La plastica che galleggia in mare potrebbe essere individuata anche dallo spazio grazie ai radar satellitari. È quanto emerge da uno studio condotto da ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), dell’Istituto di Scienze Marine del CNR (CNR-ISMAR) e della Sapienza Università di Roma, nell’ambito del progetto Space It Up!, finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR).
I risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Remote Sensing of Environment, rappresentano uno dei primi riscontri sperimentali in ambiente acquatico sulla possibilità di utilizzare immagini radar ad alta risoluzione per riconoscere accumuli di plastica galleggiante.
Una “isola” di rifiuti costruita per l’esperimento
Per verificare se la plastica potesse essere riconosciuta da un satellite, i ricercatori hanno realizzato artificialmente degli accumuli che riproducessero, in condizioni controllate, alcune caratteristiche dei rifiuti galleggianti. Il primo esperimento è stato condotto il 21 ottobre 2024 nel lago di Massaciuccoli, in Toscana. Sono state utilizzate più di 300 bottiglie e contenitori di plastica, oltre a serbatoi e scatole di polistirolo, organizzati su cinque corde lunghe circa 30 metri. L’insieme formava una sorta di piccola “isola” di plastica, larga circa un metro.
Il secondo test è stato realizzato nell’aprile 2025 nel Golfo di La Spezia, nei pressi di Portovenere. In questo caso l’accumulo era più grande: oltre 800 bottiglie e contenitori sono stati sistemati su nove corde, formando una struttura di circa 30 metri per 3 metri. L’isola artificiale è stata lasciata in mare per 18 giorni, così da poter essere osservata in più occasioni dai satelliti.
L’obiettivo non era naturalmente quello di creare nuovo inquinamento, ma di disporre di un bersaglio conosciuto e controllabile per capire come la plastica fosse registrata dai sensori radar.
Come può un radar vedere la plastica?
I satelliti utilizzati nello studio non osservano la superficie marina come farebbe una normale fotocamera. I sensori SAR, Synthetic Aperture Radar, inviano invece onde elettromagnetiche verso la superficie terrestre e misurano il segnale che viene riflesso verso il satellite.
La presenza di oggetti galleggianti modifica le caratteristiche della superficie dell’acqua. In condizioni relativamente calme, l’acqua tende a riflettere gran parte del segnale radar lontano dal sensore e quindi appare relativamente scura nell’immagine. Gli oggetti plastici, invece, introducono una maggiore rugosità superficiale e una parte maggiore del segnale viene riflessa nuovamente verso il satellite. Il risultato è un segnale di ritorno più intenso, che può rendere distinguibile l’area occupata dalla plastica rispetto all’acqua circostante.
Le immagini ottenute durante gli esperimenti hanno infatti mostrato una differenza tra le zone prive di plastica e quelle occupate dall’accumulo artificiale. Nel caso del lago di Massaciuccoli, per esempio, i ricercatori hanno osservato una separazione particolarmente evidente nei valori del segnale radar tra le aree con e senza plastica.
Aree di test selezionate in Italia per le campagne sperimentali: [A] Lago di Massacciuccoli, Regione Toscana; [B] Golfo di La Spezia, Regione Liguria. Le stelle rosse indicano le boe a cui era ancorata l’isola di plastica. © Remote Sensing of Environment / INGV
Non un solo satellite, ma diverse configurazioni
Nel secondo esperimento, in mare, i ricercatori hanno potuto confrontare dati provenienti da diverse missioni satellitari: COSMO-SkyMed, COSMO-SkyMed Second Generation e ICEYE.
Questo ha permesso di verificare quanto le caratteristiche dell’acquisizione influenzassero la capacità di riconoscere l’accumulo di plastica. I risultati indicano, in particolare, una maggiore efficacia delle polarizzazioni co-polarizzate HH e VV rispetto a quelle incrociate, mentre gli angoli di osservazione più bassi sembrano offrire condizioni migliori per distinguere la plastica dall’acqua.
È un aspetto importante perché significa che, per sviluppare in futuro sistemi di monitoraggio operativi, non sarà sufficiente disporre genericamente di un’immagine satellitare: bisognerà anche capire quali caratteristiche del dato radar consentano di ottenere la migliore identificazione.
Il vantaggio del radar: anche di notte e con le nuvole
La ricerca è particolarmente interessante perché il radar satellitare presenta alcune caratteristiche che possono compensare i limiti dei sistemi ottici. Gran parte delle precedenti ricerche sul riconoscimento della plastica galleggiante si è infatti concentrata su sensori che lavorano nelle bande del visibile e dell’infrarosso. Questi strumenti possono fornire informazioni preziose, ma la loro osservazione dipende dalle condizioni di illuminazione e può essere ostacolata dalla presenza delle nuvole.
I sensori SAR, invece, sono sistemi attivi: possono acquisire immagini sia di giorno sia di notte e sono in grado di operare anche in presenza di copertura nuvolosa. Questo potrebbe consentire, almeno in prospettiva, un monitoraggio più frequente e regolare delle aree interessate dall’accumulo di rifiuti.
Dalle isole artificiali alla plastica reale: il prossimo passo
I risultati sono promettenti, ma lo studio non significa ancora che i satelliti siano in grado di individuare automaticamente qualsiasi rifiuto plastico presente in mare.
Gli esperimenti hanno utilizzato accumuli artificiali di dimensioni significative e appositamente predisposti per essere osservati. Gli stessi ricercatori sottolineano quindi la necessità di ulteriori esperimenti per verificare il comportamento del segnale in condizioni differenti e per capire meglio l’influenza della forma e delle dimensioni dei rifiuti. Un’altra questione fondamentale sarà distinguere la plastica da altri elementi che possono modificare il segnale radar, come legno, alghe o schiuma.
Il lavoro rappresenta quindi soprattutto un passo nella costruzione di una futura metodologia di monitoraggio. L’idea è arrivare a sfruttare la capacità dei satelliti di osservare vaste superfici marine per individuare gli accumuli di rifiuti e seguirne eventualmente gli spostamenti, fornendo informazioni utili anche per orientare le attività di ricerca e recupero.
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