p O porto mais ao sul da Louisiana é um lugar chave para a indústria de energia dos EUA, mas também um dos lugares mais vulneráveis ​​do país. Port Fourchon em Lafourche Parish atende 90% das atividades de petróleo e gás em águas profundas do Golfo do México, é por isso que o Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA investiu US $ 25 milhões na LSU para criar uma cúpula digital protegendo o Porto Fourchon e o Porto de Petróleo Offshore da Louisiana, o único porto offshore de águas profundas do país, de ameaças de segurança cibernética. Mais de 1,5 milhão de barris de petróleo bruto são transportados por oleodutos através do porto por dia e cerca de 1, 200 caminhões entram e saem do porto todos os dias. p Ao longo, fina faixa de areia da praia se estende ao longo do perímetro sul do porto, protegendo-o do norte do Golfo do México e da ameaça de furacões, tempestade, e inundações. Contudo, todo ano, a linha da costa recua cerca de 30 a 50 pés, rastejando mais perto do porto, que abriga mais de 250 empresas. A praia que fica ao sul de Port Fourchon perde mais terras a cada ano com o aumento do nível do mar, erosão, e subsidência, ou afundando, do que qualquer outro lugar nos EUA

p "Eu diria que a perda de terras é uma das maiores ameaças ao porto e ao sul da Louisiana, "disse o Diretor Interino do Instituto de Estudos Costeiros LSU Kevin Xu, que também é James P. Morgan Distinguished Professor no Departamento de Oceanografia e Ciências Costeiras do LSU College of the Coast &Environment.

p Dragagem, ou desenterrando, areia e sedimentos do fundo do mar e barras de areia e transporte para reconstruir e reforçar praias, como o que protege Port Fourchon, bem como dunas de areia, ilhas barreira, e pântanos, é uma das principais estratégias utilizadas para combater a perda de terras costeiras na Louisiana. Contudo, é um empreendimento caro. Por exemplo, o estado gastou mais de US $ 70 milhões para dragar e transportar 3,3 milhões de jardas cúbicas de areia por barcaça e bombeá-la por meio de um oleoduto para reforçar o promontório de Caminada, outra praia subdesenvolvida significativamente impactada pela erosão, que também protege Port Fourchon de tempestades.

p O orçamento de sedimentos, ou a quantidade de areia e sedimentos disponíveis para projetos de dragagem em grande escala como este, é finito. Adicionalmente, furacões podem deslocar areia e sedimentos, o que torna os projetos de dragagem e renovação ainda mais desafiadores. É por isso que a experiência de Xu em modelar computacionalmente o transporte de sedimentos é vital.

p "Os esforços da LSU são de grande importância para qualquer pessoa envolvida em determinar a melhor forma de usar os sedimentos dragados da maneira mais benéfica para as áreas que protegem Port Fourchon, bem como a costa sul da Louisiana em geral, "disse Chett C. Chiasson, Diretor executivo da Greater Lafourche Port Commission.

p Corpo docente da LSU, incluindo Xu e o reitor do Colégio da Costa e Meio Ambiente LSU Chris D'Elia, Recentemente, reuniu-se com Chiasson e outras partes interessadas em Port Fourchon para dar uma olhada de perto no porto e discutir maneiras de colaborar em projetos costeiros e ambientais.

p "As perguntas e o envolvimento que resultaram desta viagem certamente levaram a um desejo maior de continuar trabalhando com a LSU, a fim de abordar as preocupações futuras que devem ser levadas em consideração ao delinearmos uma estratégia, Processo baseado na ciência para maximizar o uso bem-intencionado de sedimentos que retiramos diretamente de nossos depósitos e do Belle Pass. Estamos ansiosos para uma colaboração futura na gestão de sedimentos, pois todos trabalhamos com o mesmo objetivo de melhorar nossa costa por meio de estratégias de mitigação bem-sucedidas, "Disse Chiasson.

p Xu é especialista no desenvolvimento de complexos modelos de computador que podem simular e prever como os sedimentos se movem e alteram a costa. Ele faz parte de uma equipe de pesquisadores que desenvolveu um modelo 3D de computador que inclui vários fatores - vento, nível de água, sedimento, ondas, e vegetação para simular as grandes quantidades de sedimentos arenosos que foram movidos durante o furacão Gustav, que foi um dos últimos furacões a impactar severamente Port Fourchon, atingiu a costa da Louisiana em 2008. O furacão Gustav e Port Fourchon são proxies no modelo de computador, que pode ser aplicado a regiões em todo o mundo afetadas por outros furacões e grandes tempestades.

p "Compreender os motores e processos responsáveis ​​pela mudança geomórfica costeira é fundamental para estimar os orçamentos de sedimentos de longo prazo - uma faceta importante da resiliência no contexto da elevação do nível do mar e um clima em mudança - e da restauração costeira, "escreveu Xu e seus co-autores em um artigo recente publicado em Engenharia Costeira .

p Port Fourchon e Caminada Headland ficavam a leste da trilha do furacão Gustav, que Xu e outros especialistas dizem ser o lugar mais perigoso para se estar durante um furacão.

p Durante o furacão Gustav, areia da praia e offshore foi empurrada para cima sobre a duna e depositada no pântano pelo porto.

p "O efeito é chamado de depósito de over-wash. Isso acontece naturalmente, mas a magnitude do depósito de excesso de lavagem ao sul da área de Port Fourchon [do furacão Gustav] foi enorme, "Xu disse.

p Devido ao movimento do vento anti-horário dos furacões no hemisfério norte, a energia e a força do vento mais fortes atingem as áreas a leste ou à direita da linha de trajetória de um furacão.

p "O padrão espacial é muito claro:dezenas de quilômetros a leste da linha do trilho, naquele local, você experimentará o vento mais forte, ondas mais altas, e maior deposição de sedimentos. É o local mais prejudicial e destrutivo, "Xu disse.

p Alguns anos atrás, Xu e outros identificaram esse padrão em sua pesquisa que comparou os impactos do furacão Katrina ao furacão Rita em 2005. Os danos econômicos e ambientais do furacão Katrina custaram mais de US $ 40 bilhões em perdas seguradas. Em agosto de 2005, O furacão Katrina tomou um caminho rápido em direção à costa e causou distúrbios intensos e localizados no fundo do mar ao longo da plataforma continental oriental da Louisiana. Cerca de três semanas depois, O furacão Rita atingiu a terra em um ângulo, o que fez com que seu impacto se espalhasse por toda a plataforma continental da Louisiana. Mais de 131 milhões de toneladas de sedimentos pós-furacão foram deslocados quando os furacões Katrina e Rita cruzaram a costa da Louisiana, de acordo com a pesquisa da LSU Boyd Professor Eugene Turner e colegas. Eles encontraram sedimentos deslocados nos pântanos com vários centímetros de espessura.

p Xu e Samuel J. Bentley, a cadeira Billy e Ann Harrison em geologia sedimentar e vice-presidente de pesquisa e desenvolvimento econômico da LSU, junto com seis outros professores da LSU foram financiados nos últimos sete anos para estudar os poços de dragagem de onde a areia é cavada e transportada para reconstruir dunas e praias, como os que protegem Port Fourchon.

p Ship Shoal é uma grande área arenosa localizada na costa centro-sul da Louisiana, que é estimado em 1,2 bilhão de metros cúbicos de areia de quartzo de alta qualidade. Dezenas de milhões de metros cúbicos dessa areia de alta qualidade já foram dragados de Ship Shoal para restaurar o promontório de Caminada. Os poços de dragagem do Ship Shoal se enchem de lama e areia sob o impacto dos rios Mississippi e Atchafalaya, correntes impulsionadas pelo vento, ondas de tempestade, e marés. LSU researchers continue to study this dynamic place that is important to coastal restoration as well as the environmental impacts of the dredge pit.

p "What we found is that those dredge pits can potentially impact water quality. When you dig a big hole, the water is deep and sluggish, the bottom is very turbid, and you can potentially develop low dissolved oxygen conditions, which is called hypoxia, "Xu disse.

p Other LSU researchers have shown that hypoxic conditions in the Gulf of Mexico do not bode well for marine life including fish, camarão, and crabs that fuel the seafood industry.

p In addition to the ecological impact, Xu and Bentley also studied how the dredge pit affects the oil and gas pipelines. They found that the walls of the dredge pits are fairly stable. It is unlikely that the pit will collapse and affect the pipeline in the short term, especially with the 1, 000-foot buffering distance set by the Bureau of Ocean &Energy Management for dredging near the pipeline.   

p "Our study showed that the pit wall doesn't migrate that quickly. We found that 1, 000 feet is a very conservative distance for muddy pits. Resource managers could potentially use a shorter distance and be able to dig out more sand, but additional, longer term studies in the future are needed, "Xu disse.

p Resource managers at the state's Coastal Protection and Restoration Authority, or CPRA, rely on academic research findings to maximize the benefits of projects while minimizing negative impacts. In light of continued subsidence, aumento do nível do mar, and stronger storms, resource managers apply LSU research toward developing sustainable solutions.

p "Research such as Dr. Xu's increases our knowledge of how sediment moves and responds under various conditions, which helps us design effective projects and strategies to restore our coast and protect our infrastructure including Port Fourchon, " said Angelina Freeman, CPRA senior scientist and LSU alumna.

p Freeman's PhD advisor was LSU Boyd Professor Harry Roberts, who is internationally recognized for his seminal research on the Mississippi River Delta. 

p "I am so fortunate to have been mentored by Dr. Roberts, " she said. "My PhD at LSU provided the framework for understanding the natural processes that must be harnessed, and the application of pioneering science and engineering for effective coastal restoration management."