MIT projeta recifes offshore ecológicos para proteger as costas e a vida marinha

Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge, MA
Uma equipe do MIT espera fortalecer os litorais com recifes “arquitetados” – estruturas offshore sustentáveis que são projetadas para imitar os efeitos de proteção contra ondas dos recifes naturais, ao mesmo tempo que fornecem bolsões para peixes e outras formas de vida marinha. (Imagem:Cortesia de Michael Triantafyllou, et al)
Uma equipa do MIT espera fortalecer as zonas costeiras com recifes “arquitectados” – estruturas offshore sustentáveis, concebidas para imitar os efeitos de amortecimento das ondas dos recifes naturais, ao mesmo tempo que proporcionam bolsões para peixes e outras formas de vida marinha.

O projeto do recife da equipe gira em torno de uma estrutura cilíndrica cercada por quatro ripas em forma de leme. Os engenheiros descobriram que, quando esta estrutura se levanta contra uma onda, ela quebra a onda de forma eficiente em jatos turbulentos que, em última análise, dissipam a maior parte da energia total da onda. A equipe calculou que o novo projeto poderia reduzir tanta energia das ondas quanto os recifes artificiais existentes, usando 10 vezes menos material.

Os investigadores planeiam fabricar cada estrutura cilíndrica a partir de cimento sustentável, que moldariam num padrão de “voxels” que poderiam ser montados automaticamente e forneceriam bolsas para os peixes explorarem e para outras formas de vida marinha se instalarem. Os cilindros poderiam ser ligados para formar uma parede longa e semipermeável, que os engenheiros poderiam erguer ao longo da costa, a cerca de 800 metros da costa. Com base nos experimentos iniciais da equipe com protótipos em escala de laboratório, o recife arquitetado poderia reduzir a energia das ondas que chegam em mais de 95%.

“Isso seria como uma onda longa”, disse o professor Michael Triantafyllou. "Se as ondas tivessem seis metros de altura vindo em direção a esta estrutura de recife, elas teriam, em última análise, menos de um metro de altura do outro lado. Então, isso mata o impacto das ondas, o que poderia prevenir a erosão e as inundações."

Em vez disso, a equipe procurou maneiras de projetar um recife artificial que dissipasse eficientemente a energia das ondas com menos material, ao mesmo tempo que proporcionasse um refúgio para os peixes que vivem ao longo de qualquer costa vulnerável.

“Lembre-se, os recifes de coral naturais só são encontrados em águas tropicais”, disse Triantafyllou. "Não podemos ter estes recifes, por exemplo, em Massachusetts. Mas os recifes arquitetados não dependem da temperatura, por isso podem ser colocados em qualquer água, para proteger mais áreas costeiras."

O projeto arquitetado do recife pela equipe surgiu de dois problemas aparentemente não relacionados. Os pesquisadores da CBA estavam desenvolvendo estruturas celulares ultraleves para a indústria aeroespacial, enquanto os pesquisadores da Sea Grant avaliavam o desempenho de dispositivos de prevenção de explosão em estruturas petrolíferas offshore – válvulas cilíndricas usadas para vedar poços de petróleo e gás e evitar vazamentos.

Os testes da equipe mostraram que o arranjo cilíndrico da estrutura gerava uma grande quantidade de arrasto. Em outras palavras, a estrutura parecia ser especialmente eficiente na dissipação de fluxos de petróleo e gás de alta força. Eles se perguntaram:o mesmo arranjo poderia dissipar outro tipo de fluxo, nas ondas do mar?

“Estamos aproveitando essa turbulência e esses jatos poderosos para, em última análise, dissipar a energia das ondas”, disse o coautor Jose del Auila Ferrandis.

Depois que os pesquisadores identificaram uma estrutura ideal de dissipação de ondas, eles fabricaram uma versão em escala de laboratório de um recife arquitetado feito de uma série de estruturas cilíndricas, que imprimiram em 3D a partir de plástico. Cada cilindro de teste media cerca de trinta centímetros de largura e um metro e meio de altura. Eles montaram uma série de cilindros, cada um espaçado cerca de 30 centímetros entre si, para formar uma estrutura semelhante a uma cerca, que então baixaram em um tanque de ondas no MIT. Eles então geraram ondas de várias alturas e as mediram antes e depois de passarem pelo recife arquitetado.

“Vimos as ondas reduzirem substancialmente, à medida que o recife destruiu a sua energia”, disse Triantafyllou.

A equipe também procurou tornar as estruturas mais porosas e fáceis de pescar. Eles descobriram que, em vez de fazer cada estrutura a partir de uma placa sólida de plástico, poderiam usar um tipo de cimento mais acessível e sustentável.

Para mais informações, entre em contato com Abby Abazorius em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.; 617-253-2709.