Pesquisadores chineses demonstraram na teoria e na prática que as ideias originalmente aplicadas para criar os mantos da invisibilidade podem ser usadas para blindar áreas litorâneas contra grandes ondas, incluindo tsunamis. Segundo eles, pode ser possível criar uma zona de proteção em zonas costeiras vulneráveis onde as ondas de determinadas frequências não conseguirão chegar.
E o sistema ainda pode funcionar como uma usina para geração de eletricidade.
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Metamaterial para ondas de água
Xinhua Hu e seus colegas da Universidade Fudan, em Xangai idealizaram um sistema composto por uma matriz retangular de cilindros estacionários, fixos no fundo do mar, próximo à costa ou praia que se quer proteger.
“A matriz de ressonância dos cilindros pode ser vista como uma espécie de metamaterial para ondas de água,” afirma Hu.
Cada cilindro oco é dividido verticalmente em quatro seções, com fendas para o exterior, que permitem que eles se encham de água ou se esvaziem, dependendo do nível da água ao seu redor.
Embora os cilindros sejam completamente imóveis, este enchimento e descarregamento constantes é uma forma de oscilação, o que os torna análogos aos osciladores eletromagnéticos que interferem com as ondas de luz em um metamaterial tradicional.
Ajustando a largura das fendas verticais, o tamanho dos cilindros e seu espaçamento, Hu e sua equipe demonstraram que a matriz pode ser configurada para ondas de água de uma determinada frequência.
Desta forma, a estrutura vai drenar os picos, as ondas mais altas, e se esvaziar para preencher as depressões das ondas – efetivamente “desmanchando” as ondas.
Usando diversas matrizes com espaçamentos diferentes e vários tamanhos de cilindros pode ser possível bloquear ondas de diversas frequências diferentes – e eventualmente até tsunamis, afirma Hu.
Energia das ondas
É importante observar que o amortecimento criado pelo destruidor de ondas na verdade não absorve a energia das ondas – a energia é transformada em ondas de reflexão, produzidas na direção oposta.
Os pesquisadores propõem então que essa energia seja aproveitada e transformada em energia elétrica.
Para isso, tudo o que é necessário fazer é efetivamente absorver a energia das ondas usando geradores apropriados, instalados dentro dos cilindros.
Com base em um cenário ideal, no qual todas as ondas têm a mesma frequência, Hu calcula que 90 por cento da energia das ondas poderia ser refletida ou absorvida pela matriz.
A equipe demonstrou sua ideia usando simulações de computador e uma maquete experimental em escala reduzida, do tamanho de uma mesa.
Bibliografia:
Negative Effective Gravity in Water Waves by Periodic Resonator Arrays
Xinhua Hu, C. T. Chan, Kai-Ming Ho, Jian Zi
Physical Review Letters
Vol.: 106, 174501
DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.174501