Künstliches Riff soll Küsten schützen

MIT-Forscherteam gelingt es mit neuer Konstruktion, Wellenenergie zu 95 Prozent abzubauen

So soll das künstliche Riff besiedelte Küsten schützen (Bild: mit.edu)

Cambridge (pte003/28.03.2024/06:10)

Von Sturmfluten bedrohte Küsten will Michael Triantafyllou vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) mit künstlichen Riffen vor Überschwemmungen und Erosion schützen. Bisher leisteten diesen Dienst vor allem natürliche Korallenriffe. Doch die sterben aufgrund des Klimawandels, der die Meerestemperaturen anhebt, immer weiter ab. Wie natürliche Riffe bietet die MIT-Konstruktion außer dem Schutz der Küsten auch Meereslebewesen Unterschlupf.

Zylinder mit Lamellen

Basisdesign ist ein Zylinder, der von Lamellen umgeben ist. Viele dieser Elemente werden miteinander verbunden und etwa 1000 Meter vor der Küstenlinie aufgebaut. Sie bestehen aus Beton. In Experimenten im MIT-Wellenkanal fand das Team um Triantafyllou heraus, dass dieses Design anrollende Wellen strahlenförmig aufteilt. Dabei reduziert sich die Energie um mehr als 95 Prozent.

"Wir wollen kilometerlange Wellenbrecher installieren", sagt Triantafyllou. "Wenn sechs Meter hohe Wellen auf diese Riffstruktur treffen, sind sie auf der anderen Seite weniger als einen Meter hoch." Anders als Korallenriffe, die nur in tropischen Regionen wachsen, kann die MIT-Konstruktion auch in kühleren Regionen errichtet werden. "In Massachusetts zum Beispiel gibt es solche Riffe nicht", so der MIT-Wissenschaftler weiter. "Aber architektonisch gestaltete Riffe sind nicht von der Temperatur abhängig, so dass sie in jedem Wasser platziert werden können, um mehr Küstengebiete zu schützen."

90 Prozent weniger Material

Das künstliche Riff ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Meeresforschern des MIT, die das hydrodynamische Design entwickelt haben, und Kollegen des MIT-Center for Bits and Atoms (CBA), die die Struktur gestalteten, sodass diese vor Ort leicht hergestellt werden kann. Normalerweise entwickelt das CBA ultraleichte zellulare Strukturen für die Luft- und Raumfahrt. Das Ergebnis: Mit einem Zehntel des Materials, aus dem ein natürliches Riff besteht, baut das künstliche die gleiche Menge Wellenenergie ab. Die Module werden einfach zusammengesteckt.

Als die Forscher die optimale wellenbrechende Struktur gefunden hatten, stellten sie in verkleinertem Maßstab die Module per 3D-Druck aus Kunststoff her und bauten sie im hochschuleigenen Wellenkanal auf. Jeder Testzylinder war etwa 30 Zentimeter breit und 120 Zentimeter hoch. Anschließend erzeugten sie Wellen unterschiedlicher Höhe und maßen sie vor und nach dem Durchlaufen des architektonischen Riffs.

Jetzt hoffen die Forscher darauf, ihr Riff im Meer testen zu können. Dem müssen allerdings Küstenstädte zustimmen. Die Strukturen sollen jeweils 1,6 Kilometer lang und fünf Meter hoch sein. Die Kosten betragen nach Schätzungen der Forscher sechs Millionen US-Dollar. Das sei allerdings wenig im Vergleich zu Sturmflutschäden, die oft Milliarden kosten.

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