Los Antiguos Romanos Podrían Haber Construido Estructuras que Actuaban como Capas de Invisibilidad Sísmica

Por: William Brown, Biofísico de Resonance Science Foundation 

Metamateriales antiguos: El Coliseo de Roma podría protegerse de los daños causados por los terremotos con una capa de invisibilidad sísmica. (Cortesía: Bengt Nyman/CC BY 2.0).

Los metamateriales, más conocidos por su uso como capas de invisibilidad, están hechos de grandes conjuntos de diminutos resonadores que manipulan la luz y otras ondas electromagnéticas de formas que no son típicas de otros materiales más naturales. La capacidad de manipular las ondas de forma anómala no se limita a las del electromagnetismo, sino también a las acústicas.

Anteriormente, Resonance Science ha informado sobre el desarrollo de novedosos metamateriales acústicos que pueden doblar, dar forma y enfocar las ondas sonoras (metamaterials that can bend, shape, and focus sound waves), algunos de cuyos avances pueden hacerlo con una eficacia casi perfecta del metamaterial para redirigir el sonido (perfect efficiency of the metamaterial to redirect sound), e incluso dispositivos como SoundBender , que permite que un rayo tractor sónico agarre objetos desde detrás de los obstáculos.

Las aplicaciones tecnológicas de este avance en la ciencia de los materiales y la comprensión del comportamiento de los fenómenos ondulatorios de la luz y el sonido son innumerables, pero una aplicación especialmente útil puede ser la mejora de la resistencia de los edificios y otras estructuras artificiales para soportar los terremotos.

Dado que la disposición arquitectónica del metamaterial es un factor importante en sus inusuales propiedades, la capacidad de curvar y dirigir el sonido puede inducirse en muchas estructuras diferentes siempre que se ajusten a las matemáticas subyacentes a la disposición conformacional de un metamaterial. Esto ha llevado a algunos investigadores a la idea de replicar la disposición de los metamateriales -mediante agujeros o postes de algún tipo- para desviar las ondas sísmicas alrededor de los edificios vulnerables.

¿Qué son los metamateriales?

Los metamateriales son materiales artificiales compuestos por estructuras cuyas propiedades electromagnéticas, acústicas o térmicas se diseñan deliberadamente para ofrecer una gama de respuestas difíciles o imposibles de conseguir en materiales o compuestos naturales. Algunas aplicaciones asombrosas de los metamateriales son (entre otras): índice de refracción negativo (donde la respuesta magnética y eléctrica son simultáneamente negativas), lentes "perfectas" (sub-longitud de onda), camuflaje de "invisibilidad" acústica y electromagnética, y redirección de ondas EM o sonoras.

Un equipo que ha estado trabajando activamente en esta aplicación ya ha demostrado la eficacia de esta idea. Stéphane Brûlé y los ingenieros civiles de la empresa Ménard de Lyon, junto con los investigadores del Instituto Fresnel de Marsella, demostraron en 2012 que las ondas sísmicas podían reflejarse en una fuente acústica mediante la perforación de un conjunto bidimensional de pozos en la superficie del suelo, cada uno de ellos a 5 m de profundidad.

Al investigar y probar esta aplicación, el equipo ha hecho una observación sorprendente: muchas estructuras megalíticas antiguas se ajustan de forma casi exacta a las disposiciones arquitectónicas de metamateriales, lo que les lleva a sugerir que los antiguos constructores podrían haber construido intencionadamente grandes estructuras de esta forma única para dotarlas de resistencia a fenómenos sísmicos como los terremotos. El Coliseo de Roma es un ejemplo superlativo de la extraña similitud entre algunas estructuras antiguas y la arquitectura de metamateriales.

Brûlé estaba estudiando las imágenes de los cimientos de un teatro galo-romano cerca de la ciudad de Autun cuando se dio cuenta de que tenía un extraño parecido con la mitad de una capa de invisibilidad. Superponiendo una foto de la antigua estructura con una capa de invisibilidad de 20 cm de diámetro construida por Brûlé y sus colegas del Instituto Fresnel, se descubrió que los pilares del teatro y los elementos de la capa se alineaban casi exactamente, cada uno de ellos dispuesto en una serie de (semi)círculos concéntricos que se acercan entre sí a radios más pequeños.

En el estudio de las estructuras antiguas, muchos investigadores han realizado experimentos y observaciones detalladas que demuestran que los arquitectos de la antigüedad tenían un profundo conocimiento del comportamiento de la resonancia de la luz y el sonido y de cómo manipular o diseñar dichas propiedades resonantes con las herramientas y las estructuras de piedra y megalíticas que construyeron.

Resonance Science Foundation está especialmente interesada en esta notable aplicación de la tecnología de la resonancia que se remonta a muchos miles de años atrás, y el físico Nassim Haramein ha llegado a describir cómo grandes estructuras de piedra que desafían a la razón para explicar cómo se movieron, podrían haberlo hecho utilizando una tecnología de levitación basada en la resonancia. Puede que sólo ahora estemos redescubriendo conocimientos y tecnologías -como el diseño arquitectónico con metamateriales- que se aplicaban hace miles de años para todo, desde estructuras más seguras hasta la sanación.

En la actualidad, los investigadores aplican esta idea a las ciudades del futuro estudiando cómo grupos densos de edificios altos, como los rascacielos, pueden actuar colectivamente como metamateriales. La idea, dice Brûlé, es que los edificios modifican las ondas sísmicas que pasan vibrando y luego actúan como fuentes secundarias que reemiten parte de la energía sísmica inicial. En el futuro, considera, que las ciudades inteligentes podrían organizarse de forma que los edificios desviarían las ondas sísmicas de las zonas centrales que contienen servicios esenciales o escuelas, y que incluso pudieran aprovechar parte de la energía de las ondas para producir electricidad.

Artículo: Did the Romans build seismic invisibility cloaks?