Huracanes recientes como María y Sandy han traído vientos paralizantes, lluvias torrenciales, e inundaciones en regiones costeras vulnerables, en algunos casos matando a miles de personas. A menudo se sugieren diques y otras barreras como una forma de proteger a estas comunidades costeras bajas. pero ¿qué tan grande debería ser un muro así? y ¿cuál es el lugar más eficaz para construirlo? En el Instituto de la Tierra de Columbia, un equipo de científicos e investigadores ambientales está tratando de responder estas preguntas y más, para ayudar a frenar la devastación de futuros huracanes.

Usando una combinación única de ciencia sólida y retroalimentación de la comunidad, el proyecto utiliza modelos y simulaciones de huracanes para desarrollar y evaluar prototipos de barreras contra marejadas ciclónicas y otros mecanismos de protección. El proyecto utilizará el Bajo Manhattan como un estudio de caso inicial, pero eventualmente las herramientas y técnicas que desarrolle el equipo estarán disponibles gratuitamente y serán aplicables a cualquier línea costera del mundo.

"Una de las cosas en las que probablemente nos centraremos es en el escenario específico de un malecón alrededor del Bajo Manhattan:dónde colocar ese muro, y qué tan alto debe ser son dos de las variables que veremos, "dijo el investigador principal Kyle Mandli, un afiliado del Earth Institute y profesor asistente de matemáticas aplicadas en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia. Una barrera contra marejadas ciclónicas es solo una de varias estrategias de protección para las comunidades costeras, incluidos los arrecifes artificiales, elevaciones de infraestructura, e incluso logró la retirada, que Mandli y sus asociados pretenden investigar como parte del esfuerzo.

En la actualidad, Mandli y el profesor de matemáticas e ingeniería de Columbia, Daniel Bienstock, están ejecutando simulaciones que anticipan cómo la marejada ciclónica y el aumento del nivel del mar afectarán la infraestructura de la ciudad de Nueva York en las condiciones existentes durante los próximos 50 años aproximadamente. Luego, los científicos introducirán en estos modelos intervenciones como un malecón, humedales restaurados, o dunas de arena artificiales para plantear la hipótesis de cómo, y en que medida los daños de futuros huracanes se pueden prevenir.

El objetivo del equipo es llegar a una propuesta de varios frentes que minimice los daños relacionados con la tormenta tanto como sea posible. "Lo óptimo sería tener un conjunto de medidas diseñadas para trabajar en conjunto para proteger la costa, "dijo Mandli.

Completando los detalles

Utilizando datos de la ciudad de Nueva York disponibles abiertamente, los científicos están mapeando las huellas y los niveles críticos de elevación de todos los edificios e infraestructura del variado paisaje urbano de Manhattan, incluidos los hospitales, entradas de metro, y estaciones de bomberos, con el objetivo de predecir cómo afectarán los huracanes futuros a las comunidades en general.

"Nadie ha pensado realmente en toda el área con todos incluidos:todas las agencias y todas las piezas de infraestructura, como los hospitales, las escuelas, el sistema de transporte subterráneo, "dijo el miembro de la facultad del Instituto de la Tierra George Deodatis, presidente del Departamento de Ingeniería Civil y Mecánica de Ingeniería de Columbia.

Los científicos también están teniendo en cuenta los costos de tales medidas de resiliencia. Típicamente, cada dólar gastado en protección reduce las pérdidas financieras relacionadas con daños entre cinco y diez dólares. Y, Dado que a menudo es difícil asegurar grandes cantidades de fondos gubernamentales para intervenciones costeras, El equipo de Mandli puede recomendar una instalación gradual del equipo cada 30 años aproximadamente a medida que se disponga de nuevos fondos.

Además, El empeoramiento de las condiciones de tormenta y aumento del nivel del mar puede desencadenar la necesidad de una mayor protección a medida que pasan los años. El lo notó. "Es posible que ahora solo necesitemos una pared de 5 pies, "dijo Mandli, "pero en 30 años, tal vez necesitaríamos una pared de 10 pies ".

Perspectivas cambiantes

Para comprender mejor los efectos de los huracanes en el mundo real en los diferentes vecindarios del sur de Manhattan, el equipo está recopilando información del estado, ciudad, y funcionarios locales. Los hallazgos de estos esfuerzos de divulgación, dirigidos por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR), un socio en el proyecto:se supone que debe ayudar a guiar el modelo de marejada ciclónica del equipo.

Hasta aquí, Las miembros del personal de NCAR Rebecca Morss y Heather Lazrus, los co-investigadores principales del proyecto, entrevisté a una docena de líderes de las Oficinas de Manejo de Emergencias de la Ciudad de Nueva York y del Estado de Nueva York y otras agencias gubernamentales. Estos funcionarios han compartido sus puntos de vista sobre las necesidades y vulnerabilidades de sus comunidades, explicando:por ejemplo, cómo instituciones como los hospitales dependen de la red eléctrica durante las emergencias, y ofrecer recomendaciones sobre cómo reducir los riesgos de la marejada ciclónica.

El enfoque del equipo de recopilar las respuestas de los funcionarios y revisar los modelos científicos y las simulaciones en consecuencia es un elemento crucial para el éxito del proyecto. según Mandli.

"La idea es, Tenemos todas estas técnicas numéricas y computacionales de barreras contra marejadas ciclónicas, pero si solo confiamos en ellas, obtendremos una respuesta que podría no ser indicativa de la situación real, " él explicó.

"Es importante para nosotros hablar con las personas que realmente están tomando las decisiones y que comprenden el impacto potencial de la marejada ciclónica en el suelo, ", dijo Lazrus. Morss y Lazrus planean llevar a cabo reuniones comunitarias en vecindarios selectos de la ciudad el próximo verano para recopilar también las opiniones y preocupaciones de los residentes locales.

El proyecto está financiado hasta 2019, gracias a una subvención del programa de Procesos y Sistemas de Infraestructura Interdependiente de Resiliencia Crítica de la National Science Foundation. Si el equipo puede obtener fondos adicionales para extender el proyecto hasta 2023 o 2024, Mandli y sus colegas explorarán estrategias de protección contra tormentas para otras ciudades costeras de EE. UU. Como Tampa Bay, Miami, Houston, o Nueva Orleans. Para promover su objetivo de ampliar el impacto del proyecto, Los científicos han hecho que su software de simulación sea de código abierto y, por lo tanto, esté disponible para cualquier persona en los sectores público o privado.

"La verdadera intención aquí es intentar proporcionar esta capacidad de la manera más amplia posible, para que sea aplicable a cualquier parte del mundo, "dijo Mandli.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Earth Institute, Universidad de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.