Em águas tropicais, os recifes de coral abrigam a vida marinha e protegem as ilhas de mares tempestuosos, mas essas estruturas naturais estão ameaçadas pelos efeitos da mudança climática, que também está multiplicando os eventos climáticos extremos que deixam as comunidades costeiras vulneráveis a inundações e erosão.
Agora, uma equipe do MIT espera fortificar os litorais com recifes “arquitetados”, que são estruturas offshore sustentáveis projetadas para imitar os efeitos de amortecimento de ondas dos recifes naturais e, ao mesmo tempo, oferecer bolsões para peixes e outros organismos se desenvolverem.
O que eles propõem é uma série de cilindros verticais, cada um rodeado por quatro lâminas longas, semelhantes a lemes. Os engenheiros descobriram que essa estrutura quebra eficientemente uma onda em jatos turbulentos, dissipando a maior parte de sua energia total.
Os pesquisadores do MIT Sea Grant notaram que as válvulas cilíndricas de prevenção de explosões em poços de petróleo e gás em alto-mar geravam uma grande quantidade de arrasto e se perguntaram se uma estrutura semelhante poderia ajudar a domar as ondas. Eles colaboraram no projeto com cientistas do Center for Bits and Atoms, que adaptaram seu trabalho em estruturas celulares ultraleves para o setor aeroespacial.
A equipe imprimiu uma versão 3D em escala de laboratório a partir de plástico e logo determinou que o uso de um material mais poroso seria igualmente eficaz. Eles planejam fabricar estruturas em escala real a partir de cimento sustentável, moldando-o em um padrão de “voxels” semelhantes a caixas de ovos, que seriam hospitaleiros para os peixes.
Os cilindros poderiam ser conectados para formar uma parede longa e semipermeável, que os engenheiros seriam capazes de erguer a cerca de 800 metros da costa. Os experimentos iniciais com os protótipos sugerem que o recife arquitetado poderia reduzir a energia das ondas que chegam em mais de 95%.
“Isso seria como um quebra-ondas longo”, compara Michael Triantafyllou, professor de engenharia mecânica e diretor do MIT Sea Grant, que é o autor sênior de um artigo sobre o trabalho. “Se as ondas tiverem seis metros de altura e vierem em direção a essa estrutura de recife, elas terão menos de um metro de altura do outro lado. Portanto, isso elimina o impacto das ondas, o que poderia evitar a erosão e as inundações.”
A equipe está atualmente fabricando estruturas de “voxel” de cimento e montando-as em um recife arquitetado em escala de laboratório, que será testado sob várias condições de ondas. Eles imaginam que o projeto poderia ser modular, escalonável para qualquer tamanho desejado e fácil de construir, transportar e instalar em vários locais em alto-mar. “Agora, estamos simulando padrões reais do mar e testando o desempenho desses modelos quando tivermos que implantá-los”, diz Anjali Sinha, estudante de pós-graduação do MIT que recentemente se juntou ao grupo.
Em seguida, a equipe espera trabalhar com as cidades praianas de Massachusetts, onde a água é muito fria para os corais, para testar as estruturas em escala.
“Essas estruturas de teste não seriam pequenas”, enfatiza Triantafyllou. “Elas teriam cerca de um quilômetro de comprimento e cerca de cinco metros de altura, e custariam algo em torno de US$6 milhões por quilômetro. Portanto, não é barato. Mas isso poderia evitar bilhões de dólares em danos causados por tempestades. E, com as mudanças climáticas, a proteção das costas se tornará um grande problema.”
—
Por:Jennifer Chu
Jennifer Chu é jornalista da MIT Technology Review, cobrindo assuntos ligados à engenharia mecânica, matemática, física, aeronáutica, astronáutica e ciências da Terra, atmosféricas e planetárias.
Jennifer Chu
