Page 9 - מגזין הטכניון | אביב 2008

π
‰ Ë Ï Â ˜ Ù † Ï ˘ † ‰ ¯ Â Ù È Ò
הפקולטה מנהיגות, יזמות ופעילות ציבורית. בדצמבר
השנה התארח בפקולטה פרופסור ג'ף ראסל
מאוניברסיטת וויסקונסין-מדיסון, ממייסדי העיתון
.Leadership and Management in Engineering
ראסל ידוע בזכות פועלו לקידום מדיניות ציבורית,
גלובליזציה, ניהול קריירה וטכנולוגיות מידע.
הרצאותיו עסקו בחזון דמות המהנדס בעתיד ובצורך
בהרחבת דרישות הידע להגשמתו. מאז שנת 2002
מוציאה הפקולטה ביטאון משלה: "בין הקורות"
המיועד לאנשי הסגל, הסטודנטים ובוגרי הפקולטה,
ובו מדור "חשיבה של מהנדס ורוח של מנהיג". המדור
מקיים ראיונות עם אנשי מקצוע ואנשי אקדמיה
בולטים בענף בסוגיות הקשורות למעמד המהנדס,
פעילות ציבורית, והכשרת המהנדס למנהיגות ויזמות.
„È˙ÚφÔÂÊÁ
שמירתו וקידומו של הבסיס המחקרי וההוראתי
האיתן, תוך כדי פריצה אל עבר תחומים חדשים,
מחייבת, בד בבד עם תהליך ההתחדשות בהווה, גם
פיתוח חזון לעתיד. "ניצול חלון ההזדמנויות ופריצת
הדרך קדימה אינם אופציה אלא כורח חיוני להמשך
קיומה של הפקולטה במתכונתה המורחבת," אומר
פרופסור בנטור. "בד בבד עם היציאה לדרך של בית
הספר הבינלאומי להנדסה אזרחית, אשר יתרום
למיצוב הפקולטה כמוקד ידע ומוביל בינלאומי
במחקר ובהוראה, אנו חותרים לפריצת גבולות
ההנדסה האזרחית הקלאסית ופיתוח ענפי מחקר
חדשניים. לדוגמא, בשטח הנדסת מבנים - השטח
הוותיק ביותר בפקולטה - אנו חושבים כבר היום
על בנייה חסכונית במשאבי קרקע, בחומרי גלם
ובצריכת אנרגיה; על אינטראקציה תפיסתית בין
מערכות הנדסיות מעשה ידי אדם ובין הנדסת מבנים
בטבע; על מבנים נבונים ועל תכן וניתוח של 'מבנים
קטנים' )מיני-מבנים, מיקרו-מבנים וננו-מבנים(.
"המפתח להתמודדות עם אתגרי העתיד טמון
במצוינות, חדשנות ומעוף, המאפשרים פריצה מתוך
גבולות ההנדסה האזרחית הקלאסית אל עבר
אתגרים ותחומי מחקר חדשים; ובהזנתו של תחום
ההנדסה האזרחית בתפיסות חדשות."
נסיעה על מחלף, מעבר במנהרה, עליה לקומה
העליונה במבנה רב קומות - כל הפעולות הללו,
הפשוטות וטבעיות לכאורה, לא היו מתאפשרות
ללא תהליכי תכנון ובנייה ארוכים, מורכבים ורבי
משתתפים. "בנייה איכותית פירושה בנייה שאנחנו
לא 'מרגישים אותה' בזמן השימוש," אומר פרופסור
עודד רבינוביץ'. "רוב הזמן אנחנו לא חושבים על
האצבע הקטנה ברגל, ונזכרים בה רק אם היא כואבת.
ככה זה גם בבנייה - המשתמש הממוצע לא חושב
כמה משאבים הושקעו בבניין, והוא לא מתעמק
בשאלות הנדסיות כשהוא מסתכל על הנוף מקומה
שלושים וחמש במלון בלי שום פחד."
אבל מי שעוסק בתחום המבנים מבין כמה מורכב
ולא טריוויאלי הוא תהליך של תכנון מבנים - בין
אם מדובר בגשר, מגדל או מנהרה - וכמה חשוב
לתכנן את המבנה כך שיעמוד בעומסים הצפויים
לפעול עליו, ובו בזמן ישדר למשתמש את תחושת
הביטחון בטבעיות.
פרופסור רבינוביץ', המכהן כיום כראש היחידה
להנדסת מבנים וניהול הבנייה, עוסק כיום בשני
כיווני מחקר עיקריים, שלשניהם השלכות על
עמידותם של מבנים ועל יכולתם לעמוד בעומס.
ÌȷίӆÌȯÓÂÁ·†ÌȘÂÊÈÁ
חומרים מרוכבים הם חומרים סינתטיים המבוססים
על שילוב סיבים כגון סיבי פחמן או זכוכית בחומר
הנושא העיקרי. יתרונו של השילוב הזה הוא ביכולתו
של המתכנן לשלוט בתכונות החומר המשולב
בתהליך הייצור. "החומרים האלה קיימים ומפותחים
במקומות כמו תעשיית החלל והאווירונוטיקה,"
מסביר פרופסור רבינוביץ'. "המחקר שלי עוסק
באפשרות לשלבם במבנים קיימים שנבנו בשיטות
קונוונציונליות." החיזוקים האמורים מבוצעים
באמצעות הדבקה של רצועות, לוחות או יריעות
מאותם חומרים מרוכבים לאלמנטים הקונוונציונליים
- בטון, לבנים וכיו"ב.
"ההדבקה עצמה אינה פעולה מסובכת. מורכבות
הנושא טמונה בכך שהחיבור בין החומר המרוכב
למבנה הקיים יוצר למעשה אובייקט מבני חדש, עם
תכונות )חוזק, גמישות, עמידות וכו'( חדשות לגמרי
וייחודיות למשפחה זו של אלמנטים מבניים."
מאחר שעולם הבנייה אינו מאפשר ניסויים "רגילים"
- כפי שאפשר לעשות במכונית, מטוס או מכשיר
חשמלי - הכלי המרכזי בהבנת התנהגותו של המבנה
המשולב הוא מידול ממוחשב. לפיכך אחד ה"מוצרים"
המרכזיים במחקר של פרופסור רבינוביץ' הוא גישה
למידול של התופעות הפיסיקליות המאפיינות את
המבנה בכלים כמותיים, אנליטיים וחישוביים. גישה
זו מאפשרת להבין ולחזות כיצד תתנהג כל יחידה
כזו המורכבת מאובייקט קונוונציונלי שהודבק לו
חומר מרוכב. "למעשה אני מתמקד בהפיכת המבנה
המשולב למודל שאפשר לבצע באמצעותו אנליזה,
תכנון ואף לתעל את צורת הכשל של המבנה לצורה
המועדפת. עם זאת, מאחר שמדובר בתחום יישומי,
ברור שאני חייב לבדוק את המודל שלי על
אובייקטים אמיתיים במעבדה, לעדכן ולשפר אותו
לנוכח התוצאות בתהליך משולב."
ÌÈÓÎÁ†ÌÈ·Ó
תחום נוסף שבו עוסק פרופסור רבינוביץ' הוא תחום
המבנים החכמים, או האדפטיביים. "הרעיון הבסיסי
הוא בנייה מחומרים שיכולים 'לחוש' את הסביבה
המבנית ולהגיב לה. אפשר להמחיש את זה באמצעות
מערכות חכמות קיימות - מיזוג אוויר, מערכת כיבוי
אש, כריות אוויר ברכב וכו'. הרעיון הוא ליישם את
התחום הזה במערכת המבנית כך ששלד המבנה
עצמו ידע לחוש, לאתר, ולהגיב לגירויים מהסביבה.
"חומרים פיאזו-אלקטריים, למשל, הם חומרים
המגיבים ביצירת שדה חשמלי כתוצאה משינויים
מכניים כמו כיפוף או מתיחה. לכן הם יכולים לשמש
חיישני-שינוי. אבל הם פועלים גם בכיוון ההפוך,
כלומר - ניתן לבצע בהם שינוי מכני על ידי הפעלה
באמצעות שדה חשמלי. לכן הם חומרים אידיאליים
לבנייה חכמה. למרות זאת, חומרים אלו עדיין מאוד
מוגבלים מבחינת יכולת ההפעלה וטווח ההזזות
והכוחות שהם מסוגלים לייצר.
"אחד מכיווני המחקר שאני מוליך כיום הוא חיפוש
דרכים 'למצות' את היכולות של החומרים האלה
ככל האפשר, כלומר להפיק מהם את מלוא
הפוטנציאל בהקשרים הרלוונטיים, תוך ניצול של
מגוון התופעות הפיסיקליות המאפיינות אותם."
¯˙ Â È † ˜ÊÁ † ¨ ¯˙ Â È † ÌÎÁ