De mai multă vreme sunt studiate așa-numitele metamateriale, care sunt capabile să asigure invizibilitatea obiectelor. Pe baza aceleiași idei, am putea face clădirile să fie ”invizibile” pentru undele seismice.

 

În prezent cele mai multe cercetări în domeniul invizibilității se îndreaptă către zona undelor electromagnetice. Înconjurând un obiect cu un material care are anumite proprietăți (așa-numitele metamateriale) putem face ca undele electromagnetice să ocolească obiectul a cărui invizibilitate dorim să o asigurăm. În practică soluția nu este chiar una simplă, deoarece undele electromagnetice, din zona vizibilă a spectrului, au lungimi de undă foarte mici. Este nevoie să apelăm la tehnologii foarte complicate, pentru a realiza nanostructurile necesare asigurării invizibilității obiectelor.

Dar atunci când vorbim de unde seismice lucrurile sunt ceva mai simple. Avem de-a face cu unde mecanice, care se deplasează cu viteze relativ mici și care au lungimi de undă mari. Ar fi mai ușor să asigurăm invizibilitatea unei clădiri la unde seismice, astfel încât ea să fie protejată la cutremure. Anul trecut cercetători de la Universitatea Maritimă Națională  Mokpo, din Coreea de Sud și de la Universitatea Națională din Canberra, Australia, au dezvoltat un model teoretic prin care se analiza posibilitatea realizării invizibilității la unde seismice.

Crecetătorii francezi de la Institutul Fresnel și de la divizia franceză a societății Menard, au făcut un pas mai departe. Ei au testat practic un model de asigurare a invizibilității la unde seismice. Pentru aceasta ei au plasat într-o zonă argiloasă, din vecinătatea orașului Grenoble, la 200 m adâncime, un număr de vibrafoane care produceau unde acustice cu frecvența de 50 Hz.   Cu ajutorul unor senzori acustici s-a măsurat propagarea acestor unde. În a doua etapă a fost ”construit” metamaterialul care trebuia să asigure invizibilitatea. Practic s-a realizat o modificarea structurii solului în scopul devierii undelor seismice produse de vibrafoane. Pentru aceasta au fost săpate trei rânduri de găuri. Pe fiecare rând au fost săpate câte 10 găuri, adânci de cinci metri, cu diametrul de 320 mm și distanțate la 1,73 m. După realizarea acestor găuri, experimentul a fost reluat. Senzorii din apropierea surselor au măsurat o dublare a energiei undelor acustice, semn că ele au fost reflectate de către metamaterialul realizat prin modificarea structurii solului.

 

Schema de principiu a experimentului francez.

Această soluție de protejare împotriva seismelor ar putea să pară foarte atrăgătoare, dar în practică ea se lovește de dificultăți majore. Este imposibil să se prezică valoarea lungimii de undă a undelor seismice înainte de producerea unui cutremur. Din acest motiv nu se poate stabili dinainte cum ar trebui plasate găurile din sol, astfel încât ele să ajute la devierea undelor seismice. Pe de altă parte, chiar dacă acest lucru ar fi posibil, există riscul ca undele seismice reflectate de către metamaterial să se îndrepte către alte clădiri.

Surse: PhysOrg, Seismic metamaterial: how to shake friends and influence waves?