De gedeeltelijk vergeten wiskunde van gigantische schelpen

“Mijn interesse ontstond tijdens een conferentie over draagconstructies. De docent liet allerlei fantastische foto’s zien, maar hij vertelde niet hoe ze in elkaar zaten.” Andrew Borgart geeft al dertig jaar les aan de TU Delft. Daarnaast voert hij sinds 2009 zijn promotieonderzoek uit op een half vergeten grensvlak tussen kunst en wetenschap: de wiskundige theorie van ‘schaalconstructies’, oftewel schaalvormige gebouwen. “Ze noemen mij innovatief, maar eigenlijk ben ik retro.”

Sommige mensen hebben aanmoediging of suggestieve vragen nodig om hun verhaal te vertellen. Niet zo, Andrés. Zodra hij tegenover mij in de verder lege vergaderruimte gaat zitten, springt hij op. Ik schrijf verwoed en hoef het slechts sporadisch te onderbreken om een ​​detail te controleren. Een bijzonder verhaal ontvouwt zich voor mijn ogen. Een mix van wetenschap, passie, doorzettingsvermogen en nostalgie. Als hij mij de dozen vol berekeningen en schetsen laat zien ter ondersteuning van zijn promotieonderzoek, pak ik snel mijn telefoon om het beeld vast te leggen.

Eeuwige student, eeuwige leraar.

Het verhaal van Andrew begint in de jaren tachtig op de Gerrit Rietveld Academie, een kunstacademie in Amsterdam. “Ik was op de middelbare school gestopt met natuurkunde, dus ik mocht niet meteen naar Bouwkunde. “Het is ironisch als je bedenkt hoe natuurkundig mijn onderzoek uiteindelijk is.” Hij vond het geweldig om tussen kunstenaars te leven, maar daar hoorde hij naar eigen zeggen niet helemaal bij: “Ik was jaren jonger dan de meeste van mijn medestudenten.” Hij ging dus tenslotte Bouwkunde studeren. In eerste instantie leek dat niet helemaal juist. Andrew: “Ik werd het non-stop tekenen al snel beu. Al die kaarten… En ik vond de docenten te soft vergeleken met Rietveld.”

Toen kwam de beslissende lezing, waar foto’s van bijzondere gebouwen zijn interesse in mechanica wekten. Daar vond Andrew eindelijk zijn plek. “Het kostte me drie jaar om af te studeren. Niet omdat het heel moeilijk was, maar omdat ik er zo van genoot. Tegelijkertijd begon ik les te geven en ben nooit meer gestopt.” Voor zover hij weet is hij de enige BKer die afstudeerde bij hoogleraar Mechanica Beranek: “Niemand in de Bouwkunde is gespecialiseerd in Mechanica.” Vervolgens vormde hij samen met Beranek en zijn collega Gerry de leerstoel ‘Kracht in Gebouwen’. Maar naarmate de jaren verstreken, was Andrew de enige die overbleef. Uiteindelijk fuseerde deze eenmansgroep met die van hoogleraar Mauro Overend.

Vergeten vertaalvaardigheid

In de jaren na de Bouwkundebrand, toen Andrew bij CiTG werkte, begon hij de theorie van cascoconstructies serieus te onderzoeken. Deze speciale constructies worden gekenmerkt door grote oppervlakken van dun materiaal, die alleen werken als de vorm precies is berekend om het gewicht te dragen. Andrew: “In de jaren vijftig was de benodigde wiskunde geavanceerd, maar sindsdien is er veel kennis verloren gegaan. De boeken uit die tijd zijn nauwelijks nog leesbaar en de experts zijn grotendeels overleden.” Er zijn computerprogramma’s die schaalconstructies simuleren, maar die hebben een belangrijk minpunt: “Ze vertellen alleen of een ontwerp in evenwicht is. Je kunt ze niet gebruiken om een ​​nieuw ontwerp te maken.”

Andrew werkte jarenlang met gekleurde pennen, papier en rekenmachines om deze ‘vergeten wiskunde’ te begrijpen en om te zetten in werkbare computerscripts. Zijn proefschrift staat vol met tekeningen, die niet altijd gewaardeerd werden: “Mensen noemden het ‘heel onconventioneel’, ik kreeg weinig bruikbare feedback.” Maar volgens Andrew is zijn onderzoek heel begrijpelijk. “Ik beschrijf objecten in de taal van formules. Als je de patronen herkent, begrijp je waar ik het over heb.” Daartussenin staan ​​computerscripts die u, zelfs met weinig voorkennis, kunt gebruiken om builds op schaal te ontwerpen. “Zo kunnen we opnieuw constructies maken met een lengte/dikteverhouding van 1000/1: tientallen meters breed en slechts centimeters dik! Dat is niet alleen esthetisch mooi, maar bespaart ook materiaal en is dus beter voor het milieu.”

Herstel schaalstructuren

Andrew geeft momenteel twee bachelorvakken die hij zo interactief mogelijk maakt. Ook op andere manieren wordt samengewerkt met nieuwe studenten, bijvoorbeeld via studievereniging Stylos. Hoewel lesgeven zijn passie is en blijft, is zijn relatieve bekendheid soms een nadeel: “Ik kan Delft niet meer in zonder oud-studenten te ontmoeten. “Soms wil ik gewoon in alle rust een biertje drinken in de kroeg.” Andrew is blij dat ze hem in ieder geval niet meer hoeven lastig te vallen met de vraag: “Wanneer ben je klaar met je PhD?” Hij hoopt dat zijn werk zal helpen bij het ontwerpen van nieuwbouw op schaal. In plaats van vormbeton worden ze nu vaker gemaakt met 3D-printers of houten onderdelen. “Ik vind het prima, zolang we maar weer gigantische granaten gaan bouwen!”

Meer informatie

Op 9 juli verdedigt Andrew Borgart zijn proefschrift “De relatie tussen de geometrische en mechanische eigenschappen van schaalconstructies.”

Lees het volledige proefschrift van Andrew.