في عالم الهندسة المعمارية والإنشائية، تشكل الزلازل والكوارث الطبيعية والتحديات البيئية عوائق كبيرة أمام استدامة المباني وسلامتها. وللحد من هذه المخاطر، ابتكر الدكتور محمود جلال يحيى كامل، وهو باحث مصري يبلغ من العمر 34 عامًا، فكرة “المباني المعلقة للوقاية من الزلازل والإرهاب”، والتي تم فحصها دوليًا في مرحلة PCT بمكتب براءات الاختراع بالاتحاد الأوروبي، كما تم تسجيلها بمرحلة براءات الاختراع الوطنية في كل من اليابان والإمارات.
هل يكون هذا الاختراع الجـديد بداية لحرب علمية جديدة؟
يعتمد هذا الابتكار على تعليق المباني بحرية باستخدام كابلات فولاذية، بحيث يتم نقل الأحمال إلى الأعمدة الخارجية للمبنى، على غرار التقنية المستخدمة في الجسور المعلقة. يسمح هذا النظام بنقل الحمل بمرونة بين الأعمدة، مما يمكن المباني من الصمود أمام الهزات الزلزالية والرياح العاتية عبر امتصاص الصدمات وتوزيع القوى المؤثرة عليها.
وفي حال وقوع هجوم تفجيري أو زلزال قوي يؤدي إلى تضرر أحد الأعمدة الخارجية، فإن بقية الأعمدة المعلقة يمكنها الاستمرار في حمل المبنى، مما يمنع الانهيار الكلي ويحافظ على الأرواح.
تطبيقات المباني المعلقة
1. البناء في المناطق البحرية بدون الإضرار بالبيئة
يتيح هذا الابتكار إمكانية التوسع العمراني فوق المسطحات المائية دون الحاجة إلى عمليات الردم التي تؤثر سلبًا على البيئة البحرية. يمكن استخدام هذه التقنية لإنشاء مشروعات سكنية وسياحية وتجارية عائمة على سطح المياه، مما يفتح آفاقًا جديدة للتخطيط العمراني المستدام.
2. تقليل مخاطر التلوث البيئي
يمكن نقل الصناعات الثقيلة والمسببة للتلوث إلى منشآت معلقة في البحار والمحيطات بعيدًا عن التجمعات السكنية، مما يحافظ على صحة السكان ويقلل من التأثيرات البيئية الضارة.
3. الاستفادة من الأراضي غير الصالحة للبناء
يمكن تطبيق هذا النظام في المناطق التي لا تصلح للبناء التقليدي، مثل الأراضي الصحراوية أو الوعرة، ما يساهم في التوسع العمراني بطريقة اقتصادية وفعالة.
ابتكار في توزيع الأحمال للمباني شاهقة الارتفاع
بالإضافة إلى تقنية المباني المعلقة، قدم الدكتور محمود جلال ابتكارًا آخر يتعلق بتوزيع الأحمال الجانبية في ناطحات السحاب. يعتمد هذا الابتكار على استخدام أذرع خارجية مائلة تحيط بالمبنى، ويتم ربطها مع بعضها ومع هيكل المبنى بواسطة كابلات فولاذية، مما يساهم في:
- تقليل الحمل على الأساسات
- زيادة مقاومة المباني للزلازل والرياح العاتية
- إمكانية بناء مبانٍ أعلى وذات مساحات أكبر دون الحاجة لهياكل دعم ضخمة
وقد حصل هذا الابتكار على الميدالية الفضية في المعرض الدولي السابع للاختراعات في الشرق الأوسط بدولة الكويت، وتم تسجيله برقم 1506/2014 كطلب براءة اختراع.
السيرة العلمية للدكتور محمود جلال
- بكالوريوس الهندسة من جامعة عين شمس عام 2002
- ماجستير الهندسة من جامعة القاهرة عام 2010
- دكتوراه في الهندسة من جامعة بنها عام 2014
- نشر العديد من الأبحاث في مجال المبادلات الحرارية بالدوريات العلمية العالمية التابعة للمعهد الأمريكي للطيران والفضاء والجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين