Con más de 2.780 puertos pesqueros y 993 puertos comerciales e industriales, Japón enfrenta el desafío de salvaguardar estos importantes activos costeros de las fuerzas destructivas de los tsunamis.Una solución prometedora radica en la forma de un sistema de barreras móviles, donde las compuertas que se elevan desde el fondo del mar actúan como barreras, protegiendo los puertos contra tsunamis, marejadas ciclónicas y olas altas.Sin embargo, durante desastres naturales, los cortes de energía pueden interrumpir la electricidad necesaria para operar la puerta.

Para abordar esto, investigadores dirigidos por el profesor Hiroshi Takagi del Instituto de Tecnología de Tokio han propuesto un sistema de malecón móvil (SMS) autoalimentado que utiliza energía de micromareas para operar las puertas.El sistema propuesto, cuyos detalles han sidopublicadoen el diarioEnergía Renovable, consta de puertas colocadas en elpuertoEntrada diseñada para cerrar durante períodos de inactividad portuaria, como noches o temporadas vacacionales.Cuando se plantean, las diferencias enniveles de aguaentre el interior y el exterior del puerto se utilizan para generar electricidad, que luego se almacena y utiliza para operaciones posteriores en la puerta.

"Hasta donde sabemos, todavía no existe ningún sistema en el mundo que utilice diques móviles para generar electricidad y luego utilice esa electricidad para operar el propio sistema. En este sentido, SMS es un concepto completamente nuevo", dice el profesor Takagi.

A pesar de la extensa costa de Japón, los rangos de marea, que representan la diferencia de altura entre mareas altas y bajas, se consideran demasiado pequeños para la generación de energía mareomotriz a gran escala.Por el contrario, el sistema SMS aprovecha las amplitudes de las micromareas en el nivel del mar, que oscilan entre 10 cm y 150 cm durante las mareas vivas.

El sistema consta de una serie de compuertas con un espacio de 30 cm cuyo objetivo es operar las compuertas adyacentes suavemente sin interacción y pequeñas turbinas para generación de energía alojadas dentro del espacio.En los espacios entre las compuertas se colocan turbinas con una hélice cada 50 cm en vertical.

Los investigadores probaron la viabilidad del sistema en puertos japoneses, donde opera ocho horas al día, para determinar si podría generar suficiente electricidad para restaurar las compuertas bajo el fondo marino después de que se levantara la alerta de tsunami, considerando la fuerza de flotación de una compuerta flotante.De los 56 puertos evaluados en todo Japón, nueve ubicaciones eran altamente factibles, 14 factibles y 33 inviables debido al pequeño potencial de generación de energía.

Sin embargo, se identificaron 20 ubicaciones factibles a lo largo de la costa occidental de Japón, frente a la depresión de Nankai, una zona de subducción conocida como la fuente de megaterremotos que ocurren cada siglo o dos.Estoseventos sísmicostienen el potencial de provocar tsunamis, lo que hace que el sistema SMS propuesto sea una medida de protección prometedora para los puertos vulnerables y sus zonas de influencia.

Además, los investigadores identificaron puertos específicos, incluidos Himeji y Fukuyama, como ejemplos de ubicaciones favorables para generar excedentes de energía que se almacenarán para su uso posterior.Estas áreas, ubicadas en el Mar Interior de Seto, sirven como importantes centros industriales con industrias siderúrgicas, construcción naval, plantas químicas y varias fábricas.

Además de proteger estas infraestructuras críticas contra los tsunamis, el sistema propuesto también puede proporcionar energía de emergencia para mejorar la resiliencia de estas industrias frente a los desastres.Integra la prevención de desastres con la utilización deenergía renovable.

"Nuestros hallazgos describen un sistema sinérgico entre la prevención de desastres y el uso de energías renovables", afirma el profesor Takagi.

Si bien reconocen desafíos como obstáculos técnicos y restricciones impuestas por leyes y regulaciones relacionadas, los investigadores visualizan el sistema SMS como una salvaguardia global para los puertos contradesastres naturales, aumento del nivel del mar y condiciones climáticas extremas, incluidas inundaciones costeras.

El profesor Takagi concluye: "Si la tecnología de la barrera móvil contra tsunamis propuesta, en las duras condiciones del desastre en Japón, puede establecerse firmemente a través de esta investigación, no hay duda de que llegará el día en que esta tecnología podrá exportarse y desplegarse en el extranjero".como una tecnología innovadora de prevención de desastres".