Desempenho de estruturas de defesa costeira inspiradas na natureza vs. Soluções tradicionais: um estudo comparativo

Desempenho de Estruturas de Defesa Costeira Inspiradas na Natureza vs. Soluções Tradicionais. Um Estudo Comparativo B.F.V. Vieira*,1, J.L.S. Pinho*, J.A.O. Barros** * Centro de Território, Ambiente e Construção, Departamento de Engenharia Civil, Universidade do Minho, Campus de Gualtar, Portugal. 1 [email protected] ** Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Estruturas de Engenharia, Departamento de Engenharia Civil, Universidade do Minho, Campus de Azurém, Portugal. Aceleração da taxa de elevação do nível do mar com tendência crescente: Redução da largura das praias Risco de perda de propriedades e infraestruturas Rotura de estruturas de proteção Necessidade de estratégias eficientes e multifuncionais de adaptação às alterações climáticas Soluções tradicionais de engenharia, contribuem, em alguns casos, para o agravamento dos processos erosivos A estrutura inovadora, inspirada na Natureza, mostrou-se adequada para: Reproduzir e manipular fenómenos de deriva e inversão da deriva litoral Dissipar a energia das ondas Evitar a interrupção abrupta do transporte de sedimentos, reduzindo a erosão junto à costa Melhorar a acumulação de sedimentos a sotamar, quando comparada com ade um esporão Proteger edifícios e infraestruturas localizados junto a zonas costeiras MÉTODOS CONCLUSÕES Universidade do Minho Departamento de Engenharia Civil INTRODUÇÃO OBJETIVOS Estudo de uma estrutura marítima inovadora de defesa costeira, baseada na Natureza, com uma geometria otimizada, de modo a garantir fenómenos de difração e refração das ondas favoráveis Observação da inversão da deriva litoral induzida por morfologias específicas (naturais ou artificiais) para replicar o fenómeno em formato de estrutura de engenharia Análise comparativa do desempenho da estrutura inovadora com ode uma estrutura tradicional (esporão), em condições de tempestade, com recurso a modelação hidro-morfodinâmica RESULTADOS -0,60 -0,50 -0,40 -0,30 -0,20 -0,10 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 100 350 600 850 1100 1350 1600 Cumulative sedimentation/erosion (m) x coordinate (m) Perfil - P1 RB3 RB3_Groin RB3_S10 LEGENDA Hs–Altura Significativa de Onda | Tp–Período de Pico de Onda | D –Direção de Onda HP –Dados Históricos (1960-2005) | RCP4.5_end e RCP8.5_end –Trajetórias Representativas de Concentrações (2081-2100) | RB –Batimetria de Referência | C –Cenários de simulação A localização da estrutura proposta numa numa zona intertidal garante uma natureza multifuncional, promovendo a biodiversidade com a fixação de organismos marinhos A estabilidade da estrutura nas zonas de erosão localizadas junto às suas extremidades é assegurada quando a fundação da estrutura se encontra a uma cota mais profunda do que o nível da erosão Os autores agradecem à Fundação Portuguesa para a Ciência e a Tecnologia (FCT) o financiamento deste trabalho, no âmbito da bolsa de doutoramento [SFRH / BD /141381/2018] ESTUDOS PRELIMINARES Inversão da deriva litoral –Molhes –Afloramentos rochosos Agitação marítima a NO da Peninsula Ibérica Valores de período de retorno de 100 anos –Hs| Tp Condições de modelação junto à costa HP RCP4.5_end RCP8.5_end Agitação Marítima Hs Tp MODELAÇÃO RB1 (334x374) Sem estrutura (6 C) Com estrutura (14 C) RB2 (334x474) Sem estrutura (1 C) RB3 (334x624) Sem estrutura (5 C) Com estrutura (14+1 C) Cenários de simulação Hidrodinâmica (Delft3D; SWAN) –Hs –Direção média de Hs –Sedimentação/erosão acumulada –Direção média do transporte de sedimentos suspensos Resultados Morfodinâmica (XBeach) D ANÁLISE COMPARATIVA Solução Ótima Hidro-Morfodinâmica do Esporão N c P1 N b P1 N a P1 RB3 (334x624) RB3_S10 RB3_Groin outward inward MSL = 0 m ~ 4.3 m 0.0 m 110 b outward inward MSL = 0 m ~ 8.7 m +4.0 m 12 c N a N b N c