Un arrecife artificial sostenible para defender la costa de las olas
Ingenieros del MIT han diseñado una estructura marina de bajo coste para imitar la amortiguación de las olas de tormentas de los arrecifes naturales y sirva de refugio a las especies marinas.
A medida que los efectos del cambio climático blanquean y destruyen los arrecifes de coral en todo el mundo, y los fenómenos meteorológicos extremos se vuelven más comunes, las comunidades costeras quedan cada vez más vulnerables a las frecuentes inundaciones y erosión.
El diseño del arrecife 'arquitectado' del MIT se centra en una estructura cilíndrica rodeada por cuatro listones en forma de timón. Los ingenieros descubrieron que cuando esta estructura se enfrenta a una ola, la rompe de manera eficiente en chorros turbulentos que finalmente disipan la mayor parte de la energía total de la ola. El equipo ha calculado que el nuevo diseño podría reducir tanta energía de las olas como los arrecifes artificiales existentes, utilizando 10 veces menos material.
Los investigadores planean fabricar cada estructura cilíndrica a partir de cemento sostenible, que moldearían en un patrón de "vóxeles" que podrían ensamblarse automáticamente y proporcionarían bolsas para que los peces exploren y otras formas de vida marina se establezcan en ellas.
Disipar las olas más del 95%
Los cilindros podrían conectarse para formar una pared larga y semipermeable, que los ingenieros podrían erigir a lo largo de la costa, aproximadamente a 750 metros de la orilla. Según los experimentos iniciales del equipo con prototipos a escala de laboratorio, el arrecife diseñado podría reducir la energía de las olas entrantes en más del 95 por ciento.
"Esto sería como un rompeolas largo", dice en un comunicado Michael Triantafyllou, profesor Henry L. y Grace Doherty de Ciencias e Ingeniería Oceánicas en el Departamento de Ingeniería Mecánica. "Si las olas tienen 6 metros de altura viniendo hacia esta estructura de arrecife, en última instancia tendrían menos de un metro de altura en el otro lado. Así, esto amortigua el impacto de las olas, lo que podría evitar la erosión y las inundaciones".
Los detalles del diseño arquitectónico del arrecife se informan en un estudio que aparece en la revista de acceso abierto PNAS Nexus.
Algunas regiones ya han erigido arrecifes artificiales para proteger sus costas de las tormentas invasoras. Estas estructuras suelen ser barcos hundidos, plataformas de petróleo y gas retiradas e incluso configuraciones ensambladas de hormigón, metal, neumáticos y piedras. Sin embargo, existe variabilidad en los tipos de arrecifes artificiales que existen actualmente y no hay un estándar para diseñar tales estructuras. Es más, los diseños que se implementan tienden a tener una baja disipación de ondas por unidad de volumen de material utilizado. Es decir, se necesita una enorme cantidad de material para romper suficiente energía de las olas para proteger adecuadamente a las comunidades costeras.
En cambio, el equipo del MIT buscó formas de diseñar un arrecife artificial que disipara eficientemente la energía de las olas con menos material y, al mismo tiempo, proporcione un refugio para los peces que viven a lo largo de cualquier costa vulnerable.
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