Il problema del colore della sabbia nei ripascimenti artificiali

Questo articolo fa parte di "Granelli di sabbia"

Divagazioni su processi, forme e tematiche ambientali della spiaggia. Una rubrica a cura del GNRAC.

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Ripascimento della spiaggia di Varigotti
Ripascimento della spiaggia di Varigotti (Liguria)

Il nostro occhio riesce a distinguere circa 8 milioni di colori, ma non è capace di darne una valutazione numerica e, tanto meno, di misurare quanto uno si discosti da un altro. Ecco dunque che apprezziamo differenze minime, se mettiamo due superfici colorate una accanto all’altra (basta provare con due fogli bianchi presi da due risme diverse), ma non sappiamo dire di quanto il colore dell’una sia diverso da quello dell’altra. Questo pone grossi problemi quando andiamo a fare un ripascimento artificiale, perché, per motivi paesaggistici ed ecologici, dovremmo versare sulla spiaggia sedimenti uguali a quelli presenti o, quantomeno, di colore molto simile. L’attenzione al paesaggio è ormai data per scontata, mentre gli aspetti ambientali legati all’immissione di nuovi sedimenti sono meno noti.

Osservando le serie storiche di Google Earth, si vedono spesso delle brusche variazioni del colore della sabbia dovute a ripascimenti artificiali fatti con sedimenti alieni. Qui Marina Palmense (Marche) in un’immagine di giugno 2007.

Il colore influenza la temperatura della sabbia e, di conseguenza, la vita degli animali che in essa vivono. Si pensi solo che incide sul tempo di schiusa delle uova delle tartarughe marine e sul rapporto fra i sessi di chi nascerà; ma la temperatura riguarda anche altre specie animali che vivono sopra o sotto la sabbia. D’altra parte una striscia di sabbia nera riscaldata dal sole di agosto è anche per noi una barriera quasi invalicabile che ci separa dal mare. E pensiamo poi a certi animali che si mimetizzano sulla spiaggia, riproducendone colore e tessitura: cambiando loro lo sfondo, diventano facili prede.

Se cambiassimo il colore o la tessitura della sabbia, questo granchio finirebbe presto in bocca a un predatore. Se non lo vedete, la soluzione è alla fine dell’articolo.

Per anni questo problema è stato sottovalutato e la preoccupazione dei progettisti era quella di trovare sabbia che, una volta versata sulla spiaggia, non se ne andasse via alla prima mareggiata. In alcuni recenti interventi di ripascimento il colore dei sedimenti versati non è piaciuto e le proteste dei cittadini sono arrivate a innescare azioni giudiziarie, che hanno poi evidenziato alcune irregolarità. Anche nei casi in cui queste avevano poco a che fare che con il colore, è stata questa caratteristica dei materiali la cartina al tornasole di un progetto o di una esecuzione non molto accorta.

Dato che è impossibile trovare sabbia di colore identico a quello dei sedimenti nativi, se non quando la si prende davanti alla riva, bisogna definire il modo con il quale il colore viene misurato e stabilire quanto il nuovo materiale possa differire, dal punto di vista cromatico, da quello originario. Quando un progetto si basa su di un dragaggio di sabbia dai fondali vicini a riva, sappiamo esattamente di che materiale di tratta e può essere fatta una valutazione preventiva, ma se dobbiamo redigere il capitolato per una gara di appalto non possiamo certo sapere (e non dovremmo!) da quale cava arriverà la nostra sabbia, anche se sarà nostra cura garantirci che materiale con le caratteristiche richieste esista senza doverlo andare a prendere in Australia.

Nelle immagini digitali con cui abbiamo a che fare tutti i giorni, i colori sono costituiti dalla combinazione di rosso, verde e blu (red, green, blue = RGB), ciascuno con un valore che, in genere, va da 0 a 127 (128 valori = 28). Il nostro problema sembrerebbe risolto, dato che ogni colore occupa un punto nello spazio tridimensionale RGB ed è facile misurare la distanza fra due punti-colore. Ma purtroppo quei tre valori vengono generati attraverso diverse trasformazioni della quantità di energia luminosa che raggiunge il sensore della macchina fotografica; quindi ci sono diversi spazi RGB (sRGB, Adobe RGB, Display P3, …), e comunque tutto dipende dall’intensità della luce che illumina la scena e dal colore della sorgente luminosa (sole pieno, nuvole, luce artificiale…). Basta poi guardare la stessa foto su due schermi diversi, oppure su uno schermo e prodotta da una stampante, per capire quanto poco ci si possa fidare di questo sistema.

Anche risolvendo questi problemi con opportune calibrazioni, rimane il fatto che in tutti questi spazi RGB, un’uguale distanza fra due punti non equivale alla differenza che l’occhio umano percepisce. Per esempio, fra due verdi e due rossi ugualmente distanti, a noi sembrano più diversi i due verdi. Un sistema cromatico che tiene conto di questo problema lo aveva formulato nel 1898 (ben prima del 1972, anno di nascita delle immagini digitali a colori) Alber Henry Munsell, un insegnante di disegno che nel 1905 pubblicò A Color Notation, un atlante in cui i colori venivano posti in una sequenza “razionale” (perceptually uniform color space). Il sistema, successivamente modificato per correggere alcuni errori nel posizionamento di certi colori, è ora chiamato “Munsell Renotation System” ed è stato adottato, fra l’altro, per la descrizione del colore dei suoli (“Munsell Soil Color Charts”) e successivamente delle sabbie per il ripascimento. Questo sistema fa riferimento al modo con il quale vengono denominati i colori nel linguaggio comune, indicando il tono dominante (hue), la luminosità (value) e la saturazione (chroma). Prendete una vernice, per esempio hue rosso, aggiungendo il bianco o il nero cambiate il value, mentre diluendolo con l’acqua cambiate il chroma.

Il sistema colorimetrico di Munsell
munsell soil color chart
La tavola 2.5Y di Munsell sovrapposta alla sabbia della spiaggia di Marina di Carrara (Toscana), che dalla comparazione viene ad avere una notazione di 2.5Y 7/2.5. Per quanto abbiamo detto in precedenza, i colori nella foto non rispettano quelli della realtà.

Normalmente il colore di una superficie viene determinato per confronto visivo con delle tessere di cartoncino colorate, ma risente molto delle condizioni di illuminazione e della sensibilità dell’operatore. Inoltre, il calcolo della distanza fra due colori non è molto accurato. Un sistema colorimetrico assai più preciso è il CIEL*a*b*, definito dalla Commission internationale de l’éclairage, in cui l’Illuminante adottato è il D65, che corrisponde allo spettro solare in condizioni di cielo sereno (temperatura di emissione 6500 K). Il parametro L definisce la luminosità (da 0 = nero a 100 = bianco), mentre i parametri a* e b* danno la cromaticità (a* da verde a rosso; b* da blu a giallo) con valori da -100 a +100, anche se i valori estremi non si ritrovano mai. Questo perché il segnale raccolto da coni e bastoncelli del nostro occhio, sensibili in modo diverso alla varie lunghezze d’onda della luce, viene scomposto e ricomposto nel cervello in un’informazione di luminosità e in due coppie di colori opponenti: verde-rosso e blu-giallo. Sembra infatti che nella nostra fantasia non si riesca a immaginare un colore che sia una via di mezzo fra gli opponenti.

Lo spazio CIEL*a*b*

Il CIEL*a*b* è meno intuitivo del sistema Munsell e la determinazione del colore deve essere fatta con uno strumento specifico, ma è molto più percettivamente uniforme e garantisce maggiore accuratezze nella misura delle distanze. Per questo, è lo spazio colore adottato dalle Linee guida per la difesa della costa dai fenomeni di erosione e dagli effetti dei cambiamenti climatici elaborato dal Tavolo nazionale sull’erosione costiera tra Ministero dell’ambiente e Regioni, dove si suggeriscono anche i limiti di accettabilità, che si basano su test in cui è stata valutata la capacità di un osservatore di percepire le differenze cromatiche.

L’impossibilità di trovare sabbia esattamente uguale a quella nativa ha imposto la necessità di considerare un range di accettabilità leggermente più esteso, ma che comunque non supera quello, ben più ampio, del ricordo del colore. In ambienti non completamente naturali, come le spiagge urbane, il range proposto è allargato verso toni più chiari e giallo-rossi, seguendo le preferenze verificate su centinaia di interviste. Partendo dalle coordinate colorimetriche della sabbia nativa, si determina l’intervallo di accettabilità dei tre parametri e si vede se il colore della sabbia che vorremmo usare per il ripascimento vi cade dentro o fuori, come nell’esempio che riportiamo qui di seguito, tratto dagli studi condotti per un intervento recentemente effettuato sulla spiaggia di Varigotti (Finale Ligure).

Valutazione della compatibilità cromatica di un campione per il ripascimento della spiaggia di Varigotti (Finale Ligure) effettuata con un colorimetro Konica-Minolta. Il punto rappresentativo del colore dei sedimenti di ripascimento (“sample”, quadrato viola) deve cadere entro i limiti tracciati partendo dalle coordinate del sedimento nativo (“target”, punto verde) con variazione di luminosità da -1 a +7, e di a* e b* da -2 a +4 (quadrato rosso). Il campione analizzato rientra nell’area definita per i parametri a* e b*, ma ne esce verso il basso per quanto riguarda la luminosità, e viene quindi scartato.

Altre valutazioni della compatibilità cromatica dei sedimenti si riportano per il caso del ripascimento del Poetto (Sardegna), i cui problemi hanno stimolato lo sviluppo di questo metodo, e per quello della spiaggia di Marina di Carrara (Toscana), dove esso è stato utilizzato per la prima volta.

Coordinate colorimetriche nello spazio CIEL*a*b* dei campione Native e Borrow del ripascimento della spiaggia del Poetto (Sardegna) e di quella di Marina di Carrara (Toscana). Nel primo caso i sedimenti versati erano più scuri e più blu, nel secondo caso leggermente più chiari e più gialli.

Questo metodo è stato applicato già in numerosi progetti di ripascimento e ha consentito di garantire il più possibile il mantenimento del colore delle spiagge, anche se, ovviamente, ha limitato le possibili fonti di approvvigionamento delle sabbie. Se consideriamo però che i ripascimenti artificiali sono sotto gli occhi di tutti e diventano oggetto di discussioni quanto le partite di calcio, un arbitro che segua regole chiare e sia dotato di occhi elettronici è una garanzia per tutti!

La soluzione della foto del granchio

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