Os recifes artificiais podem mitigar a erosão costeira nos Grandes Lagos. As cidades concordarão em adotá -las?

Alguns pesquisadores estão propondo uma solução de origem naturalmente para a questão da erosão costeira, que, segundo eles, manterá os sedimentos em movimento e custará menos.

Illinois possui 63 milhas de costa ao longo da costa sudoeste do lago Michigan, quase todas fortificadas por quebras de metal, paredes de concreto e até faixas de terra construídas no lago.

Essas estruturas destinam -se a proteger a cidade de Chicago e seus subúrbios da erosão costeira. Mas, de acordo com Hillary Glandon, cientista da estação biológica do lago Michigan, em Zion, Illinois, essa fortificação é “parte do problema”.

“Você tem estrutura de proteção após a estrutura de proteção após a estrutura de proteção e realmente interrompeu o fluxo e os processos naturais que ocorrem nessas zonas costeiras”, disse a Glndon.

Com os níveis de água que podem variar vários metros de ano para ano – e mudanças climáticas, tornando essas variações ainda mais imprevisíveis – as cidades dos Grandes Lagos estão trabalhando para fortalecer suas linhas costeiras e impedir a erosão. Mas a infraestrutura costeira tradicional como as paredes de breakwalls pode custar dezenas de milhões de dólares, tornando -os um forte elevador financeiro para os governos locais. E enquanto essas paredes de quebras ajudam a manter a areia e a construir a costa diretamente para o interior de onde são construídas, elas também impedem que as correntes de transportar sedimentos mais adiante na costa, agravando os efeitos da erosão a jusante.

A Glandon e sua equipe têm uma solução: instale recifes artificiais nas águas rasas do lago para modelar a intensidade das ondas e preservar a costa diretamente para o interior. Por meio de um projeto piloto financiado pelo governo federal, a equipe está estudando dois recifes artificiais – um no Illinois Beach State Park, em Zion e outro em Fort Sheridan, no vizinho Highland Park. Eles esperam coletar dados sobre como esses recifes afetam a costa local para verificar se os recifes artificiais são uma solução escalável para a erosão costeira nos Grandes Lagos.

“Este projeto esperava criar alguns designs mais suaves, não necessariamente interrompendo completamente esse movimento de areia e água, mas também um design mais econômico”, disse Gandon. Os dois recifes que ela estuda são feitos inteiramente de materiais naturais e construídos pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA. O recife de Fort Sheridan foi construído em 2020, enquanto o do Parque Estadual de Illinois Beach foi construído no ano seguinte, projetado como parte do Programa de Futuros de Portos da Universidade da Pensilvânia. Sua abordagem, chamada “cordilheiras de entulho”, é relativamente simples e envolve empilhar areia dragada e calcário sob a superfície para bloquear ondas.

Embora os recifes artificiais tenham sido usados ​​em todo o mundo para reforçar a biodiversidade, seu uso para o controle da erosão é novo. O lago Michigan já abriga um punhado de recifes artificiais, a maioria dos quais está localizada mais longe da costa como um habitat para a vida marinha.

Alguns pesquisadores nos EUA, no entanto, dizem que isso pode servir ao duplo propósito de aumentar as populações de peixes e prevenir a erosão, interrompendo as ondas para que sejam menos intensas quando colidem em terra.

“É uma otimização hidrodinâmica para obter a energia das ondas que está entrando nessas estruturas de recifes”, disse Ansel Garcia-Langley, um estudante de graduação do Instituto de Tecnologia de Massachusetts que está trabalhando em outro design de recifes arquitetados. “À medida que as ondas atingem esses pilares, força as ondas em direções diferentes, para que elas girem nesses vórtices. Então, grande parte da energia que entra é dissipada em si mesma.”

Garcia-Langley e seus colegas do MIT encerraram seu estudo inicial de recifes arquitetados em março passado e encontraram resultados promissores. Sua equipe, liderada pelo professor de ciências e engenharia do oceano, Michael Triantafyllou, criou um design único de recife cilíndrico que se destina a maximizar o arrasto na energia das ondas, forçando as ondas através de rachaduras na estrutura para diminuir a energia antes de atingir a costa.

Recifes como esses ajudam a preservar o fluxo natural de areia e sedimentos ao longo das costas. Estruturas como o paredão podem criar o que Garcia-Langley chamou de “zonas mortas”, onde esse fluxo chega a uma parada, redirecionando o aumento da energia das ondas para as áreas circundantes.

Para os governos locais que disputam o controle da costa do lago Michigan, é fundamental evitar essas zonas mortas.

“O lago é valioso, certo? As pessoas querem morar perto do lago. Eles querem poder ir à praia”, disse Gandon. “E remover essa possibilidade de um proprietário de terras devido a ações a montante tende a causar alguma tensão real”.

Em Illinois, existem dezenas de municípios que fronteira com o lago Michigan e centenas de proprietários de terras particulares. Como as cidades e proprietários com uma fatia dessa linha de costa controlam sua própria infraestrutura, a proteção da linha de costa pode ser aquecida. Os fluxos de sedimentos de norte a sul no lago Michigan; portanto, quando uma cidade instala um paredão, pode impedir que os sedimentos cheguem às margens diretamente ao sul, deixando esses lugares mais vulneráveis.

Isso levou a um debate acalorado entre algumas cidades costeiras, disse Cody Eskew, especialista em estudos costeiros do Centro de Tecnologia Sustentável de Illinois. Eskew, que trabalha em estreita colaboração com o Departamento de Recursos Naturais de Illinois, ajudou a administrar o Grupo de Trabalho de Gerenciamento da Linha de Idnr desde 2015, realizando reuniões semestrais com governos locais que compartilham o litoral do lago Michigan para trabalhar através de seus planos de proteção da linha de costa.

“No começo, acho que havia apenas uma falta de entendimento do que a dinâmica da costa era em nossa região, especialmente na região de North Shore”, disse Eskew. “No Parque Estadual de Illinois Beach, há uma tonelada de areia lá, mas quando você vai um pouco mais ao sul em direção àqueles bairros de North Shore, descobrimos que não há areia que ocorra muito naturalmente naquela parte da costa. Então, as comunidades são realmente limitadas em termos, você sabe, o que eles podem esperar do vizinho e fazer com que a areia seja uma das respostas” ”

Isso torna os recifes artificiais particularmente atraentes nos Grandes Lagos – eles são uma maneira de bloquear a energia das ondas sem piorar a erosão para os vizinhos, e são muito mais baratos que a infraestrutura tradicional. Por exemplo, o Departamento de Recursos Naturais de Illinois financiou recentemente um projeto de 22 paredes de parques da costa do Illinois Beach State, que custou cerca de US $ 73 milhões. A instalação dos cumes de escombros da praia custou US $ 1,4 milhão, de acordo com Eskew.

“A comunidade típica não terá em seu orçamento de capital para poder instalar algo tão grande”, disse ele sobre os paredes. “Então eles estão realmente analisando essas estruturas mais híbridas.”

Os custos não são definidos e podem variar amplamente, disse Juliet Simpson, ecologista costeiro do Programa de Grantes Sea do MIT, que também trabalha em seu projeto de recifes arquitetados com Garcia-Langley. No ano passado, a equipe estimou que seu modelo custou cerca de US $ 6 milhões por milha, enquanto Simpson observou que outros modelos de recifes podem custar mais de US $ 10 milhões por milha. A equipe espera reduzir ainda mais esse custo para tornar essas proteções acessíveis para as comunidades costeiras.

Então, o que está impedindo que essa nova abordagem dos recifes artificiais decolasse? De acordo com Sean Burkholder, que lidera a equipe de futuros de portos saudáveis ​​da UPEN que ajudou a projetar as cordilheiras de escombros, é simplesmente uma falta de familiaridade.

“Vivemos em margens que foram protegidas por paredão por centenas de anos, e sabemos que eles funcionam”, disse Burkholder. “Também sabemos quando eles falham e como eles vão falhar. Qualquer tipo de infraestrutura baseada na natureza, eles não são super bem comprovados”.

Para provar o conceito, Gandon e sua equipe estão meticulosamente coletando dados sobre como os recifes artificiais em Illinois Beach e Fort Sheridan afetam suas respectivas margens ao longo de cinco anos.

Os dados já estão mostrando resultados promissores – e, de acordo com a Eskew, está chamando a atenção de funcionários que trabalham na administração da linha de costa em todo o lago Michigan. Se tudo correr bem, essas cristas de escombros poderão aparecer em breve sob a superfície de muitos dos Grandes Lagos.

“Muitas vezes, esses tipos de estruturas são construídos e existem muito poucos requisitos para o monitoramento pós -construção”. GLANDON disse. “Eu acho que essa é uma imagem realmente quantitativa da mudança de linha de costa e criação de habitat aquático como resultado dessas quebras nas águas próximas.”