Módulos de hormigón instalados con una estructura de arrecife de ostras autorreparable en Florida Panhandle Bay para proteger una base militar

Los funcionarios de la Fuerza Aérea de los EE. UU. instalaron un nuevo tipo de estructura en las aguas de la Bahía de St. Andrew's frente a la costa de la Base de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Tyndall en el noroeste de Florida el 30 de octubre: la primera sección de una estructura "autocurativa" diseñada por la Universidad de Rutgers. Módulos de hormigón diseñados a medida y un arrecife de ostras vivas. El arrecife está diseñado para proteger la base y su gente de tormentas y maremotos.

Mientras los visitantes observaban, una grúa bajó una sección de lo que eventualmente se convertiría en un arrecife de 160 pies de ancho hecho de aproximadamente 800 cubos de concreto interconectados, que los científicos de Rutgers crearon en colaboración con colaboradores de múltiples instituciones. Las estructuras se están izando en aguas poco profundas a unos 200 pies de la costa.

El hormigón proporciona un sustrato duro al que las ostras deben adherirse y está diseñado específicamente para que durante el próximo año más ostras se sientan atraídas naturalmente hacia las estructuras, creando eventualmente rocas híbridas "vivas" flexibles.

Los funcionarios de la Fuerza Aérea están probando un arrecife experimental para evaluar si proporciona una protección costera adecuada contra las tormentas entrantes. El esfuerzo internacional de más de 60 investigadores se centra en el desarrollo de estructuras híbridas, biológicas y diseñadas que imitan arrecifes y que se curan solas para reducir los daños causados ​​por las inundaciones costeras, la erosión y las marejadas ciclónicas, utilizando infraestructura civil y del Departamento de Defensa de EE. UU. y el peligro para el personal está aumentando.

El huracán Michael, un huracán de categoría 5 que devastó el Panhandle de Florida en octubre de 2018, arrasó el hangar de Tyndall, dañó varios aviones de combate furtivos supersónicos conocidos como F-22 Raptor y destruyó gran parte de la base que quedó en ruinas.

"Este experimento documenta el potencial del módulo Refenes para ayudar a proteger y mejorar la costa del Golfo y hacerla más robusta y resistente", dijo el científico principal David Buschek, director del Laboratorio de Investigación de Mariscos de Rutgers Haskin y profesor del Departamento de Oceanografía. hacer." y Ciencias Costeras en la Escuela de Ciencias Biológicas y Ambientales de Rutgers (SEBS).

Los caparazones no crecen como animales individuales, sino en grupos y se adhieren entre sí, formando muros marinos naturales en aguas poco profundas. Buschek dijo que tales estructuras biológicas son protectoras efectivas de las costas, pero pueden colapsar durante grandes tormentas. La costa viva híbrida en el centro del experimento incorpora componentes naturales y artificiales diseñados deliberadamente para ser más sostenible sin impactar negativamente el medio marino.

Buschek observó la instalación con la directora del programa DARPA Refence, Katherine Campbell, y otros miembros del equipo de investigación.

El proyecto se basa en las fortalezas históricas de Rutgers como el programa de cría de ostras más antiguo y uno de los más importantes del mundo. Uno Análisis de científicos chinos Se considera el más extenso hasta la fecha, con dos científicos de ostras de Rutgers ocupando el segundo y el decimoquinto lugar en el ranking de los investigadores de ostras más productivos y prolíficos del mundo.

El esfuerzo también aprovecha las recientes innovaciones de los profesores en ciencia de materiales, modelado hidrodinámico y lo que los científicos llaman "biología adaptativa". Esta frase se refiere a la capacidad de los organismos para cambiar en respuesta a presiones ambientales como el aumento de las temperaturas o el aumento de las amenazas de enfermedades.

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Los módulos de dos pies cuadrados y 450 libras que se están instalando, achaparrados y en forma de panal, están hechos de un concreto especialmente diseñado y con baja huella de carbono y estarán cubiertos de ostras resistentes a enfermedades criadas mediante selección genómica. Se espera que las estructuras estabilicen y protejan las costas de manera más efectiva que las versiones naturales.

Como conos absorbentes de sonido en una habitación insonorizada, los orificios de los módulos están diseñados para absorber y disipar la energía de las olas, protegiendo el borde inferior y el área poco profunda cerca de la costa. Las estructuras también obligan a las olas más grandes a disiparse más lejos, protegiendo el área.

"Queríamos desarrollar una estructura de ingeniería ecológicamente funcional que proporcione la resistencia y la longevidad de las estructuras rígidas y al mismo tiempo facilite los beneficios proporcionados por los organismos que habitan los módulos", dijo Buschek. "Al hacerlo, hemos hecho muchos descubrimientos y avances en ciencia y tecnología a lo largo de los años. Hemos movido mucho la aguja".

Buschek está trabajando con el distinguido profesor Richard Ryman de la Escuela de Ingeniería de Rutgers, quien es co-investigador del proyecto y lidera el desarrollo del arrecife diseñado. Los investigadores colaboradores de Rutgers incluyen a Ziming Guo y la profesora asociada Daphne Munroe, profesores distinguidos del Laboratorio Haskin y SEBS, y Hani Nassif, profesora de la Escuela de Ingeniería.

Docenas de científicos e ingenieros de universidades de Estados Unidos y Australia participan activamente en la colaboración.