MIT Merancang Terumbu Lepas Pantai yang Ramah Lingkungan untuk Melindungi Pesisir dan Kehidupan Laut

Institut Teknologi Massachusetts, Cambridge, MA

Sebuah tim MIT berharap untuk membentengi garis pantai dengan terumbu karang yang “dirancang” – struktur lepas pantai berkelanjutan yang dirancang untuk meniru efek penyangga gelombang dari terumbu alami sekaligus menyediakan kantong bagi ikan dan kehidupan laut lainnya untuk hidup. (Gambar:Atas izin Michael Triantafyllou, dkk)

Sebuah tim di MIT berharap dapat membentengi garis pantai dengan terumbu karang yang “dirancang” – struktur lepas pantai berkelanjutan yang dirancang untuk meniru efek penyangga gelombang dari terumbu alami sekaligus menyediakan kantong bagi ikan dan kehidupan laut lainnya.

Desain terumbu karang tim berpusat pada struktur silinder yang dikelilingi oleh empat bilah mirip kemudi. Para insinyur menemukan bahwa ketika struktur ini melawan gelombang, struktur tersebut secara efisien memecah gelombang menjadi jet turbulen yang pada akhirnya menghilangkan sebagian besar energi total gelombang. Tim telah menghitung bahwa desain baru ini dapat mengurangi energi gelombang sebanyak terumbu buatan yang sudah ada, dan menggunakan material 10 kali lebih sedikit.

Para peneliti berencana untuk membuat setiap struktur silinder dari semen yang ramah lingkungan, yang akan mereka bentuk dalam pola “voxel” yang dapat dirakit secara otomatis, dan akan menyediakan kantong bagi ikan untuk dijelajahi dan kehidupan laut lainnya untuk menetap. Silinder tersebut dapat dihubungkan untuk membentuk dinding semipermeabel yang panjang, yang dapat didirikan oleh para insinyur di sepanjang garis pantai, sekitar setengah mil dari pantai. Berdasarkan eksperimen awal tim dengan prototipe skala laboratorium, terumbu karang yang dirancang dapat mengurangi energi gelombang masuk hingga lebih dari 95 persen.

“Ini akan menjadi pemecah gelombang jangka panjang,” kata Profesor Michael Triantafyllou. "Jika gelombang setinggi enam meter datang menuju struktur terumbu ini, tinggi gelombang di sisi lain akan kurang dari satu meter. Jadi, hal ini akan menghilangkan dampak gelombang, sehingga dapat mencegah erosi dan banjir."

Tim malah mencari cara untuk merekayasa terumbu buatan yang dapat menghilangkan energi gelombang secara efisien dengan material yang lebih sedikit, sekaligus menyediakan perlindungan bagi ikan yang hidup di sepanjang pantai yang rentan.

Ingat, terumbu karang alami hanya terdapat di perairan tropis, kata Triantafyllou. "Kita tidak bisa memiliki terumbu karang seperti ini, misalnya di Massachusetts. Namun terumbu karang yang dirancang tidak bergantung pada suhu, sehingga terumbu karang dapat ditempatkan di perairan mana pun, untuk melindungi lebih banyak wilayah pesisir."

Rancangan terumbu karang yang dirancang oleh tim ini tumbuh dari dua masalah yang tampaknya tidak berhubungan. Peneliti CBA sedang mengembangkan struktur seluler ultralight untuk industri dirgantara, sementara peneliti Sea Grant menilai kinerja pencegah ledakan pada struktur minyak lepas pantai — katup silinder yang digunakan untuk menutup sumur minyak dan gas serta mencegah kebocoran.

Pengujian yang dilakukan tim menunjukkan bahwa susunan struktur silinder menghasilkan gaya hambat yang tinggi. Dengan kata lain, struktur tersebut tampaknya sangat efisien dalam meredam aliran minyak dan gas berkekuatan tinggi. Mereka bertanya-tanya:Bisakah pengaturan yang sama menghilangkan jenis aliran lain, di gelombang laut?

“Kami memanfaatkan turbulensi dan jet bertenaga ini untuk menghilangkan energi gelombang,” kata Rekan Penulis Jose del Auila Ferrandis.

Setelah para peneliti mengidentifikasi struktur penghilangan gelombang yang optimal, mereka membuat versi skala laboratorium dari terumbu karang yang dirancang yang terbuat dari serangkaian struktur silinder, yang mereka cetak 3D dari plastik. Setiap silinder uji berukuran lebar sekitar satu kaki dan tinggi empat kaki. Mereka merakit sejumlah silinder, masing-masing berjarak sekitar satu kaki, untuk membentuk struktur seperti pagar, yang kemudian diturunkan ke dalam tangki gelombang di MIT. Mereka kemudian menghasilkan gelombang dengan berbagai ketinggian dan mengukurnya sebelum dan sesudah melewati terumbu karang yang dirancang.

“Kami melihat gelombang berkurang secara signifikan karena terumbu karang menghancurkan energinya,” kata Triantafyllou.

Tim juga berupaya membuat strukturnya lebih keropos dan ramah terhadap ikan. Mereka menemukan bahwa, daripada membuat setiap struktur dari lempengan plastik padat, mereka bisa menggunakan jenis semen yang lebih terjangkau dan ramah lingkungan.

Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Abby Abazorius di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya.; 617-253-2709.