07/Oct/08

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Nuevo dispositivo de metamateriales protegerá las costas de los tsunamis

Será invisible para las olas e interactuará con ellas, dirigiéndolas a un lugar concreto

Científicos europeos han desarrollado un dispositivo de metamaterial compuesto por una serie de pilares rígidos que protege las costas de las grandes olas guiando el agua a través de corredores concéntricos. Los pilares interactuarían con el agua, empujándola en diferentes direcciones a través de los corredores, e incrementando su velocidad a medida que el agua se acerca al centro de la estructura, como en un remolino. De esta forma, a gran escala, se podrían dirigir las olas hacia un lugar concreto, en lugar de sólo provocar que se rompan como hacen los medios tradicionales.

Científicos de la Universidad de Liverpool, en el Reino Unido, del CNRS francés y de la Universidad Aix-Marseille trabajan en un novedoso sistema que podría reducir el riesgo de que el mar penetre en las costas, en caso de tsunamis o de grandes olas.

Se trata de un dispositivo realizado con metamateriales que, en un futuro, permitirá que las protecciones costeras se vuelvan "invisibles", y que guiará de manera efectiva, según los investigadores, el agua hacia donde no pueda hacer daño.

Un metamaterial es un material artificial que presenta propiedades electromagnéticas inusuales, que proceden de la estructura diseñada y no de su composición. Es decir, que sus propiedades son distintas a las de sus constituyentes. Con estructura periódica, los metamateriales pueden ser modelados en diversos aspectos.

Protección invisible

Según publica la Universidad de Liverpool en un comunicado, los metamateriales fueron inventados por el físico John Pendry del Imperial College de Londres. Fue en esta institución donde los científicos se dieron cuenta de que estos materiales pueden flexionar la radiación electromagnética –la luz, las microondas o las ondas del radar- alrededor de un espacio esférico, haciendo que los objetos de su interior parezcan invisibles.

La estructura planteada por los investigadores europeos pretende aprovechar estas capacidades para aplicarla a las costas. Pero aún se encuentra en periodo de pruebas. En ellas, según explican los científicos en la revista especializada Physical Review Letters , lo que se ha conseguido es que una estructura cilíndrica realizada con metamaterial flexione la superficie de olas (líquidas), que fueron provocadas por una fuente acústica cercana y en un intervalo finito de frecuencias.

El dispositivo de metamaterial, realizado a pequeña escala, estaba compuesto por una serie de pilares rígidos que, a mayor escala, ayudarían a guiar el agua a través de corredores concéntricos. Los pilares interactuarían con el agua, empujándola en diferentes direcciones a través de los corredores, e incrementando su velocidad a medida que el agua se acerca al centro de la estructura, como en un remolino.

En este proceso las olas no llegarían a romperse, y saldrían de la estructura como si nunca hubieran sido perturbadas.

Defensa de las costas

Uno de los autores del estudio, Sebastián Guenneau , del departamento de ciencias matemáticas de la Universidad de Liverpool, explica que defender las costas contra los ataques del mar constituye un gran desafío para científicos e ingenieros de todo el mundo.

Los sistemas de defensa contra el mar deben resistir grandes fuerzas, y siempre existe el peligro de que sean desbordados por el agua o que ésta penetre en sus estructuras. Si esto sucede, los daños pueden ser inmensos.

Según Guenneau, lo realmente único en esta nueva estructura es que, a diferencia de los sistemas tradicionales de protección contra el mar, interactúa con el agua, guiándola hacia un destino particular, más que rompiéndola y enviándola a cualquier sitio.

Este sistema de defensa sería "invisible" para las olas, y el agua no lo reconocería como obstáculo. De esta manera, es más fácil dominar las olas y manipular su dirección.

En futuras pruebas, los científicos investigarán cómo reproducir este mismo efecto en una situación real, de manera que la estructura sirva para prevenir desastres naturales como los tsunamis, y para defender construcciones que suelen verse afectadas, como las instalaciones petrolíferas.

El estudio ha sido dirigido por el matemático Alexander Movchan de la Universidad de Liverpool y el físico Stefan Enoch del Fresnel Institute (que pertenece al CNRS).

Gestión costera

El cuidado de las costas contra la erosión y los efectos del mar se remonta a hace miles de años, cuando ya se construían dársenas, rompeolas y otras obras portuarias manualmente.

En el siglo XXI, sin embargo, la protección contra los ascensos del nivel del mar cobra cada vez más importancia, dado que estos ascensos se están acelerando por el cambio climático.

En lo que se refiere a los tsunamis, algunos países han construido rompeolas, diques y otras estructuras para tratar de debilitar la fuerza de los tsunamis y para reducir su altura. En Japón, por ejemplo, los ingenieros han levantado enormes terraplenes para proteger los puertos, y rompeolas para angostar las bocas de las bahías, en un esfuerzo por desviar o reducir la energía de las olas.

El uso de cualquier tecnología parece de cualquier forma poco, frente a la fuerza del mar y considerando los efectos catastróficos que suelen ocasionar los tsunamis.

Fuente: Tendencias 21. Aportado por Gustavo A. Courault