Ogni anno centinaia di persone muoiono in mare a causa di incidenti navali e aerei. Le squadre di emergenza hanno poco tempo per soccorrere chi è in acqua perché la probabilità di trovare una persona viva precipita dopo sei ore. Al di là delle maree e delle condizioni meteorologiche difficili, le correnti costiere instabili spesso rendono estremamente difficili le operazioni di ricerca e soccorso.

Nuove informazioni sui flussi costieri raccolte da un team di ricerca internazionale guidato da George Haller, Professore di Dinamica non lineare all'ETH di Zurigo, promette di migliorare le tecniche di ricerca e soccorso attualmente in uso. Utilizzando strumenti dalla teoria dei sistemi dinamici e dai dati oceanici, il team ha sviluppato un algoritmo per prevedere dove andranno alla deriva gli oggetti e le persone che galleggiano nell'acqua. "Il nostro lavoro ha un chiaro potenziale per salvare vite umane, "dice Mattia Serra, ex dottorato di ricerca studente all'ETH e ora borsista post-dottorato ad Harvard, chi è il primo autore di uno studio recentemente pubblicato su Comunicazioni sulla natura.

Trappole nascoste portano a persone scomparse

Nelle odierne operazioni di soccorso in mare, elaborati modelli di dinamica oceanica e previsioni meteorologiche vengono utilizzati per prevedere il percorso degli oggetti alla deriva. Per le acque costiere in rapido cambiamento, però, tali previsioni sono spesso imprecise a causa di parametri incerti e dati mancanti. Di conseguenza, una ricerca può essere avviata nella posizione sbagliata, causando una perdita di tempo prezioso.

Il team di ricerca di Haller ha ottenuto risultati matematici prevedendo che gli oggetti che galleggiano sulla superficie dell'oceano dovrebbero aggregarsi lungo alcune curve speciali che chiamano TRansient Attracting Profiles (TRAP). Queste curve sono invisibili ad occhio nudo, ma possono essere estratti e tracciati dai dati istantanei sulla superficie dell'oceano utilizzando recenti metodi matematici sviluppati dal team dell'ETH. Ciò consente una pianificazione rapida e precisa dei percorsi di ricerca meno sensibili alle incertezze nel momento e nel luogo dell'incidente.

Un nuovo strumento per i soccorritori

In collaborazione con un team del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT, un gruppo del Woods Hole Oceanographic Institute e della US Coast Guard, il team ETH ha testato il loro nuovo, Algoritmo di ricerca basato su TRAP in due esperimenti oceanici separati vicino a Martha's Vineyard vicino alla costa nord-orientale degli Stati Uniti. Lavorando dagli stessi dati in tempo reale a disposizione della Guardia Costiera, il team ha identificato con successo i TRAP nella regione in tempo reale. Hanno scoperto che boe e manichini gettati nell'acqua si sono effettivamente raccolti rapidamente lungo queste curve in evoluzione. "Di diversi approcci concorrenti testati in questo progetto, questo era l'unico algoritmo che funzionava costantemente in situ, "dice Haller.

"I nostri risultati si ottengono rapidamente, facile da interpretare ed economico da implementare, " afferma Serra. Aggiunge che il metodo che hanno sviluppato ha anche il potenziale per prevedere l'evoluzione delle fuoriuscite di petrolio. Il prossimo piano del gruppo di ricerca è quello di testare il loro nuovo strumento di previsione anche in altre regioni oceaniche. Haller afferma, "La nostra speranza è che questo metodo diventi una parte standard degli strumenti delle guardie costiere di tutto il mondo".