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Primera prueba de capa de invisibilidad sísmica
La capacidad de dirigir ondas electromagnéticas alrededor de regiones del espacio ha revolucionado la óptica y ha despertado un interés mundial en las capas de invisibilidad al estilo de Harry Potter. Pero no solo los fotones son el objetivo de estos dispositivos.
Varios ingenieros y físicos también han comenzado a trabajar en versiones acústicas que dirigen el sonido. En particular, algunos grupos han comenzado a pensar en cómo se podría utilizar esta tecnología para dirigir las ondas sísmicas alrededor de los edificios. La idea sería proteger edificios de alto valor como centrales nucleares o aeropuertos. Examinamos una propuesta de este tipo el año pasado.
Hasta ahora, todas estas ideas han sido estudios numéricos. Hoy, un grupo del Institut Fresnel en Marsella y la empresa especializada en mejora del suelo, Menard, ambos en Francia, dicen que han construido y probado una capa de invisibilidad sísmica en una cuenca aluvial en el sur de Francia. Es la primera vez que se construye un dispositivo de este tipo.
El secreto de las capas de invisibilidad radica en diseñar un material en una escala más pequeña que la longitud de onda de las ondas que necesita manipular. Las estructuras de sub-longitud de onda adecuadas se pueden disponer entonces de una manera que dirija las ondas.
El equipo francés creó su llamado metamaterial perforando tres líneas de pozos vacíos de 5 metros de profundidad en una cuenca de arcilla sedimentada de hasta 200 metros de profundidad. Luego monitorearon el área con sensores acústicos.
El experimento consistió en crear ondas con una frecuencia de 50 Hertz y un desplazamiento horizontal de 14 mm desde una fuente en un lado de la matriz. Luego midieron la forma en que las ondas se propagaban a través de él.
El equipo francés dice que su metamaterial reflejó fuertemente las ondas sísmicas, que apenas penetraron más allá de la segunda línea de perforaciones.
El metamaterial está diseñado para trabajar en la longitud de onda específica utilizada en la prueba y no se puede garantizar que las ondas sísmicas tengan esta misma longitud de onda. Pero al hacer coincidir la matriz con la frecuencia de resonancia de un edificio, la idea es que aún podría proporcionar algo de protección.
Sin embargo, existen importantes salvedades. Un problema con este tipo de matriz es que las ondas reflejadas podrían terminar causando más daño a los edificios cercanos. Es por eso que algunos grupos están buscando metamateriales que absorban energía en lugar de dirigirla o reflejarla.
Sin embargo, es probable que existan instalaciones que puedan beneficiarse de este tipo de protección. Y dado que la creación de estos arreglos parece relativamente simple, parece ser solo cuestión de tiempo antes de que los veamos en acción de verdad.
Ref: arxiv.org/abs/1301.7642 : Metamaterial sísmico: ¿Cómo sacudir amigos e influir en las ondas?