RiverWatch: a citizen-science approach to river pollution monitoring

PRIN 2022 Poggi

Abstract

Nonostante il problema dell'inquinamento da plastiche nei fiumi sia ormai al centro dell'agenda internazionale sulla gestione delle acque, i sistemi di monitoraggio restano frammentari e raramente in grado di coniugare accuratezza scientifica, copertura territoriale e coinvolgimento diretto dei cittadini. Individuare un metodo economicamente sostenibile per rilevare, classificare e quantificare i rifiuti plastici, senza al contempo alterare gli ecosistemi fluviali, è un'operazione priva di protocolli standardizzati. È su questo vuoto che RiverWatch ha concentrato la propria ricerca, intrecciando monitoraggio idrologico da immagini, visione artificiale non supervisionata e citizen science. "RiverWatch" è un progetto di ricerca finanziato dall'Unione europea attraverso NextGenerationEU nell'ambito del PNRR, che ha riunito le Università della Tuscia, di Bologna, di Napoli Federico II e per Stranieri di Perugia attorno a una delle sfide più attuali per la tutela degli ecosistemi fluviali: come costruire un'infrastruttura di monitoraggio delle plastiche galleggianti che sia al tempo stesso tecnologicamente avanzata, poco invasiva e capace di attivare la partecipazione diffusa dei cittadini.

Risultati raggiunti

Il team, coordinato dalla prof.ssa Flavia Tauro (UniTus), ha realizzato una webapp che consente ai cittadini di fotografare o filmare i tratti fluviali inquinati, annotare la presenza di plastiche e la torbidità dell'acqua, e contribuire così alla costruzione di un dataset di addestramento per gli algoritmi di riconoscimento automatico. Parallelamente, è stata installata una stazione fissa di monitoraggio sul fiume Sarno, presso Ponte Marconi, che dal 2023 raccoglie con continuità immagini poi validate e rese disponibili secondo i principi FAIR attraverso un repository e una dashboard web-GIS pubblici. L'Unità di Bologna, guidata dal prof. Matteo Poggi, ha assunto un ruolo centrale nella componente di visione artificiale: ha sviluppato l'applicazione web per la raccolta dei dati, tecniche di segmentazione semantica open-vocabulary per il riconoscimento dei rifiuti, e modelli di stima della profondità robusti alle superfici riflettenti dell'acqua, con risultati pubblicati a CVPR 2025 e ECCV 2024. L'Unità di Napoli Federico II, guidata dal prof. Salvatore Manfreda, ha curato la validazione dei dati e lo studio della trasferibilità degli algoritmi su dataset internazionali (Indonesia, Paesi Bassi, Vietnam, Italia), dimostrando il valore di dataset misti e diversificati per la scalabilità globale del sistema. L'Unità per Stranieri di Perugia, guidata dalla prof.ssa Chiara Biscarini, ha coordinato lo sviluppo della piattaforma web-GIS e le attività di citizen science rivolte a scuole e volontari. Il progetto ha avuto una significativa dimensione pubblica e divulgativa: webinar per insegnanti e volontari, percorsi PCTO nelle scuole superiori del Centro Italia, un coastal cleanup a Punta Tarawal (Filippine) in collaborazione con l'Ateneo de Naga University, la partecipazione al World Food Forum 2025 della FAO e alla piattaforma Citizens4Water dell'UNESCO, oltre a una collaborazione con Progetto ACEA Scuola Licei per la produzione di materiale educativo, in uscita nell'autunno 2026. Complessivamente le iniziative di comunicazione e disseminazione hanno coinvolto oltre 1.000 persone, in linea con l'obiettivo inizialmente previsto. I risultati scientifici comprendono a oggi 9 pubblicazioni peer-reviewed e una in corso di pubblicazione su riviste quali Hydrological Sciences Journal, WIREs Water, Hydrology and Earth System Sciences, Water Resources Research e International Journal of Computer Vision, oltre a diversi contributi presentati a conferenze internazionali (CVPR, ECCV, EGU General Assembly, European Citizen Science Association). Sono inoltre previste ulteriori pubblicazioni relative all'integrazione della citizen science nel monitoraggio, alla ricostruzione satellitare dello stato della vegetazione riparia e alla piattaforma web-GIS sviluppata nel progetto.

Dettagli del progetto

Responsabile scientifico: Matteo Poggi

Strutture Unibo coinvolte:
Dipartimento di Informatica - Scienza e Ingegneria

Coordinatore:
Università  degli Studi della Tuscia(Italy)

Contributo totale Unibo: Euro (EUR) 39.000,00
Durata del progetto in mesi: 29
Data di inizio 28/09/2023
Data di fine: 28/02/2026

Loghi degli enti finanziatori