composti-ad-elevato-valore-aggiunto
11. http://www.terranuova.it/Alimentazione-naturale/Le-alghe-molto-piu-che-un-alimento
12. http://www.fao.org/news/story/it/item/265795/icode/
13. https://www.youtube.com/watch?v=OkClDSfSxPs
14. Ibidem.
15. https://www.youtube.com/watch?v=v-ifn6rr94I
16. http://www.enea.it/it/pubblicazioni/EAI/anno-2013/biotecnologie-per-lo-sviluppo-sostenibile/le-microalghe-come-bio-fabbriche-per-composti-ad-elevato-valore-aggiunto
17. http://www.unric.org/it/attualita/13506

Bibliografia
http://aspoitalia.blogspot.it/2011/07/risorse-dagli-oceani-possiamo-estrarre.html
http://multimedia.bovolentaeditore.com/download/app_bio_01_03-pdf
http://stopgibe3.it/sviluppo/minerali-dai-fondali-marini/
http://www.ecoblog.it/post/129893/trivelle-sul-vulcano-sommerso-marsili-energia-geotermica-dal-fondo-del-tirreno
http://www.enea.it/it/pubblicazioni/EAI/anno-2013/biotecnologie-per-lo-sviluppo-sostenibile/le-microalghe-come-bio-fabbriche-per-composti-ad-elevato-valore-aggiunto
http://www.fao.org/news/story/it/item/265795/icode/
http://www.greenme.it/abitare/bioedilizia-e-bioarchitettura/4437-i-7-migliori-progetti-di-citta-galleggianti
http://www.greenme.it/informarsi/energie-rinnovabili/12478-geotermia-magma-vulcano-islanda
http://www.greenme.it/spazi-verdi/smart-city/1713-le-citt%C3%A0-galleggianti-autosufficienti-una-nuova-visione-di-citt%C3%A0
•http://www.ilmessaggero.it/tecnologia/scienza/cinesi_inglesi_prima_citt_agrave_galleggiante_mondo_ecosostenibile_autosufficiente-945279.html
http://www.ilsole24ore.com/art/tecnologie/2010-12-02/coltivare-mare-064927.shtml?refresh_ce=1
http://www.linkiesta.it/it/article/2015/08/01/il-potere-delle-microalghe-per-rivoluzionare-lagricoltura/26907/
http://www.metallirari.com/i-diamanti-marini/
•http://www.nationalgeographic.it/ambiente/2013/02/11/news/le_risorse_minerarie_delle_profondit_marine_scateneranno_una_nuova_corsa_alloro_-1497368/?refresh_ce
http://www.rinnovabili.it/innovazione/batterie-naturali-dai-camini-idrotermali-666/
http://www.rinnovabili.it/smart-city/citta-galleggianti-motivi-876/
http://www.rivelazioni.com/youtube/artisanopolis/
http://www.sapere.it/sapere/strumenti/domande-risposte/scienza-tecnologia/quali-sono-risorse-minerarie-sotto-oceano.html
http://www.terranuova.it/Alimentazione-naturale/Le-alghe-molto-piu-che-un-alimento
http://www.treccani.it/enciclopedia/limiti-della-vita-in-condizioni-estreme_(XXI-Secolo)/
http://www.unric.org/it/attualita/13506
•http://www.villasmunta.it/oceanografia/Non_pubblicabili/riserve_minerarie_oceaniche.htm
https://www.youtube.com/watch?v=OkClDSfSxPs
https://www.youtube.com/watch?v=v-ifn6rr94I
• Tano Cavattoni, Il cielo sopra di noi, Italo Bovolenta Editore, Ferrara, 2009.

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