En la última década, los científicos han estado experimentando con metamateriales, materiales artificiales diseñados con estructuras internas periódicas para otorgarles propiedades que no se encuentran en los materiales naturales. Dependiendo de su geometría y composición internas, Los investigadores han descubierto que pueden controlar las ondas que se propagan a través de algunos de estos materiales, filtrar el sonido o desviar la luz para que un objeto parezca "encubierto" o invisible, por ejemplo.

¿Podría aplicarse este mismo principio para controlar las ondas sísmicas? En la Reunión Anual SSA 2019, sismólogos de todo el mundo discutirán cómo la teoría del metamaterial podría aplicarse a todo, desde el desarrollo de barreras deflectivas hasta la manipulación del diseño de edificios dentro de una ciudad como una forma de minimizar el impacto de las ondas sísmicas de superficie dañinas.

Lav Joshi, un doctorado estudiante y J. P. Narayan, profesor del Instituto Indio de Tecnología en Roorkee, India está explorando si el concepto de metamaterial puede ampliarse al tamaño de una ciudad. Se inspiraron en estudios anteriores en los que los investigadores observaron cómo los grupos de árboles podrían usarse como un metamaterial natural para mitigar el potencial dañino de las ondas de Rayleigh. que "ruedan" por el suelo extendiéndose desde la zona epicentral de un terremoto.

"Tomando prestadas ideas de estos estudios, comenzamos a trabajar en el concepto de estructuras existentes como metamateriales o metaestructuras, combinando nuestro conocimiento actual de los efectos de interacción sitio-ciudad y la propagación de ondas sísmicas, "dijo Joshi.

Joshi y sus colegas realizaron simulaciones en 3-D de cómo las ondas de Rayleigh atraviesan las estructuras de diferentes alturas y anchos dentro de una ciudad. Descubrieron que las estructuras actúan como "resonadores" que extraen energía de las ondas de Rayleigh.

Para maximizar este efecto en toda la ciudad, Joshi dijo:"la disposición posible para una ciudad sería que la altura de un edificio debería disminuir radialmente hacia adentro, Dado que el modo de vibración longitudinal fundamental de los edificios de gran altura puede coincidir con el modo de vibración por flexión de los edificios más cortos, provocando una reducción significativa de su daño ".

Otros factores, incluyendo características del paisaje circundante como montañas y valles, también interactuará con el patrón de los edificios, afectando la extensión del daño, añadió.

En otra presentación en la reunión, Maria Todorovska de la Universidad de Tianjin en China presentará su trabajo sobre cómo una disposición periódica de barreras a gran escala, como hoyos excavados y colinas, podría actuar como metamaterial sísmico. Los resultados de su modelo muestran que los "valles" periódicos parecen reducir más el movimiento del suelo que los "cañones" o colinas más profundos y estrechos.

Con más investigación, la idea de modelar el paisaje urbano como un metamaterial sísmico podría ayudar a los planificadores de la ciudad y a los ingenieros de terremotos a medida que construyen en áreas donde se esperan terremotos poco profundos y dañinos, dicen los científicos.