Adrian Bejan -autorul Teoriei Constructală

Ecuatiile o dovedesc: natura creeaza forme perfecte. Iar omul poate, de-acum inainte, sa atinga aceasta perfectiune! O teorie complet noua, elaborata de un reputat profesor universitar american de termodinamica, ne ofera cheia construirii ideale a unor obiecte, masini, locuinte, retele.

Cunoscuta pana acum doar de cativa initiati, teoria constructala a americanului de origine romana Adrian Bejan promite sa revolutioneze viitorul ingineriei si sa ne schimbe perceptia asupra lumii. Inca din 1995, acest cercetator a dezvoltat o metoda simpla, logica si eficienta de a desena planul perfect al aparatelor.

Autorul Teoriei Constructală, considerat unul dintre cei mai apreciaţi profesori ingineri români din SUA, Adrian Bejan a emigrat din România la vârsta de 20 de ani. Născut la Galaţi, în 1948, a reuşit să plece din ţară în urma unui concurs organizat pentru câştigătorii unei Olimpiade de Matematică.

Cheia formelor (im)perfecte

Principiul teoriei constructale se hraneste din ideile lui Euclid, Aristotel, Leonardo Da Vinci, Darwin, D’Arcy Thompson, dar reperul cel mai insemnat al lui Adrian Bejan este lucrarea Reflectii asupra puterii focului si asupra aparatelor potrivite sa dezvolte aceasta putere, publicata de politehnistul francez Sadi Carnot, in 1824. Aici, Carnot demonstra ca randamentul masinilor este limitat de ireversibila degradare a energiei. Pornind de la aceasta constatare, Bejan a descoperit ca forma perfecta nu este naturala.
  Sau, mai degraba, ca perfectiunea nu poate fi atinsa in lumea materiala decat prin optimizarea inevitabilelor ei imperfectiuni. Aceasta sintagma a fost tradusa de cercetatorul american intr-un principiu morfologic intemeiat pe termodinamica. Teoria constructala porneste de la o constatare banala: fie ca este vorba de caldura, de electricitate, de apa sau de orice alt flux care se scurge prin circui­tele unui sistem, fluxul respectiv este confruntat obligatoriu cu rezistente, frecari sau difuziuni ce deturneaza energia spre locuri in care nu poate fi exploatata. De aceea, nu exista sistem perfect. Adrian Bejan propune ca, in loc sa neglijam inevitabilele rezistente care fac sistemele imperfecte, sa ne concen­tram exclusiv asupra lor: „Pentru ca suntem condamnati la imperfectiune“, rezuma el, „singurul lucru care ne ramane de facut este sa o repartizam cat mai bine, cu ajutorul geometriei.“

Daca inginerul defineste limpede lista de constrangeri ale sistemului sau si isi precizeaza obiectivele, nimic nu-l impiedica sa studieze in detaliu felul in care variaza aceste rezistente in functie de modul cum sunt repartizate. Iar constatarea inevitabilei degradari energetice a lui Sadi Carnot este transformata intr-un principiu mobilizator, care face din geometrie singura necunoscuta a unei probleme ce a devenit pur matematica: date fiind aceste obiective si aceste constrangeri, cum poate fi elaborata forma care sa distribuie cat mai bine rezistentele la nivel de timp, spatiu, scari si structura, astfel incat randamentul sau puterea furnizata sa fie maxima?

Solutia constructala la aceasta problema este extrem de simpla: intai trebuie cautata forma optima a celui mai mic volum elementar disponibil, iar apoi urmeaza asamblarea mai multor ase­me­nea unitati intr-un volum mai mare, pana facem sa apara forma globala. Astfel, urcand progresiv scarile pana la dimensiunea dorita, inginerul da nastere unui obiect, retea sau sistem cu randa­ment maxim, o arborescenta ideala, care repartizeaza cat mai bine rezistentele.

Este un desen perfect, fiindca... este cel mai putin imperfect posibil. Natura, primul inginer constructal Dincolo de realizarea unor aparate cu cel mai performant design, este oare posibil sa explicam si sa prezicem formele naturii cu niste instrumente pur termodinamice? Pentru asta, trebuie sa regandim toate sistemele naturale ca pe niste masinarii supuse unor constrangeri si obiective specifice si, in plus, sa fim convinsi ca natura a implinit o lucrare demna de cei mai buni ingineri, optimizand formele pe care le-a generat. In secolul al XIX-lea, Charles Darwin si-a intemeiat explicarea formelor si a diversitatii speciilor vii pe procesul de selectie, insa nu a definit din punct de vedere fizic acest criteriu de adaptare.

Surse - DESCOPERA si Evz.ro