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Como un bosque

Proponen “camuflar” los edificios para hacerlos invisibles a los terremotos

Un grupo de científicos busca proteger las estructuras con técnicas aprendidas de la propia naturaleza.

Ampliar imagen camuflaje estructuras cover

Por: ElSol.com.ar

Los investigadores esperan poder utilizar técnicas desarrolladas para “camuflar” objetos y hacerlos parecer invisibles y de este modo protegerlos de los terremotos.

Tienen la esperanza de imitar las propiedades de los materiales de camuflaje mediante la plantación de árboles para dispersar las ondas sísmicas, lo que permitiría resguardar estructuras como la de los edificios.

Los terremotos viajan en ondas, tal como el sonido y la luz.

"¿No sería genial si pudiéramos rodear un castillo histórico o una central nuclear con un metamaterial de modo que cuando las ondas sísmicas lleguen sean enviadas alrededor o desviadas hacia el suelo?", dijo el profesor Richard Craster, Jefe del Departamento de Matemáticas en el Imperial College de Londres, y parte del equipo que estudio este fenómeno.

"El edificio se mantendría inmóvil, sin daño alguno. Esto es lo que queremos hacer", dijo.

Los científicos han diseñado previamente materiales con estructuras internas que interfieren en la propagación del sonido y la luz, y ahora están trabajando en la fabricación de versiones más grandes de estas estructuras, las que podrían utilizarse para controlar la propagación de terremotos.

Los científicos han probado esta teoría excavando pozos cilíndricos a intervalos regulares en el suelo.

Esta disposición ordenada de perforaciones dispersa las destructivas ondas superficiales entrantes, haciendo que interfieran entre sí y se anulen.

Sin embargo, mientras que el área dentro del patrón está protegida, la reflexión de las ondas entrantes provoca una mayor destrucción en los alrededores.

Además, los terremotos producen amplias longitudes de onda, por lo que podrían pasar por alto el escudo de pozos sin siquiera interactuar con él.

En la actualidad, los matemáticos en el Imperial College de Londres, con colaboradores en Francia, están tratando un enfoque diferente: el uso de árboles.

Los árboles actúan como resonadores, que oscilan en ciertas frecuencias, incluso a longitudes de onda largas.

En la disposición correcta, la interacción de árboles resonantes puede redirigir la energía de las ondas sísmicas profundamente en el suelo, reduciendo el daño, afirman.

Este enfoque se basa en los metamateriales, arreglos artificiales de resonadores con propiedades electromagnéticas inusuales.

Las "capas de invisibilidad” de metamateriales ya se han utilizado para fabricar objetos muy pequeños invisibles al ojo mediante la reorientación de las ondas de luz.

Versiones a gran escala podrían ser creadas para emular la resonancia de los árboles y hacer que los edificios sean "invisibles" a los terremotos.

 

A principios de este año, la Dra. Andrea Colombi, también del Imperial, con el profesor Craster y colaboradores en Francia, demostró que un bosque denso se comporta como un metamaterial sísmico natural.

Mediante la generación de vibraciones de una grúa y la medición de los efectos con los sismómetros, encontraron que los árboles resonantes ofrecen protección local contra las ondas superficiales de ciertas frecuencias.

En un bosque natural, los investigadores observaron que la altura irregular de los árboles y de los espacios entre ellos ofreció protección contra una gama más amplia de frecuencias, mayor que si se tratase de una disposición uniforme de plantas.

Si los árboles están dispuestos de mayor a menor altura, cubrirían una gama aún más amplia de frecuencias sísmicas.

Los científicos llaman a esto “metawedge”, lo que eventualmente podría ser creado con árboles o postes reales actuando como resonadores artificiales.

Los metawedges sólo pueden hacer frente eficazmente a las ondas procedentes de dos direcciones, pero los investigadores tienen la esperanza de que puedan encontrar soluciones a esto y ampliar la cantidad de direcciones.

También hay otras aplicaciones potenciales para los metawedges, por ejemplo para enmascarar otros tipos de ondas vibratorias que puedan tener un impacto en edificios.

"Otra cosa que nos importa es, por ejemplo, la vibración procedente de líneas de ferrocarril”, dijo el profesor Craster.

“Podríamos poner una barrera metamaterial entre el tren y las casas, por lo que las ondas descenderían a la tierra o algún lugar donde podamos amortiguarlas”.

Los metamateriales sísmicos han atraído el mayor entusiasmo entre aquellos que buscan soluciones a los daños de terremotos.

Los investigadores en Italia están llevando a cabo experimentos similares, con los resonadores enterrados en el suelo.

Craster y sus colegas también están buscando la forma en que el sistema de pozos pueda ser más eficaz.

"En algunas partes del mundo hay terremotos a muy pequeña escala pero bastante regulares”, dijo.

“Con los años esto provoca grietas en las casas. Si se sabe desde dónde las ondas suelen venir, usted puede acondicionar el suelo cerca de esas casas con una serie de agujeros, y ellos simplemente reflejarán las ondas fuera de la zona de las casas”.


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