NeoFronteras

Encuentran un sistema de hacer a los edificios invisibles a las ondas de un terremoto. De este modo se podría proteger a los rascacielos de los terribles efectos de los seísmos.

Simulaciones en las que se ve cómo las ondas son desviadas. Foto: M. Farhat, PRL.

Desde hace tres años hemos visto noticias sobre metamateriales de índice de refracción negativo que con los que crear «mantos de invisibilidad». Aquí ya cubrimos algunas de esas noticias y ya han tenido algunos éxitos. Los metamateriales son materiales confeccionados artificialmente, contienen microestructuras con un tamaño similar a la longitud de las onda del haz de ondas electromagnéticas que se desea manipular, si es para conseguir el efecto de un manto de invisibilidad se pretende desviar el haz, que la luz rodee el objeto en cuestión y que sea invisible para un observador exterior.
Pero hay muchas clases de ondas, no necesariamente electromagnéticas. Algunas con longitudes de ondas largas que se podrían manipular más fácilmente.
Los terremotos liberan mucha energía, equivalente a varias bombas nucleares, y esa energía se transporta en forma de ondas sísmicas que cruzan la Tierra. Hay varias clases de ondas sísmicas, unas viajan por debajo de la superficie, y pueden ser de compresión o de cizalladura, otras viajan por la superficie terrestre. Éstas últimas son las principales responsables de los daños causados por los terremotos. Cuando esas ondas son lo suficientemente intensas pueden derribar edificios.
Investigadores de Aix-Marseille Université (Francia) y de University of Liverpool (RU) han desarrollado un modelo teórico que permitiría construir una barrera que desvíe las ondas sísmicas alrededor de un edificio.
Para desarrollar la idea se han basado en modelos computacionales, encontrando que una configuración de anillos concéntricos de plástico, cobre y otros materiales pueden desviar las ondas sísmicas de una zona central. Lo interesante es que no refleja dichas ondas, ni las absorbe.
La idea es controlar la elasticidad y dureza de los materiales de los anillos. Las ondas que llegan a los mismos son comprimidas en pequeñas fluctuaciones de presión y densidad. El camino del frente de ondas se transforma en un arco que dirige las ondas fuera del dispositivo y una vez sobrepasan el dispositivo retornan a su configuración inicial.
Se puede sintonizar el dispositivo para que desvíe ondas de diferentes frecuencias, por lo que se puede construir un dispositivo que funcione para una gama de frecuencias. En las simulaciones los investigadores sometieron al sistema a ondas sísmicas con frecuencias entre 30 y 150 hercios producidas por un terremoto estándar hipotético. Los anillos redirigieron las ondas desviándolas de la zona central protegida si que ésta se viera afectada.
El estudio, publicado en Physical Review Letters, sugiere que en un futuro se podría construir un sistema real en los cimientos de un edificio que le haga invisible a las ondas sísmicas y lo proteja en caso de terremoto. Téngase en cuenta que al no eliminarse las ondas sísmicas, sino que sólo se desvían, sus efectos no son anulados, sino que son trasferidos a las regiones posteriores.
Es sorprendente que desde hace sólo tres años en que se empezara a hablar sobre «capas de invisibilidad», más como una curiosidad académica que como algo realmente práctico, se haya llegado a un resultado realmente útil. Potencialmente se podría proteger a núcleo densamente poblados frente a los terremotos. Aunque habrá qué esperar a su realización física. De momento ya se planea hacer experimentos a pequeña escala para comprobar si la idea funciona correctamente.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original (resumen).
Artículo original (resumen).