Investigation into developing a biocompatible impact-resistant fiber-reinforced mortar for Ericaria amentacea restoration to improve ecological value of hard coastal structures

Abstract

Un projecte recent a la Universitat de Gènova, Itàlia, té com a objectiu millorar el valor ecològic dels murs de contenció sense característiques cultivant Ericaria amentacea, un alga marina parda formadora d'hàbitat sobre substrats artificials fixats als murs dins d'una àrea marina protegida. L'any 2018, una tempesta va danyar una secció del mur de contenció i la carretera adjacent, la reconstrucció de la qual va afectar les assemblatges de macroalgues al llarg del tram corresponent de la costa a l'Àrea Marina Protegida de Portofino. Per promoure la rehabilitació de l'hàbitat, s'han desplegat fixacions artificials amb l'objectiu de crear substrats que puguin suportar les forces hidrodinàmiques i proporcionar una superfície ecològicament viable per a la reintroducció d'algues.Aquest treball explora un experiment de prova de concepte mitjançant la prova de quatre mescles de ciment que utilitzen materials ecològicament compatibles i reforç de fibra de vidre. Això posa a prova la viabilitat de desenvolupar una mescla de formigó que pugui allotjar vida marina i que tingui el potencial per ser ampliat per a ús en la construcció d'infraestructures costaneres. De les quatre formulacions de formigó, totes incorporaven fum de sílice com a additiu d'alt rendiment, mentre que dues estaven addicionalment reforçades amb fibra de vidre. En algunes mescles, també es van incloure closques de mar triturades juntament amb sorra per millorar la biocompatibilitat del formigó. Les mescles de ciment es van sotmetre a proves mecàniques preliminars específiques, i cada mescla es va inocular amb espores d’Ericaria amentacea per al cultiu d’algues ex situ abans de ser desplegada al camp. El monitoratge de les unitats desplegades al camp proporcionarà dades sobre el creixement de les algues juvenils i la colonització marina. Finalment, es discuteixen recomanacions per a millores i recerca futura.

Un proyecto reciente en la Universidad de Génova, Italia, tiene como objetivo mejorar el valor ecológico de los muros de contención sin características mediante el cultivo de Ericaria amentacea, un alga marrón formadora de hábitat, en sustratos artificiales fijados a los muros dentro de un área marina protegida. En 2018, una tormenta dañó una sección del muro y la carretera adyacente, cuya reconstrucción afectó a los ensamblajes de macroalgas a lo largo del tramo correspondiente de la costa en el Área Marina Protegida de Portofino. Para promover la rehabilitación del hábitat, se han desplegado estructuras artificiales con el objetivo de crear sustratos que puedan resistir las fuerzas hidrodinámicas y proporcionar una superficie ecológicamente viable para la reintroducción de algas. Este trabajo explora un experimento de prueba de concepto mediante la prueba de cuatro mezclas de cemento que utilizan materiales ecológicamente compatibles y refuerzo de fibra de vidrio. Esto prueba la viabilidad de desarrollar una mezcla de concreto que pueda albergar vida marina y tenga el potencial para ser escalado para su uso en la construcción de infraestructuras costeras. De las cuatro formulaciones de concreto, todas incorporaron humo de sílice como un aditivo de alto rendimiento, mientras que dos fueron además reforzadas con fibra de vidrio. En algunas mezclas, también se incluyeron conchas marinas trituradas junto con arena para mejorar la biocompatibilidad del concreto. Las mezclas de cemento fueron sometidas a pruebas mecánicas específicas preliminares, y cada mezcla fue inoculada con esporas de Ericaria amentacea para el cultivo de algas ex situ antes de ser desplegada en el campo. La monitorización de las unidades desplegadas en el campo proporcionará datos sobre el crecimiento de las algas juveniles y la colonización marina. Finalmente, se discuten recomendaciones para mejoras e investigaciones futuras.

A recent project at the University of Genoa, Italy, aims to enhance the ecological value of featureless seawalls by cultivating Ericaria amentacea, a brown, habitat-forming seaweed on artificial substrata affixed to the walls within a marine protected area. In 2018, a storm damaged a section of seawall and adjoining road, the reconstruction of which affected the macroalgal assemblages along the corresponding stretch of coast in the Portofino Marine Protected Area. To promote habitat rehabilitation, artificial fixtures have been deployed with the goal of creating substrata that can withstand hydrodynamic forces and provide an ecologically viable surface for the reintroduction of algae. This work explores a proof-of-concept experiment through the testing of four cement mixtures that use ecologically compatible materials and glass fibre reinforcement. This tests the viability of developing a concrete mixture that can host marine life and has the potential to be upscaled for use in constructing coastal infrastructure. Of the four concrete formulations, all incorporated silica fume as a high-performance additive, while two were additionally reinforced with glass fibre. In some mixes, crushed seashells were also included alongside sand to enhance the biocompatibility of the concrete. The cement mixes were subjected to preliminary, specific mechanical testing, and each mix was inoculated with Ericaria amentacea spores for ex situ algal cultivation before being deployed in the field. Monitoring the deployed units in the field will provide data regarding the growth of the juvenile algae and marine colonization. Finally, recommendations for improvements and further research are discussed.