Despre teoria constructala … sau despre curajul de a descoperi [626671]

Despre teoria constructala … sau despre curajul de a descoperi

(Adrian Petras 11 A)

Declaratia lui Adrian Bejan cand a fost intrebat cum a ajuns la dezvoltarea teoriilor sale:

“În anii 1990 realizam lucrări de design fundamental, adică configurații noi pentru sistemele

de răcire destinate echipamentelor electronice. Acestea sunt de obicei obiecte care

generează căldură în întregul lor volum și trebuie răcite. În ele, căldura se scurge dinspre

volum către un punct de „vărsare“, nu omogen, ci printr-o rețea ce se ramifică succesiv.

Mi-am dat seama că rețeaua optimă seamănă perfect cu un bazin hidrografic. Am început să

reflectez la acest aspect. Ideea mi-a venit în 1995, pe când asistam la Nancy la o conferință

pe teme de termodinamică, prezidată de laureatul Nobel Ilya Prigogine. El a spus la un

moment dat că structurile de curgere de forma unui arbore sunt nondeterministe, adică nu

pot fi prezise pe baza unui principiu.”

In doar cateva cuvinte Adrian Bejan a conturat in linii mari teoria sa. Cateva trasaturi ies in

evidenta si ar trebui sa fie o lectie pentru multi dintre liceeni, tineri studenti sau tineri

cercetatori. Parcursul lui Adrian Bejan ne invata ca mai intai trebuie sa incepi, caci fara

inceput nu exista cu certitudine niciun rezultat, fara a lucra sau a studia nu exista invatare,

dezvoltare si nici idei. In acelasi timp dezvoltarea implica dechidere si dorinta de a progresa,

deci sa nu evitam reflectia. Mai mult, increderea in sine si perseverenta ar trebui sa fie

motoarele dezvoltarii, caci fizicianul Bejan a inceput sa-si fundamenteze si sa-si

popularizeze in lumea stiintifica principiul termodinamic, chiar si dupa ce a asistat la

discursul unui laureat Nobel, care contrazicea tocmai ideea existentei unui principiu studiat

deja de Bejan. Nu in ultimul rand, dorinta de a controla totul poate fi distructiva. Adrian Bejan

a devenit constient de aplicatiile interdisciplinare nebanuit de complexe ale teoriilor sale

tarziu dupa descoperirea teoriei, lasand si natura sa-si urmeze … legea constructala si in

cariera sa.

Chiar si sintetic redata, ascensiunea sa este una cu adevarat imprsionanta. Adrian Bejan (n.

24 septembrie 1948, Gala
ț
i) a urmat Liceul „Vasile Alecsandri” din localitatea natală. Mama

sa, Marioara Bejan (1914–1998), a fost farmacista, iar tatăl său, Dr. Anghel Bejan

(1910–1976), a fost medic veterinar. La vârsta de 20 ani s-a stabilit în Statele Unite (la

indemnul tatalui sau de a tinti sus si de a-si urma neurnit visul care sa-i permita sa se

dezvolte)
ș
i în anul 1975
ș
i-a luat doctoratul la Massachusetts Institute of Technology. In

prezent este profesor universitar la Universitatea Duke, Carolina de Nord – Departamentul

"Inginerie Mecanică
ș
i
Ș
tiin
ț
a Materialelor". Doctor Honoris Causa a 18 universită
ț
i, Adrian

Bejan a publicat 30 de căr
ț
i
ș
i mai mult de 600 opere
ș
tiin
ț
ifice, fiind totodată membru în

diverse asocia
ț
ii profesionale, organiza
ț
ii sau institu
ț
ii academice. Despre Teoria

Constructală au apărut căr
ț
i traduse în câteva sute de limbi
ș
i se predă în facultă
ț
ile de

inginerie de peste tot, chiar
ș
i în România.

Teoria constructală a fost definită de Adrian Bejan în anul 1996 după cum urmează: "Pentru

ca un sistem de dimensiuni finite să persiste în timp (să trăiască), el trebuie să evolueze

astfel încât să ofere un acces mai u
ș
or la curen
ț
ii impu
ș
i care trec prin el.” In continuare sunt

prezentate cateva date referitoare la teoria dezvoltata de cercetator.

Teoria constructală este o teorie în fizică ce prive
ș
te evolu
ț
ia configuratiei unui sistem fie el

insufletit ori neinsufletit, în natură, rezumand fenomenele de generare
ș
i evolu
ț
ie a designului

în natură. Pentru a evolua, sistemul trebuie să aibă libertatea de a se transforma. Vorbim

asadar despre dezvoltarea in natura realizata cand sistemul e liber sa se dezvolte. De

aceea, chiar si filosofic vorbind teoria ar avea aplicabilitate, libertatea numarandu-se printre

valorile cele mai de pret ale umanitatii. Teoria spune că orice organism viu trebuie să aibă

libertatea să se dezvolte pe cât mai multe canale, pentru a avea acces la mai multă resursă.

Cu cât e mai liber să se ramifice, va evolua
ș
i va fi mai mult decât este. Conform fizicianului,

această “curgere” nu trebuie oprită, indiferent unde are loc, pentru că va crea anomalii
ș
i va

perturba sistemul.

Structurile arborescente sunt un design des întâlnit în natură, acestea fiind doar o

manifestare a legii constructale.

Teoria constructală isi gaseste reprezentare in general in tendin
ț
a naturală a sistemelor cu

functionare ca flux (de exemplu: râurile, ramurile unui pom), care genereaza
ș
i dezvolta

structuri care cresc randamentului scurgerii fluxului.
Ș
uvoaiele, de exemplu, se adună
ș
i se

mi
ș
că împreună, generând pârâuri, râuri
ș
i bazine hidrografice puternice, deoarece acest

design le permite să se mi
ș
te mai u
ș
or. Într-un alt exemplu simplu, bu
ș
tenii ce plutesc pe un

lac sau sloiurile de ghea
ț
ă pe mare se orientează perpendicular pe vânt, ceea ce măre
ș
te

transferul mi
ș
cării de la masa de aer în mi
ș
care către volumul de apă. Urmele de fulgerare

străbat cerul generează o structură arborescentă deoarece acesta este o modalitate optimă

pentru transferul de electricitate dintr-o zonă (norul) până la un punct (o cladire inalta sau un

alt nor).

În biologie, ne-am obișnuit cu gândul că supraviețuiește întotdeauna organismul cel mai

bine adaptat. Dar „cel mai bine adaptat“ are, din perspectiva legii constructale, un sens fizic

clar: este acea organizare în interiorul și exteriorul căreia curenții curg cel mai ușor, care

asigura asigurând funcționarea motorului viu cu un consum mai mic de energie, de hrană,

deci acopera mai mult timp si spatiu pe unitate de energie utilă. Sistemele circulatorii
ș
i

nervoase generează o structură asemănătoare copacilor, deoarece
ș
i ele transferă curen
ț
i

dintr-un punct într-o zonă
ș
i dintr-o zonă într-un punct. Aceste manifestări la nivel anatomic

ar putea fi si dimensiunile organelor, forma oaselor, ritmul respira
ț
iei plămânilor
ș
i bătăile

inimii, cozile, picioarele pentru alergat
ș
i aripile pentru zbor. Astfel se faciliteaza dezvoltarea

organismului in mediu.

Teoria se observa atat in alte procese naturale mai ample precum distribu
ț
ia vegeta
ț
iei în

pădure, dar guverneaza si procese antropcice precum distributia a
ș
ezărilor umane pe hartă.

Acelasi tipar se gaseste
ș
i în modul în care sunt împră
ș
tiate cuno
ș
tin
ț
ele,
ș
tiin
ț
a sau religia,

pornind de la dascălul de la catedră, către discipolii săi, care, la rândul lor, vor deveni

profesori
ș
i îi vor înva
ț
a pe al
ț
ii.

Descoperirea este cu atât mai uimitoare cu cât Adrian Bejan este profesor în termodinamică

ș
i nu biolog ori sociolog. S-a ajuns astfel la predictia unor manifestari sociologice sau chiar

economice si politice pe baza acestei teorii, alta tendnta fiind cea a ingineriei constructale. În

prezent, fizicianul român predă la facultate
ș
i un curs de predic
ț
ii, pe baza Teoriei

Constructale, în care explică tinerilor că în următorii 1.000 de ani toată omenirea va vorbi o

singură limbă. Tot pe baza teoriei, Adrian Bejan a prezis în 2012 unei televiziuni din că

Donald Trump va câ
ș
tiga alegerile. In prezent se lucreza si la proiectarea unor rute auto

dupa principiul lui Bejan pentru a salva marile orase de ambuteiaje.

Via
ț
a este flux: toate sistemele de flux cu libertatea de a transforma sunt sisteme vii,

însufle
ț
ite
ș
i neînsufle
ț
ite.

Concluzionand, intr-o nota usor filosofica, teoria constructală oferă defini
ț
ia fizică a vie
ț
ii, a

ceea ce înseamnă să fii viu. Ea afirmă că via
ț
a înseamnă flux
ș
i transformarea liberă a

designului. Dacă fluxurile se opresc, sistemul moare (ajunge în echilibru termodinamic cu

mediul său). Totusi, consider necesara integrarea vointei si perseverantei in ritmurile legii

constructale pentru a creste noi, impreuna cu intreaga lume pe care o formam.