Anfiteatros romanos atuam como capas de invisibilidade sísmica
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Anfiteatros romanos atuam como capas de invisibilidade sísmica

A descoberta pode explicar como esses edifícios sobreviveram por tanto tempo em zonas de terremotos.

Os anfiteatros romanos estão entre as construções humanas mais antigas da Terra. Essas estruturas estão notavelmente bem preservadas em vários lugares do antigo Império Romano.

Isso é especialmente surpreendente porque grande parte deste território é sismicamente ativo: ele fica na fronteira tectônica entre as placas da Eurásia e da África e sofreu vários terremotos que destruíram outros tipos de edifícios. Portanto, como esses anfiteatros sobreviveram por 2.000 anos é um mistério.

Hoje, temos uma resposta potencial graças ao trabalho de Stéphane Brûlé e seus colegas da Universidade Aix-Marseille, no sul da França. Eles estudaram a maneira como certas estruturas enterradas no solo, ou construídas em cima dele, podem modificar a forma como as ondas sísmicas viajam pela Terra. Em particular, “capas de invisibilidade sísmica” que podem direcionar essas ondas em torno de regiões específicas e, assim, protegê-las.

A conclusão deles é que os anfiteatros romanos podem atuar como capas de invisibilidade sísmica graças à sua forma. Essa, dizem eles, é a razão de sua notável longevidade.

Primeiro, algumas informações básicas. Os físicos sabem há muito tempo que certos padrões regulares de objetos podem interagir com as ondas de uma forma que as direciona e modifica o comportamento delas. Uma característica curiosa desse fenômeno é que os próprios objetos são muito menores do que as próprias ondas. Mas o efeito combinado de muitos objetos dispostos em um padrão regular tem uma influência importante nelas.

Em 2006, os físicos usaram essa ideia para criar um padrão de ressonadores de metal que orientam as micro-ondas em uma região do espaço. Para um observador externo, esta zona do espaço, e qualquer coisa nela, desaparece. Com efeito, a equipe havia construído a primeira capa de invisibilidade do mundo.

Desde então, os pesquisadores construíram capas de invisibilidade para uma ampla gama de ondas diferentes no espectro eletromagnético e além. Em 2012, eles sugeriram que capas de invisibilidade sísmica poderiam proteger usinas de energia e represas contra os terremotos. Em seguida, Brûlé e seus colegas construíram e testaram uma.

Desde então, os pesquisadores continuaram seus estudos de metamateriais sísmicos, que, segundo eles, podem assumir várias formas. Os primeiros experimentos envolveram estruturas subterrâneas ou ocas. Mas trabalhos mais recentes sugerem que as características da superfície como árvores e edifícios também podem influenciar as ondas sísmicas.

Uma ideia é que elas fazem um arranha-céu vibrar. Mas essa vibração sozinha envia ondas pelo solo. Portanto, se os dois conjuntos de ondas pudessem interferir ou mesmo cancelar um ao outro, a construção teria uma importante influência atenuante sobre as ondas.

Brûlé e seus colegas realizaram até medições de prova de princípio nas ondas geradas por um arranha-céu como resultado de ruído sísmico. O edifício em questão era a Torre LatinoAmericana, um arranha-céu de 282 metros na Cidade do México que sobreviveu a vários terremotos desde que foi construído em 1956.

Os pesquisadores desenvolveram um modelo de computador para estudar como os arranha-céus dispostos em um círculo poderiam atuar como uma capa de invisibilidade que cria uma zona segura em seu centro. “Os edifícios de dentro e fora do anel da capa seriam gravemente afetados pela onda sísmica, mas a região no centro (por exemplo, um parque) seria uma zona segura onde as pessoas poderiam se reunir e permanecer durante um terremoto,” eles dizem.

Durante o curso desses estudos, eles notaram uma semelhança entre os padrões circulares que geraram e o design de anfiteatros antigos. “Existem semelhanças impressionantes entre uma capa de invisibilidade testada para vários tipos de ondas e as vistas aéreas de antigos teatros galo-romanos”, dizem eles. “Talvez seja esta a razão pela qual algumas dessas megaestruturas, como anfiteatros, permaneceram praticamente intactas ao longo dos séculos”.

Essa é uma ideia interessante que pode ter implicações importantes para o projeto de edifícios futuros e o estudo de antigos.


Ref: arxiv.org/abs/1904.05323: Role of Nanophotonics in the Birth of Seismic Megastructures (em português, Papel da Nanofotônica no Nascimento de Megaestruturas Sísmicas)

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