Береговая охрана США использует навигационные буи для направления водного транспорта и защиты уязвимых донных экосистем, таких как сообщества морских водорослей и коралловые рифы в водах США. Однако большинство буев в настоящее время прикреплены к морскому дну бетонными якорями, также называемыми грузилами и цепями тяжелых металлов, которые могут оказать значительное влияние на морскую жизнь. Грузины могут повредить жизнь на морском дне под их тяжелым следом, а когда соединительные цепи слабые, они могут соскоблить морские водоросли, морские водоросли и кораллы вокруг грузиков, так как волны и ветер подталкивают буи.
Береговая охрана изо всех сил пытается найти решение более 20 лет, а около двух лет назад служба обратилась за помощью в Департамент национальной безопасности (DHS) по науке и технике (S & T). Впоследствии S & T организовал конкурс приза в январе 2016 года. Помимо получения предложений со всей страны, S & T получила несколько предложений от международного сообщества, хотя они не имели права на получение денежного приза в соответствии с Законом США о COMPETES.
Из предложений S & T нашло потенциальное решение проблемы в простой, но эффективной системе буй-швартовки. Вместо конкретного грузила Коул Кеулу Сантос, новатор из Гавайев, предложил узкую винтовую опору; вместо тяжелой металлической цепи он предложил эластичную веревку, чтобы предотвратить соскабливание дна океана.
«Мы считаем, что DHS S & T является ключевым партнером для внедрения технологий и инноваций в береговую охрану. Использование конкурсов публичных призов DHS позволяет нам более эффективно обращаться к общественности и их хорошим идеям, чтобы помочь решить проблемы береговой охраны », - сказал Берт Macesker, исполнительный директор Центра исследований и разработок (RDC). «Основываясь на успехе этого экологически безопасного причала буев, мы запускаем наш второй конкурс публичных призов с DHS S & T для улучшения обнаружения людей в воде».
В апреле RDC приступила к двухлетнему эксперименту, чтобы протестировать несколько различных типов систем швартовки, вдохновленных концепциями Санто. RDC, используя резак береговой охраны США Джошуа Эпплби, лавирующий прибрежный буй на уровне 175 футов, разместил пять причальных причалов около побережья Санкт-Петербурга, штат Флорида. Там будут оцениваться воздействие буев на дно океана и способность выдерживать элементы при сохранении их на якорной стоянке. Результаты будут определять, подходят ли причалы для более широкого использования.
«Береговая охрана, как морские экологические стюарды, хотела, чтобы RDC исследовал минимально-инвазивные методы крепления якорных и швартовных буев в экологически чувствительных районах», - сказал Джеймс Флетчер, начальник отдела окружающей среды и водных путей RDC; одна из миссий филиала - охрана окружающей среды.
Коралловые рифы и морские водоросли являются одними из наиболее биологически разнообразных океанических экосистем; они обеспечивают важную среду обитания для морской жизни - ламантины, морские черепахи и разнообразные рыбы и беспозвоночные. Экологически безопасная система швартовки может помочь сохранить эти экосистемы.
Причиной тестирования различных типов швартовых систем является поиск наиболее долговечных и эффективных. Береговая охрана решила установить два типа якорей на глубинах от 38 до 48 футов - традиционный бетонный грузик и спираль (винт). Используются три типа швартовых линий - StormSoft, Hazelett и Supflex.
«Исследователи RDC развернули различные комбинации и швартовые линии для оценки широкого спектра потенциальных решений», - сказала Даниэль Элам, которая является руководителем проекта в Отделе окружающей среды и водных путей. «Вместо того, чтобы строить совершенно новую систему, возможно, мы могли бы просто изменить линию швартовки. Если это сработает, это может сэкономить нам деньги, это может сэкономить нам время. Или нам может понадобиться изменить всю систему ».
Использование винтовых якорей и эластичных швартовых линий не нова. Рекреационные лодочники используют концепцию, называемую эко-швартовкой, в течение некоторого времени.
«Итак, Береговая охрана задается вопросом:« Будет ли это работать для нас? »- сказал Элам. «Мы сейчас смотрим, чтобы изменить след наших якорей. Сколько урона может быть нанесен огромным 3 000-фунтовым блоком бетона против маленького винтового якоря? Когда идет сильный шторм, и грузик подбирается и тянется вдоль морского дна, сколько может нанести ущерб?
Для эксперимента Береговая охрана выбрала два навигационных канала с голым песчаным полом, подходящим для якорей с винтами, и «чтобы у нас не было никаких проблем с окружающей средой для использования конкретных анкеров», - сказал Флетчер. «Если мы находимся в экологически чувствительной области, мы предпочитаем использовать зажим спирали над бетоном».
В начале апреля, в течение двух последовательных дней, команда резака и команда погружения неустанно работали, чтобы выполнить свою миссию. В первый день они заменили металлические цепи одной моделью StormSoft и одной швартовной линией Hazelett, а на следующий день - двумя StormSoft и одним Supflex.
Сначала план заключался в том, чтобы прикрепить швартовые линии к двум бетонным грузикам и трем анкерам спирали. Однако из-за технических трудностей ныряльщики могли только привинтить один анкер к спирали к морскому дну. Остальные линии были прикреплены к бетону. Береговая охрана надеется модернизировать два из грузиков с помощью спиральных якорей во время одного из будущих посещений мониторинга.
В течение следующих двух лет Береговая охрана посетит причалы буев каждые три месяца, чтобы следить за их долговечностью. Команда по погружению задокументирует состояние каждой швартовной линии и предоставит фотографические и видео доказательства.
«Береговая охрана меняет цепи каждые два года из-за ржавчины, - сказал Элам. «Мы пытаемся понять, продолжаются ли эти строки до тех пор, пока текущие цепочки».
По окончании периода тестирования Береговая охрана подготовит окончательный отчет об экологически безопасных причалах буев для поддержки будущих решений.
«Береговая охрана очень сознательно защищает окружающую среду, поэтому мы готовы делать эти эксперименты, даже если есть немного риска для их успеха, чтобы найти лучший способ защитить окружающую среду и минимизировать вредные воздействия, - сказал Флетчер.