Los romanos y los metamateriales
Los antiguos romanos podrían haber construido estructuras que funcionaban como pantallas de protección sísmica mucho antes de que los físicos conocieran los metamateriales o la óptica de transformación. Así lo proponen investigadores franceses en su estudio Role of nanophotonics in the birth of seismic megastructures.
¿Qué son los metamateriales?
Los metamateriales son estructuras artificiales que manipulan ondas electromagnéticas o sonoras de formas que la naturaleza no ofrece habitualmente. La óptica de transformación es un marco matemático que permite diseñar dispositivos basados en metamateriales, como los capa de invisibilidad que desvían microondas alrededor de un objeto.
Aplicación al control sísmico
Una posible aplicación de estos materiales es crear redes que desvíen las ondas sísmicas alrededor de los edificios, reduciendo su movimiento durante un terremoto. La idea consiste en rodear la construcción con una malla de agujeros o elementos sólidos enterrados. Cuando las ondas sísmicas, dentro de un rango de longitudes de onda, atraviesan la red, las múltiples reflexiones interfieren destructivamente, generando una zona prohibida (band gap) que atenúa notablemente la vibración.
Experimento de 2012
En 2012, Stéphane Brûlé y un equipo de ingenieros civiles de la empresa Ménard (Lyon), junto con investigadores del Instituto Fresnel (Marsella), perforaron una red bidimensional de pozos de 5 m de profundidad. Al generar ondas acústicas desde una fuente cercana, observaron que gran parte de la energía se reflejaba hacia la fuente gracias a las dos primeras filas de agujeros.
¿Los romanos descubrieron el efecto primero?
Brûlé sospecha que los romanos pudieron haberlo hecho sin saberlo. Durante unas vacaciones en Autún (centro de Francia), vio una fotografía aérea que mostraba los cimientos de un teatro galo‑romano bajo un campo. Aunque apenas visibles, las marcas delineaban la planta del edificio del siglo I d.C. y la estructura semicircular recordaba sorprendentemente a la mitad de un capa de invisibilidad.
Una foto de un estudio arqueológico realizado años antes mostró los cimientos con mayor claridad. Al superponerla con una imagen de una capa de invisibilidad de 20 cm de diámetro construida por Brûlé y su equipo, los pilares del teatro coincidían casi perfectamente con los elementos de la capa, formando círculos (semicirculares) concéntricos que se acercan al reducir el radio.
Patrón en el Coliseo y otros anfiteatros
El mismo patrón se observa en los cimientos del Coliseo de Roma y en otros anfiteatros, que, a diferencia de los teatros semicirculares, son completamente cerrados. En estos casos, la relación entre los radios de los círculos (o elipses) concéntricos vecinos es casi idéntica.
Origen del diseño
Brûlé sugiere que los romanos pudieron haber afinado el diseño a lo largo de varios siglos, basándose en la experiencia acumulada en regiones sísmicamente activas. No obstante, también es posible que se trate de una coincidencia fortuita.
Simulaciones y próximos pasos
Sébastien Guenneau, del Instituto Fresnel, ha realizado simulaciones por ordenador para validar la hipótesis, pero advierte que la complejidad del suelo real y su influencia en la propagación de ondas sísmicas hacen imprescindible la experimentación en el terreno. Planea construir un modelo con pilotes de hormigón enterrados, dispuestos en elipsis concéntricas de al menos 20 m de diámetro, dimensiones adecuadas para interferir con ondas sísmicas de corta longitud de onda en suelos blandos.
