مهر تاييددانش قرن بيست و يكم بر برج ايفل
حتي زماني كه برج ايفل براي نمايشگاه جهاني سال 1889 مراحل ساخت خود را طي ميكرد، يك پروفسور رياضيات معروف، محاسبه كرده بود زماني كه دو سوم بناي برج تكميل شود، پايههايش خم شده و كل آن به زمين ميغلتد و همه چيز از جمله كارگران و خانههاي اطراف را با خود از بين خواهد برد. اما امروز مهندسان معترفند، نه تنها برج ايفل سرپا ايستاده بلكه در صحت و سلامت زمخت و جسورانه خود باقي مانده است و بخوبي بر صحت و درستي طراحي گوستاو ايفل و قدرت و استحكام آهن پودل يا همان آهن كم زغال و سختي كه دستكار مهندسي اواخر قرن 19 است، گواهي ميدهد.
اما ماجراي تاييد دانش و فناوري امروز نسبت به ايستادگي دراز مدت برج ايفل از اين قرار است كه متخصصان مركز فني صنايع مكانيكي يا همان CETIM دست به دامن يك مدل رايانهاي توانمند مبتني بر ساختاري 18000 قطعهاي ميشوند كه بزرگترين ساختمان آهني دنيا و نماد پاريس را در خود جاي داده است. اين كارشناسان حرفهاي ميگويند روي صفحه نمايش رايانهاي، برج ايفل را در معرض بادهايي با قدرت ويرانگر هاريكانها، ضربات شلاق مانند باران، گرماي فوقالعاده، سرما و برف ضخيم قرار دادند و نتيجهاي كه در هر نوبت از شبيهسازي آنها بيرون آمد يك چيز بود: خم شدني در كار نبود و برج زانو نزد. اين در حالي است كه كارشناسان معتقدند در اين آزمايش خطير از مطرحترين استانداردهاي آزمايشي كه اكنون در اروپا نهادينه و وضع شده، استفاده كردهاند و در پاسخ دريافتهاند كه برج در شكل عالي خود قرار دارد. آنها در اقدامي ديگر حتي وزن برج را مضاعف ميكنند تا ببينند چه اتفاقي ميافتد و در مييابند كه برج حركت ميكند ولي تخريب نميشود.
گروه بهرهبرداري و نظارت بر ايمني ساختار برج ايفل پيش از اين و در سال 2008 با هدف تنظيم خصوصيات و پارامترهاي نرمافزار و سختافزار براي افزايش كارايي برنامه حفاظت و نگهداري برج ايفل اين مدل را به كار گماشت تا همچنان كه در مورد پروژههاي مهم صورت ميگيرد، بتواند از اين رهگذر ايدههاي بهتري را درباره نقاط ضعف و قوت اين برج 324 متري به دست آورد. اما در سال 2011، برج آهني نوزدهمين اندود رنگياش را به خود خواهد ديد و سال بعد نيز روي طبقه نخست خود شاهد فعاليتهايي در زمينه بازديد و تعميرات كلي ساختاري خواهد بود. جالب است بدانيم وزن برج به تنهايي حدود 9369 تن است كه در گذر زمان حدود 3306 تن شامل رستورانها، بالابرها، آنتن تلويزيوني و ساير بخشها نيز به آن افزوده شده است.
كارشناسان معتقدند با روند رو به رشد ساخت و سازهاي مدرن و ابرسازههاي خيره كننده، دانش شبيهسازي رايانهاي به رويهاي استاندارد براي بررسي و آزمايش ساختمانهاي مدرنساز بدل شده است. ساختمانهايي همچون برجهاي پتروناس مالزي و برج خليفه دبي و پلهايي همچون پل درهاي ميلو در جنوب غربي فرانسه، تنها نمونههاي شاخصي هستند كه محل آزمونهاي توانمند و پيشرفته مدلسازي رايانهاي قرار گرفتهاند. با اين وجود اين، كارشناسان معتقدند ارائه مدلي براي برج ايفل، چالشي فني از ارائه نوع كاملا جديدي از مدلهاي شبيهسازي رايانهاي را به نمايش ميگذارد. در اين ميان يكي از موضوعاتي كه تحقق آن براي متخصصان چالشبرانگيز بوده، مواد و مصالح اين برج نمادين است؛ آهن پودل (آهني كه حرارت فوقالعاده ديده، با دست چكش خواري شده و سپس چين خورده ميشود) و ميخ پرچهاي برج كه اجراي كاملا متفاوتي از فولاد، بتون و چفت و بستهاي امروزي را به نمايش ميگذارد به همين دليل متخصصان را براي شروع كار مجبور به خراشيدن پيكر آهني برج و بررسي نزديك آن كرده است.
در اين ميان دانشمندان علم مواد، كار خود را با اجراي آزمايشهاي مكانيكي و شيميايي روي نمونههايي از آهن پودل به كار رفته در ساخت برج ايفل آغاز كردند تا از اين رهگذر به ارزيابي و سنجش قابليت ارتجاع و جهندگي آن بپردازند و از سوي ديگر، مهندسان خبره در زمينه تنش و فشار بار سازه به بازديد دوباره رسمهاي فني خودشان از برج پرداختند تا نحوه عملكرد برج تحت فشار بار ناشي از عناصر طبيعي را محاسبه كنند. البته هر چند اين اقدامات به ظاهر ساده ميرسند، ولي هندسه برج به خودي خود مطرح كننده برخي مشكلات مرتبط با محاسبات عددي است و از انجام حجم بالا و متراكمي از محاسبات و اعداد و ارقام حكايت دارد. به عنوان نمونه، اين برنامه شبيهسازي رايانهاي مجبور است دامنهاي از شرايط آب و هوايي را روي يك شبكهسازي 18 هزار قطعهاي از فلز و ملحقات برج منظور كند و همچنين ناگزير از محاسبه كردن بار سازه به طور عمودي، افقي و در قالب سهبعدي است. به نحوي كه مهندسان معتقدند اين مدل رايانهاي در مجموع از طيف حيرت انگيز يك ميليون متغير برخوردار است.
شواهد نشان ميدهد برج ايفل در طول 120 سال گذشته معادل 13 سانتيمتر زير بار وزن خودش نشست كرده است. بروز اين تغيير در حالي است كه كارشناسان ميگويند با نگاهي به آينده انتظار ميرود آزمايشهاي صورت گرفته حساسيت برج به درجه حرارتهاي بالاتر را به نمايش بگذارند و در اين بين احتمالا مشكل گرمايش جهاني به منبع بزرگي از دغدغه و نگرانيها طي دهههاي پيشرو تبدل شود. اما به رغم اين مسائل متخصصان نظر ديگري دارند و با اطمينان و اعتقاد راسختري نسبت به «بانوي پير» پاريس از حضور آن براي حدود 2 يا 3 قرن آينده خبر ميدهند.
با اين اوصاف، كارشناسان و متخصصان حوزههاي مختلف ساخت سازههاي مدرن ميگويند، واقعيت اين است كه آينده معماري متعلق به ابر سازهها و ساختمانهاي برتري خواهد بود كه مجموعههاي متنوعي از ويژگيها و مشخصات بارز را با رويكرد به سرفصلهاي مهمي همچون انسان و محيط زيست به نمايش ميگذارند و آنچه بيش از همه برتري و پايداري آنها را رقم خواهد زد، اتكاي بيشتر آنها به فناوريهاي برتر و كارامد در حوزههاي مختلف انرژي، محيط زيست و رفاه و امنيت زندگي در سايه آنها خواهد بود. در اين ميان دانش شبيهسازي رايانهاي نشان داده ابزار مناسب و قابل اطميناني براي به محك آزمايش گذاشتن كاركردهاي بالقوه ابرسازهاست؛ چرا كه يك ابر سازه، مترادف يكپارچگي ميليوني اجزا و بخشهاي متنوعي است كه تنها با اتكا به يك مدل توانمند محاسباتي ميتوان از پس آنها برآمد. نتايج سودمند مدلسازيهاي توانمند و پيچيده رايانهاي در مورد سازه قديمي برج ايفل نشان داده است حتي براي پروژهها و طرحهاي آيندهنگري كه احتمالا تحتالشعاع سايه سنگين تغييرات اقليمي زمين قرار خواهند گرفت، دست مهندسان براي كارسازي و تدارك بهتر رويارويي با آن شرايط، بازتر خواهد بود.
حوريه هادي
منبع: Discovery