Il dispositivo ha come obiettivo quello di attenuare le onde del mare per mitigare il processo di erosione delle coste. È composto da un reticolo di pendoli di materiale meno denso dell’acqua, ancorati al fondale e mantenuti completamente sommersi. I pendoli sono messi in moto dalle onde e, per attrito con l’acqua, dissipano la propria energia, attenuando così le onde. La soppressione delle onde è massimizzata grazie alla disposizione geometrica del sistema.
Stato del brevetto
DEPOSITATO
Numero di priorità
102018000007142
Data di priorità
12/07/2018
Licenza
INTERNAZIONALE
Mercato
Il nostro dispositivo è caratterizzato da una grande semplicità di realizzazione dei componenti e di posa in opera. Entrambe le operazioni possono essere realizzate senza ulteriori investimenti tecnologici da aziende che operano nel campo dell’ingegneria marittima e portuale.
I costi ridotti fanno di METAREEF una soluzione ingegneristica di interesse sia nell’ambito delle grandi opere portuali, sia per le amministrazioni pubbliche di centri costieri particolarmente interessati dall’erosione costiera.
Il dispositivo, interamente sommerso, non impatta sul valore paesaggistico dei litorali e sull’ecosistema, rendendolo particolarmente interessante per le località turistiche.
Problema
Le coste sono tra le aree più vulnerabili del nostro pianeta, sensibili sia a minacce umane, sia a minacce naturali. Sono soggette a fenomeni distruttivi, tra cui l’erosione costiera, le inondazioni dovute anche a processi correlati ai cambiamenti climatici, come l’innalzamento del livello del mare. L’aumento dell’altezza media delle onde e della frequenza delle mareggiate comporta un incremento dei processi di trasporto del sedimento e dunque l’aggravarsi delle condizioni di erosione e ritiro delle coste.
Circa il 40% dell’attuale popolazione mondiale vive entro 100 km dal litorale e la densità della popolazione costiera è quasi tre volte quella interna. Inoltre, le comunità costiere nei paesi in via di sviluppo tendono a subire maggiormente l’impatto socioeconomico causato dalla perdita di terra connessa alla ritirata del litorale; quest’ultimo infatti risulta costoso da ripristinare artificialmente attraverso interventi di ingegneria. Nelle zone tropicali, i processi di erosione minacciano la stabilità delle dune costiere e della vegetazione che vi si sviluppa, la quale, per esempio, ha un importante ruolo nell’attenuazione dell’intensità degli uragani, a protezione dei territori più interni. In Italia la situazione attuale di alcune spiagge non è rassicurante: un terzo delle coste italiane è minacciato da questo problema che, oltre a mutarne l’aspetto, sta avendo pesanti ripercussioni sull’indotto del turismo balneare.
In questo quadro sono sempre più necessarie misure di adattamento a basso costo ed ecosostenibili per mitigare gli effetti della regressione costiera.
Limiti attuali tecnologie / Soluzioni
Le opere più diffuse per ridurre il moto ondoso consistono in barriere in massi. Queste determinano la linea dove le onde si frangono, tendono a spostare verso il largo le correnti litoranee e creare una discontinuità nel trasporto solido con conseguente riduzione dell’apporto di sedimenti dalla spiaggia protetta ai litorali limitrofi. Frequentemente tali opere portano ad uno scadimento della qualità delle acque e dei fondali sotto-costa, con un aumento della torbidità dell’acqua. Inoltre, in corrispondenza delle estremità di queste opere, i fondali diventano più profondi, creando pericoli per la balneazione.
Una variante delle precedenti opere sono le scogliere o barriere permeabili con elementi artificiali non convenzionali (moduli prefabbricati in calcestruzzo, acciaio, fibra di vetro, o realizzati con stampanti 3D utilizzando ad esempio sabbie locali). Queste soluzioni mantengono una discreta circolazione idrica, buone condizioni di ossigenazione e circolazione delle acque intercluse e buone caratteristiche dei fondali. Tali opere risultano avere quindi impatti più contenuti e maggiori performance di ecocompatibilità rispetto alle barriere tradizionali. L’impatto visivo di queste strutture rimane tuttavia molto alto, con conseguenze non trascurabili per l’attrattività delle località turistiche.
Altre tipologie di opere non tradizionali miranti a smorzare l’azione ondosa sono i sistemi di barriere galleggianti ancorate al fondo. Queste hanno il vantaggio di un minor impatto sull’ecosistema rispetto alle strutture massicce tradizionali e hanno vantaggio di poter essere rimosse facilmente, ma hanno un impatto visivo non trascurabile.
Killer Application
Protezione delle coste: le caratteristiche di METAREEF lo rendono specialmente vantaggioso in siti di alto valore turistico, paesaggistico, faunistico e ecologico.
La semplicità di produzione e installazione, i limitati costi, il basso impatto ambientale rendono METAREEF un possibile game-changer specialmente per tutte le località costiere che vogliono dotarsi, con un investimento limitato, di un’opera di protezione dei propri litorali senza comprometterne il valore paesaggistico, contemporaneamente salvaguardando l’equilibrio ecologico.
Tecnologia e nostra soluzione
METAREEF è composto da pendoli ancorati al fondo e completamente sommersi, che chiamiamo risuonatori. Al passaggio delle onde, ciascun risuonatore inizia a oscillare, come un pendolo rovesciato, assorbendo energia dalle onde e dissipandola in turbolenza. Il trasferimento di energia, e quindi l’efficienza della soppressione del moto ondoso, sono massimi quando la frequenza dell’onda incidente è prossima a quella propria del risuonatore. L’effetto è aumentato dalla presenza di molti risuonatori la cui disposizione geometrica può essere progettata per sopprimere i moti con lunghezza d’onda compresa in un determinato intervallo.
La conoscenza delle caratteristiche locali del moto ondoso permette di calcolare le frequenze caratteristiche e la geometria del sistema in modo da ottimizzare l’assorbimento delle onde per condizioni tipiche del luogo di applicazione.
Vantaggi
Roadmap
Per la realizzazione del sistema sono necessari:
Per una applicazione più avanzata:
TRL
Il team
