مهر تایید دانش قرن بیست و یكم بر برج ایفل

بیش از 120سال پیش در روز 31 مارس سال 1889 میلادی برج ایفل كه شاهكار معماری و مهندسی آن روزگار به شمار می آمد، افتتاح شد. این برج كه امروزه به نماد شهر پاریس و حتی فرانسه تبدیل شده است، به مناسبت نمایشگاه جهانی پاریس و سالگرد صدمین سال انقلاب فرانسه بر اساس نقشه های فوق العاده مبتكرانه مهندس گوستاو ایفل ساخته شده بود.
گوستاو ایفل در سال 1884 میلادی پیشنهاد احداث یك برج فولادی به ارتفاع بیش از 300 متر را داده بود، این پیشنهاد با مخالفت های زیادی روبرو شد، اما سرانجام عملیات احداث آن در ماه ژانویه سال 1887 میلادی آغاز شد و پس از 2 سال و 2 ماه و 5 روز احداث آن خاتمه یافت.
این برج 312 متر ارتفاع داشت كه امروز به دلیل یك آنتن مخابراتی ارتفاع آن 318 متر است. برج ایفل تا سال 1930 میلادی كه آسمانخراش كرایسلر بیلدینگ در نیویورك احداث شد، رفیع ترین بنای جهان محسوب می شد. برج ایفل به وزن 10 هزار تن در 3 طبقه احداث شده است. هر 7 سال برای رنگ كردن آن نیاز به 50 تن رنگ است و دارای 1665 پله علاوه بر آسانسورها است.
به این ترتیب، در روز 31 مارس سال 1889 میلادی برج ایفل كه هنوز هم یك شاهكار معماری و مهندسی محسوب می شود، افتتاح شد. برج ایفل در میدان شام دومارس پاریس و براساس نقشه های گوستاو ایفل ساخته شد. برج ایفل امروز نماد پاریس و فرانسه محسوب می شود و هر سال دستكم 6 میلیون نفر از این بنای باشكوه بازدید می كنند.

پس از گذشت 120 سال از ساخت برج ایفل، به‌رغم پیش‌بینی‌های آن زمان، كه می‌گفتند این غول آهنی مدت كوتاهی پس از اتمامش فرو خواهد ریخت، شاهد تعظیم و احترام فناوری‌های برتر و در راس آن دانش مدلسازی رایانه‌ای به ایستادگی كماكان برج ایفل تا به امروز هستیم. سازه غول پیكر و بسیار سنگینی كه در زمان ساختش نیز برای حداقل 20 سال طراحی شده بود به رغم حرف و حدیث‌های زیاد، حتی در همان دوران، هنوز هم سرپا ایستاده و به نماد بین‌المللی پایتخت فرانسه تبدیل شده است.
حتی زمانی كه برج ایفل برای نمایشگاه جهانی سال 1889 مراحل ساخت خود را طی می‌كرد، یك پروفسور ریاضیات معروف، محاسبه كرده بود زمانی كه دو سوم بنای برج تكمیل شود، پایه‌هایش خم شده و كل آن به زمین می‌غلتد و همه چیز از جمله كارگران و خانه‌های اطراف را با خود از بین خواهد برد. اما امروز مهندسان معترفند، نه تنها برج ایفل سرپا ایستاده بلكه در صحت و سلامت زمخت و جسورانه خود باقی مانده است و بخوبی بر صحت و درستی طراحی گوستاو ایفل و قدرت و استحكام آهن پودل یا همان آهن كم زغال و سختی كه دستكار مهندسی اواخر قرن 19 است، گواهی می‌دهد.
اما ماجرای تایید دانش و فناوری امروز نسبت به ایستادگی دراز مدت برج ایفل از این قرار است كه متخصصان مركز فنی صنایع مكانیكی یا همان CETIM دست به دامن یك مدل رایانه‌ای توانمند مبتنی بر ساختاری 18000 قطعه‌ای می‌شوند كه بزرگ‌ترین ساختمان آهنی دنیا و نماد پاریس را در خود جای داده است. این كارشناسان حرفه‌ای می‌گویند روی صفحه نمایش رایانه‌ای، برج ایفل را در معرض بادهایی با قدرت ویرانگر هاریكان‌ها، ضربات شلاق مانند باران، گرمای فوق‌العاده، سرما و برف ضخیم قرار دادند و نتیجه‌ای كه در هر نوبت از شبیه‌سازی آنها بیرون آمد یك چیز بود: خم شدنی در كار نبود و برج زانو نزد. این در حالی است كه كارشناسان معتقدند در این آزمایش خطیر از مطرح‌ترین استانداردهای آزمایشی كه اكنون در اروپا نهادینه و وضع شده، استفاده كرده‌اند و در پاسخ دریافته‌اند كه برج در شكل عالی خود قرار دارد. آنها در اقدامی دیگر حتی وزن برج را مضاعف می‌كنند تا ببینند چه اتفاقی می‌افتد و در می‌یابند كه برج حركت می‌كند ولی تخریب نمی‌شود

گروه بهره‌برداری و نظارت بر ایمنی ساختار برج ایفل پیش از این و در سال 2008 با هدف تنظیم خصوصیات و پارامترهای نرم‌افزار و سخت‌افزار برای افزایش كارایی برنامه حفاظت و نگهداری برج ایفل این مدل را به كار گماشت تا همچنان كه در مورد پروژه‌های مهم صورت می‌گیرد، بتواند از این رهگذر ایده‌های بهتری را درباره نقاط ضعف و قوت این برج 324 متری به دست آورد. اما در سال 2011، برج آهنی نوزدهمین اندود رنگی‌اش را به خود خواهد دید و سال بعد نیز روی طبقه نخست خود شاهد فعالیت‌هایی در زمینه بازدید و تعمیرات كلی ساختاری خواهد بود. جالب است بدانیم وزن برج به تنهایی حدود 9369 تن است كه در گذر زمان حدود 3306 تن شامل رستوران‌ها، بالابرها، آنتن تلویزیونی و سایر بخش‌ها نیز به آن افزوده شده است.
كارشناسان معتقدند با روند رو به رشد ساخت و سازهای مدرن و ابرسازه‌های خیره كننده، دانش شبیه‌سازی رایانه‌ای به رویه‌ای استاندارد برای بررسی و آزمایش ساختمان‌های مدرن‌ساز بدل شده است. ساختمان‌هایی همچون برج‌های پتروناس مالزی و برج خلیفه دبی و پل‌هایی همچون پل دره‌ای میلو در جنوب غربی فرانسه، تنها نمونه‌های شاخصی هستند كه محل آزمون‌های توانمند و پیشرفته مدلسازی رایانه‌ای قرار گرفته‌اند. با این وجود این، كارشناسان معتقدند ارائه مدلی برای برج ایفل، چالشی فنی از ارائه نوع كاملا جدیدی از مدل‌های شبیه‌سازی رایانه‌ای را به نمایش می‌گذارد. در این میان یكی از موضوعاتی كه تحقق آن برای متخصصان چالش‌برانگیز بوده، مواد و مصالح این برج نمادین است؛ آهن پودل (آهنی كه حرارت فوق‌العاده دیده، با دست چكش خواری شده و سپس چین خورده می‌شود) و میخ پرچ‌های برج كه اجرای كاملا متفاوتی از فولاد، بتون و چفت و بست‌های امروزی را به نمایش می‌گذارد به همین دلیل متخصصان را برای شروع كار مجبور به خراشیدن پیكر آهنی برج و بررسی نزدیك آن كرده است.

در این میان دانشمندان علم مواد، كار خود را با اجرای آزمایش‌های مكانیكی و شیمیایی روی نمونه‌هایی از آهن پودل به كار رفته در ساخت برج ایفل آغاز كردند تا از این رهگذر به ارزیابی و سنجش قابلیت ارتجاع و جهندگی آن بپردازند و از سوی دیگر، مهندسان خبره در زمینه تنش و فشار بار سازه به بازدید دوباره رسم‌های فنی خودشان از برج پرداختند تا نحوه عملكرد برج تحت فشار بار ناشی از عناصر طبیعی را محاسبه كنند. البته هر چند این اقدامات به ظاهر ساده می‌رسند، ولی هندسه برج به خودی خود مطرح كننده برخی مشكلات مرتبط با محاسبات عددی است و از انجام حجم بالا و متراكمی از محاسبات و اعداد و ارقام حكایت دارد. به عنوان نمونه، این برنامه شبیه‌سازی رایانه‌ای مجبور است دامنه‌ای از شرایط آب و هوایی را روی یك شبكه‌سازی 18 هزار قطعه‌ای از فلز و ملحقات برج منظور كند و همچنین ناگزیر از محاسبه كردن بار سازه به طور عمودی، افقی و در قالب سه‌بعدی است. به نحوی كه مهندسان معتقدند این مدل رایانه‌ای در مجموع از طیف حیرت انگیز یك میلیون متغیر برخوردار است.
شواهد نشان می‌دهد برج ایفل در طول 120 سال گذشته معادل 13 سانتی‌متر زیر بار وزن خودش نشست كرده است. بروز این تغییر در حالی است كه كارشناسان می‌گویند با نگاهی به آینده انتظار می‌رود آزمایش‌های صورت گرفته حساسیت برج به درجه حرارت‌های بالاتر را به نمایش بگذارند و در این بین احتمالا مشكل گرمایش جهانی به منبع بزرگی از دغدغه و نگرانی‌ها طی دهه‌های پیش‌رو تبدیل شود. اما به رغم این مسائل متخصصان نظر دیگری دارند و با اطمینان و اعتقاد راسخ‌تری نسبت به "بانوی پیر" پاریس از حضور آن برای حدود 2 یا 3 قرن آینده خبر می‌دهند.

با این اوصاف، كارشناسان و متخصصان حوزه‌های مختلف ساخت سازه‌های مدرن می‌گویند، واقعیت این است كه آینده معماری متعلق به ابر سازه‌ها و ساختمان‌های برتری خواهد بود كه مجموعه‌های متنوعی از ویژگی‌ها و مشخصات بارز را با رویكرد به سرفصل‌های مهمی همچون انسان و محیط زیست به نمایش می‌گذارند و آنچه بیش از همه برتری و پایداری آنها را رقم خواهد زد، اتكای بیشتر آنها به فناوری‌های برتر و كارامد در حوزه‌های مختلف انرژی، محیط زیست و رفاه و امنیت زندگی در سایه آنها خواهد بود. در این میان دانش شبیه‌سازی رایانه‌ای نشان داده ابزار مناسب و قابل اطمینانی برای به محك آزمایش گذاشتن كاركردهای بالقوه ابرسازهاست؛ چرا كه یك ابر سازه، مترادف یكپارچگی میلیونی اجزا و بخش‌های متنوعی است كه تنها با اتكا به یك مدل توانمند محاسباتی می‌توان از پس آنها برآمد. نتایج سودمند مدلسازی‌های توانمند و پیچیده رایانه‌ای در مورد سازه قدیمی برج ایفل نشان داده است حتی برای پروژه‌ها و طرح‌های آینده‌نگری كه احتمالا تحت‌الشعاع سایه سنگین تغییرات اقلیمی زمین قرار خواهند گرفت، دست مهندسان برای كارسازی و تدارك بهتر رویارویی با آن شرایط، بازتر خواهد بود.