Dal Palombaro Alla Robotica

La tradizione, illustrata e sostenuta attraverso i secoli da un’ampia iconografia, ci ha tramandato la leggendaria impresa di Alessandro Magno che, all’interno di una grande botte di vetro, trascorse considerevole tempo sul fondo del mare attorniato da fauna e flora mentre si accingeva a condurre un attacco subacqueo alle difese di Tiro. L’importanza di questa tradizione è essenzialmente nella conferma di come, in un incoercibile anelito di conoscenza e di conquista, l’uomo si sia sempre impegnato a soddisfare la propria sete di esplorazione e di colonizzazione del mondo sommerso. Questo processo di evoluzione tecnica, scientifica e filosofica al tempo stesso, si è tradotto in una incessante serie di conquiste e di faticosi progressi tra le cui righe chiaramente si legge che i limiti di oggi rappresentano le soglie del domani e che passato, presente e futuro costituiscono, nella conquista dell’idrospazio, aspetti dinamicamente concatenati di un sogno millenario.
La botte di cristallo di Alessandro Magno rappresenta la prima casa sotto il mare concepita dall’u ed il presupposto, quindi, dell’evoluzione tecnologica che ha portato ad un’avanzata fase di conoscenza e conquista dell’idrospazio. Le prime concrete applicazioni tecnologiche, sufficienti ad accrescere in modo sensibile la capacità di intervento dell’uomo in immersione, comparvero di fatto nel Rinascimento con 1’introduzione delle prime campane di immersione, grossi tini rovesciati e zavorrati che mantenevano imprigionata una grossa bolla d’aria entro la quale uno o due operatori potevano respirare. I secoli successivi sono costellati di progetti e tentativi, alcuni fantastici, altri irrealizzabili, volti alla sospirata conquista delle profondità marine per la ricerca di mitici tesori o per i più concreti scopi di esplorazione e conoscenza dell’ambiente sottomarino.

Bisogna giungere alla metà del secolo scorso perchè 1’uomo possa disporre di attrezzature che offrano un minimo di efficacia e di affidabilità. Nel 1834 compare il primo scafandro elastico da palombaro, ideato e costruito dai fratelli Deane e da A. Siebe dopo la introduzione, nel 1814, del primo vero e proprio casco aperto. Si apre, con questa invenzione,1’epopea del palombaro a scafandro elastico, destinato a dominare incontrastato per quasi un secolo e mezzo la scena del lavoro subacqueo è degli interventi sottomarini. Con 1’inizio del nostro secolo si assiste ad una rapida crescita delle capacità tecnologiche e costruttive che consentono la realizzazione di idee precedenti che, per quanto geniali, non avevano potuto essere realizzate proprio per la inadeguatezza dei livelli ingegneristici e costruttivi. Per consentire 1’accesso alle maggiori profondità, precluse agli utilizzatori dello scafandro elastico a causa dei limiti fisiologici imposti dalla respirazione di aria compressa, vengono realizzate le prime torrette butoscopiche ed i primi scafandri rigidi articolati. Al loro interno l’uomo può rimanere in condizioni ambientali simili a quelle incontrate in superficie e riesce a scendere a profondità prima di allora irraggiungibili.
E’ il trionfo della capacità di evitare i problemi fisiologici mediante una soluzione di tipo ingegneristico che isola 1’uomo dall’ambiente circostante. Il primo grande successo viene ottenuto dai palombari viareggini della SO.RI.MA. di Genova che, fra il 1928 ed il 1935, operarono sul relitto del piroscafo Egypt della P&O affondato al largo di Brest in 120 metri di profondità. Dal relitto, che viene letteralmente smantellato con incessante lavoro di demolizione per raggiungere la stanza blindata contenente un vero tesoro, i palombari riescono a recuperare numerose tonnellate di oro e di argento. Da questo punto in poi 1’uomo si trova a disporre di due distinte metodologie per 1’intervento subacqueo: I’immersione con tecniche iperbariche che mantengono 1’operatore sottoposto alla pressione ambientale e 1’immersione con tecniche isobariche o normobariche che lo mantengono ad una pressione equivalente a quella atmosferica indipendentemente dalla profondità raggiunta. Nel primo caso 1’uomo immerso può contare sull’efficacia insostituibile dell’intervento manuale, nel secondo caso deve invece ricorrere a sistemi mediati di manipolazione più o meno efficaci e perfezionati, ma sempre incomparabilmente inferiori alla mano umana. Non si tratta di due metodi competitivi, ma piuttosto di due filosofie complementari di attuazione degli interventi subacquei a profondità diverse e con finalità diverse. Gli anni turbinosi del secondo conflitto mondiale danno uno straordinario impulso allo sviluppo delle tecniche di immersione con autorespiratore autonomo e, con il ritorno della pace, nuove energie vengono dedicate alla ricerca scientifica ed alle attività di lavoro sotto i mari del globo. Parallelamente si sviluppano progetti per la conquista delle massime profondità oceaniche.
E’ l’epoca dei batiscafi, Fnrs 2, Trieste I, Trieste II, Archimede, che tra il 1950 ed i primi anni ’60 consentono 1’accesso alle aree più profonde del globo. L’impulso dato alle attività di indagine e di ricerca scientifica si traduce nella costruzione dei primi sottomarini tascabili da grande profondità : Aluminaut, Deep, Quest, Deep Star, Alvin, Cyana. Contemporaneamente l’ immersione commerciale focalizza la propria attenzione sulle tecniche iperbariche e sull’impiego delle miscele respiratorie sintetiche per le maggiori profondità. Nel corso degli anni ’60 la leggenda di Alessandro Magno diviene realtà e compaiono numerosi habitat sottomarini all’interno dei quali gruppi di acquanauti verificano e dimostrano che 1’uomo può vivere, per prolungati periodi, sul fondo del mare. In coincidenza con questi sviluppi tecnologici si verifica una rapida crescita dell’attività di ricerca e di estrazione di idrocarburi in mare a profondità crescenti. I concetti di habitat subacqueo e di vita sul fondo del mare vengono quindi rapidamente assorbiti dall’industria offshore e adattati alle proprie esigenze. Compaiono così sui pontoni posatubi e sulle piattaforme di perforazione gli impianti di alto fondale, costituiti da una serie di camere iperbariche collegate tra loro, all’interno delle quali gli operatori trascorrono periodi di più settimane “in saturazione”, vivendo e lavorando ad una pressione equivalente a quella del fondo dove compiono gli interventi alternandosi in squadre che operano incessantemente.
II trasporto tra la superficie ed il fondo è assicurato da idonee campane di immersione che possono rimanere chiuse e pressurizzate durante il tragitto.
In questo modo gli operatori permangono, per tutta la durata del ciclo di intervento di tre o quattro settimane, in condizioni pressorie costanti ed equivalenti a quelle del punto di lavoro sul fondo, assorbendo gas inerte fino a “saturarsi”. La decompressione viene effettuata una sola volta al termine del periodo, riducendo così considerevolmente i tempi morti del1’intera operazione ed accrescendo la sicurezza fisiologica degli operatori. Sono trascorsi quasi trent’anni dalla effettuazione della prima immersione in saturazione e questa tecnica, ampiamente collaudata e sperimentata fino a divenire attività codificata da procedure ordinarie, rappresenta il cavallo di battaglia dell’industria nella fascia di profondità di intervento tra 30 e 200 metri.

Nel corso degli anni ’80 il rapido sviluppo del1’elettronica applicata alle costruzioni marine rende progressivamente più semplice la realizzazione in forma efficace di un veicolo sottomarino comparso in forma rudimentale già tra la fine degli anni ’50 e 1’inizio degli anni ’60 : il veicolo telecomandato o robotizzato, controllato dalla superficie e capace di muoversi sul fondo inviando segnali video ed altre informazioni agli operatori sulla nave appoggio.
Il concetto di un robot subacqueo che permettesse ad un operatore in superficie di pilotare un veicolo sul fondo ricevendo immagini video in tempo reale era già stato realizzato negli anni ’50 da Dimitri Rebikoff, ma la tecnologia non consentiva ancora la realizzazione con soluzioni efficaci ed affidabili e 1’idea rimase pertanto a languire fino in pratica ai giorni nostri.
La robotica subacquea costituisce il sostanziale collegamento tra il presente ed il futuro nella tecnologia dell’intervento sottomarino. Il concetto di un robot sottomarino è in sé elementare e facilmente realizzabile; le difficoltà compaiono al momento di attuare sistemi in grado di operare efficacemente su compiti complessi di ispezione strumentale, costruzione e riparazione di strutture sottomarine, recupero di relitti. I1 perfezionamento delle capacità costruttive dell’industria meccanica e di quella elettronica hanno, nel volgere di pochi anni, reso possibile il passaggio dai veicoli più semplici alle complesse realizzazioni della robotica pesante che si avvale di sistemi telecomandati pesanti diverse decine di tonnellate nei quali tutto è automatizzato e controllato dalla superficie.
Questi sistemi svolgono da soli, ovvero con il solo controllo degli operatori in superficie, operazioni complesse e cicli di lavorazione per i quali, fino a pochi anni or sono, erano necessarie più squadre di operatori subacquei utilizzate in successione.

Con questi sistemi telecomandati, la cui validità assoluta è comunque limitata ai casi nei quali tutto può essere preventivamente adattato o previsto a livello di progettazione, si fornisce assistenza alle attività di perforazione in acque profonde, si installano strutture sulle teste pozzo, si possono effettuare riparazioni a tubazioni o a piattaforme fisse. In realtà non esiste ancora alcun sistema automatizzato o a controllo remoto che possa totalmente sostituire la mano umana e quando i compiti di lavoro non possono essere preparati preventivamente o preprogrammati mediante progettazione di strutture che vengano collocate sul fondo del mare, è necessario fare ricorso, compatibilmente con la profondità, alle forme di intervento iperbarico. Sebbene la robotica rappresenti 1’area più promettente di sviluppo per la tecnologia subacquea, la sua funzione fondamentale sarà, negli anni futuri, quella di integrare, con essenziale funzione di complementarità, le metodologie di intervento iperbarico e monobarico. Infatti nessuna telecamera riuscirà a sostituire in tutto e per tutto l’occhio umano sul fondo del mare e nessun manipolatore potrà rimpiazzare in tutto e per tutto la mano del sommozzatore.
E quando anche questo dovesse, con tempi adeguati, verificarsi, nessuna capacità tecnologica arriverà a sostituire 1’efficacia del cervello umano sul fondo, nel luogo dell’intervento, per coordinare le funzioni dell’occhio e della mano.
L’introduzione, nelle attività ispettive ed esecutive subacquee, dei veicoli telecomandati ha rappresentato e rappresenta per l’industria offshore la soluzione di diversi problemi: sicurezza degli operatori subacquei ed economicità di determinate operazioni.
Poiché in molte attività tipiche dell’industria offshore, la presenza umana sul luogo di lavoro non rappresenta un fatto essenziale in quanto molti accertamenti sono riferiti a strutture delle quali si conoscono perfettamente le dimensioni e le caratteristiche costruttive, è logico che la scelta di un sistema di intervento rispetto ad un altro dipenda fondamentalmente da aspetti economici (costi di gestione) e pratici (durata, sicurezza, disponibilità del sistema).

Nel settore dell’immersione scientifica e, in genere, della indagine ambientale subacquea rimane invece determinante la presenza dell’occhio umano sul punto d’ispezione, per la capacità di discernimento e d’integrazione delle immagini dirette, per il senso spaziale e, più specificatamente, per la possibilità di riconoscere e valutare situazioni ambientali e formazioni litologiche molto più facilmente di quanto si possa fare attraverso la mediazione di una immagine fotografica o video.

D’altra parte tutti i sistemi ed i metodi d’intervento utilizzati nelle tre forme di operazione, iperbarica, normobarica e telecomandata, posseggono aspetti di integrazione e di complementarietà che li rendono necessariamente destinati ad impiego futuro ed a futuri perfezionamenti.

____
Giulio E. Melegari Mazzoni
Già socio dell’U.S.S. Gonzatti, ha partecipato a molteplici iniziative nell’attività subacquea, raggiungendo alte vette della tecnica industriale

Tag: