Ảnh minh họa
Để bảo vệ cảng nước sâu lớn nhất Bồ Đào Nha trước những đợt sóng dữ dội của Đại Tây Dương, các kỹ sư đã triển khai một trong những hệ thống đê chắn sóng khắc nghiệt nhất châu Âu, sử dụng các khối bê tông nhân tạo nặng tới 90 tấn mỗi khối nhằm hấp thụ và phân tán năng lượng sóng.
Theo các nghiên cứu kỹ thuật bờ biển châu Âu, tài liệu của tổ chức hàng hải quốc tế PIANC cùng các báo cáo liên quan đến quá trình phát triển Cảng Sines, công trình này không chỉ đơn thuần là hạ tầng cảng biển mà còn là một bài toán kỹ thuật ven biển quy mô lớn.
Khác với nhiều cảng biển nằm trong vịnh kín hoặc cửa sông được che chắn tự nhiên, Cảng Sines nằm hoàn toàn trên vùng biển Đại Tây Dương rộng mở. Điều này khiến công trình phải liên tục hứng chịu sóng dài, nước biển dâng và các cơn bão mùa đông mạnh bậc nhất Tây Âu.
Trong điều kiện thời tiết cực đoan, khu vực này có thể xuất hiện những con sóng cao trên 10 mét với chu kỳ dài và áp lực va đập rất lớn. Đây được xem là một trong những môi trường xây dựng ven biển khó khăn nhất tại châu Âu.
Để thích nghi với điều kiện đó, các kỹ sư lựa chọn giải pháp kỹ thuật cổ điển nhưng hiệu quả: sử dụng khối lượng lớn để phân tán năng lượng sóng, thay vì phụ thuộc vào các kết cấu mảnh hoặc phức tạp.
Điểm nổi bật nhất của hệ thống đê chắn sóng tại Sines là việc sử dụng các khối bê tông nhân tạo mật độ cao thuộc dòng Antifer và các biến thể tương đương, với trọng lượng mỗi khối dao động từ 70–90 tấn.
Các khối này hoạt động như những đơn vị tiêu tán năng lượng độc lập. Khi sóng lớn đánh vào đê chắn sóng, lực va đập sẽ được hấp thụ và phân tán qua từng khối bê tông, qua đó giảm nguy cơ xói mòn và bảo vệ phần lõi của công trình.
Không giống các kết cấu xếp lớp đồng đều truyền thống, những khối bê tông tại Sines được bố trí theo hình dạng bất quy tắc trên sườn dốc ngoài của đê chắn sóng. Cách sắp xếp này giúp phá vỡ sự đồng nhất của dòng sóng, giảm hiện tượng phản xạ và hạn chế tác động cộng hưởng.
Việc triển khai các khối bê tông khổng lồ trong môi trường biển sâu tạo ra hàng loạt thách thức kỹ thuật.
Mỗi khối có kích thước lớn hơn cả xe tải khai thác mỏ cỡ lớn, đòi hỏi hệ thống nâng hạ chuyên dụng và khả năng định vị chính xác trong điều kiện sóng gió phức tạp. Các hoạt động lắp đặt cũng chỉ có thể diễn ra trong những "cửa sổ thời tiết" ngắn, khi điều kiện biển cho phép.
Ngoài ra, do đê chắn sóng được xây dựng tại vùng nước sâu, công trình phải sử dụng sườn dốc lớn cùng lớp bảo vệ dày hơn nhiều so với các đê chắn sóng ven bờ thông thường.
Theo các tài liệu kỹ thuật, việc sử dụng bê tông cường độ cao thay cho đá tự nhiên không nhằm mục đích thẩm mỹ mà xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật và vận hành lâu dài.
Bê tông cho phép kiểm soát chính xác trọng lượng và hình dạng của từng khối, đồng thời hỗ trợ sản xuất hàng loạt các cấu kiện tiêu chuẩn hóa. Điều này giúp nâng cao khả năng dự đoán hành vi kết cấu khi công trình liên tục chịu tác động của sóng lớn trong nhiều thập kỷ.
Các kỹ sư cũng thiết kế những khối bê tông này theo hướng "hỏng có kiểm soát". Thay vì chống chịu tuyệt đối, mỗi khối sẽ hấp thụ và tiêu hao dần năng lượng sóng theo thời gian, qua đó bảo vệ phần lõi quan trọng của đê chắn sóng.
Cảng Sines hiện là cảng nước sâu lớn nhất Bồ Đào Nha và giữ vai trò quan trọng trong chuỗi logistics hàng hải của châu Âu. Với vị trí nằm trên tuyến vận tải xuyên Đại Tây Dương, cảng này là cửa ngõ trung chuyển năng lượng, hàng container và nguyên liệu công nghiệp của khu vực Iberia.
