إدواردو توروجا: الرجل الذي جعل الخرسانة رقيقة

سوق ألخيسيراس (Algeciras)، الذي اكتمل بناؤه عام 1935، مغطى بقبة خرسانية بسمك تسعة سنتيمترات تمتد لمسافة 47.62 متراً وتستند إلى ثمانية أعمدة نحيلة. هذه نسبة سمك إلى طول تمتد تبلغ حوالي واحد إلى خمسمائة - وهي نسبة أرق بكثير من قشرة البيضة في مادة يربطها معظم الناس بالكتلة والوزن. قام إدواردو توروجا (Eduardo Torroja) ببنائها قبل أن يتمكن أي شخص من حساب ما إذا كانت ستصمد بشكل موثوق. وبدلاً من ذلك، قام باختبار نموذج لها.

عائلة من علماء الرياضيات

ولد توروجا في مدريد في 27 أغسطس 1899 في أسرة كان فيها هذا النوع من الأمور أمراً طبيعياً. كان والده، إدواردو توروجا كاباييه (Eduardo Torroja Caballé)، مهندساً معمارياً وعالم رياضيات، وأستاذاً في فالنسيا ومدريد وعضواً في الأكاديمية الملكية للرياضيات والفيزياء والعلوم الطبيعية. أصبح جميع إخوته الثلاثة متميزين: مهندس مدني وعالم فلك، ومهندس تعدين أصبح نائباً لرئيس جامعة برشلونة، ودكتور في الفيزياء أدار معهداً وطنياً للأبحاث.

التحق بمدرسة الهندسة المدنية في مدريد - التي تأسست عام 1802 على نموذج مدرسة الجسور والطرق (École des Ponts et Chaussées) في باريس - في عام 1917 وتخرج عام 1923. وفي عام 1926 تزوج من كارمن كافانياس بروسبر (Carmen Cavanillas Prosper) وانضم إلى شركة الإنشاءات هيدروسيفيل (Hidrocivil) تحت إشراف المهندس خوسيه يوجينيو ريبيرا (José Eugenio Ribera).

تعلم الخرسانة من القناطر والجسور

كانت أعماله المبكرة عبارة عن بنية تحتية، وكانت غير عادية بالفعل. استخدمت قنطرة تيمبول (Tempul) بالقرب من خيريز دي لا فرونتيرا، التي بنيت عام 1927، خرسانة مسلحة رقيقة وعوارض مسبقة الإجهاد. وبالنسبة لجسر سان تيلمو (San Telmo) في إشبيلية، أسس الدعامات على قشور طوب زائدية متحدة المركز. تم تعيينه في عام 1927 في اللجنة الفنية لحرم جامعة مدريد الجديد، وقام بتوريد هياكل لثلاثة جسور، ومحطة ترام، وكليات العلوم والطب والصيدلة، والسكن الجامعي، ومحطة الطاقة، والمستشفى.

ثم، بين عامي 1935 و1936، ظهرت ثلاثة مبانٍ جعلت له سمعة دولية.

القشرة

تعمل القشرة الخرسانية على مبدأ قشرة البيضة. إذا كان السطح منحنياً بالطريقة الصحيحة، فإن الأحمال المطبقة تنتقل عبر السطح نفسه، كضغط وشد يجريان داخل مستواه، بدلاً من ثنيه. الثني هو ما يجبر الهيكل على أن يكون سميكاً - فالجائز يحتاج إلى عمق لمقاومته. أزل الثني من المشكلة ويمكن أن تصبح المادة رقيقة بشكل مذهل، لأن الخرسانة جيدة جداً في تحمل الضغط ولا تحتاج إلى أي كتلة تقريباً للقيام بذلك. يكمن الفن كله في اختيار هندسة تبقي القوى داخل السطح.

كان توروجا من أعظم ممارسي ذلك الفن. سوق ألخيسيراس (1935) عبارة عن قشرة كروية بسمك تسعة سنتيمترات فوق قطر 47.62 متراً على ثمانية أعمدة محيطية. غطى ملعب ريكوليتوس (Recoletos) للكرة الباسكية في مدريد (1936) مسافة 55 متراً بين جدرانه بأسطوانتين متقاطعتين تشكلان قشرة بسمك ثمانية سنتيمترات. المدرج في مضمار سباق زارزويلا (Zarzuela) (1935) هو الأكثر أناقة بين الثلاثة: سلسلة من القطوع الزائدة الأفقية تمتد لمسافة 12.80 متراً فوق المتفرجين وتضيق إلى خمسة سنتيمترات عند الحافة الحرة، وتكون أنحف تماماً حيث تكون القوى في أقل مستوياتها. لا شيء في هذه الأسقف تزييني. كل واحد هو الشكل الذي أرادته القوى.

وسعت الأعمال اللاحقة النطاق: جسور مركبة من الصلب والخرسانة حوالي عام 1940؛ وجسر مارتن جيل (Martín Gil) عام 1941، الذي سجل قوسه المركزي البالغ طوله 209 أمتار الرقم القياسي العالمي لسنوات؛ وقشور طوب مسلحة مزدوجة الانحناء في كنيسة بونت دي سورت (Pont de Suert) في عام 1954؛ وبرج مياه فيدالا (Fedala) في المغرب عام 1956، وهو قطع زائد مكافئ رأسي، حيث أخفى مرساة الإجهاد المسبق داخل الهيكل لإبقاء الخارج ناعماً.

نماذج بدلاً من الرياضيات

السبب الذي جعل توروجا قادراً على بناء هذه المنشآت بينما لم يستطع الآخرون هو منهجي، وهو أكثر الأشياء التي تستحق التعلم عنه. في ثلاثينيات القرن العشرين، كانت رياضيات القشور مزدوجة الانحناء غير قابلة للحل عملياً باليد. لذلك في ذلك العقد أسس شركة، أبحاث البناء (Investigaciones de la Construcción)، لبناء نماذج هيكلية بمقياس واحد إلى عشرة وتحميلها حتى تفشل.

هذا تجريب يستبدل التحليل. لقد سمح له بتصميم أشكال فهم سلوكها فيزيائياً ولكن لم يستطع تدوينه بعد، وهذا هو السبب في أن المختبر المركزي لاختبار مواد البناء، الذي كان يديره أيضاً، أصبح المعيار الأوروبي لتحليل الهياكل بالنماذج المصغرة. كتابه فلسفة الهياكل (Philosophy of Structures، 1958) هو نفس الغريزة في صورة نثرية: شرح لكيفية تصرف الهياكل بالفعل، من حيث المواد وطرق البناء، عمداً دون اللجوء إلى الحسابات الرياضية، ويحتوي على فصل عن جماليات الهياكل. وقد تُرجم إلى الإنجليزية والفرنسية والألمانية والإيطالية واليابانية. كان رأيه أن كل مادة لها شخصيتها الخاصة وأن الهيكل يجب أن يعكس شخصية مصممه؛ كانت قيم عمله هي الوظيفية، والصدق الهيكلي، والبساطة الشكلية.

المعهد

بنى توروجا مؤسسات بنفس الطاقة التي بنى بها الأسقف. في عام 1934 شارك في تأسيس المعهد التقني للبناء والتشييد (Instituto Técnico de la Construcción y Edificación)، وهو أول هيئة إسبانية خاصة مكرسة لدراسة وتعزيز ونشر أبحاث البناء؛ وفي عام 1935 مجلة الخرسانة والصلب (Hormigón y Acero)؛ وفي عام 1948 تقارير البناء (Informes de la Construcción)، التي نشرت أعمال سارينين (Saarinen)، ونيرفي (Nervi)، ولو كوربوزييه (Le Corbusier). ومنذ عام 1939 قام بتدريس الهندسة الإنشائية في مدرسته القديمة في مدريد، وبعد عام 1946 أدار المعهد الذي أصبح معهد علوم البناء والأسمنت.

وعلى الصعيد الدولي كان موجوداً في كل مكان: رئيس RILEM منذ عام 1945، وخليفة يوجين فريسيني (Eugène Freyssinet) كرئيس للاتحاد الدولي للإجهاد المسبق (Fédération Internationale de la Précontrainte) في عام 1958، وعضو نشط في اللجنة الأوروبية للخرسانة (Comité Européen du Béton)، وفي عام 1959 شارك في تأسيس وأصبح أول رئيس للجمعية الدولية للهياكل القشرية - تم الكثير من ذلك عمداً لسحب إسبانيا المعزولة إلى العالم التقني الأوروبي.

لماذا يُطلق على إدواردو اسم عبقري

تُستخدم الكلمة لوصفه رسمياً: معهده الخاص يعنون مشروعه التاريخي إدواردو توروجا: حياة وعمل وإرث عبقري (Eduardo Torroja: Vida, Obra y Legado de un genio). الجودة المحددة هي الحدس الهيكلي، أي القدرة على رؤية كيف ستنتقل القوى عبر شكل ما قبل إجراء أي حساب، واختيار الشكل وفقاً لذلك. ألخيسيراس وزارزويلا ليسا حلولاً ذكية لمشاكل معينة؛ بل هما برهان على أن الشكل الصحيح يجعل المشكلة تختفي تقريباً. يُصنف تقليدياً مع روبرت مايلارت (Robert Maillart)، ويوجين فريسيني (Eugène Freyssinet)، وبيير لويجي نيرفي (Pier Luigi Nervi) كواحد من المهندسين الأربعة الذين شكلوا الخرسانة في القرن العشرين، وعلى عكس معظمهم أنشأ أيضاً مؤسسات البحث والمجلات والهيئات الدولية التي انتشرت من خلالها المعرفة.

تجدر الإشارة إلى القضية المعاكسة. كانت طريقة توروجا تجريبية بصراحة: فقد بنى قشوراً لم يستطع حسابها وأثبتها بكسر النماذج، وهو فن هندسي رائع ولكنه ليس نظرية في حد ذاته. تم توفير الأسس التحليلية لتصميم القشور بشكل كبير من قبل الآخرين، وبمجرد أن جعلت الحواسيب الرياضيات قابلة للحل، تراجع الغموض. فقد شكله المميز أيضاً حجته الاقتصادية - فالقشور الرقيقة تتطلب قوالب خشبية متقنة وعمالة ماهرة هائلة، ومع ارتفاع الأجور في النصف الثاني من القرن، أصبحت مكلفة جداً بالنسبة للبناء العادي، وهذا هو السبب في أن مبانيه تبدو كمعجزات ولا يتم تقليدها تقريباً. وقضى سنواته المؤسسية الأكثر إنتاجية، من عام 1939 حتى وفاته، داخل إسبانيا في عهد فرانكو، حيث شغل مناصب حكومية وحصل على تكريمات الدولة؛ إنجازه في إعادة ربط الهندسة الإسبانية بأوروبا حقيقي، لكنه تحقق من داخل النظام، وليس ضده.

الإرث

توفي توروجا في 15 يونيو 1961، في المعهد، عن عمر يناهز الحادية والستين، بعد أن ترك لزملائه رسالة وداع تشير إلى أنه كان يعلم أن ذلك قادم. في ذلك العام حمل غلاف مجلة IASS ثلاث كلمات: إدواردو توروجا، المؤسس. كتب أكثر من 170 ورقة بحثية ودراسة وحصل على دكتوراه فخرية من زيورخ، وتولوز، وبوينس آيرس، ولييج، والجامعة الكاثوليكية في تشيلي؛ تم منح لقب ماركيز توروجا بعد وفاته. المعهد الذي كان يديره هو الآن معهد إدواردو توروجا لعلوم البناء. لا يزال المدرج في زارزويلا يميل فوق مضمار السباق على خمسة سنتيمترات من الخرسانة.