Revelan el secreto que hace a la Gran Pirámide de Egipto resistente a los terremotos
La Gran Pirámide de Keops ha resistido el impacto de numerosos terremotos durante más de 4.600 años sin sufrir daños estructurales graves. El mayor evento del registro, con una magnitud de 6,8, ocurrió a unos 70 km de Giza en 1847. El más reciente, un seísmo de magnitud 5,8, ocurrió en 1992 y desprendió varias piedras de revestimiento superior de las pirámides. ¿Qué las hizo tan resistente a las sacudidas sísmicas?
Para resolver esta incógnita, un equipo de investigadores, liderado por Asem Salama, ha realizado una serie de mediciones en 37 puntos de la Gran Pirámide, incluyendo sus cámaras internas, los bloques de construcción y el suelo circundante. La conclusión, que se publica este jueves en la revista Scientific Reports, es que la excepcional homogeneidad dinámica de la pirámide actúa como un escudo protector al evitar el peligroso efecto de resonancia. Y que la pirámide tiene una serie de espacios de descarga que aumentan la estabilidad y reducen drásticamente el riesgo de daños estructurales.
Los datos demostraron que casi toda la estructura vibra al unísono con una frecuencia fundamental promedio de unos 2,3 Hz, lo que indica un diseño sumamente equilibrado y rígido. Además, esta frecuencia es drásticamente diferente a la del suelo circundante (0,6 Hz), y es esa asimetría la que impide que la pirámide y el suelo amplifiquen mutuamente las ondas sísmicas. Curiosamente, las mediciones revelaron que el túnel excavado a la fuerza siglos después por los trabajadores del califa Al-Mamún vibra a una frecuencia anómala (entre 1,3 y 1,4 Hz). Esto demuestra que la estructura original era dinámicamente sólida hasta que una intervención humana forzada alteró su comportamiento en esa zona específica.
Un desafío técnico y logístico
Para realizar las mediciones, los autores no utilizaron sismógrafos tradicionales, sino un instrumento compacto y portátil que integra un acelerómetro de tres ejes de alta sensibilidad, un GPS y una batería. Los aparatos se situaron tanto en el exterior como en los rincones más profundos, de difícil acceso. Esto supuso un desafío técnico, pues hubo que colocar medidores en la cámara de la Reina, la cámara del Rey y las cámaras de descarga de presión, a los que se accede por pasajes muy estrechos. Pero también un desafío logístico: para que los datos fueran precisos, todas las mediciones tuvieron que llevarse a cabo exclusivamente en momentos donde no había actividad humana ni visitas de turistas en el interior de la pirámide.
“La idea es medir microtemblores en un estudio para analizar el comportamiento dinámico de la pirámide”, explica Salama a elDiario.es. “En el Instituto Nacional de Geofísica y Astronomía hacemos estudios de vulnerabilidad para lugares históricos para ver sus propiedades dinámicas y comprobar si son resistentes a los terremotos o no. En este caso intentamos entender qué hizo la gente de la antigüedad en la estructura y estudiar el comportamiento dinámico que permitió que este edificio se mantuviera hasta ahora”.
Cámaras estabilizadoras
Los resultados confirman que la geometría de la pirámide no solo soporta peso, sino que reduce activamente la respuesta a los temblores. Y la clave está en el funcionamiento de las cámaras de descarga de presión situadas sobre la Cámara del Rey. Por regla general, la amplificación sísmica en una estructura aumenta a medida que se gana altura. En la pirámide de Keops esto se cumple en los niveles inferiores, pero al llegar a estas cámaras superiores, la vibración disminuye drásticamente.
Estructura interna de la Gran Pirámide
Altura 146,6 m
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9
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Entrada
Corredor descendente
Corredor ascendente
Cámara subterránea
Corredor de servicio
Cámara de la Reina
Grandes galerías
Conductos de aire
Cámara del Rey
Antecámara
Cámaras de descarga
de la presión
11
Ángulo de la base
52º
Longitud de la base 230 m
Estructura interna de la Gran Pirámide
Altura 146,6 m
Ángulo de la base
52º
Longitud de la base
230 m
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Entrada
Corredor descendente
Corredor ascendente
Cámara subterránea
Corredor de servicio
Cámara de la Reina
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Grandes galerías
Conductos de aire
Cámara del Rey
Antecámara
Cámaras de descarga
de la presión
Los científicos confirmaron que la fuerza del temblor va creciendo desde el suelo hasta multiplicarse por cuatro al llegar a la Cámara del Rey. Sin embargo, la gran sorpresa llegó al medir las “cámaras de descarga” (o de alivio), que están situadas todavía más arriba, justo encima del techo de la Cámara del Rey. En lugar de temblar con más fuerza por estar a mayor altura, el nivel de la sacudida cae sorpresivamente de 4,0 a 3,0.
Eligieron un suelo fuerte e hicieron la forma y la geometría de la pirámide con parámetros calculados. Fueron lecciones adquiridas a lo largo de los años
El diseño de estas estancias superiores las convierte en un amortiguador: absorben y frenan activamente las ondas sísmicas para proteger a la importante sala que tienen justo debajo. “En realidad, estas cámaras de alivio están hechas para la estabilidad de la pirámide”, señala Salama. “La clave es que el factor de amplificación disminuye en la cámara de presión, lo que aporta estabilidad y un centro de masa para toda la pirámide”.
Los autores señalan que la pirámide fue construida sobre roca dura (caliza) y tiene un centro de gravedad bajo, características que también podrían disminuir el riesgo derivado de la actividad sísmica. Sin embargo, advierten, no es posible determinar si la resistencia sísmica observada fue una característica intencional del diseño o un “efecto secundario” de haber levantado un edificio monumental estable de esas dimensiones.
El autor principal, Asem Salama, recuerda que hubo pirámides anteriores que colapsaron, como la pirámide de Meidum y la Pirámide Acodada. “Esto refleja que los egipcios aprendieron paso a paso cómo construir. Construyeron primero mastabas, que son pirámides escalonadas, y al principio no eligieron un buen material o un suelo fuerte, por lo que hubo algunos colapsos en las pirámides antiguas. Pero, en la cuarta dinastía, la pirámide de Keops se construyó de una manera diferente”, señala. “Eligieron un suelo fuerte e hicieron la forma y la geometría de la pirámide con parámetros calculados. Fueron lecciones adquiridas a lo largo de los años”.
¿Intencionado o simple distribución de pesos?
David García-Asenjo, arquitecto y profesor de la EIF-URJC, reclama que no se puede atribuir una intencionalidad ni un conocimiento de los sistemas antisísmicos a quienes levantaron las pirámides. “Muchas de las cuestiones que plantean tienen más que ver con un diseño que resista el enorme peso de la piedra de la pirámide, tanto en la base como en las cámaras de descarga que hacen que se puedan abrir las cámaras reales en su interior que con un diseño adecuado para terremotos”, explica a elDiario.es. “Que el peso se concentre en la parte inferior viene bien para evitar daños por terremotos, pero viene dado por la forma propia de la pirámide”.
Que el peso se concentre en la parte inferior viene bien para evitar daños por terremotos, pero viene dado por la forma propia de la pirámide
En opinión de García-Asenjo, el trabajo se apoya en otras experiencias previas y garantiza el cuidado del monumento. “El estudio nos muestra un buen comportamiento ante los terremotos solo en el caso de una pirámide, sin saber si esto ocurre en otras pirámides del mismo conjunto, o si se ha comprobado también en otras pirámides que hayan podido sufrir daños como consecuencia de algún terremoto”, apunta. Pero no sabemos si esta pirámide resiste bien porque el suelo y su construcción son particularmente adecuados, o si otras se han visto dañadas por no tener este diseño. “El artículo señala que van a seguir investigando en la misma pirámide, pero sería interesante que lo aplicaran a otras en diverso estado de conservación”, comenta.
El geólogo y divulgador Nahúm Méndez Chazarra cree que el artículo es tremendamente interesante ya que, aunque no demuestra que los antiguos egipcios conociesen la ingeniería sísmica, sí nos enseña que eran capaces de construir edificaciones muy resistentes con una eficiente distribución de cargas. “También me parece reseñable cómo el uso de una tecnología que no es para nada invasiva y que solo requiere una recogida pasiva de datos —en este caso la vibración del entorno tanto natural como provocada por el ser humano— nos puede dar pistas tan interesantes sobre un elemento patrimonial sin necesidad de dañarlo de ninguna manera, abriendo la puerta a más estudios de este tipo”.
“De las experiencias en Japón precisamente se sabe que para que un edificio resista los terremotos se tiene que poder mover, tienen que responder dinámicamente como se dice en el estudio”, señala Macarena de la Vega, arquitecta, profesora en la ETSAM de la UPM. A su juicio, el trabajo demuestra que las piedras cuidadosamente talladas, transportadas y colocadas se mueven y se mueven juntas (gran homogeneidad dinámica) y que una estructura se mueva es clave para resistir seísmos. Sobre el hecho de que aprendieran con el tiempo, recuerda que también pasó con las catedrales góticas que muchas se cayeron antes de las que han llegado hasta hoy. Para conocer su alcance, concluye, “sería muy interesante si repitieran estos estudios en pirámides en zonas de alta actividad sísmica como México”.
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