Atogrąžų vandenyse koraliniai rifai saugo jūrų gyvūniją ir apsaugo salas nuo audringų jūrų, tačiau šioms natūralioms struktūroms pavojų kelia klimato kaita, dėl kurios daugėja ekstremalių orų reiškinių, dėl kurių pakrančių bendruomenės tampa pažeidžiamos potvynių ir erozijos.
Dabar „MIT“ komanda tikisi sustiprinti pakrantes „architektūriniais“ rifais – tvariomis jūros struktūromis, sukurtomis taip, kad imituotų natūralių rifų bangų slopinamąjį poveikį ir kartu sudarytų sąlygas žuvims ir kitiems organizmams veistis.
Kaip atrodys dirbtiniai rifai?
Jie siūlo vertikalius cilindrus, kurių kiekvieną supa keturios ilgos, vairą primenančios skersinės. Inžinieriai nustatė, kad ši struktūra veiksmingai suskaido bangą į turbulentines sroves ir galiausiai išsklaido didžiąją dalį visos jos energijos.
„MIT Sea Grant“ mokslininkai pastebėjo, kad naftos ir dujų gręžiniuose jūroje esantys cilindriniai vožtuvai, apsaugantys nuo išsiveržimo, sukelia didelį pasipriešinimą, todėl jiems kilo klausimas, ar panaši struktūra galėtų padėti suvaldyti bangas.
Kurdami dizainą jie bendradarbiavo su Bitų ir atomų centro mokslininkais, kurie pritaikė savo darbą, susijusį su ultralengvomis ląstelinėmis struktūromis, skirtomis aviacijos ir kosmoso pramonei.
Tyrėjai 3D spausdintuvu iš plastiko atspausdino laboratorinę versiją, tačiau nustatė, kad toks pat efektyvus būtų ir akytesnės medžiagos naudojimas. Jie planuoja iš tvaraus cemento pagaminti pilno mastelio konstrukcijas, formuodami iš jo kiaušinių dėžutes primenančius „vokselius“, kurie būtų palankūs žuvims.
Cilindrus būtų galima sujungti į ilgą pusiau pralaidžią sieną, kurią inžinieriai galėtų pastatyti maždaug už 800 metrų nuo kranto. Pirminiai eksperimentai su prototipais rodo, kad architektūrinis rifas galėtų sumažinti įeinančių bangų energiją daugiau nei 95 %.
„Tai būtų tarsi ilgas bangų slopintuvas“, – sako Maiklas Triantafyllou, mechanikos inžinerijos profesorius ir „MIT Sea Grant“ direktorius, kuris yra pagrindinis šio darbo autorius. „Jei į šią rifų struktūrą artėja šešių metrų aukščio bangos, kitoje pusėje jos galiausiai bus mažesnės nei metro aukščio. Taigi, tai sumažina bangų poveikį, o tai galėtų užkirsti kelią erozijai ir potvyniams.“
Ką šiuo metu veikia mokslininkų komanda?
Šiuo metu komanda gamina cemento vokselių struktūras ir jas montuoja į laboratorinio mastelio architektūrinį rifą, kurį išbandys įvairiomis bangų sąlygomis. Jie mano, kad konstrukcija galėtų būti modulinė, keičiama iki bet kokio pageidaujamo dydžio ir lengvai konstruojama vietoje arba transportuojama ir įrengiama įvairiose jūros vietose.
„Dabar imituojame tikrus jūros modelius ir tikriname, kaip šie modeliai veiks, kai galiausiai turėsime juos dislokuoti“, – sako neseniai prie grupės prisijungusi „MIT“ magistrantūros studentė Anjali Sinha.
Toliau komanda tikisi bendradarbiauti su Masačusetso paplūdimių miesteliais, kur vanduo koralams yra per šaltas, ir išbandyti šias struktūras bandomuoju būdu.
„Šios bandomosios struktūros nebus mažos“, – pabrėžia Triantafyllou. „Jos būtų maždaug 1,6 kilometrų ilgio ir maždaug penkių metrų aukščio, o 800 metrų kainuotų apie 6 milijonus JAV dolerių. Taigi, tai nėra pigu. Tačiau tai galėtų užkirsti kelią milijardų dolerių žalai, padarytai audrų. O dėl klimato kaitos pakrančių apsauga taps didele problema.“
