Kemiklerinizin Eyfel Kulesi ile Ortak Yanları Nelerdir?

Alexandre Gustave Eiffel (d. 15 Aralık 1832, Dijon – ö. 27 Aralık 1923, Paris) belki de tüm zamanların adı en çok bilinen inşaat mühendisidir. Adını bilmiyor olsanız bile onun en büyük başarısı hakkında bilgi sahibi olmamanız neredeyse mümkün değildir. Bahsettiğimiz şey onun soyadını taşıyan Eyfel Kulesidir.

Paris’in sembolü olan ve dünyanın en çok ziyaret edilen turistik yerlerinden biri olan Eyfel Kulesi 1887 ve 1889 yılları arasında Fransız Devrimi’nin yüzüncü yıl kutlamaları anısına Dünya Fuarı için yapıldı. Eğer Paris’e gitme şansınız olduysa ve Eyfel Kulesini gördüyseniz, bunun bir mühendislik harikası olduğunu kolayca fark edersiniz. Ancak onu asıl etkileyici kılan şey boyutudur. 27 metre yüksekliğindeki televizyon anteni ile birlikte kulenin yüksekliği 327 metredir.

Eyfel Kulesi Bir Zamanlar Dünyanın En Yüksek Yapısı İdi

Eyfel Kulesi, Fransızca’da La Tour Eiffel, 1889 Paris Fuarı’nın veya Dünya Fuarı’nın ana sergisiydi. Fransız Devrimi’nin yüzüncü yılını anmak ve Fransa’nın endüstriyel hünerini dünyaya göstermek için inşa edildi.

1887 yılında yapımına başlandığında “dünyanın en yüksek yapısı” unvanını Washington Anıtı’ndan alan kule, bu unvanı 1930’da New York şehrindeki Chrysler Binası’nın yapımına kadar taşımıştır. Günümüzde Eyfel Kulesi Fransa’nın en yüksek 5. yapısıdır.

Daha da etkileyici olan bu kadar karmaşık bir şeyin o çağda tasarlanabilmesi, üretilebilmesi ve ayakta kalmasının sağlanabilmesidir. Bunun sonucunda da “Demirin büyücüsü” olarak da tanınan usta bir mühendis olan Alexandre Gustave Eiffel’in itibarı, adını taşıyan muhteşem eseri ile ölümsüzleşmiştir.

Eyfel Kulesi Ne Amaçla Yapıldı?

1889 Exposition Universelle’nin merkezini oluşturacak büyük bir kulenin orijinal önerisi, Gustave Eiffel’in şirketinde çalışırken iki mühendis, Maurice Koechlin ve Émile Nouguier ve mimar Stephen Sauvestre tarafından ortaya atılacaktı. 

Eyfel Kulesi, 18. ve 19. yüzyıllarda popüler olan Neo-Gotik, Neo-Rönesans ve Neo-Barok tarzlarından farklı olan şekliyle tartışmasız modern bir yaklaşımdır.  Ancak aslında onu öne çıkaran şey malzemesi olacaktı.  

Kuleyi inşa etmek için kullanılan 18.000 parçanın her biri proje için özel olarak hesaplandı. Sonrasında Paris’in eteklerinde Eiffel’in fabrikasında hazırlandı. Ferforje yapı, tek bir konik kulede birleşene kadar içe doğru kıvrılan duvar ayakları üzerinde duran, dört muazzam kemerli ayaktan oluşuyordu.

Kuleyi inşa etmek için 2,5 milyon perçin ve 7,300 ton demir gerekti. Ayrıca, kuleyi dış etkenlerden korumak için, işçiler yapının her santimini boyadı, bu da 60 ton boya gerektirdi. Eyfel Kulesi’nin inşaatı 1889’da 7.799.401.31 Fransız altın frankına yani yaklaşık 1.5 milyon dolara mal oldu.

Eyfel Kulesi, 1.710 basamaklı 108 katlıdır. Ancak sadece ilk platforma merdiven ile çıkılmaktadır. Gustave Eiffel, asansörlerin kuleye dahil edilmesinde ısrar etmişti. Ancak hiçbir Fransız firması kalite standartlarını karşılayamadığı için sonunda bu iş bir Amerikan firmasına devredilecekti.

Gustave Eiffel’in Kafasında Farklı Bir Fikir Vardı

Bugün Paris’in simgesi olarak hayranlık uyandıran Eiffel Kulesinin yapıldığı andan itibaren herkesi etkilediğini düşünüyorsanız aslında yanılıyorsunuz. Yapıldığı günlerde bugünün aksine Paris halkı ve içlerinde Opera Garnier’nin mimarı Charles Garnier, besteci Charles Gounod ve yazar Alexandre Dumas’nın da bulunduğu şair, mimar ve ressamlarından oluşan bir grup Eyfel Kulesini şehrin yüz karası olarak isimlendirmişti.

Kule yeni bir tür estetiği temsil ediyordu ve insanların bunu takdir etmesi biraz zaman aldı. Aslında Eiffel daha derin bir güzelliğin peşinden gidiyordu. Onun güzellik anlayışı, mümkün olan en az malzemeyle en büyük gücü elde etmekle yani yapısal verimlilikle ilgiliydi. 

Eyfel kulesi, minimum malzeme gerçekten de inanılmaz derecede iyi optimize edilmiştir. Aslına bakarsanız Eyfel Kulesi’nin demirini tabanı kadar büyük bir dikdörtgen blok halinde eritecek olsaydınız, o zaman bu demir blok sadece 6 santimetre yüksekliğinde olurdu. Yani onca demire rağmen kule aslında oldukça hafiftir. Eyfel Kulesi’ni tamamen saran en küçük silindiri hayal edin. Bu silindirdeki hava, kuledeki tüm demirden daha ağır gelecektir.

Gustave Eiffel Bu Yapıyı Nasıl Tasarladı?

Aslında bu sorunun cevabını anlamak için içimize yani kemiklerimize bakmamız gerekmektedir. Bir kemiğin en dış katmanı, saydam ve serttir. Gelişimini içinde taşıdığı gizli geçitler ile sağlar. Bir kemiğin dışı sert olsa da içi süngerimsi yumuşak bir yapıdadır.

Kemiklerimizin yapısı

Bu süngerimsi yapı, kemiklerimizin sürekli olarak maruz kaldığı itme ve çekme kuvvetlerinde önemli bir rol oynar. Dışı her ne kadar sert bir yapı ile çevrili olsa da, kemiğin içerisinde farklı büyüklükte birçok gözenekler; porlar bulunmaktadır.

Bu porların boyutları dış katmana yaklaştıkça azalır. Kemiklerimizin bu formu yapısal hiyerarşiye bir örnektir. Yani  kemiğin esnekliği ve aynı zamanda dayanımı sahip olduğu zıtlıklardan; hiyerarşik düzeninden meydana gelir. Benzer bir durum, Eyfel Kulesi’nin tasarımında da mevcuttur.

Birçok modern yapı gibi, Eyfel Kulesi de kafes kiriş olarak bilinen çapraz kesişen ‘X-şekilli’ kirişlerin bir düzenlemesini kullanır. Ancak Eyfel Kulesi’nin kirişlerinden birine yakından bakarsanız aslında her biri daha küçük, benzer kirişlerden yapılmıştır. Bu içi boş form, kulenin akıllara durgunluk veren hafifliğine katkıda bulunmaktadır.

Eyfel Kulesi Gibi Hafif Bir Yapı Nasıl Ayakta Kalabiliyor?

Kulenin hafif olması nedeniyle devrilme riski olduğunu düşünüyorsanız aslında yanılıyorsunuz. Elbette rüzgar Eyfel kulesi için önemli bir sorundur. Ancak eğimli eğrisi, rüzgara direnmek için en verimli şekli takip eder. Kulenin şekli, rüzgarın birleşik kuvveti ve kulenin kendi ağırlığının kulenin ayaklarından aşağı, güçlü temellere kadar akacağı özel bir biçimde tasarlanmıştır. Aslında bunun da kemiklerimiz ile bir bağlantısı vardır.

1866 yılında İsviçreli mühendis Karl Cullman, Von Meyer’in laboratuvarını ziyaret etti. Anatomist Meyer, Cullman’a incelediği kemiğin bir bölümünü gösterdi. Cullman kemiğin, üzerinde oluşacak yük ve basınç etkisini azaltacak bir tasarıma sahip olduğunu fark etti. Bu tasarım kemiğin içindeki uzantıların, insan ayakta durduğunda kemiklere etki eden kuvvet hatları boyunca düzenlenmiş olmasıydı.

Maurice Koechlin tarafından Eyfel Kulesi’nin ilk çizimi.

Bir mühendis olan Cullman aynı özelliğin bir dizi çivi ve destek sistemi ile sağlanabileceğini düşündü. Daha sonra Culmann’ın öğrencilerinden biri olan Maurice Koechlin, Eiffel için çalıştı. Eiffel Kulesi’nin inşası sırasında bu düşünceleri uygulama fırsatı buldu. Eiffel Kulesi de uyluk kemiğindeki gibi, demir kıvrımları, metal çivi ve desteklerden oluşan karışık bir kafes örgü ile inşa edilmiştir. Bu örgü sayesinde kule, rüzgarın eğme ve makaslama kuvvetleri ile oluşan basınca rahatlıkla dayanabilmektedir.

Eyfel Kulesinin Kullanım Amaçları

Eiffel, aynı zamanda New York’taki Özgürlük Anıtı’nın taşıyıcı iç çelik konstrüksiyonu da yapmıştır.

Aslında Eyfel kulesinin 1909 yılında yani yapımından 20 sene sonra, sökülmesi gerekiyordu. Ancak zaman geçtikçe insanlar bu kuleye alışmaya başlayacaktı. Gustave Eiffel de en sevdiği projesinin yıkılmasını istemiyordu. Bu nedenle kuleyi bilim camiası için önemli kılmayı planladı. Açılışından sadece birkaç gün sonra, Eiffel kulenin üçüncü katına bir meteoroloji laboratuvarı kurdu. Sonrasında da bilim insanlarını her türlü deney için bu laboratuvarı kullanmaya davet etti. Ancak nihayetinde kuleyi yok olmaktan kurtaran laboratuvarı değil, yüksekliğiydi.

1910’da Paris şehri, yapının kablosuz telgraf vericisi olarak kullanışlılığı nedeniyle Eyfel’in kule için imtiyazını yeniledi. Fransız ordusu kuleyi Atlantik Okyanusu’ndaki gemilerle kablosuz olarak iletişim kurmak ve I. Dünya Savaşı sırasında düşman mesajlarını engellemek için kullandı. Kule günümüzde, hem radyo hem de televizyon sinyalleri yayınlayan 120’den fazla antene hala ev sahipliği yapıyor.

Günümüzde her yıl 7 milyondan fazla insan bu ikonik kuleyi ziyaret ediyor. Kulenin 1889’daki açılışından bu yana, dünyanın dört bir yanından 250 milyon insan Eyfel Kulesi’ni ziyaret etti. Eyfel kulesine iskelet diyen eleştirmenler bunu hakaret olarak ifade etseler de aslında tam bir iltifattı. Mühendislik söz konusu olduğunda, hala kemiklerimizden öğreneceğimiz çok şey var.



Kaynaklar ve ileri okumalar

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bu Yazılarımıza da Bakmanızı Öneririz