La sismología lleva años buscando la forma de atenuar los graves efectos de los terremotos. Una nueva teoría podría ayudar a disipar la energía generada por cada vibración
En los últimos años hemos sido testigos de algunos de los terremotos más devastadores de los que tiene constancia el ser humano. Terremotos como el de Indonesia en 2004, Chile en 2010 o Japón en 2011, con sus consiguientes tsunamis, nos recuerdan lo expuestos que estamos frente a las descomunales fuerzas del interior de la tierra.
Para tratar de protegernos y de alertarnos frente a los terremotos, en la actualidad hay multitud de investigadores trabajando en diferentes vías. En el Blog Think Big os hablamos hace unos meses de un proyecto para la predicción de terremotos con GPS y de los diseños de plantas nucleares en alta mar con grandes ventajas frente a las plantas situadas en las costas en caso de tsunami.
Hoy os queremos presentar el proyecto llevado a cabo por el equipo de investigadores del Instituto Fresnel de Marsella encabezado por el físico Sebastien Guenneau, quien afirma que podrían haber encontrado un método efectivo para proteger grandes áreas de las devastadoras ondas sísmicas. Cualquier lector podrá imaginar las ventajas de un sistema de permitiera proteger centrales nucleares y ciudades evitando desastres como el de Fukushima.
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.
La teoría de la invisibilidad
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.
A partir de este mismo concepto, el equipo de investigadores franceses liderado por el físico Sebastien Guenneau 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. 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.
Un exitoso experimento
Para probar la teoría se llevó a cabo un experimento en la zona de Grenoble. Primero se realizó una prueba de control para poder evaluar el porcentaje de disipación de energía posterior. Utilizando un vibrador de hormigón se generaron ondas sísmicas con una frecuencia de 50 vibraciones por segundo.
Una vez medida la dispersión natural de las ondas en el suelo, se repitió el experimento habiendo taladrado previamente tres agujeros de 5 metros de profundidad. Tal y como estaba predicho en los 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.
Con todo, el experimento fue objeto de algunas críticas de expertos que afirmaban que el patrón de agujeros solamente serviría para disipar la energía de terremotos con una frecuencia sísmica determinada. Sin embargo, el modelo propone un patrón genérico determinado, que según han calculado podría disipar la energía de un amplio rango de frecuencias de vibración. De hecho, el siguiente experimento que van a llevar a cabo será la recreación de un terremoto de magnitud 6.0 con frecuencias entre 2 y 12 vibraciones por segundo en un círculo de 200 metros de diámetro y con los agujeros separados con este patrón genérico.
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.
