Las aplicaciones de la física podrían hacer que las consecuencias de los devastadores terremotos sean cada vez menores en los edificios. La idea del «manto sísmico» proviene de investigadores en el Reino Unido, Italia y Francia, algunos de los cuales fueron los primeros en demostrar que la física de las capas de invisibilidad podría tener otras aplicaciones
En el año 2000, el físico teórico John Pendry, del Imperial College de Londres, propuso una vía para conseguir la invisibilidad en objetos. En el año 2006 su teoría se confirmó con los primeros experimentos que hacían desaparecer objetos a simple vista. Para ello utilizaron metamateriales con estructuras geométricas más pequeñas que las longitudes de onda que la luz que estaban desviando. Así consiguieron guiar las microondas a través de un cilindro de cobre, lo cual permitía que cualquiera que mirara a través del detector de microondas viera simplemente un espacio vacío. [1]
A partir de este mismo concepto, el equipo de investigadores liderado por Sebastien Guenneau de la Universidad de Liverpool en el Reino Unido, su colega de Liverpool Sasha Movchan , Michele Brun en la Universidad de Cagliari, Italia, y Stefan Enoch y Mohamed Farhat en el Fresnel Institute (CNRS) en Marsella, Francia, ha calculado la forma con la que convertir la tierra bajo nuestros pies en una suerte capa de invisibilidad que desvía y anula las ondas sísmicas. Lo que propone el equipo es convertir un área en invisible para las ondas sísmicas. Para ello quieren utilizar el mismo concepto teórico que se aplica para hacer desaparecer los objetos a través de metamateriales. Las ondas sísmicas de un terremoto se dividen en dos grupos principales: las ondas del cuerpo que se propagan a través de la Tierra y las ondas superficiales que viajan solo a través de la superficie. Esta capa inhibidora se centra en la protección de los edificios frente a las ondas superficiales producidas en un evento telúrico que generalmente son las más destructivas que causan estragos en las estructuras.
Disposición de anillos concéntricos para formar el manto sísmico
Este sistema consta de una serie de hasta un máximo de 100 anillos concéntricos incorporados bajo el edificio, cada uno sintonizado a una frecuencia determinada. De esta forma, cuando vienen las ondas a lo largo de la superficie, los anillos que están sintonizados en particular, recuperan la mayor parte de esa frecuencia y comienzan a vibrar a lo largo de la misma. Posteriormente, estos anillos situados alrededor del edificio, desvían las ondas de choque hacia otra dirección concreta para su eliminación.
En experimentos realizados por estos grupos de investigadores, y tal y como estaba predicho en modelos teóricos, la energía se dispersó en gran medida llegando a registrarse tan solo un 20% de la energía total de la prueba de control. [2]
En el trabajo publicado en la revista Physics Review Letters de marzo de este año explican que para disipar ondas sísmicas de 1,5 metros se necesita realizar agujeros en la tierra de 30 centímetros de ancho y separados unos de otros 1,73 metros. Cuando se produzca un terremoto, cada agujero dispersará una onda. La acción conjunta de este fenómeno permitirá que las ondas se contrarrestarán hasta eliminarse evitando cualquier vibración [3]. Para proteger un edificio de 10 metros de ancho, cada anillo tendría que ser de 1 a 10 metros de diámetro y 10 centímetros de espesor.
El problema es que el metamaterial está hecho para usarse a una longitud de onda específica con lo que no se puede asegurar que funcionaría en un terremoto normal. Por otra parte, estas ondas reflejadas han de ir hacia algún sitio con lo que lo más probable es que acabaran afectando a los edificios colindantes. Es por ello que ya se está estudiando absorber las ondas en lugar de reflejarlas. [4]
Guenneau sueña con que un día su teoría sirva para proteger a ciudades enteras de terremotos. Incluso cree que podría utilizarse para disipar la fuerza de los tsunamis utilizando columnas de madera estratégicamente colocadas a 200 metros de la costa.
Referencias:
[1] Amate Chema (16 de junio de 2014). Este sistema podría proteger ciudades enteras de ndas sísmicas. Portal de información digital. Recuperado de: https://blogthinkbig.com/ondas-sismicas. Acceso: 5 de junio de 2018.
[2] Un Manto de Invisibilidad podría esconder edificios de los terremotos. (28 de junio de 2009). Revista digital ConstruGeek. Recuperado de: http://www.construcgeek.com/tecnologia/un-manto-de-invisibilidad-podria-esconder-edificios-de-los-terremotos. Acceso: 5 de junio de 2018.
[3] Brûlé S., Javelaud E.H., Enoch S., Guenneau S. (2014). Experiments on Seismic Metamaterials: Molding Surface Waves. Physical Review Letters, 112, 133901.
[4] La capa de invisibilidad sísmica ya se prueba en Francia. (2013). Hipertextual, publicaciones digitales independientes. Recuperado de: https://hipertextual.com/archivo/2013/02/capa-de-invisibilidad-sismica/. Acceso: 5 de junio de 2018.
