Satelliti ed intelligenza artificiale alleati per identificare le principali perdite di metano a livello mondiale

Un articolo apparso recentemente su Atmospheric Chemistry and Physics descrive un’applicazione dell’intelligenza artificiale sviluppata per identificare le principali perdite di metano esistenti a livello mondiale. I dati analizzati sono quelli del satellite Copernicus Sentinel-5P, eventualmente integrati con quelli dei satelliti Sentinel-2 e Sentinel-3 quando servono informazioni di maggiore dettaglio. Il metano è – dopo l’anidride carbonica – il secondo gas più rilevante per quanto riguarda l’effetto serra. Le osservazioni satellitari individuano solo le sorgenti responsabili delle emissioni più intense, ma sono importanti perché ci forniscono un quadro globale e costantemente aggiornato della situazione.

Una volta tanto parliamo di intelligenza artificiale sottolineando gli aspetti vantaggiosi di questa tecnica senza preoccuparci delle possibili controindicazioni. Mi riferisco – in particolare – al sistema semiautomatico sviluppato per analizzare i dati del satellite Copernicus Sentinel-5 appartenente ad una costellazione di satelliti messi in orbita dalla Agenzia Spaziale Europea per fornire un monitoraggio continuo dell’atmosfera terrestre.

Sentinel-5 è dotato di uno spettrometro ad alta risoluzione in grado di rilevare la presenza di vari gas tra cui il metano. La sensibilità dello strumento consente di rilevare sorgenti particolarmente intense di metano, tipicamente superiori a 5 t/ora.

Durante i suoi passaggi Sentinel-5 analizza la superficie terrestre raccogliendo una mole impressionante di dati che devono essere analizzati in tempo reale. Poiché le grandi sorgenti di metano possono cambiare in ogni momento, una analisi dei dati fatta con sistemi manuali sarebbe del tutto inefficace. Il sistema adottato usa l’intelligenza artificiale ed è stato addestrato fornendogli qualche migliaio di immagini, alcune positive (con presenza dei caratteristici “pennacchi” dovuti alla presenza di intense emissioni) ed altre totalmente negative.

Perdita di metano da un impianto petrolifero localizzato in territorio libico individuata dal satellite Sentinel-5 (crediti: GHGSat/contiene dati provenienti dal satellite Copernicus Sentinel-5 (2021), elaborati dall’ESA)

I dati provenienti da Sentinel-5 vengono analizzati automaticamente dal sistema che individua tutti i casi sospetti di emissione. Solo a questo punto intervengono gli analisti umani che rivedono i casi segnalati dal sistema ed eseguono la classificazione finale.

Nel 2021 il satellite ha scattato quasi 800 mila immagini tra cui il sistema di analisi automatica ha individuato poco meno di 5 mila casi “sospetti“. L’analisi manuale di questi dati ha confermato l’esistenza di 2.974 grandi perdite di metano la cui posizione è riportata nella mappa mostrata qui di seguito:

Mappa che localizza le 2.974 intense fonti di metano che è stato disperso nell’atmosfera durante il 2021 (crediti: ESA/SRON)

Notiamo che ci sono grandi perdite a livello urbano (Buenos Aires, Mumbai, Delhi, e Lahore sono le aree urbane dove si manifestano le fughe di metano più consistenti). Grandi perdite si verificano anche in diversi siti di estrazione del metano e di altri combustibili fossili. Anche i grandi gasdotti russi sono una fonte importante di emissioni. Nessuna delle emissioni più importanti registrata nel 2021 ha interessato i gasdotti italiani.

Spesso le compagnie petrolifere sono criticate perché praticano quello che in inglese viene definito “flaring” (ovvero bruciano il gas naturale in eccesso senza neppure recuperare una minima parte di energia). Come dimostrano questi dati ci sono pratiche molto peggiori: liberare il metano direttamente in atmosfera contribuisce in maniera significativa all’effetto serra. Molte compagnie petrolifere si sono dette pronte (almeno a parole) ad eliminare la pratica del flaring entro il 2030. Speriamo che queste promesse non si trasformino in un ulteriore aumento delle emissioni dirette di gas naturale nell’atmosfera.

Fin qui abbiamo visto come le tecnologie ci possono aiutare ad individuare le emissioni più intense di metano. Considerando che una tonnellata di metano dispersa nell’atmosfera genera – nell’arco di soli 10 anni – 30 volte l’effetto serra generato in 100 anni da una pari quantità di anidride carbonica, la riduzione delle perdite di metano potrebbe produrre un risultato tangibile rispetto al problema del riscaldamento globale. Tra l’altro, considerato l’alto prezzo di mercato, oltre a produrre un danno climatico le perdite di metano hanno anche un significativo costo economico. Questo dovrebbe essere un forte incentivo per ridurle.

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