آینده مهندسی عمران

مهندسی عمران یکی از قدیمی ترین شاخه های مهندسی است که به طراحی و ساخت ساختمان ها ، جاده ها ، پل ها و سایر سازه های بزرگ پرداخته است. مهندسی عمران از آغاز یکجا نشینی انسان وجود داشته و با ساخت پروژه های بزرگی همچون پنت دو گارد در فرانسه و دیوار بزرگ در چین پیشرفت کرده است. اخیراً ، رشته های نوظهور مانند هوش مصنوعی و فناوری نانو در رشته  های متعددی تحول ایجاد کرده که مهندسی عمران نیز یکی ازین حوزه هاست. برای اطلاعات بیشتر در مورد آینده رشته مهندسی عمران ، ادامه مطلب را بخوانید.

تحول در مهندسی حمل و نقل

مهندسی حمل و نقل زیرمجموعهای از مهندسی عمران است که به زیرساخت های مورد نیاز برای حمل و نقل مردم و کالاها می پردازد. با ظهور وسایل نقلیه نیمه خودکار(در تصمیم گیری) و برقی مانند خودروهای ساخته شده توسط تسلا ، جاده ها برای تغییر و تطبیق با این وسایل نقلیه خودران تغییر خواهند گرد. به عنوان مثال ، خطوط بزرگراه برای جدا کردن وسایل نقلیه خودران از اتومبیل های معمولی و دوچرخه بهبود خواهند یافت. تعداد ایستگاه های شارژبرقی نیز متناسب با افزایش خودرو های الکتریکی افزایش خواهد یافت.

علاوه بر این ، ایده های جدید مانند Hyperloop می تواند در آینده سفرهای بین شهری را متحول کند. این ایده که توسط ایلان ماسک ارائه شده است ساخت لوله های عظیم از یک مکان به مکان دیگر است که کپسول ها در داخل این لوله ها با سرعت بیش از 1200     کیلومتردر ساعت حرکت می کنند. از آنجایی که در این پروژه نیاز به ساخت لوله هایی با فشار داخلی بسیار کم است ساخت زیرساخت های لازم از مباحث مورد بحث آینده خواهد بود.

هایپرلوپ

هوش مصنوعی و مهندسی ساخت و ساز

به کمک هوش مصنوعی یا AI دستگاه ها میتوانند از تجربه های قبلی یاد بگیرند. برخی از نمونه های معروف AI شامل رایانه های شطرنج باز(!) و اتومبیل های خودران است. در صنعت ساخت و ساز ، هوش مصنوعی پتانسیل دارد که بسیاری از وظایف حرفه ای را که معمولاً به مهندسان جوان واگذار می شود ، انجام دهد. این امر به این دلیل است که کلان داده ها (big data ) ، که مقادیر بزرگی از بانک اطلاعاتی هستند که از پروژه های مختلف جمع آوری شده اند ، توسط رایانه ها قابل پردازش هستند تا از آنها به عنوان تجارب یادگیری استفاده کنند. این بدان معناست که هوش مصنوعی می تواند در تصمیم گیری های بسیار مهم که بطور سنتی به مهندسان کارگاه عمرانی واگذار می شود ، کمک کند. این امر منجر به پیشرفت چشمگیر در سرعت تحویل پروژه و کاهش در هزینه های کلی و حتی کاهش انتشار گازهای کربن خواهد شد.

مهندسی سازه و انقلاب تکنولوژی های نوین

مهندسی سازه یکی دیگر از زیرشاخه های مهندسی عمران است که به دلیل پیشرفت تکنولوژی های نوین در صنعت تغییرات اساسی را تجربه خواهد کرد. در حقیقت ، نقش مهندسان سازه(در پروژه های کوچک) در آینده کمرنگ تر و متفاوت از گذشته خواهد شد که به دلیل پیشرفت در مدل سازی رایانه ای است که تولید ساختارهای بسیار پیچیده از طریق هوش مصنوعی را بدون کمک نیروی انسانی امکان پذیر می کند. رایانه های ابری می تواند دسترسی به قدرت محاسبه عظیم را امکان پذیر کند که باعث کاهش زمان و مهارت مورد نیاز در ساخت این طرح های پیچیده می شود. به عنوان مثال ،در حال حاضر انتخاب اندازه اعضاء مورد استفاده در سازه های قاب فولادی ، می تواند به جای چند روز توسط یک مهندس سازه با استفاده از روش های سنتی ، طی چند ثانیه از طریق رایانه انجام شود.

یکی از نمونه های این پروژه های برجسته ، ساخت برج خلیفه ، بلندترین ساختمان جهان است که در دبی واقع شده است. این ساختمان توسط مهندسین سازه با استفاده از شبیه سازی رایانه ای و مدل سازی طراحی و بهترین شکل بعد از تکرار های مکرر انتخاب شده است. این طراحی نهایی برای اثرات باد نیز بهینه شده است. مهندسان همچنین به جای اینکه منتظر بمانند تا نقشه های معماران تهیه شود ، می توانند به صورت همزمان و بطور مستقیم از طریق نرم افزار های کامپیوتری با معماران کار کنند.

برج خلیفه دبی

فناوری نانو در مهندسی عمران

فناوری نانو به مطالعه ذراتی با اندازه 0.1 تا 100 نانومتر می پردازد. این رشته ای است که در چند دهه گذشته پدید آمده و دارای  کاربردهای گوناگون در زمینه های مختلفی از جمله مهندسی عمران است. تنها در صنعت ساخت و ساز ، سرمایه گذاران عرصه کارآفرینی و ابرشرکت ها  در بتن و فولاد مورد استفاده در ساخت سازه ، سرمایه گذاری هایی انجام داده اند. به عنوان مثال ، ترکیب نانو سیلیس ، نانوذرات خاک رس یا ذرات نانو آهن در بتن می تواند ساختار متخلخل بتن را بهبود بخشد و همچنین مشکل کمبود مقاومت اولیه بتن را برطرف کند. در تولید تیرهای فلزی ، نانوذرات مس می توانند به سطح محصول نهایی اضافه شوند تا زبری را کاهش داده و در نتیجه تنش کلی و خستگی سازه را کاهش دهد. همچنین با افزودن انواع مختلف نانوذرات می توان مشکلات دیگری مانند خوردگی و خستگی را نیز کاهش داد.

منبع : newengineer