Por qué la Gran Pirámide de Egipto resiste los terremotos
La Gran Pirámide de Keops ha soportado el impacto de numerosos terremotos durante más de 4.600 años sin sufrir daños estructurales graves. El evento de mayor magnitud registrado, de 6,8 grados, ocurrió a unos 70 kilómetros de Giza en 1847. El más reciente, un sismo de magnitud 5,8 registrado en 1992, solo desprendió varias piedras de revestimiento superior. ¿Qué hace a este monumento tan resistente a las sacudidas sísmicas?
Para resolver esta incógnita, un equipo de investigadores liderado por Asem Salama realizó mediciones en 37 puntos de la Gran Pirámide, incluyendo sus cámaras internas, los bloques de construcción y el suelo circundante. La conclusión, publicada en la revista Scientific Reports, indica que la excepcional homogeneidad dinámica de la pirámide actúa como un escudo protector al evitar el peligroso efecto de resonancia. Además, la estructura cuenta con espacios de descarga que aumentan la estabilidad y reducen drásticamente el riesgo de daños.
Homogeneidad dinámica y prevención de resonancia
Los datos demostraron que casi toda la estructura vibra al unísono con una frecuencia fundamental promedio de 2,3 Hz, lo cual indica un diseño sumamente equilibrado y rígido. Esta frecuencia es muy diferente a la del suelo circundante, que es de 0,6 Hz. Es precisamente esta asimetría la que impide que la pirámide y el suelo amplifiquen mutuamente las ondas sísmicas.
Curiosamente, las mediciones revelaron que el túnel excavado por los trabajadores del califa Al-Mamún, siglos después de la construcción original, vibra a una frecuencia anómala de 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.
Para realizar estas mediciones, los investigadores 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, como la cámara de la Reina, la cámara del Rey y las cámaras de descarga de presión. Para garantizar la precisión de los datos, todas las mediciones se llevaron a cabo exclusivamente en momentos sin actividad humana ni visitas turísticas en el interior.
La idea es medir microtemblores en un estudio para analizar el comportamiento dinámico de la pirámide. 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, explica Asem Salama.
El papel crucial de las cámaras de descarga
Los resultados confirman que la geometría de la pirámide no solo soporta peso, sino que reduce activamente la respuesta a los temblores. 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.
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 alivio, situadas justo encima del techo de esa estancia. En lugar de temblar con más fuerza por estar a mayor altura, el nivel de la sacudida cae de 4,0 a 3,0. El diseño de estas estancias superiores las convierte en un amortiguador que absorbe y frena activamente las ondas sísmicas para proteger la sala que tienen debajo.
Estas cámaras de alivio están hechas para la estabilidad de la pirámide. 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 estructura, señala Salama.
¿Diseño intencional o consecuencia estructural?
Los autores señalan que la pirámide fue construida sobre roca dura de caliza y tiene un centro de gravedad bajo, características que también podrían disminuir el riesgo sísmico. No obstante, advierten que no es posible determinar si esta resistencia fue una característica intencional o un efecto secundario de haber levantado un edificio monumental estable. Salama recuerda que hubo pirámides anteriores que colapsaron, como la de Meidum y la Pirámide Acodada, lo que refleja que los egipcios aprendieron paso a paso cómo construir, eligiendo mejores suelos y geometrías calculadas en la cuarta dinastía.
David García-Asenjo, arquitecto y profesor de la EIF-URJC, matiza que no se puede atribuir una intencionalidad antisísmica a quienes levantaron las pirámides. A su juicio, muchas de las cuestiones planteadas tienen más que ver con un diseño que resiste el enorme peso de la piedra, tanto en la base como en las cámaras de descarga, que con un diseño orientado a terremotos. El hecho de que el peso se concentre en la parte inferior beneficia la resistencia sísmica, pero viene dado por la forma propia de la pirámide.
García-Asenjo también apunta que el estudio muestra un buen comportamiento ante los sismos en un solo caso, sin saber si ocurre en otras pirámides del mismo conjunto o en otras que hayan sufrido daños. Sería interesante aplicar esta metodología a otras estructuras en diverso estado de conservación.
Tecnología no invasiva para la preservación del patrimonio
El geólogo y divulgador Nahúm Méndez Chazarra destaca lo tremendamente interesante del artículo, ya que enseña que los antiguos egipcios eran capaces de construir edificaciones muy resistentes con una eficiente distribución de cargas. Además, resalta el uso de una tecnología no invasiva que solo requiere recogida pasiva de datos, lo cual da pistas valiosas sobre el patrimonio sin dañarlo, abriendo la puerta a más estudios de este tipo.
Por su parte, la arquitecta y profesora de la ETSAM de la UPM, Macarena de la Vega, señala que el trabajo demuestra que las piedras cuidadosamente talladas se mueven juntas, y que una estructura se pueda mover es clave para resistir sismos, como se sabe por las experiencias en Japón. Para conocer el alcance de estos hallazgos, concluye que sería muy interesante repetir estos estudios en pirámides de zonas de alta actividad sísmica como México, una perspectiva sin duda relevante para la realidad sísmica de nuestra propia región centroamericana.