Imagínese el puerto de Boston, dentro de unos años. El East Boston Greenway, un frondoso sendero urbano, ya no se detiene a una cuadra del muelle, sino que se extiende hacia el océano. Un sendero semicircular flotante se arquea a través del agua; los ciclistas zumban y los peatones pasean por él.
por Erick Trickey, Universidad del Noreste
Esto es más que un parque flotante. La verdadera innovación rodea el camino. A ambos lados, la hierba del pantano se extiende desde cientos de esferas flotantes de 6 pies de ancho, hechas de madera muerta y fibra de coco. Los globos de color marrón verdoso que se balancean son hechos por el hombre, un nuevo humedal sobre el océano.
Este es el Emerald Tutu, una nueva defensa costera contra el aumento del nivel del mar, concebida por Julia Hopkins, profesora de ingeniería civil y ambiental de la Universidad Northeastern, y otros investigadores. Si funciona, podría proteger las zonas bajas de East Boston de futuras inundaciones causadas por el cambio climático.
El proyecto Emerald Tutu coloca a Hopkins y sus co-inventores a la vanguardia de una tendencia creciente. A lo largo de la costa este y la costa del Golfo de EE. UU., y en otras costas del mundo, las soluciones basadas en la naturaleza para el aumento del nivel del mar, incluidas las «costas vivas», han ganado popularidad en la última década.
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Los ingenieros están diseñando y construyendo arrecifes de ostras en la bahía de Chesapeake, reforzando islas de barrera en Luisiana, restaurando humedales y (en climas tropicales como la península de Yucatán en México) plantando manglares a lo largo de las costas, todo para absorber las olas y las marejadas ciclónicas. Son una idea atractiva tanto para las grandes ciudades costeras como para los pequeños pueblos costeros, ya que buscan nuevas formas de mantener el océano a raya.
Si se hace bien, las soluciones basadas en la naturaleza también podrían tener otros beneficios ambientales, como la purificación de las aguas. «Si va a hacer una solución basada en la naturaleza, también podría hacer una que mejore el entorno natural», dice Hopkins. «Si no te importa mejorar tu entorno natural, podrías simplemente poner un muro. Eso funcionará. Sabemos cómo funcionan los muros».
El Emerald Tutu iría un paso más allá que otros proyectos costeros basados en la naturaleza. Sería una costa artificial viva, protegiendo la real.
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«Estábamos tratando de pensar en una solución natural y flexible que pudiera adaptarse a un clima cambiante», dice Hopkins. «Es para costas que de otro modo no tienen muchas defensas naturales».
East Boston alguna vez tuvo una costa blanda y pantanosa, pero la ciudad construyó una «dura», donde ahora se encuentran el aeropuerto Logan y los muelles del puerto de Eastie.
«El tutú es una forma de restaurar un pantano sin restaurar realmente el pantano», dice Hopkins. Las esteras flotantes, dice, estarían unidas entre sí. «Tanto la densidad de una estera individual como la interacción entre las esteras les permite disipar ondas de energía a medida que pasan las tormentas», dice ella. «Están reduciendo la cantidad de energía que llega a la costa e, idealmente, llega a las áreas habitadas».
El nuevo pantano flotante también podría ayudar a que las aguas del puerto de Boston sean más saludables.
«Los humedales flotantes tienden a purificar las aguas circundantes», dice Hopkins. «Si los sacamos de la costa alrededor de Logan, ¿podríamos absorber parte de esa escorrentía de un aeropuerto activo y ayudar a purificar un poco el puerto?»
La idea detrás de las defensas costeras basadas en la naturaleza como el Emerald Tutu es ofrecer una nueva alternativa a los diques, no un sustituto de ellos, sino un complemento que sea parte de un sistema de defensa costera más grande. Eso es importante ya que las ciudades y pueblos costeros se preparan para el aumento del nivel del mar y las tormentas más extremas que trae el cambio climático.
Mide esa tormenta
Al final del pasillo de la oficina de Hopkins en el Centro de Ingeniería Snell de Northeastern, su colega, Qin Jim Chen, también estudia las defensas costeras basadas en la naturaleza. No es un inventor, es un probador.
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Chen ha estudiado el cambio climático durante décadas y conoce los crecientes peligros que trae consigo. En 2004, cuando era profesor en la universidad de Mobile, Alabama, fue a Nueva Orleans para dar una conferencia sobre el cambio climático y una tormenta tropical que inundó Mobile. Pero mientras se preparaba para dar el discurso, se desarrolló una nueva tormenta: se pronosticaba que el huracán Iván azotaría la costa del Golfo. La conferencia se canceló y Chen se unió a la evacuación de Nueva Orleans a Mobile, un viaje que tomó 10 horas, en lugar de las dos habituales. Luego, el pronóstico cambió: Iván ahora apuntaba a Mobile, no a Nueva Orleans, por lo que Chen tuvo que evacuar nuevamente, tierra adentro, a Tuscaloosa.
Esa no fue la última lucha de Chen con un huracán. Un año después, el huracán Katrina abrió un agujero en el techo de su casa.
Esas tormentas destructivas ayudaron a motivar a Chen. Durante años, ha trabajado con una red de científicos a lo largo de la Costa del Golfo, instalando sensores que miden las mareas, los vientos y las olas durante los huracanes. Chen y sus colaboradores a menudo instalan los medidores solo unas horas antes de que lleguen las tormentas.
Ahora, también está trabajando en las defensas contra ellos. Chen está colaborando con el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU., el Servicio Geológico de los EE. UU. y la Fundación Nacional de Pesca y Vida Silvestre para medir la efectividad de los proyectos costeros vivos a lo largo de la costa este.
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«Sabemos que los humedales pueden reducir las marejadas ciclónicas», dice Chen. Pero hasta hace poco, dice, los científicos no tenían las herramientas para evaluar cuándo estaba sucediendo eso. Ahora, el modelado y el análisis de Chen están produciendo nuevos conocimientos sobre cuándo un humedal reconstruido o un arrecife de ostras protege la costa detrás de él.
Los pastos de los pantanos y los arrecifes de ostras pueden amortiguar las olas azotadas por el viento y las marejadas ciclónicas . «Los [arrecifes] de ostras, y también las marismas, seguirán el ritmo del aumento del nivel del mar, si crecen, si están saludables». Pero, dice Chen, «encontramos que algunos proyectos son efectivos y algunos proyectos en realidad no lo son». Las diferencias en el suministro de sedimentos, la salinidad del agua y la temperatura del agua pueden ayudar a determinar si crece un pantano o un arrecife de ostras.
Las costas deben crecer dentro de la zona de Ricitos de Oro
Una idea del trabajo de Chen: para disipar la energía de las olas, las costas vivas deben crecer dentro de una zona de Ricitos de Oro, no demasiado alta o baja, pero en la medida adecuada. «Por lo general, tienes la necesidad inmediata de construirlo alto, para reducir la energía de las olas, porque así es como quiero proteger la costa», dice, «pero si es demasiado alto, en realidad, está fuera de la zona óptima de crecimiento de ostras. No se inunda con la frecuencia suficiente». Lo mismo para la vegetación de los humedales: «Puede que sea demasiado alta o demasiado baja, y no va a sobrevivir».
La restauración de humedales y arrecifes de ostras para absorber la energía de las olas ha sido «bastante exitosa» en Luisiana, dice Chen. Otra historia de éxito es un proyecto de arrecife de ostras en Chincoteague, agrega Chen, quien realizó un experimento de campo en 2019 allí. En las fotos del proyecto de Chen, afloramientos hechos de ostras emergen del lecho marino, las conchas se elevan hacia el cielo como tulipanes. Detrás de ellos se encuentra una costa pantanosa y llena de juncos y un camino costero ligeramente elevado, ambos protegidos por el arrecife.
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Ahora, Chen está desarrollando pautas de diseño para ingenieros: ¿cuál es la mejor manera de restaurar un humedal y combinarlo con defensas costeras tradicionales como diques y diques? En un artículo publicado en la edición de marzo de 2023 de la revista Coastal Engineering , Chen y sus colegas proponen una fórmula unificada para medir el coeficiente de arrastre de la vegetación: una medida de la cantidad de diferentes pastos de marismas que ralentizan el flujo de ondas. «Los ingenieros podrían usar esa [fórmula], independientemente de la vegetación que tengas», dice Chen. «¿Es una vegetación muy flexible o una vegetación muy rígida? Siempre que sepa qué tan rígidas son, entonces podemos usar esta única fórmula».
Hasta ahora, la mayoría de los proyectos costeros vivos son a pequeña escala y protegen a comunidades más pequeñas en lugares como la costa de la Bahía de Chesapeake en Maryland y Virginia. Chen está trabajando con la ciudad de Marshfield, Massachusetts, y la Nación Tribal Shinnecock en Long Island, Nueva York, en propuestas preliminares para diseñar soluciones basadas en la naturaleza para sus costas.
En el área de Nueva Orleans, los proyectos de humedales y la restauración de las islas de barrera ahora juegan un papel en la protección de la ciudad, aunque los diques altos aún forman la principal defensa de Crescent City. Para las ciudades, dice Chen, el siguiente paso es utilizar soluciones basadas en la naturaleza como parte de la defensa de la costa de las áreas bajas, algo que Boston ya está planeando hacer. Piensa que eso podría incluir el proyecto Emerald Tutu de su colega, que lo ha impresionado hasta ahora.
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«Es una gran idea», dice Chen. «Ciertamente es innovador, especialmente para Boston, porque tenemos estas grandes mareas aquí. Un dispositivo flotante puede moverse con las mareas». Él espera que Hopkins y sus colaboradores monten una demostración piloto para demostrar que es efectivo. «Tiene un gran potencial».
Emerald Tutu protegería la costa
En 2021, Hopkins probó el prototipo de esteras de hierba de pantano de Emerald Tutu en una piscina de olas en Oregón. El año pasado, ella y sus colegas investigadores desplegaron un tapete de tutú cada uno en East Boston y en Salem, Massachusetts. Este verano, planean lanzar una prueba más grande: varias esteras de marisma, en una red entrelazada, para ver si disipan la energía de las olas según lo diseñado. «¿Funcionan realmente para evitar inundaciones y, de ser así, cuál es ese mecanismo?» dice Hopkins. El objetivo, dice, es «diseñar modelos numéricos que puedan simular grandes cantidades de estas cosas a lo largo de muchos tipos diferentes de costas».
El equipo de Hopkins desarrolló la idea de Emerald Tutu hace algunos años en respuesta a una convocatoria de ideas para proteger a East Boston de las marejadas ciclónicas. El vecindario de mayoría hispana es una de las partes más propensas a inundaciones de Boston, en riesgo a medida que aumenta el nivel del mar debido al cambio climático .
Ninguna ciudad de EE. UU. tiene un plan completo y financiado para defenderse contra el aumento del nivel del mar, pero Boston está más avanzada que la mayoría, dice Chen. Su esfuerzo Climate Ready Boston incluye planes de resiliencia costera para East Boston y los otros vecindarios en riesgo de la ciudad: Dorchester, Charlestown, South Boston, North End y el centro. Los proyectos en la mesa de dibujo incluyen un estudio sobre la posibilidad de elevar partes de Belle Isle Marsh en East Boston.
El Emerald Tutu, que está destinado a amortiguar las partes más duras e industrializadas de la costa, aún no está en los planes de Boston; Hopkins y sus socios están trabajando para generar apoyo comunitario para la idea. Pero lo diseñaron pensando en Boston; el nombre Emerald Tutu es un guiño al Collar Esmeralda de parques y avenidas de la ciudad diseñado por Frederick Law Olmsted.
«No creo que el Emerald Tutu funcione en todas partes», dice Hopkins. Está diseñado principalmente para funcionar en paisajes similares al noreste de los EE. UU. «Creo que funcionaría en lugares como Maine, Boston y la ciudad de Nueva York, lugares que tienen costas con afloramientos rocosos, playas pequeñas o lugares donde solía haber un pantano». y luego simplemente ponemos las cosas encima del pantano».
Más información: Ling Zhu et al, Hacia una fórmula de coeficiente de arrastre unificado para cuantificar la reducción de la energía de las olas en las marismas, Coastal Engineering (2022). DOI: 10.1016/j.coastaleng.2022.104256
