كتب ماثياس كروج

كيف يمكن طباعة استاد بثلاثة أبعاد؟ وما هي البيانات المفيدة التي يمكن جمعها من وضعه قيد الاختبار في نفق رياح مصمم خصيصاً في قطر؟

يعمل الباحثون بكلية الهندسة في جامعة قطر على مدى الأشهر الستة الماضية لتقديم إجابات شافية لكل هذه الأسئلة من خلال تحويل المعطيات النظرية الخاصة بتقنية التبريد والديناميكية الهوائية، والتي تم جمعها على نموذج بقياس ١ إلى ٣٠٠٠، إلى حلول هندسية تساعد على تقليل التكاليف وتحسين الأثر البيئي للملاعب المرشحة لاستضافة بطولة كأس العالم لكرة القدم قطر ٢٠٢٢.

وفي هذا السياق، قال الدكتور سعود عبد العزيز عبد الغني، الأستاذ المحاضر بكلية الهندسة في جامعة قطر: "تطلّب منا الأمور أسبوعاً كاملاً كي نقوم بطباعة الاستاد. إنه نموذج مصغّر بنفس التصميم للملاعب المرشحة لاستضافة بطولة كأس العالم لكرة القدم ٢٠٢٢. وقد طبعنا أجزاء الاستاد بشكل منفصل، ثم قمنا بتركيبها سوية ووضعها في نفق الرياح لاختبارها في مجال الديناميكية الهوائية. وقد تطلّب تصميم وبناء نفق الرياح سبعة أشهر، وهو الأول من نوعه في المنطقة".

حالما يتم وضع النموذج المصغّر للاستاد داخل نفق الرياح، يتم تحليل البيانات بشكل معمّق أثناء تسجيل أشعة الليزر لتدفّق الهواء على التصميم. يُجري هذه القياسات فريق من جامعة قطر يستخدم برنامج تحليلياً مفصلاً.

وشرح عبد الغني ذلك قائلاً: "بوسعنا أن نراقب درجة الحرارة في كل مستوى من المدرجات، وإضافة عوامل مثل التعرّق الناتج عن ذلك وعدد الجمهور، ومن ثم القيام بمحاكاة لمعرفة أثر ذلك على درجة الحرارة داخل الاستاد. ومن أجل عملية التبريد، نريد أن تدخل أقل كمية ممكنة من الهواء إلى الاستاد، وأن يبقى ذلك الهواء داخله. بوسعنا أيضاً تغيير ومحاكاة اتجاهات مختلفة للرياح في المنشأة".

وأردف قائلاً: "تصميم نفق الرياح وكل ما ترونه هنا تمّ في قطر، باستثناء المروحة التي تم إنتاجها في ألمانيا. كما قمنا بإجراء اختبارات على استادين ومنطقة للمشجعين: استاد البيت واستاد الوكرة ومنطقة المشجعين الخاصة ببطولة كأس العالم لكرة القدم البرازيل ٢٠١٤ التي استضافتها أكاديمية أسباير في

الدوحة. سيتم كذلك إجراء اختبارات على استاد الثمامة، ونقوم حالياً بطباعة الاستاد".

كما أن فريق جامعة قطر يعمل عن كثب مع مكتب المشاريع الفنية التابع للجنة العليا للمشاريع والإرث. وتتمثل مهمة المكتب بتحويل النتائج التي يتم التوصل إليها في نفق الرياح إلى توصيات مفيدة في مجال الهندسة القيمية للاستادات قيد الإنشاء.

وفي هذا الخصوص، قال المهندس ياسر الجمال، نائب رئيس مكتب المشاريع الفنية في اللجنة العليا: "نعمل بشكل وثيق مع جامعة قطر على هذا المشروع المثير الذي يسلّط الضوء على النهج المبتكر التي نتّبعه من أجل إتمام العمل على استادات بطولة كأس العالم لكرة القدم ٢٠٢٢ بالوقت المطلوب وبتكلفة مجدية".

وأردف قائلاً: "قمنا بالكثير من العمل مع فريق جامعة قطر وأدخلنا نتيجة لذلك تغييرات في مجال الديناميكية الهوائية على الاستادات. ونتج عن ذلك توفير الكثير من الأموال من خلال الهندسة القيمية. كما إنهم يقومون بدراسة هيكلية سقف الاستاد لتقليل كمية الفولاذ وهو ما يقلل التكاليف في مجالي الطاقة ورأس المال، وكذلك من التأثير على البيئة. وفي الحقيقة، نعمل قدر الإمكان على تخفيف الأثر على البيئة وكذلك تكلفة التشغيل".

وفي مختبره في جامعة قطر، يعمل الدكتور عبد الغني وفريقه على إيجاد حلول مبتكرة لما يواجهون من تحديات على مستوى التصميم. وهو ما يقول عنه: "لدينا أشعة ليزر تحدد لنا سرعة واتجاه الرياح، بحيث نرى على النموذج المُصغّر ما الذي يحصل عند فتح أو إغلاق سقف الاستاد. وكل الأفكار التي نختبرها نرسلها لاحقاً إلى اللجنة العليا للمشاريع والإرث، أما تلك القابلة للتطبيق فيتم إدماجها في التصميم".

وأضاف: "أعتقد أن هذا يمثّل مستقبل صناعة تصميم الاستادات. كانت تجري الاختبارات على نماذج مصنوعة من الصلصال، لكن هذه التقنية أصبحت تحتلّ الصدارة في عالم تصميم الاستادات، كما يتم استخدامها في المباني العالية في قطر بدلاً من إجراء اختبارات الديناميكية الهوائية في كندا أو ألمانيا كما كان يجري عليه الأمر سابقاً. بوسع المرء طباعة أي شيء، من السياسات وصولاً إلى الجماجم من أجل الجراحة الرأبية، باستخدام مواد مختلفة، ولا سيما المعادن والتيتانيوم والألمنيوم".

استرعت هذه الخبرة الفريدة التي تتمتع بها قطر في هذا المجال اهتمام دول أخرى، بحيث أنه تم في الدوحة

مؤخراً إجراء اختبارات الديناميكية الهوائية على تصميم أحد أكبر ملاعب بلجيكا المستقبلية.

وختم الدكتور عبد الغني حديثه قائلاً: "إننا فخورون للغاية لتمكننا من نقل المعارف القطرية إلى أوروبا أيضاً. وفي حالتهم، طُلب منا اختبار التصميم على أمطار تهطل أثناء هبوب الرياح. ففي قطر، نحتاج للإبقاء على البرودة داخل الاستادات، ولكن في بلجيكا يتمثّل التحدي بالإبقاء على الأمطار خارج الاستادات. توجب علينا التعامل مع أنواع مختلفة من المطر ودراسة كيفية تجنّب تبلل الجماهير في كافة الأوقات، بما في ذلك الأخذ بعين الاعتبار عامل الرياح. إني سعيد ببدء العمل مع اللجنة العليا لأنهم يشتغلون بالفعل على ترك إرث في مشاريعهم، ونفق الرياح هذا يساعد بالفعل على ترك إرث في مجال تصميم الاستادات مستقبلاً في كافة أنحاء العالم".