La estructura sostenible y económica podría disipar más del 95% de la energía de las olas entrante utilizando una pequeña fracción del material normalmente necesario.
Los ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han diseñado un arrecife artificial sostenible y económico capaz de disipar más del 95% de la energía de las olas entrantes utilizando una fracción del material normalmente necesario. Este innovador proyecto no solo promete fortalecer las costas contra las tormentas y la erosión, sino también ofrecer un refugio vital para peces y otros organismos marinos.
Un refugio marino frente a las tormentas
Los arrecifes naturales, con sus complejas estructuras llenas de recovecos, actúan como un refugio para la vida marina y una barrera contra las tormentas. Sin embargo, el cambio climático está blanqueando y destruyendo los arrecifes de coral alrededor del mundo, dejando a las comunidades costeras expuestas a inundaciones y erosión frecuentes. Ante esta creciente vulnerabilidad, el equipo del MIT propone una solución: arrecifes «arquitectónicos» – estructuras sostenibles y offshore diseñadas para imitar los efectos amortiguadores de olas de los arrecifes naturales, a la vez que proveen espacios para la vida marina.
Innovación en diseño
El diseño del equipo se centra en una estructura cilíndrica rodeada por cuatro láminas similares a timones. Los ingenieros descubrieron que esta configuración rompe eficientemente las olas en chorros turbulentos que disipan la mayor parte de su energía. El diseño podría reducir tanta energía de las olas como los arrecifes artificiales existentes, pero utilizando diez veces menos material.
Estas estructuras cilíndricas se fabricarían con un cemento sostenible, moldeado en un patrón de «voxels» que podrían ensamblarse automáticamente, creando espacios para que los peces y otros organismos marinos se asienten. Conectados, estos cilindros formarían una pared semipermeable, que se podría erigir a lo largo de la costa, a aproximadamente media milla de la orilla.
Desafíos y soluciones
Mientras algunas regiones ya han instalado arrecifes artificiales para proteger sus costas, existe una gran variabilidad en los tipos de arrecifes actuales y no hay un estándar para su ingeniería. Además, los diseños desplegados suelen requerir una gran cantidad de material para proteger adecuadamente a las comunidades costeras. En contraste, el equipo del MIT buscó maneras de diseñar un arrecife artificial que disipase eficientemente la energía de las olas con menos material, ofreciendo también un refugio para los peces.
Una colaboración fructífera
Este esfuerzo es el resultado de una colaboración entre investigadores del MIT Sea Grant, que desarrollaron el diseño hidrodinámico de la estructura del arrecife, y el Center for Bits and Atoms (CBA), que trabajó para hacer la estructura modular y fácil de fabricar in situ. La optimización del diseño culminó en una geometría específica: un cilindro vertical flanqueado por cuatro largas láminas, cada una unida al cilindro de manera que deja espacio para que el agua fluya a través de la estructura resultante.
Pruebas prometedoras
Tras identificar la estructura óptima para disipar las olas, el equipo fabricó una versión a escala de laboratorio del arrecife arquitectónico, utilizando impresión 3D con plástico. Las pruebas en un tanque de olas en el MIT mostraron una reducción sustancial en la energía de las olas que pasaban a través del arrecife arquitectónico.
Hacia un futuro sostenible
El equipo también ha investigado cómo hacer las estructuras más porosas y amigables para los peces, optando por un tipo de cemento más asequible y sostenible. Esta iniciativa no solo busca proteger las costas de los daños por tormentas sino también promover la biodiversidad marina.
Pruebas piloto y financiación
El equipo espera colaborar con ciudades costeras en Massachusetts para probar las estructuras a escala piloto. Aunque el costo inicial es significativo, la protección contra los daños por tormentas podría ahorrar miles de millones de dólares a largo plazo. Este proyecto ha sido parcialmente financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (DARPA).
Vía mit.edu
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