L'eredità di due guerre mondiali, esercitazioni di addestramento al fuoco dal vivo e lo smaltimento mirato di munizioni nelle acque costiere da parte delle forze armate negli Stati Uniti e in nazioni di tutto il mondo ha causato preoccupazione quando alcune di queste aree vengono utilizzate per attività ricreative e commerciali, come iniziative energetiche offshore.

Ordigni inesplosi sono stati trasportati sulle spiagge per anni, con un pescatore sorpreso che barcolla su un razzo della marina da Rock Harbor, Massachusetts nell'aprile del 2018. Un'ulteriore preoccupazione è che le sostanze chimiche di queste munizioni potrebbero potenzialmente penetrare e contaminare le acque sotterranee.

Mentre ci sono stati molti studi su come le onde e le correnti muovono le munizioni in ambienti sabbiosi, molti dei siti in cui sono state scaricate queste munizioni preoccupanti si trovano in zone limose, impostazioni fangose.

A causa di ciò, l'Art Trembanis dell'Università del Delaware e il dottorando Carter DuVal volevano sapere come si muovono le munizioni inesplose in questi terreni fangosi, ambienti di estuario.

Il progetto è finanziato dal Dipartimento della Difesa nell'ambito dello Strategic Environmental Research Development Program (SERDP) ed è uno dei primi ad esaminare come si muovono gli ordigni inesplosi in questi tipi di ambienti.

"Volevamo scoprire se le nostre ipotesi e i nostri modelli di come ci sembra di vedere gli ordigni inesplosi muoversi in ambienti sabbiosi, se potessimo usare quegli stessi presupposti in ambienti fangosi, " disse Trembani, professore associato nel College of Earth di UD, Oceano e ambiente (CEOE). "Altrimenti, dobbiamo cambiare il modo in cui ci avviciniamo e modelliamo e prevedere come questi potrebbero muoversi?"

Dal 1917 al 1970, gli Stati Uniti hanno attivamente smaltito le munizioni nell'oceano fino a quando il Congresso non ha posto fine alla pratica.

I ricercatori dell'UD sono stati in grado di identificare più di 100 siti di difesa precedentemente utilizzati che avevano una parte dei loro confini in zone guidate dalle maree, poco profondo, estuari fangosi.

"L'obiettivo generale è cercare di aiutare a informare la gestione efficiente e sicura di questi siti noti, Trembanis ha detto del perché la ricerca è importante.

Sito di test della baia del Delaware

Poiché la baia del Delaware è uno dei più grandi estuari della costa orientale, è servito come luogo di prova perfetto per il loro studio.

"La baia del Delaware è un estuario che ha acque poco profonde, siti fangosi al suo interno, quindi volevamo usarlo come proxy per ottenere una migliore comprensione delle dinamiche che sono coinvolte con gli esplosivi di preoccupazione in ambienti fangosi, " ha detto DuVal, uno studente di dottorato presso la School of Marine Science and Policy in CEOE.

Dal 2017, il gruppo di ricerca ha effettuato tre dispiegamenti nelle aree poco profonde della Delaware Bay.

Hanno fabbricato surrogati di munizioni che erano simili nelle caratteristiche alle munizioni reali, stabilendosi su tre diverse dimensioni. Le munizioni fabbricate si basavano su input del Dipartimento della Difesa e dei direttori di siti di difesa precedentemente utilizzati che identificavano munizioni più comunemente usate:mortai da 60 millimetri e 81 millimetri e proiettili di obice da 155 millimetri.

Queste munizioni andavano dal molto piccolo, formato portatile a mano, a una munizione media a una che pesava quasi 100 libbre.

I ricercatori hanno aggiunto sensori alle munizioni fabbricate simili ai sensori trovati nei telefoni cellulari, che registrano quando si muovono utilizzando un registratore di dati.

Hanno anche dotato le munizioni fabbricate di sistemi di posizionamento VEMCO (VPS) che hanno permesso loro di creare una griglia di ricevitori acustici, mettere etichette acustiche sulle loro munizioni, e seguirli nel tempo in alta frequenza e alta fedeltà. Questi tag acustici hanno permesso loro di ottenere una precisione di posizionamento fino a 20 centimetri.

Esporre i surrogati

Nel 2017, con l'aiuto del Delaware State Police Scuba Team, guidato da Corp. Brian Greene, hanno lasciato cadere i surrogati in quattro metri d'acqua e li hanno lasciati lì per un mese. Non sono avvenute tempeste, ma sono stati in grado di esaminare il sistema e vedere che funzionava bene, poiché hanno ottenuto posizioni precise dei tag per i surrogati.

Nella primavera del 2018, ci sono stati quattro intensi Nor'easter che hanno colpito il sito dello studio. Quando i subacquei recuperarono i surrogati, hanno notato a DuVal che le due munizioni di dimensioni più piccole erano in gran parte, se non completamente, sepolto, mentre le munizioni più grandi erano sedute esposte in grandi pozzi di pulitura. (Una fossa abrasiva è un buco creato quando l'acqua si muove rapidamente oltre un oggetto di grandi dimensioni.) DuVal ha detto che i ricercatori sono stati in grado di verificarlo anche con i loro dati.

Avevano anche avuto fortuna, poiché le velocità del vento erano eventi di livello superiore e anomali rispetto agli ultimi due o tre decenni di dati disponibili sul vento.

Nonostante sia seppellito sul posto o sia finito in una fossa di scolo, le munizioni non si muovevano orizzontalmente.

"Quello che stavamo vedendo riguardava l'alta energia delle tempeste che prevediamo si sarebbe verificata in questa regione per quel periodo dell'anno e non abbiamo visto alcun movimento orizzontale, " ha detto DuVal.

Quando hanno esaminato più da vicino alcuni dei dati di tracciamento acustico di uno dei surrogati più piccoli, hanno visto che l'energia di una delle tempeste era abbastanza alta da oscillare avanti e indietro sul posto, ma ancora, si muoveva appena.

Quando il gruppo è tornato fuori nell'autunno del 2018, furono nuovamente colpiti da alcune grandi tempeste, uno dei quali ha rovesciato i sensori e spostato un grande telaio dello strumento che ospitava i loro sensori idroacustici 316 metri a sud-est, completamente fuori dal sito di studio.

"Abbiamo dovuto raccoglierlo e reimpostare le cose nel sito, " ha detto DuVal. "Quando l'abbiamo fatto, abbiamo scaricato i dati e abbiamo scoperto che nonostante il telaio dello strumento si muovesse, i surrogati non si sono mossi. Hanno cominciato a seppellire".

La ricerca del gruppo ha dimostrato che durante quattro mesi di implementazioni che hanno catturato sei eventi Nor'easter, i surrogati di munizioni che hanno distribuito non si sono mossi. Hanno solo setacciato e seppellito.

"Ciò rappresenta ancora un risultato interessante in termini di, come li trovi quando li hanno perlustrati e seppelliti?" ha detto DuVal.

Oltre allo studio condotto da Trembanis e DuVal, Jack Puleo, professore e professore associato nel Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell'UD, sta conducendo uno studio simile finanziato dal SERDP per la mobilità delle munizioni nella zona oscillante, la zona di azione delle onde sulla spiaggia, in siti sabbiosi.