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“La sostenibilità dei dati è la nuova frontiera della ricerca”

Incontri tra discipline: intervista alla fisica Claudia Notarnicola e al medico d’emergenza Giacomo Strapazzon

by Valentina Bergonzi, Sigrid Hechensteiner

Una fisica esperta di telerilevamento e osservazione della Terra e un medico d’emergenza attivo nel soccorso alpino. Claudia Notarnicola e Giacomo Strapazzon non potrebbero avere profili più diversi. Eppure le loro ricerche sono accomunate almeno da due cose: l’uso di big data che sono sempre più big e… la neve.

Come e quando la neve è entrata nella vostra vita?

Giacomo Strapazzon: C’è sempre stata. Prima nel tempo libero, soprattutto per lo scialpinismo, e poi nel lavoro. Da soccorritore, mi sono interessato per prima cosa alle tecniche di recupero delle vittime da valanga, poi mi sono focalizzato sulle problematiche mediche, per esempio l’ipotermia.

Claudia Notarnicola: Per me decisamente non è stato un incontro precoce perché non vengo da una zona di montagna (ride. Notanicola è cresciuta in Puglia, Ndr). Anche professionalmente mi sono occupata tanto di acqua prima di approdare alla neve. Le tecniche le ho acquisite alla Gavazzi Space (ora Compagnia generale per lo spazio), a Milano, e qui a Bolzano ho trovato il terreno ideale per applicarle, anche se all’inizio ci sono stati diversi dubbi perché i competitor erano molti. Ma è valsa la pena insistere.

Uno studio recente sulla neve che vi sta particolarmente a cuore.

Notarnicola: È da poco uscito sulla rivista Scientific Report, del gruppo Nature, un bilancio della copertura nevosa nelle aree montane di tutto il mondo negli ultimi 38 anni. Con un approccio ibrido ho unito serie storiche di dati satellitari e modelli matematici e ho ricostruito come tra il 1982 e il 2020 il periodo di copertura nevosa è diminuito in media di circa 15 giorni in un anno.

Strapazzon: Tengo molto a una ricerca che combina le scienze mediche alla nivologia: abbiamo dimostrato come una vittima completamente sepolta da una valanga possa sfruttare, per respirare, l’aria presente nella neve – di più se è neve farinosa, di meno se è più bagnata. Questo ci permette di migliorare gli apparecchi e le linee guida di autosoccorso.

Notarnicola: Anche noi studiamo la densità della neve. Mi chiedo se potranno mai convergere i nostri filoni di ricerca…

Be’, cosa ve lo potrebbe impedire?

Notarnicola: Non certo la volontà di collaborare, ovviamente! Il punto è che anche per noi conoscere meglio la consistenza della neve, insieme ad altri parametri, è importantissimo perché ci permette di calcolare l’equivalente in acqua e di conseguenza stimare di quante risorse idriche potremo disporre. Questo però è il santo graal del telerilevamento. Infatti, benché abbiamo sempre più dati a disposizione, ci sono purtroppo ancora molti problemi tecnici che necessitano una soluzione.

Da dove arrivano i dati per i vostri studi?

Notarnicola: Ci sono reti di dati a terra, frutto di campagne di misurazione e stazioni climatiche, dati satellitari e modelli matematici indispensabili per riempire i “buchi”, per esempio delle serie storiche. A queste fonti si aggiungono le cosiddette “indicazioni ausiliarie”, per esempio relazioni storiche o altri documenti da cui possiamo estrapolare informazioni utili.

Strapazzon: Nel nostro caso abbiamo da una parte i dati clinici raccolti durante esperimenti di vario genere, per esempio i test in strutture come il terraXcube o monitoraggi sul campo; dall’altra parte ci sono i dati degli incidenti reali. In questo ultimo caso la sfida è combinare i dati raccolti in fase di soccorso con i dati ospedalieri e con i dati riguardanti l’ambiente, per esempio le caratteristiche della neve. A questo scopo in Eurac Research ospitiamo vari registri, come il registro delle valanghe o quello dei traumi alpini, che tengono traccia degli incidenti.

© Eurac Research | Tiberio Sorvillo

“Per la mia tesi a metà anni novanta avevo tre immagini satellitari, per il mio ultimo studio ne ho usate almeno 7.000. Rendo l’idea?”

Claudia Notarnicola

Parlate entrambi di serie storiche. Quanto è cresciuta nel tempo la mole di dati e come influisce sul lavoro?

Notarnicola: Quando preparavo la mia tesi a metà degli anni novanta avevo a disposizione tre immagini acquisite tramite una missione del programma Space Shuttle della Nasa. Per il mio ultimo studio sui trend globali della copertura nevosa ho usato, facendo un calcolo al ribasso, almeno 7.000 immagini satellitari. Rende l’idea? Questa accelerazione ha modificato profondamente il lavoro: nessuno potrebbe scaricare e salvare così tanti dati in locale e siamo tutti dipendenti dalle piattaforme che operano anche una pre-elaborazione dei dati.

Strapazzon: In assoluto i nostri numeri non sono grandi perché per fortuna il numero delle vittime è piuttosto stabile – per esempio i decessi da valanga si aggirano sui 150 all’anno su tutte le Alpi. Con i nuovi strumenti però possiamo fare sempre più misure in poco tempo. Anni fa i soccorritori misuravano i parametri della persona e li annotavano a mano su un foglio; oggi uno strumento di monitoraggio può raccogliere anche 7.000 misurazioni in un’ora. Anche noi ci stiamo attrezzando per salvare i dati in modo efficiente e standardizzato.

Nel suo libro reportage “Inferno digitale”, il giornalista Guillaume Pitron dimostra come il mondo delle cloud, che percepiamo come immateriale, ha invece risvolti molto materiali, anche in termini di impronta ecologica. Secondo i suoi calcoli internet sarebbe responsabile di circa il quattro per cento delle emissioni globali e, considerato che si stima che nel 2035 si produrranno 45 volte i dati prodotti nel 2020, l’impatto è destinato a esplodere. Quello della sostenibilità ambientale dei dati è un tema discusso apertamente nei vostri progetti?

Notarnicola: È la nuova frontiera della ricerca. Finora c’è stata la corsa ai dati e questo ci ha permesso di fare grandi passi avanti: per esempio i metodi di intelligenza artificiale hanno iniziato il loro sviluppo negli anni ottanta e novanta, ma hanno visto il loro pieno impiego solo negli ultimi anni proprio grazie al boom dei big data. Oggi abbiamo capito che i dati non sono a costo zero, per cui sempre più dobbiamo chiederci di quali abbiamo davvero bisogno. In effetti, prima di lanciare un satellite, si ragiona a fondo su quali immagini serva davvero che invii.

© Eurac Research | Tiberio Sorvillo

“Al momento gli strumenti riutilizzabili sono ancora troppo pesanti per essere impiegati agevolmente per soccorsi in aree remote.”

Giacomo Strapazzon

La ricerca nelle vostre discipline produce rifiuti?

Notarnicola: Per quanto riguarda i dati bisogna riconoscere che le serie storiche sono sempre utili. E comunque nell’ambito del telerilevamento, al di là dei dati che possono rimanere parcheggiati a lungo in qualche cloud, un grosso tema è quello dei debris spaziali, cioè i satelliti dismessi che diventano spazzatura. Anche visto il numero crescente di satelliti di aziende private questo sarà un grosso tema non solo per l’iperspazio, ma proprio per lo spazio reale.

Strapazzon: Nella nostra disciplina cerchiamo di ridurre i materiali monouso che rappresentano lo scarto principale, ma è complicato trovare il giusto compromesso tra sostenibilità, sicurezza di personale e pazienti e peso delle attrezzature. Al momento infatti gli strumenti riutilizzabili sono ancora troppo pesanti per essere impiegati agevolmente per soccorsi in aree remote.

Parliamo di sostenibilità sociale dei dati. Come ci si orienta in questo proliferare di informazioni?

Strapazzon: Bisogna rimanere focalizzati sulla domanda di ricerca principale e non perdersi nei rivoli dei dati secondari. Negli studi clinici internazionali si tende a stabilire il minimo dei dati indispensabili: è l’unico modo per essere certi che tutti li raccolgano in modo completo. Più è ampia è la richiesta, maggiore è il rischio di imprecisione.

Qual è – se c’è – l’elemento umano che nessuna intelligenza artificiale potrà mai rimpiazzare?

Notarnicola: La creatività nell’ideare uno studio e nell’interpretare i risultati, anche allacciando connessioni interdisciplinari.

Strapazzon: Lo stesso vale nella medicina d’emergenza. La collaborazione e l’interpretazione profonda dei dati sono essenziali e sono valori a rischio se non li tramandiamo a chi inizia ora il nostro mestiere e si affida con più disinvoltura all’interpretazione automatica. Vi faccio un esempio: da anni il mio team lavora a stretto contatto con un bravissimo statistico per studiare le vittime da valanga; con il tempo, e solo ragionando insieme, abbiamo imparato che capita che alcuni dati anche molto significativi dal punto di vista statistico siano pressoché irrilevanti dal punto di vista clinico. Per non prendere abbagli, ogni volta ci fermiamo e ci guardiamo i numeri assieme.

Notarnicola: Magari tra qualche anno verremo smentiti, ma per ora questo è un sistema di intelligenza che non è stato eguagliato. E ho dubbi che lo sarà mai …

Claudia Notarnicola

Claudia Notarnicola è fisica e direttrice dell’Istituto per l’osservazione della Terra di Eurac Research. Ha avuto incarichi di insegnamento nelle università di Bari e Bolzano e all’Agenzia spaziale argentina. Dal 2006 è parte del Cassini Radar Science Team che sta analizzando in particolare la superficie di Titano. Studia la neve, ma adora il mare, che raggiunge appena può.

Giacomo Strapazzon

Giacomo Strapazzon è un medico d’emergenza e soccorritore, direttore dell’Istituto per la medicina d’emergenza in montagna di Eurac Research. Questa estate ha vinto il premio alla ricerca della Wilderness Medical Society. Nel tempo libero ha ancora voglia di andare in montagna e c’è da scommetterci che appena possibile insegnerà a sciare alla piccola Delia.

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