الرئيسية
البوابة
أحدث الصور
التسجيل
دخولعالم التقنية
2 مشترك
عالم التقنية
من طرف المدير العام الجمعة يونيو 04, 2010 4:29 pm
أجهزة
الملاحة
Navigation Instruments
هي أجهزة القياس التي تزود بها السفن
والطائرات لتحديد الموقع الجغرافي. وقد مرت هذه الأجهزة بمراحل تطوير
مستمرة منذ
بداية رحلات هذه المركبات وحتى يومنا هذا. وكان هذا التطوير يسير بصورة
منتظمة
تخللتها بعض الطفرات الناتجة عن ظهور الاختراعات الحديثة والتي كان لها
أكبر الأثر
في تطوير وتحسين مجال الملاحة ومن أهم هذه الاختراعات: البوصلة المغنطيسية
والسدسية
والبوصلة الجيروسكوبية والأنظمة اللاسلكية ووالتوجيه بالقصور الذاتي
والملاحة
باستخدام الأقمار الصناعية.
أقمار
الاتصال
Communication Satellites
هي نوع من الأقمار الصناعية تهدف إلى
توفير
اتصالات المختلفة من تليفونية وإذاعية وتليفزيونية ومعلوماتية وغيرها. ويتم
التعامل
معها إرسالا واستقبالا خلال محطات أرضية مرتبطة بكل قمر على حدة. وتطلق هذه
الأقمار
بواسطة صواريخ الإطلاق أو المكوك الفضائي، لكي تصل إلى ارتفاع حوالي 36 ألف
كيلومتر
من سطح الأرض، ويظل كل منها في مدار ثابت فوق خط الاستواء إلى أن ينتهي
عمره
الافتراضي (من 7 إلى 15 سنة) وفق مواصفاته الفنية. ويغطى إرسال كل قمر
مساحة محددة
على الأرض، لها مركز يسمى مركز الإشعاع، حيث تصل فيه قوة الإشارة المرسلة
إلى
أقصاها، وتضعف كلما بعدنا عن هذا المركز.
وكل قمر له قوة إشعاع معينة؛ فإذا كانت ضعيفة فإنها تقتضى محطة أرضية كبيرة
قادرة
على تضخيم الإشارة التي تستقبلها ملايين المرات، ويصل قطر الهوائي المستخدم
في هذه
المحطة إلى 33 متراً، ويقل حتى يصل إلى 3 أمتار مع زيادة قوة الإشارة.
وتسمى هذه الأقمار الاتصالية «أقمار الخدمة الثابتة»، أو «أقمار التوزيع».
أقمار
البث
المباشر
Direct Broadcasting Satellites (D.B.S
هي نوع حديث من أقمار الاتصال، زادت
قوة
الإشارة المنبعثة منه بحيث يمكن أن تصل مباشرة إلى أجهزة الاستقبال
التليفزيوني
المنزلي، بغير مرور على أية محطة أرضية، مع إضافات محدودة من بين هوائي
يتراوح قطره
من 30 سم إلى حوالي مترين، حسب قوة إشعاع القمر ومدى القرب من مركز
الأشعاع.
وقد دفعت التكلفة الباهظة لهذه الأقمار، المؤسسات الصناعية المعنية، إلى
تصنيع
أنواع أخرى من الأقمار متوسطة القوة، للأغراض الاتصالية المختلفة. أو تصنع
أقماراً
ذات قنوات متعددة، بعضها من القوة بحيث يمكنه تقديم بث مباشر.
ومن الممكن ربط بعض القنوات متوسطة القوة بشبكات التوزيع «الكوابل»
لتوصيلها إلى
المشتركين في الدول التي أدخلت نظم التوزيع التلفيزيوني بشبكات الكابل، أو
إلى
مراكز توزيع الترددات متعددة الاتجاهات M.P.D.S باستخدام الترددات الإذاعية
العالية
القدرة V.H.F أو الفائقة القدرة U.H.F..
أقمار الرصد الجوي الصناعية: أقمار صناعية مزودة بأجهزة حساسة للرصد الجوي
تدور في
الفضاء الخارجي، وهي نوعان:
أولاً: الأقمار الصناعية القطبية السيّارة
Polar-orbiting Satellite وهي تدور حول الأرض بين القطبين في أقل من
ساعتين، على
ارتفاع يصل إلى 1500 كم. وقد تم إطلاق أول قمر صناعي من هذا النوع عام
1960.
ثانياً: الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض
Geosynchronous Satellite وهي تدور حول الأرض متعامدة على خط الاستواء،
بسرعة تعادل
سرعة دوران الأرض حول نفسها، وعلى ارتفاع قدره 35800 كم، لكي يتحقق التزامن
المرجو
مع سرعة دوران الأرض. وقد تم إطلاق أول قمر للرصد الجوي من هذا النوع في
أوائل
ديسمبر عام 1966.
وتشتمل أقمار الرصد الجوي من كلا النوعين على أجهزة راديوميترية حساسة
للأشعة
الصادرة من سطح الأرض والغلاف الجوي تعمل في قنوات مختلفة من المدى الموجى
للأشعة
على النحو التالي:
ـ قناة تعمل في المدى الموجى الأقل من 0.3 ميكرون، وهو مدى الأشعة فوق
البنفسجية،
ويمكن من خلال هذه القناة حساب الكمية الكلية للأوزون.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 0.3 ـ 0.7 ميكرون، والأشعة المقيسة من خلال
هذه القناة
عبارة عن ضوء مرئي ناتج من انعكاس أشعة الشمس من سطح الأرض أو قمم السحب،
ويمكن من
ذلك حساب ارتفاع قمم السحب وكذلك مقدار الألبيدو (النسبة بين كمية الأشعة
المنعكسة
والأشعة الساقطة) لسطح الأرض وقمة السحب.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى ,3 ـ 30 ميكرون، ويمكن من خلالها قياس كمية
الأشعة
الكلية الصادرة من الأرض والغلاف الجوي، وذلك لحساب الاتزان الحراري للغلاف
الجوي.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 14 ـ 16 ميكرون وهو المدى الذي يحث خلاله
امتصاص
للأشعة بواسطة ثاني أكسيد الكربون ويمكن من خلال هذه القناة معرفة التغير
في درجة
تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 5,7 ـ 6,1 ميكرون الذي يحدث فيه امتصاص للأشعة
بواسطة
بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير، وبذلك يمكن معرفة
التوزيع
الأفقي لبخار الماء في هذه الطبقة.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 8 ـ 12 ميكرون، ويمكن من خلالها قياس كمية
الأشعة التي
تصل من سطح الأرض أو من قمم السحب. ويطلق على هذه القناة اسم قناة النافذة
(Window
channel) نظراً لأن الأشعة التي تصل إلى هذه القناة من سطح الأرض (أو من
قمم السحب)
لا تتعرض لقدر يذكر من الامتصاص أثناء نفاذها خلال الغلاف الجوي. وبواسطة
قياس هذه
الأشعة يمكن تقدير درجات الحرارة لسطح الأرض وقمم السحب.
الأتمتة
automatization
هي إلغاء تدخل الإِنسان إِلغاءً
كلياً أو
جزئياً في تنفيذ مهمات صناعية أو منزلية أو إِدراية أو عملية، ولقد استعملت
كلمة
الأتمتة منذ منتصف الثلاثينيات من القرن العشرين للتعبير عن جميع العمليات
التي
استطاع الإِنسان تسخير آلات ميكانيكية للقيام بها بدلاً عنه. واتسع
استعمالها حتى
غدت تعبر عن جميع عمليات الإِنتاج التي يتطلب إِنجازها استعمال نظريات
وطرائق
تحكمية متطورة بلا تدخل الإِنسان تدخلاً مباشراً كما في مجالات الهندسة
الكيميائية
والبتروكيمياوية والطبية وغيرها.
لأتمتة
والمجتمع
تؤدي الأتمتة، كما هي الحال في أي تطور رئيسي في التقنية إلى تبدلات
اقتصادية
واجتماعية مهمة. وقد يكون بعض هذه التبدلات مقبولاً وقد يكون بعضها الآخر
غير مرغوب
فيه.
تؤدي الأتمتة إلى رفع إِنتاجية اليد العاملة في المصانع، نتيجة إِحلال
المناولة
الآلية محل المناولة الإِنسانية، إِذ تخفض مدة الدورة التصنيعية لحذفها
وقتاً
كثيراً غير إنتاجي في العملية التصنيعية، كان يصرف من قبل في عملية
المناولة، وتخفض
تعب الإِنسان في الرفع والمناولة أو تحذفه كلياً وتخفض الوقت الضائع من عمل
العامل
والآلة إلى أدنى حد ممكن لإلغائها التوقفات والتسليمات غير الميكانيكية.
ويمكن أن
تحرر الأتمتة الصناعة من الاعتماد على المناطق التي تتوافر فيها اليد
العاملة
بأعداد كبيرة، وتتيح بناء مصانع صغيرة، أكثر لا مركزية، تكون على العموم
أقرب إلى
الأسواق والمواد الأولية.
المبادىء
العامة
للأتمتة
تتطلب أتمتة أي عملية إنتاجية مراعاة عدة عوامل إضافة إلى النمذجة
والمحاكاة. فبعد
تحديد المنظومة المطلوبة أتمتتها لإِنجاز العملية الإِنتاجية بدقة يحدد
الخرج ouput
المطلوب وتحدد وسيلة قياس هذا الخرج (عناصر التحسس senors). ويجب توفير
وسائل
لتقرير توافق هذا الخرج المقيس مع ما هو مطلوب (وحدة قرار) ثم توفير آلية
لتبديل
بنية النظام لتغيير قيمة هذا الخرج (وحدة تحكم) للوصول إلى القيمة المطلوبة
للخرج
عبر وحدات قيادة ما، مثل المحركات أو الصمامات وغيرها. وهذا يؤدي إلى تمثيل
كل
منظومة مؤتمتة بمنظومة تحكم ذات دارة مغلقة.
تطبيقات
الأتمتة في
الصناعة
شهد العالم في السنوات الأخيرة دخول
الأتمتة
معظم مجالات الإِنتاج الصناعي والإِدارة. وفيما يلي بعض هذه التطبيقات:
الأتمتة في صناعة السيارات: تطورت صناعة السيارات تطوراً مهماً وانعكاس ذلك
على
تعقيد السيارات المنتجة وغلاء أسعارها. ونتيجة لطبيعة العمل التكرارية في
هذه
الصناعة لجأت بعض الشركات إلى أتمتة معامل إنتاجها باستخدام وحدات نقل
مؤتمتة و«روبوتات»
(إِنسان آلي) ذكية تقاد بوساطة حواسيب متقدمة ومزودة بعدد من عناصر التحسس
المختلفة
للتأكد من صحة العمل المطلوب ودقته. وتبرمج حركة هذه «الروبوتات» بقيادتها
يدوياً
مرة واحدة عبر مسار محدد، ويختزن الحاسوب في ذاكرته المواقع النسبية لجميع
مكونات «الروبوت»
ويجبر الحاسوب «الروبوت» على تكرار هذه الحركات في عمليات الإِنتاج بتنفيذ
البرنامج
الذي اختُزن.
يتألف خط الإِنتاج المؤتمت من محطات كثيرة قد يصل عددها إِلى المئات ويمر
فيها سير
نفّال، وهذه المحطات هي «روبوتات» تقوم بوظائف مختلفة، منها ما هو مسؤول عن
ترتيب
القطع المراد تجميعها ويكون مزوداً بكاميرات تلفزيونية تمكنه من تعرّف
القطع ووصفها
وصفاً صحيحاً مستخدماً خوارزميات برمجية معقدة، ومنها ما يناط به مهمة لحم
القطع
نقطياً ومن ثم اختبار جودة هذا اللحم باستخدام تقنيات ليزرية وغيرها، ومنها
ما هو
مسؤول عن دهن السيارة باستخدام نافثات الدهان المؤتمتة (جزء من الروبوت)،
ومنها ما
يكون مسؤولاً عن شد اللوالب الرابطة شداً دقيقاً. ويكون دور الإِنسان
التأكد من صحة
العمل في نهاية خط الإِنتاج. ويقوم الحاسوب أو مجموعة الحواسيب بالإِشارة
إلى أي
خطأ يرتكب في الإِنجاز بإِعطاء إِشارات مناسبة أو كتابة رسالة على ورق
الطابعة
الملحقة.
الأتمتة في توليد الطاقة الكهربائية وتوزيعها: لقد ازداد عدد محطات التوليد
الكهربائية في معظم البلدان. واختلفت كثيراً في أنواعها.
وازدادت المسألة تعقيد أمام الحاجة إلى ربط مولدات الطاقة جميعها على
اختلاف
صخامتها وأنواعها (مائية، بخارية، نووية) في شبكة واحدة وتوفير التزامن
اللازم
بينها لضماتن نقل الطاقة وتوزيعها توزيعاً جيداً. ولهذا كان إيجاد منظومات
مؤتمتة
تضمن توليد الطاقة الكهربائية ونقلها وتوزيعها من دون انقطاع أمراً ملحاً.
ويعد بدء
الإقلاع في مولدات الطاقة الكهربائية العالية الاستطاعة (ميغاواط)، ومدد
توقف هذه
المولدات، مراحل حرجة يجب أن يراقب فيها أداء كل مولد على حدة مراقبة جيدة
من حيث
السرعة والتردد والتحريض والتوتر وفرق الطور، إِذ يجب أن يتم وصل المولد مع
شبكة
التوزيع الكهربائية أو فصله عنها بدقة عالية من التوافق والتزامن لتكون
الطاقة
الكهربائية المولدة متفقة في الطور مع التي في الشبكة وإلا فسيجهد المولد
والشبكة.
ويتطلب تحقيق هذا التوافق في الطور مراقبة عدد كبير من المتغيرات في أثناء
زمني
الإِقلاع والتوقف مراقبةً يعجز الإِنسان عن القيام بها يدوياً وتصبح
الأتمتة أمراً
ضرورياً. فمثلاً يبلغ عدد المتغيرات التي يراقبها تحكم مؤقت في محطة
كهربائية ذات
عنفة بخارية باستطاعة 300 ميغاواط 600 متغير (دخل) مثل درجات الحرارة
والضغط وسرعة
الدوران وأوضاع المفاتيح وغيرها. وفي محطة توليد نووية يتضاعف عدد هذه
المتغيرات
لتصبح الحاجة إلى نظام مؤتمت متكامل ومحوسب، يؤلف باستخدام برنامج مناسب
منظومة
خبيرة expert system، ضرورة لاغنى عنها. وتتم مراقبة جميع العمليات
المؤتمتة من
مركز التحكم الرئيسي الموجود في كل محطة. ودور الأتمتة في توليد الطاقة
الكهربائية
ونقلها أساسي نتيجة لتعدد محطات التوليد وتنوعها وتباعدها في البلد الواحد
وبين عدة
دول مرتبطة بشبكات من خطوط التوتر العالي جداً. ولهذا تعتمد جميع الدول على
مراكز
تنسيق وترحيل dispactching centers محوسبة وموزعة في مواقع محددة تحقق ما
يلي:
ـ السيطرة على توزّع الأحمال load flow من الناحية الاقتصادية والفنية
بالاعتماد
على تشغيل المحطات الأقل كلفة.
ـ ضمان الاستقرار الديناميّ في حال حدوث عطل في أحد الخطوط أو إِحدى
المحطات.
ـ تنظيم التوتر على قضبان التجمع bass bar في محطات التوليد ومراكز
الاستهلاك عن
طريق التحكم في نسب تحويل المحولات وتوليد الاستطاعة الردّية reactive
power.
الأتمتة في الصناعات الكيمياوية: تتطلب معظم الصناعات الكيمياوية دقة في
المعايرة
والقياس. وأي خطأ يرتكب في المعالجة يكون مكلفاً جداً. ويتطلب بعضها أيضاً
شروطاً
محيطية (من حرارة أو وسائط تفاعل أو مواد وسيطة خطرة أو غيرها) تجعل وجود
الإِنسان
في مكان التفاعل أمراً فيه خطر كبير على سلامته. ولهذا كان من الضروري
أتمته معظم
الصناعات الكيمياوية باستخدام «روبوتات» وحواسيب وأجهزة مناولة مختلفة، كما
في
صناعة الأسمدة وصناعة المتفجرات والصناعات البتروكيمياوية.
وتتألف أي منظومة بتروكيمياوية متقدمة من عدة وحدات للمعالجة بغية إنتاج
أكثر من 20
نوعاً من المنتجات البتروكيمياوية. وتقسم هذه الوحدات إلى مجموعات تخصصية
يُسيّر
كلاً منها حاسوب يراقب سويات الإِنذار وتوصيفها لأكثر من 2000 متغير من
محددات
الإِنتاج مثل التدفق والضغط ودرجة الحرارة والكثافة ومستوى السائل والتركيب
الكيمياوي وغيرها ويتحكم فيها. ويتم ذلك دورياً وفي أزمان قصيرة نسبياً
(بضع ثوان).
ويبين الشكل 3 مخططاً صندوقياً يظهر منظومة بتروكيمياوية نموذجية. ويشرف
على عمل
جميع هذه الحواسيب المتخصصة ومراقبتها حاسوب مركزي تكون الغاية منه جعل
إِنتاجية كل
وحدة كيمياوية أعظمية كماً ونوعاً، ويستطيع إصدار الأوامر إلى جميع
الحواسيب
المتخصصة لتغيير مواصفات المنظومة لمواجهة أي حالة طارئة بإِصدار إِشارات
الإِنذار
لعناصر المراقبة والتنسيق.
الأتمتة في الطيران والفضاء: إن ما يشاهد الآن من تطور كبير في الطيران
وغزو الفضاء
الخارجي هو نتيجة مباشرة لتطبيقات الأتمتة في تصميم المركبات الفضائية
وعملها
ووسائل الاتصال بها من مراكز الاتصال والمراقبة إلى محطات الإِقلاع
والهبوط.
فالتحكم في طائرة بسيطة يتطلب عمليات معقدة من قياس ومراقبة وتغذية خلفيةٍ
وغيرها.
وقد يبلغ عدد هذه المتغيرات عدة آلاف في الصواريخ العابرة للقارات أو
المحطات
الفضائية، ويستحيل في هذه الحال تحقيق أي تحكم يدوي نظراً إلى متطلبات
السرعة
والدقة وضخامة العمليات الحسابية المطلوبة ولم يكن ممكناً برمجة مسار
الطائرات أو
قيادتها آلياً لولا تطور استخدام الحاسوب والأتمتة.
الأتمتة في مجالات أخرى: تستخدم الأتمتة أيضاً في إدارة الأعمال وصناعة
الإِسمنت
ومختلف الصناعات النسيجية والصناعات الإِلكترونية وفي شبكات المرور وفي
القطارات
وقطارات الأنفاق وفي غيرها.
محاذير
الأتمتة
إن للأتمتة مساوئها أيضاً، فهي تتطلب استثماراً كبيراً في التجهيزات يستلزم
مدة
طويلة من الاستعمال المكثف لاسترداد الأموال المستثمرة. وباستثناء البرامج
القابلة
للاختيار، قد يكون هناك عدم مرونة في التصنيع، إِذ تجمد تصاميم الإِنتاج
مدداً
طويلة. وهذا النقص في المرونة في التصنيع قد يكون خطراً في صناعة يكون
التغيير فيها
سريعاً أو غير قابل للتنبؤ به. ولا تستطيع الإِدارة في أثناء ركود الأعمال
أو في
المدد الي ينخفض فيها حجم الإِنتاج، أن توقف خط إِنتاج مؤتمت وتستخدمه
فوراً في عمل
آخر. ويمكن أن يؤدي الأمر إلى خسارات مالية كبيرة. ويميل اعتماد بعض
التجهيزات على
بعضها الآخر اعتماداً متداخلاً إلى جعل المنظومة معتمدة على أضعف عنصر
فيها، ويكون
إخفاق التجهيزات إِخفاقاً تراكمياً، إِذ إِن إِخفاقاً واحداً يمكن أن يوقف
خط
الإِنتاج كله. وتميل تكاليف صيانة الأدوات وتبديلها إلى الارتفاع، لأن
الأدوات كلها
يجب أن تفكك في آن واحد لأغراض معينة في مدد منتظمة سواء أكانت هذه الأدوات
بحاجة
إلى ذلك أم لم تكن (صيانة وقائية).
والسيئة الكبرى التي تسببها عملية إِدخال الأتمتة بسرعة من الناحية
الاجتماعية هي
البطالة، إِذ إِن الأتمتة تحذف أعمالاً عدة وبالتالي يفقد عدد كبير من
العمال
أعمالهم السابقة. وإِلى أن تحدث أعمال جديدة لليد العاملة التي فقدت
أعمالها
السابقة وإِلى أن تطور هذه اليد العاملة مهارتها لتتوافق مع الأعمال
الجديدة، يعاني
العمال الذين فقدوا أعمالهم نتيجة إِدخال الأتمتة معاناة كبيرة. ولذلك لا
ينصح
بإِدخال الأتمتة إِلا تدريجياً وببطء، وعندما يوجد نقص في اليد العاملة
اللازمة.
الاستشعار من
البعد
الاستشعار من البعد والتصوير
الفوتوجرافي
الجوي أو الفضائي مترادفات تعنى التعرف على شيء ما مستعانا بأجهزة تصوير
دون
ملامسته وتعبر عن تقنية واحدة تعتمد على أساس نظرى واحد وهو أن رؤية أي جسم
بعين
الإنسان تعتمد على استقبال العين للأشعة المرئية المنعكسة أو المنبعثة من
سطح الجسم
على شبكية العين مارةً خلال عدسة العين، ولذلك أصبحت كلمة «استشعار من بعد»
تكافىء
«حاسة الرؤية» عند الإنسان، وأصبحت آلة التصوير مكافئة لعين الإنسان، وإن
اختلفت في
بعض تفصيلاتها لتصبح قادرة على استقبال الأشعة المرئية التي تحسها عين
الإنسان
بالإضافة إلى باقي أحزمة الأشعة غير المرئية التي تحسها عين الإنسان
بالإضافة إلى
باقي أحزمة الأشعة غير المرئية لعين الإنسان التي يحتويها حزام أطياف
الموجات
الكهرومغنطيسية (Electromagnetic spectrum) سواء قصيرة الطول الموجى (عالية
التردد)
مثل الأشعة فوق البنفسجية أو طويلة الموجات (منخفضة التردد) مثل الأشعة تحت
الحمراء
والميكروويف وموجات الراديو والرادار.
مع التقدم الكبير في تقنيات التصوير والاتصالات غير السلكية، تطورت آلة
التصوير
ونقل الصورة من الطائرة أو القمر الصناعي إلى محطات استقبال أرضية لتصبح
أمراً
ميسراً.
تطبيقات الاستشعار من البعد: تستخدم تقنية الاستشعار من البعد في تصوير سطح
الكرة
الأرضية من أرض وبحر وجبل وسهل، وزرع وعمران وكثبان ومناطق عسكرية ومواقع
استراتيجية، كما تستخدم في تصوير الغلاف الجوي حول الأرض وحول الكواكب
والتوابع مثل
الزهرة والمريخ والقمر.
وكما أن هذه التقنية قد استخدمت لرصد الظواهر الثابتة وتسجيل التغيرات
الحادثة على
سطح الأرض فقد أصبحت أداة هامة في التنبؤ بشكل سطح الأرض بأرضه وشواطئه
وبحاره
وبحيراته ومصادره الطبيعية الحية والجامدة، وتأثير النشاط الإنساني
والمخاطر
الطبيعية عليه وذلك من خلال حساب معدلات التغير المسجل في سنوات سابقة
وتقدير
نتائجه بعد عشرات السنوات القادمة مع أخذ المتغيرات المتوقعة والمنتظرة في
الحسبان.
لذلك كله اتسعت دائرة تطبيقات الاستشعار من البعد في كل مجالات النشاط
الإنساني
العسكري والمدني والهندسي والعمراني والجيولوجي والزراعي والصناعي والبيئي
والتنموى
بل وتعداها إلى التخطيط الاستراتيجي والحماية من أضرار المخاطر الطبيعية
مثل
البراكين والزلازل والسيول والعواصف وتقدير التغير البيئي المتوقع في البر
والبحر
والجو وفي العمار والقفار على السواء.
أنواع تقنية الاستشعار من البعد: تتعدد تقنيات الاستشعار من البعد إما
بتعدد ترددات
الأطياف الكهرومغنطيسية أو حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد
التعرف عليه
أو حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد التعرف عليه أو حسب أسلوب
التصوير
نفسه. في الحالة الأولى يمكن تصوير سطوح الأجسام في الضوء المرئى أو في أحد
الأطياف
المكونة منه مثل الطيف الأخضر أو الأزرق أو الأحمر، كما يمكن التصوير
بأطياف الأشعة
تحت الحمراء القريبة منها والبعيدة على السواء، وأيضاً يتم التصوير في نطاق
أطياف
أشعة الراديو أو الرادار، ويمكن التحكم في ذلك بوضع مرشحات لموجات ذات تردد
معين
أمام عدسة الكاميرا أو آلة التصوير وأفلام حساسة لهذه الأطياف أما إذا كان
التصنيف
حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد التعرف عليه فذلك يعنى تحديد نوع
هذه
الأشعة منعكسة كانت أم منبعثة. ففي حالة الأشعة المنعكسة يستلزم أن يكون
هناك مصدر
لهذه الأشعة مثل الشمس، وفي حالة الأشعة المنبعثة من الجسم فلا يحتاج لمصدر
طيفي،
وهذا ما يحدث في التصوير الليلي.
في الحالة الثالثة للتصنيف حسب أسلوب التصوير ذاته، فيعني بها استخدام آلة
تصوير
متعددة العدسات تتيح عدة صور في أطياف مختلفة التردد لنفس الجسم في نفس
اللحظة وهو
ما يطلق عليه آلة التصوير الماسحة متعددة الأطياف (MSS) (Multispectral
ner) أو آلة
التصوير التصنيفي النوعي (TM) (Thematic Mapper) أو آلة التصوير للأشعة
المرتدة
(RBV) (Return Beam Vedicom) .
أيضاً تم تصنيف تقنية الاستشعار من البعد حسب المسافة الفاصلة بين آلة
التصوير
والجسم المراد تصويره كما يلي:
1 ـ الاستشعار من البعد من الأقمار الصناعية «التصوير الفضائي» وتقاس
المسافة بمئات
الكيلومترات. 2 ـ التصوير الجوي من الطائرات وتقاس المسافة بعشرات
الكيلومترات. 3 ـ
التصوير من محطات ثابتة مثل الأبراج وناطحات السحاب وتقاس المسافة بآحاد
الكيلومترات وكسورها.
التكنولوجيا
الملائمة
Appropriate Technology
يقصد بالتكنولوجيا الملائمة «تطبيق
مجتمع
محدد لعلوم الطبيعة بحثاً عن حلول لمشكلات محددة يواجهها، معتمداً على
الإمكانات
المتاحة له مستلهما القيم الحضارية التي يؤمن بها». فكل منتج من منتجات
التكنولوجيا
ظاهرة اجتماعية يحمل في ثناياه طابع المجتمع الذي أفرزه ولذلك فإن فاعليته
تقترن
بتوافر البيئة التي نشأ فيها وتتدهور إذا تخلفت معالم تلك البيئة. لذلك
كانت فاعلية
أي أسلوب في الإنتاج أو الخدمات تتوقف على مدى ملاءمته لظروف المجتمع
المحدد الذي
يطبق فيه. ولا شك في تنوع وتعدد هذه الظروف، ومع ذلك يمكن القول إن
التكنولوجيا
الملائمة هي التي تستجيب لكل من الندرة النسبية لعوامل الإنتاج والبيئة
الطبيعية
والبيئة الحضارية واستراتيجية التنمية.
ومع ذلك، يثير مفهوم التكنولوجيا بعض اللبس. فبعض الكتاب في الدول النامية
يخلطون
بين التكنولوجيا الملائمة وبين التكنولوجيا صغيرة النطاق، منخفضة الإنتاجية
كثيفة
العمل، التي تعمل على استمرار التخلف وتبعية الدول النامية التكنولوجية
للدول
الصناعية المتقدمة ولقد نتج هذا الخلط عن التفسير لمفهوم التكنولوجيا
الملائمة.
فأولئك الذين يربطون التكنولوجيا الملائمة بالوسائل المتخلفة، يخلطون عادة
بين
الطابع المتقدم للتكنولوجيا كبيرة النطاق والأصل الفرعي لها ويجهلون حقيقة
أن تصميم
وتطوير التكنولوجيا الملائمة الجديدة أو تطويع وتحديث التكنولوجيا القائمة
قد يكون
حديثاً ومعقداً شأنه شأن أي اختراع زراعي أو صناعي حديث. ولقد أسهم في حدوث
هذا
اللبس أيضاً وضع عديد من المنظمات والمجموعات التي تبحث في مجال
التكنولوجيا
الملائمة أهمية كبيرة على أنواع التكنولوجيا صغيرة النطاق والوسيطة وكثيفة
العمل،
وكان ذلك نتيجة اتجاه الدول النامية في السنوات الأخيرة لاستيراد
التكنولوجيا كثيفة
رأس المال غير الملائمة من الدول الصناعية المتقدمة.
النمذجة
والمحاكاة
أدخل التطور التقني الكبير في هندسة
الحاسوب
وعلومه في الأعوام الأخيرة مفاهيم جديدة في الأتمتة، منها تخطيط الأتمتة
قبل
إِنجازها إذ أصبحت أتمتة أي عملية أو منظومة تمر بمرحلتين أساسيتين هما
النمذجة
modeling والمحاكاة simulation قبل البدء بتنفيذ تلك المنظومة. والنمذجة هي
المرحلة
التي يتم فيها بناء نموذج رياضي للمنظومة المطلوبة أتمتتها يصف سلوكها
الدينامي
وصفاً كاملاً. ويتم إنجاز ذلك باستخدام عدة طرائق رياضية تعتمد على مبدأ
حفظ مصونية
الطاقة وعلى بنيتها الدينامية وطريقة ترابط العناصر المكونة لها. أما
المحاكاة
فتتضمن بناء منظومة مصغّرة، لها مواصفات المنظومة الأصلية نفسها المطلوبة
أتمتتها
وتحاكيها في السلوك. ويمكن إنجاز ذلك ببناء نموذج إلكتروني مخبري باستخدام
العناصر
الإِلكترونية الفعالة المتوافرة أو باستخدام الحاسوب وكتابة برنامج بإِحدى
لغات
البرمجة المعتمدة، ثم تشغيل هذا النموذج بالشروط المحيطية نفسها المطلوب
تشغيل
المنظومة الأصلية فيها.
والفائدة من إجراء النمذجة والمحاكاة قبل إنجاز الأتمتة هي اختصار مراحل
الإِنجاز،
والتثبت من صحة النتيجة النهائية لعمل المنظومة. ويمكن تصحيح أي خطأ وظيفي
بضبط
النموذج الرياضي المستعمل وبتعديل البرنامج بلا أي كلفة إِضافية، في حين إن
كشف مثل
هذه الطريقة يوجب تغيير بعض أجزاء المنظومة أو طريقة ربطها وهذا مكلف جداً
في
المنظومات المعقدة.
الهندسة
مهنة تهيِّىء المعرفة العلمية
للتطبيق
العملي.
ولقد تطورت معظم المجالات التخصصية في الهندسة منذ حوالي عام 1750م.
وتظهر اليوم باستمرار مجالات هندسية جديدة نتيجة للطفرات العلمية والتقنية.
كهندسة الفضاء الجوي والهندسة الطبية الحيوية والهندسة الكيميائية والهندسة
المدنية
والهندسة الكهربائية والهندسة البيئية والهندسة الصناعية وهندسة المواد
والهندسة
الميكانيكية والهندسة النووية.
المجالات التخصصية الآخرى: تركز بالذات على أكثر من مجالات محددة من
الهندسة أكثر
مما تتيحه الفروع الرئيسية. ويضم هذا الجزء بضعة تخصصات هامة.
هندسة الصوت والهندسة الزراعية وهندسة الحاسوب والهندسة البحرية وهندسة
المحيطات
وهندسة النفط (البترول وهندسة النسيج وهندسة النقل.
الهندسة البحرية
تختص بتصميم وإنشاء وإصلاح السفن
والغواصات.
ويعمل المهندسون البحريون على تطوير تسهيلات الموانىء.
الهندسة البيئية
تختص بالمجهودات التي تمنع تلوث
الهواء
والماء والتربة والتلوث بالضجيج وتتحكم فيها. ويطور المهندسون البيئيون
المعدات
لقياس مستويات التلوث، ويقومون بإجراء التجارب لتقدير تأثيرات أنواع
الملوثات
المختلفة. كما يطورون أيضاً التقنيات لحماية الأرض من التلوث.
الهندسة
الزراعية
تتناول تصميم مباني المزرعة والآلات
الزراعية
وكبح التعرية والري ومشروعات صيانة الأرض. ويختص المهندسون الزراعيون أيضاً
بمعالجة
ونقل وخزن المنتجات الزراعية.
الهندسة
الصناعية
تطبق أساليب التحليل الهندسي في
إنتاج
البضائع والخدمات. ويُقدّر المهندسون الصناعيون أكثر الطرق اقتصاداً وكفاءة
للمنشأة
بالنسبة لاستخدمات الناس والآلات والمواد. وقد يختار المهندس الصناعي موقع
المنشأة
أو المكاتب، ويُقدّر احتياجات الموظفين، ويختار المعدات والآلات، ويخطط
ساحات
العمل، ويخطط مراحل العمليات. كذلك يُطور المهندسون الصناعيون برامج
التدريب وتقويم
الوظيفة ويعدّون مواصفات الأداء، ويساعدون في تقدير الأجور ومنافع
المستخدمين. كما
أنهم يعملون على حل مشاكل مثل التكاليف المرتفعة والإنتاج المنخفض ونوعية
المنتج
الرديئة.
الهندسة
الكهربائية
تختص بتطوير وإنتاج واختبار الأجهزة
والمعدات
الكهربائية والإلكترونية. وتتضمن هذه المعدات؛ المولدات التي تدار بالقوى
المائية
والفحم الحجري والنفط والوقود النووي، وشبكات نقل الكهرباء والمحولات.
وكذلك يطورون
نظم الإشعال المستخدمة في محركات السيارات والطائرات والمحركات الأخرى. كما
يعملون
على تحسين الأجهزة الكهربائية مثل مكيفات الهواء وأجهزة إعداد الأغذاية
والمكانس
الكهربائية.
ويُطلق على المهندسين الكهربائيين الذين يتخصصون في المعدات الإلكترونية
اسم مهندسي
الإلكترونيات. ويؤدي مهندسو الإلكترونيات دوراً أساسياً في إنتاج أقمار
الاتصالات
الصناعية والحواسيب والروبوتات الصناعية والأجهزة الطبية والعلمية ونظم
التحكم في
القذائف والرادار والراديو وأجهزة التلفاز. ويطور بعض المهندسين في مجال
الإلكترونيات الخطط الرئيسية لأجزاء ووصلات الدوائر المدمجة المصغرة جداً
التي تحكم
الإشارات الكهربائية في معظم الأجهزة الإلكترونية. ويقوم كثير من مهندسي
الإلكترونيات بتصميم وبناء وبرمجة أنظمة الحاسوب المعقدة لتؤدي مهامَّ
خاصة. ويعتبر
الاتصال عن بُعد، وإرسال واستقبال الرسائل عبر المسافات الطويلة، تخصصاً
آخر كبيراً
من تخصصات الهندسة الإلكترونية.
الهندسة
الكيميائية
تختص بمعالجة المواد الكيميائية
والمنتجات
الكيميائية بكميات تجارية كبيرة لاستخدامات الصناعة والمستهلك. ويختص
المهندسون
الكيميائيون بالعمليات الكيميائية التي تحول المواد الخام إلى منتجات
نافعة. وهم
يخططون ويصممون ويساعدون في تشييد المصانع والمعدات الكيميائية ويعملون
لتطوير
وسائل إنتاج فَعَّالة واقتصادية. ويعمل المهندسون الكيميائيون أيضاً في
صناعات مثل
صناعة أدوات الزينة والأدوية والمفرقعات والأسمدة والمنتجات الغذائية
والوقود
والبلاستيك والصابون.
الهندسة المدنية
أقدم فروع الهندسية الرئيسية. وتتضمن
التصميم
والإشراف على تنفيذ المشروعات الإنشائية الكبرى مثل الجسور والقنوات
والسدود
والأنفاق ونظم الإمداد بالمياه.
الهندسة
الميكانيكية
تشمل إنتاج القدرة الميكانيكية
ونقلها
واستخدامها. يصمم المهندسون الميكانيكيون كافة أنواع الآلات ويشغلونها
ويختبرونها.
وهم يطورون ويبنون المحركات التي تولد القدرة من البخار والنفط والوقود
النووي
ومصادر أخرى للطاقة. ويطورون ويبنون أيضاً أنواعاً كثيرة من الآلات التي
تستخدم
القدرة، متضمنة معدات التدفئة والتهوية والسيارات وعُدَد الآلات ومعدات
العمليات
الصناعية. ويشترك المهندسون الميكانيكيون في أية مرحلة من مراحل تطوير
الآلات: من
إنشاء النموذج التجريبي، إلى تركيب الآلة تامة الصنع، وتدريب العمال الذين
يستخدمونها.
الهندسة النووية
تختص بإنتاج واستخدام الطاقة النووية
واستخدامات الطاقة الإشعاعية والمواد المشعة. ويصمم معظم المهندسين
النوويين محطات
القدرة النووية التي تولد الكهرباء، ويقومون بتشييدها وتشغيلها. وهم
يتناولون كل
مرحلة من مراحل إنتاج الطاقة النووية: من معالجة الوقود النووي إلى التخلص
من
النفايات المشعة الناتجة عن المفاعلات النووية. ويعملون أيضاً على تحسين
وتطبيق
معايير الأمان، وتطوير أنواع جديدة من نظم الطاقة النووية.
كما يقوم المهندسون النوويون ببناء وتصميم المحركات النووية للسفن
والغواصات
والمركبات الفضائية. ويطورون الاستخدامات الصناعية والطبية والعلمية للطاقة
الإشعاعية والمواد المشعّة. ويتخصص بعض المهندسين النوويين في تصميم وتشييد
مُعجلات
الجُسيمات، تلك الأجهزة التي تستخدم في الدراسات العلمية للذرة وفي إيجاد
عناصر
جديدة. كما يتخصص مهندسون نوويون آخرون في تطوير الأسلحة النووية. ويؤدي
المهندسون
النوويون أيضاً دوراً في تطوير المصادر المشعّة والكاشفات ومعدات حجب
الإشعاع.
وغالباً ما يتداخل عمل المهندسين النوويين مع عمل المهندسين الكهربائيين
والبيئيين
والميكانيكيين ومهندسي المواد.
الهندسة الطبية
الحيوية
تطبق التقنيات الهندسية على المعضلات
المتعلقة بالصحة. ويطور مهندسو الطب الحيوي الوسائل المساعدة للصُّمِّ
والعُمْي.
كما أنهم يتعاونون مع الأطباء والجراحين لتصميم الأطراف والأعضاء
الاصطناعية
والوسائل والآلات الأخرى التي تساعد أو تعوض الأجزاء المريضة أوالتالفة من
الجسم.
كما يساعد مهندسو الطب الحيوي في إنتاج أنواع كثيرة من العُدَد الطبية،
بدءاً من
أجهزة قياس ضغط الدم ومعدل النبض إلى الجراحة بالليزر. ويتخصص بعض مهندسي
الطب
الحيوي في برمجة نظم الحاسوب التي تبين صحة المريض أو تحلل مُعطيات طبية
معقدة. كما
يتعاون غيرهم مع معماريين وأطباء وممرضات وغيرهم من المختصين في تصميم
المستشفيات
والمراكز الصحية الاجتماعية.
وعند اختيار مواد الوسائل المساعدة والأعضاء الاصطناعية، يجب أن يفهم
مهندسو الطب
الحيوي الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد، وكيفية تفاعلها معاً ومع
الجسم
أيضاً. ويتركز أحد المجالات الرئيسية في أبحاث الهندسة الطبية الحيوية، على
تطوير
مواد لا يمكن للجسم أن يطردها وتكون بمثابة أجزاء غريبة.
هندسة النقل
تتضمن المجهودات المبذولة لجعل النقل
أكثر
أماناً وأكثر اقتصاداً وأكثر كفاءة. ويصمم المهندسون في هذا المجال جميع
أنواع
وسائل النقل ويطورون السبل الميسرة المرتبطة للحد من مشاكل المرور.
هندسة الفضاء
الجوي
تتضمن تصميم الطائرات التجارية
والعسكرية
وإنتاجها وصيانتها. ويؤدي مهندسو الفضاء كذلك دوراً أساسياً في إنتاج
وتجميع
القذائف الموجهة وجميع طرز السفن الفضائية. ويساعد مهندسو الفضاء الجوي في
بناء
الأنفاق الهوائية ومعدات الاختبار الأخرى التي يستخدمونها في إجراء التجارب
على
السفن المقترحة، لتقدير أدائها واتزانها وطرق التحكم فيها تحت ظروف الطيران
المختلفة. وتتراوح أبحاث الفضاء الجوي بين المجهودات اللازمة لتصميم طائرة
تجارية
تكون أهدأ وأكثر اقتصاداً في الوقود، والبحث عن مواد جديدة يمكنها تحمل
مستويات
الإشعاع العالية ودرجات الحرارة القصوى للطيران في الفضاء.
هندسة المحيطات
تتناول تصميم وإقامة جميع أنواع
المعدات
المستخدمة في المحيطات. ويشمل نَتاج مهندسي المحيطات تجهيزات الزيت وغيرها
من
المنشآت البعيدة عن الشاطىء ومعدات البحث البحرية، ونظم كواسر الأمواج
المستخدمة في
منع تعرية الشواطىء.
هندسة المواد
تتعامل مع تركيب المواد المختلفة
وإنتاجها
واستخداماتها واستخدامات المواد المختلفة. ويعمل مهندسو المواد بالمواد
الفلزية
وغير الفلزية. ويحاولون تحسين المواد الموجودة ويطورون استخدامات جديدة
لها،
بالإضافة إلى تطوير مواد جديدة لتفي بمتطلبات معينة. وتُعتبر هندسة المناجم
وهندسة
التعدين فرعين رئيسيين من هندسة المواد. ويعمل مهندسو المناجم بالتعاون مع
الجُيُولوجين لتحديد أماكن ترسبات المعادن وتخمين كمياتها. ويقررون كيفية
استخراج
الخام من الأرض ما أمكن بأرخص الطرق وأكثرها كفاءة. ويجب على مهندسي
المناجم أن
يعرفوا أساسيات الهندسة المدنية والميكانيكية والكهربائية وذلك لتصميم
الأنفاق
وتهوية المناجم واختيار الآلات الخاصة بالمناجم. وتعالج هندسة التعدين فصل
الفلزات
من خاماتها وتجهيزها للاستخدام. ويقوم مهندسو التعدين الاستخلاصي بفصل
الفلزات من
خاماتها وتنقيتها. ويطور مهندسو التعدين الفيزيائي طرقاً لتحويل الفلزات
النقية إلى
منتجات نهائية يستفاد بها.
هندسة النسيج
تختص بالآلات والعمليات المستخدمة في
إنتاج
كل من الألياف والأقمشة الطبيعية والاصطناعية. ويعمل مهندسو هذا المجال
أيضاً في
تطوير منسوجات جديدة ومحسنّة.
هندسة الصوت
تختص بالصوت. ويتضمن عمل مهندسي
الصوت تصميم
المباني والغرف لجعلها هادئة، وتهيئة الظروف للاستماع للحديث والموسيقى في
قاعات
الاستماع والصالات، وتطوير التقنيات والمواد الماصة للصوت لتخفيض التلوث
الضجيجي.
تكنولوجيا
الاتصال
الحديثة
N.C.T. New Communication Technology
ليس هناك تعريف محدد لعبارة
«تكنولوجيا
الاتصال الحديثة» رغم ذيوع استخدامها، غير أن مدلولها أصبح ينصب على
الوسائل
الإلكترونية المستخدمة في الإنتاج والتسجيل الكهرومغنطيسي (الكاسيت الصوتي
والفيديو) واسطوانات الليزر، والبث الإذاعي والتلفزيوني، الذي تُوِّج
باستخدام
الشبكات الفضائية، وشبكات الميكروويف المعتمدة على الترددات عالية القدرة
VHF
وفائقة القدرة UHF، والشبكات الأرضية التي تستخدم الألياف الضوئية O.F. ذات
الكفاءة
العالية في حمل العديد من البرامج التفزيونية والإذاعية والمعلومات، هذا
بالإضافة
إلى استخدام الحاسوب (الكومبيوتر) وما يتصل به من تقنيات.
على أن كلمة «حديثة» في تعريف تكنولوجيا الاتصال، تحمل قدرا كبيراً من
النسبية، فهي
تتوقف في الدرجة الأولى على مدى تطور المجتمع وأخذه بالأساليب الحديثة في
الإنتاج.
فما يعتبر من التقنيات التقليدية في المجتمعات المتقدمة، قد يعتبر حديثاً
في
مجتمعات أقل تقدماً. كما أن النسبية تمتد إلى المرحلة الزمنية من مراحل
تطور
المجتمع. فما يعتبر حديثاً اليوم، سوف يصبح تقليديا في مرحلة تاريخية
تالية، كما
يتوقف الأمر كذلك على التقدم الصناعي في انتاج تكنولوجيا الاتصال، وهو تقدم
يسير
بسرعة كبيرة، فقد تتوقف الصناعة في مرحلة معينة بحكم التطور، عن إنتاج بعض
التكنولوجيات الاتصالية التي كانت سائدة في هذه المرحلة، وتقدم بدائلها
الأكثر
تطوراً، وتترك الأولى للزوال، بحكم عدم توفر مستلزمات تشغيلها.
وتتيح التكنولوجيات الاتصالية الحديثة إمكلانات كبيرة لزيادة حجم إنتاج
المواد
الإعلامية والثقافية المرئية والمسموعة والمطبوعة، وتبادلها بين الأقطار
العربية،
ومع الخارج. كما تتيح فرصاً واسعة لاستخدامها للأغراض التعليمية سواء
بالنسبة
للتعليم النظامي أو التعليم خارج المدرسة. على أنه في الجانب الآخر، أدى
استخدام
هذه التكنولوجيا المتقدمة إلى زيادة حجم تدفق المواد الإعلامية والتثقافية
من
الخارج مما يمكن أن يهدد الهوية الثقافية العربية الإسلامية.
هندسة النفط
(البترول)
تختص بإنتاج وخزن ونقل النفط والغاز
الطبيعي.
ويحدد مهندسو النفط مواقع الرواسب الزيتية والغازية ويحاولون تطوير وسائل
تكون أكثر
كفاءة للتنقيب والاستخلاص.
تكرير البترول
يتكون البترول من خليط من عدد من
الهدروكربونات التي تختلف في طبيعتها وفي خواصها. ولا يمكن استخدام البرتول
الخام
بحالته التي يستخرج بها من الأرض، بل يجب فصل مكوناته المختلفة وتنقيتها
لاستخدام
كل منها في غرض من الأغراض، وتعرف هذه العملية بعملية التكرير. ولا يمكن
فصل كل
هدروكربون من مكونات الزيت الخام على حدة؛ لأن درجات غليان هذه
الهدروكربونات
متقاربة إلى حد كبير، ولذلك يتم فصل مكونات البترول على هيئة «قطفات» أو
أجزاء يغلى
كلٌّ منها بين حدّيْن متقاربين من درجات الحرارة، أي بين 100 و150°م مثلاً،
وتعرف
هذه الطريقة باسم «التقطير التجزيئي». وقد كانت المقطرات الوسطى، قبل عام
1900، هي
أهم مقطرات البترول، وكانت تعرف باسم الكيروسين أو البرافين، واستخدمت
أساساً في
الإنارة، أما المقطرات الخفيفة فقد كانت تحير القائمين على عمليات التقطير؛
فلم تكن
هناك حاجة إليها ولم يكونوا يعرفون كيف يتخلصون منها، بل كانوا يعيدونها
إلى باطن
الأرض في بعض الأحيان. وقد تغير الوضع في مستهل القرن العشرين عندما بدأ
استعمال
محركات الاحتراق الداخلي، فزاد الطلب على المقطرات الخفيفة، وقل الاعتماد
على
الكيروسين بعد استخدام الكهرباء.
ويشبه معمل تكرير البترول غابة من الأبراج والخزانات التي تتم فيها عملية
التقطير
التجزيئي بشكل مستمر؛ فيدخل الزيت الخام في بداية خط التكرير وتخرج
المقطرات
المطلوبة من نهايته، وبذلك يمكن تكرير آلاف الأطنان من الزيت الخام في
اليوم. ويتم
أولاً فصل الزيت عن الماء الملح في حقل البترول ثم يفصل ما به من غازات قبل
إدخاله
إلى أجهزة التقطير، وتُضَمّ هذه الغازات إلى غيراها من الغازات
الهدروكربونية
لاستعمالها في أغراض أخرى. ويسخن الزيت الخام أولاً بإمراره في أنابيب
حلزونية في
أفران خاصة حتى ترتفع درجة حرارته إلى 400 ـ 450°م، ثم يدفع خليط السائل
والبخار
الناتج إلى الجزء الأسفل من برج أو عمود التجزئة. وبرج التجزئة عبارة عن
عمود من
الصلب أو أسطوانة طويلة تقف في وضع رأسي، وقد يصل ارتفاعها إلى نحو ثلاثين
متراً.
ويحتوي البرج على عدد من الرفوف المعدنية، ويوجد بكل رف فتحات خاصة تسمح
بمرور
أبخرة المواد المتطايرة خلالها لتصعد إلى الرفوف الأعلى منها، على حين
تتكثف
السوائل الأقل تطايراً على سطوحها وترتد إلى الرفوف الواقعة أسفل منها.
ويسمح هذا
الترتيب لأبخرة المواد المتطايرة بالصعود إلى قمة البرج، بينما تتجمع أبخرة
السوائل
ذات درجات الغليان المتوسطة على الرفوف الواقعة في منتصف البرج، أما
السوائل ذات
درجات الغليان المرتفعة فتتجمع بالقرب من قاعدة البرج، وبذلك يمكن الحصول
على عدة
مقطرات تختلف فيما بينها في درجات غليانها؛ فيفصل الجازولين من قمة البرج،
ويفصل
الكيروسين من الجزء الواقع أسفل قمة البرج، ثم يلي ذلك المنطقة الوسطى التي
تُفصل
منها زيوت الوقود، أما المخلقات الثقيلة فتخرج من الجزء الأسفل للبرج. ويتم
تقطير
هذه الزيوت الثقيلة بعد ذلك تحت ضغط مخلخل حتى لا تتفحم بالحرارة وتفصل
منها زيوت
التشحيم وشمع البرافين. أما المخلفات الثقيلة فتعامل معاملة خاصة وينتج
منها
الأسفلت والبتيومين والكوك.
تنقية مقطرات
البترول
تحتوى مقطرات البترول في أغلب
الأحيان على
بعض الشوائب مثل المركبات غير المشبعة والمركبات الأروماتية وبعض مركبات
الكبريت.
ويجب التخلص من هذه الشوائب قبل استعمال هذه المقطرات لأنها تسبب كثيراً من
الضرر
للآلات والمعدات التي تستخدم فيها هذه المقطرات، فالمواد غير المشبعة إن
تركت في
الجازولين، تعطى عند احتراقه في محركات السيارات، مواد صمغية تسد مسالك
«الكاربوراتير»
وتفسد العمل المنتظم للمحرك. كذلك تتحول مركبات الكبريت عند احتراق الوقود،
إلى
أكاسيد الكبريت التي تتحول مركبات الكبريت عند احتراق الوقود، إلى أكاسيد
الكبريت
التي تتحول بدورها في وجود بخار الماء إلى حمض الكبريتيك الذي يسبب تلف
المحرك
وتآكله. وتتم إزالة المركبات غير المشبعة والمركبات الأرومانية من
الكبروسين ومن
بعض زيوت التشحيم برجِّها مع حمض الكبريتيك بواسطة الهواء المضغوط، أو
برجها من
ثاني أكسيد الكبريت المسال تحت الضغط بطريقة «أديليانو». وتذوب المواد غير
المشبعة
والمواد الأروماتية في طبقة الحمض التي تفصل بعد ذلك، ثم يغسل الزيت
الهدروكربوني
بالماء ويعاد تقطيره. أما شوائب الكبريت فيمكن إزالتها برجَّ المقطرات مع
بعض
المواد الكيميائية، مثل هدروكسيد الصوديوم أو بلمبيت الصوديوم، أو كلوريد
النحاس،
وتعرف هذه العملية باسم «التحلية» «Sweetening» وتُزَال المواد الأسفلتية
من زيوت
التشحيم بواسطة غاز البروبان المسال تحت الضغط، كما تزال منها الشموع
بواسطة مذيبات
أخرى مثل «الفرفورال» أو «مثيل إثيل كيتون». وهناك مواصفات دولية تحدد نسب
هذه
الشوائب في مختلف المقطرات قبل أن تصبح صالحة للاستعمال.
الملاحة
Navigation Instruments
هي أجهزة القياس التي تزود بها السفن
والطائرات لتحديد الموقع الجغرافي. وقد مرت هذه الأجهزة بمراحل تطوير
مستمرة منذ
بداية رحلات هذه المركبات وحتى يومنا هذا. وكان هذا التطوير يسير بصورة
منتظمة
تخللتها بعض الطفرات الناتجة عن ظهور الاختراعات الحديثة والتي كان لها
أكبر الأثر
في تطوير وتحسين مجال الملاحة ومن أهم هذه الاختراعات: البوصلة المغنطيسية
والسدسية
والبوصلة الجيروسكوبية والأنظمة اللاسلكية ووالتوجيه بالقصور الذاتي
والملاحة
باستخدام الأقمار الصناعية.
أقمار
الاتصال
Communication Satellites
هي نوع من الأقمار الصناعية تهدف إلى
توفير
اتصالات المختلفة من تليفونية وإذاعية وتليفزيونية ومعلوماتية وغيرها. ويتم
التعامل
معها إرسالا واستقبالا خلال محطات أرضية مرتبطة بكل قمر على حدة. وتطلق هذه
الأقمار
بواسطة صواريخ الإطلاق أو المكوك الفضائي، لكي تصل إلى ارتفاع حوالي 36 ألف
كيلومتر
من سطح الأرض، ويظل كل منها في مدار ثابت فوق خط الاستواء إلى أن ينتهي
عمره
الافتراضي (من 7 إلى 15 سنة) وفق مواصفاته الفنية. ويغطى إرسال كل قمر
مساحة محددة
على الأرض، لها مركز يسمى مركز الإشعاع، حيث تصل فيه قوة الإشارة المرسلة
إلى
أقصاها، وتضعف كلما بعدنا عن هذا المركز.
وكل قمر له قوة إشعاع معينة؛ فإذا كانت ضعيفة فإنها تقتضى محطة أرضية كبيرة
قادرة
على تضخيم الإشارة التي تستقبلها ملايين المرات، ويصل قطر الهوائي المستخدم
في هذه
المحطة إلى 33 متراً، ويقل حتى يصل إلى 3 أمتار مع زيادة قوة الإشارة.
وتسمى هذه الأقمار الاتصالية «أقمار الخدمة الثابتة»، أو «أقمار التوزيع».
أقمار
البث
المباشر
Direct Broadcasting Satellites (D.B.S
هي نوع حديث من أقمار الاتصال، زادت
قوة
الإشارة المنبعثة منه بحيث يمكن أن تصل مباشرة إلى أجهزة الاستقبال
التليفزيوني
المنزلي، بغير مرور على أية محطة أرضية، مع إضافات محدودة من بين هوائي
يتراوح قطره
من 30 سم إلى حوالي مترين، حسب قوة إشعاع القمر ومدى القرب من مركز
الأشعاع.
وقد دفعت التكلفة الباهظة لهذه الأقمار، المؤسسات الصناعية المعنية، إلى
تصنيع
أنواع أخرى من الأقمار متوسطة القوة، للأغراض الاتصالية المختلفة. أو تصنع
أقماراً
ذات قنوات متعددة، بعضها من القوة بحيث يمكنه تقديم بث مباشر.
ومن الممكن ربط بعض القنوات متوسطة القوة بشبكات التوزيع «الكوابل»
لتوصيلها إلى
المشتركين في الدول التي أدخلت نظم التوزيع التلفيزيوني بشبكات الكابل، أو
إلى
مراكز توزيع الترددات متعددة الاتجاهات M.P.D.S باستخدام الترددات الإذاعية
العالية
القدرة V.H.F أو الفائقة القدرة U.H.F..
أقمار الرصد الجوي الصناعية: أقمار صناعية مزودة بأجهزة حساسة للرصد الجوي
تدور في
الفضاء الخارجي، وهي نوعان:
أولاً: الأقمار الصناعية القطبية السيّارة
Polar-orbiting Satellite وهي تدور حول الأرض بين القطبين في أقل من
ساعتين، على
ارتفاع يصل إلى 1500 كم. وقد تم إطلاق أول قمر صناعي من هذا النوع عام
1960.
ثانياً: الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض
Geosynchronous Satellite وهي تدور حول الأرض متعامدة على خط الاستواء،
بسرعة تعادل
سرعة دوران الأرض حول نفسها، وعلى ارتفاع قدره 35800 كم، لكي يتحقق التزامن
المرجو
مع سرعة دوران الأرض. وقد تم إطلاق أول قمر للرصد الجوي من هذا النوع في
أوائل
ديسمبر عام 1966.
وتشتمل أقمار الرصد الجوي من كلا النوعين على أجهزة راديوميترية حساسة
للأشعة
الصادرة من سطح الأرض والغلاف الجوي تعمل في قنوات مختلفة من المدى الموجى
للأشعة
على النحو التالي:
ـ قناة تعمل في المدى الموجى الأقل من 0.3 ميكرون، وهو مدى الأشعة فوق
البنفسجية،
ويمكن من خلال هذه القناة حساب الكمية الكلية للأوزون.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 0.3 ـ 0.7 ميكرون، والأشعة المقيسة من خلال
هذه القناة
عبارة عن ضوء مرئي ناتج من انعكاس أشعة الشمس من سطح الأرض أو قمم السحب،
ويمكن من
ذلك حساب ارتفاع قمم السحب وكذلك مقدار الألبيدو (النسبة بين كمية الأشعة
المنعكسة
والأشعة الساقطة) لسطح الأرض وقمة السحب.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى ,3 ـ 30 ميكرون، ويمكن من خلالها قياس كمية
الأشعة
الكلية الصادرة من الأرض والغلاف الجوي، وذلك لحساب الاتزان الحراري للغلاف
الجوي.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 14 ـ 16 ميكرون وهو المدى الذي يحث خلاله
امتصاص
للأشعة بواسطة ثاني أكسيد الكربون ويمكن من خلال هذه القناة معرفة التغير
في درجة
تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 5,7 ـ 6,1 ميكرون الذي يحدث فيه امتصاص للأشعة
بواسطة
بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير، وبذلك يمكن معرفة
التوزيع
الأفقي لبخار الماء في هذه الطبقة.
ـ قناة تعمل في المدى الموجى 8 ـ 12 ميكرون، ويمكن من خلالها قياس كمية
الأشعة التي
تصل من سطح الأرض أو من قمم السحب. ويطلق على هذه القناة اسم قناة النافذة
(Window
channel) نظراً لأن الأشعة التي تصل إلى هذه القناة من سطح الأرض (أو من
قمم السحب)
لا تتعرض لقدر يذكر من الامتصاص أثناء نفاذها خلال الغلاف الجوي. وبواسطة
قياس هذه
الأشعة يمكن تقدير درجات الحرارة لسطح الأرض وقمم السحب.
الأتمتة
automatization
هي إلغاء تدخل الإِنسان إِلغاءً
كلياً أو
جزئياً في تنفيذ مهمات صناعية أو منزلية أو إِدراية أو عملية، ولقد استعملت
كلمة
الأتمتة منذ منتصف الثلاثينيات من القرن العشرين للتعبير عن جميع العمليات
التي
استطاع الإِنسان تسخير آلات ميكانيكية للقيام بها بدلاً عنه. واتسع
استعمالها حتى
غدت تعبر عن جميع عمليات الإِنتاج التي يتطلب إِنجازها استعمال نظريات
وطرائق
تحكمية متطورة بلا تدخل الإِنسان تدخلاً مباشراً كما في مجالات الهندسة
الكيميائية
والبتروكيمياوية والطبية وغيرها.
لأتمتة
والمجتمع
تؤدي الأتمتة، كما هي الحال في أي تطور رئيسي في التقنية إلى تبدلات
اقتصادية
واجتماعية مهمة. وقد يكون بعض هذه التبدلات مقبولاً وقد يكون بعضها الآخر
غير مرغوب
فيه.
تؤدي الأتمتة إلى رفع إِنتاجية اليد العاملة في المصانع، نتيجة إِحلال
المناولة
الآلية محل المناولة الإِنسانية، إِذ تخفض مدة الدورة التصنيعية لحذفها
وقتاً
كثيراً غير إنتاجي في العملية التصنيعية، كان يصرف من قبل في عملية
المناولة، وتخفض
تعب الإِنسان في الرفع والمناولة أو تحذفه كلياً وتخفض الوقت الضائع من عمل
العامل
والآلة إلى أدنى حد ممكن لإلغائها التوقفات والتسليمات غير الميكانيكية.
ويمكن أن
تحرر الأتمتة الصناعة من الاعتماد على المناطق التي تتوافر فيها اليد
العاملة
بأعداد كبيرة، وتتيح بناء مصانع صغيرة، أكثر لا مركزية، تكون على العموم
أقرب إلى
الأسواق والمواد الأولية.
المبادىء
العامة
للأتمتة
تتطلب أتمتة أي عملية إنتاجية مراعاة عدة عوامل إضافة إلى النمذجة
والمحاكاة. فبعد
تحديد المنظومة المطلوبة أتمتتها لإِنجاز العملية الإِنتاجية بدقة يحدد
الخرج ouput
المطلوب وتحدد وسيلة قياس هذا الخرج (عناصر التحسس senors). ويجب توفير
وسائل
لتقرير توافق هذا الخرج المقيس مع ما هو مطلوب (وحدة قرار) ثم توفير آلية
لتبديل
بنية النظام لتغيير قيمة هذا الخرج (وحدة تحكم) للوصول إلى القيمة المطلوبة
للخرج
عبر وحدات قيادة ما، مثل المحركات أو الصمامات وغيرها. وهذا يؤدي إلى تمثيل
كل
منظومة مؤتمتة بمنظومة تحكم ذات دارة مغلقة.
تطبيقات
الأتمتة في
الصناعة
شهد العالم في السنوات الأخيرة دخول
الأتمتة
معظم مجالات الإِنتاج الصناعي والإِدارة. وفيما يلي بعض هذه التطبيقات:
الأتمتة في صناعة السيارات: تطورت صناعة السيارات تطوراً مهماً وانعكاس ذلك
على
تعقيد السيارات المنتجة وغلاء أسعارها. ونتيجة لطبيعة العمل التكرارية في
هذه
الصناعة لجأت بعض الشركات إلى أتمتة معامل إنتاجها باستخدام وحدات نقل
مؤتمتة و«روبوتات»
(إِنسان آلي) ذكية تقاد بوساطة حواسيب متقدمة ومزودة بعدد من عناصر التحسس
المختلفة
للتأكد من صحة العمل المطلوب ودقته. وتبرمج حركة هذه «الروبوتات» بقيادتها
يدوياً
مرة واحدة عبر مسار محدد، ويختزن الحاسوب في ذاكرته المواقع النسبية لجميع
مكونات «الروبوت»
ويجبر الحاسوب «الروبوت» على تكرار هذه الحركات في عمليات الإِنتاج بتنفيذ
البرنامج
الذي اختُزن.
يتألف خط الإِنتاج المؤتمت من محطات كثيرة قد يصل عددها إِلى المئات ويمر
فيها سير
نفّال، وهذه المحطات هي «روبوتات» تقوم بوظائف مختلفة، منها ما هو مسؤول عن
ترتيب
القطع المراد تجميعها ويكون مزوداً بكاميرات تلفزيونية تمكنه من تعرّف
القطع ووصفها
وصفاً صحيحاً مستخدماً خوارزميات برمجية معقدة، ومنها ما يناط به مهمة لحم
القطع
نقطياً ومن ثم اختبار جودة هذا اللحم باستخدام تقنيات ليزرية وغيرها، ومنها
ما هو
مسؤول عن دهن السيارة باستخدام نافثات الدهان المؤتمتة (جزء من الروبوت)،
ومنها ما
يكون مسؤولاً عن شد اللوالب الرابطة شداً دقيقاً. ويكون دور الإِنسان
التأكد من صحة
العمل في نهاية خط الإِنتاج. ويقوم الحاسوب أو مجموعة الحواسيب بالإِشارة
إلى أي
خطأ يرتكب في الإِنجاز بإِعطاء إِشارات مناسبة أو كتابة رسالة على ورق
الطابعة
الملحقة.
الأتمتة في توليد الطاقة الكهربائية وتوزيعها: لقد ازداد عدد محطات التوليد
الكهربائية في معظم البلدان. واختلفت كثيراً في أنواعها.
وازدادت المسألة تعقيد أمام الحاجة إلى ربط مولدات الطاقة جميعها على
اختلاف
صخامتها وأنواعها (مائية، بخارية، نووية) في شبكة واحدة وتوفير التزامن
اللازم
بينها لضماتن نقل الطاقة وتوزيعها توزيعاً جيداً. ولهذا كان إيجاد منظومات
مؤتمتة
تضمن توليد الطاقة الكهربائية ونقلها وتوزيعها من دون انقطاع أمراً ملحاً.
ويعد بدء
الإقلاع في مولدات الطاقة الكهربائية العالية الاستطاعة (ميغاواط)، ومدد
توقف هذه
المولدات، مراحل حرجة يجب أن يراقب فيها أداء كل مولد على حدة مراقبة جيدة
من حيث
السرعة والتردد والتحريض والتوتر وفرق الطور، إِذ يجب أن يتم وصل المولد مع
شبكة
التوزيع الكهربائية أو فصله عنها بدقة عالية من التوافق والتزامن لتكون
الطاقة
الكهربائية المولدة متفقة في الطور مع التي في الشبكة وإلا فسيجهد المولد
والشبكة.
ويتطلب تحقيق هذا التوافق في الطور مراقبة عدد كبير من المتغيرات في أثناء
زمني
الإِقلاع والتوقف مراقبةً يعجز الإِنسان عن القيام بها يدوياً وتصبح
الأتمتة أمراً
ضرورياً. فمثلاً يبلغ عدد المتغيرات التي يراقبها تحكم مؤقت في محطة
كهربائية ذات
عنفة بخارية باستطاعة 300 ميغاواط 600 متغير (دخل) مثل درجات الحرارة
والضغط وسرعة
الدوران وأوضاع المفاتيح وغيرها. وفي محطة توليد نووية يتضاعف عدد هذه
المتغيرات
لتصبح الحاجة إلى نظام مؤتمت متكامل ومحوسب، يؤلف باستخدام برنامج مناسب
منظومة
خبيرة expert system، ضرورة لاغنى عنها. وتتم مراقبة جميع العمليات
المؤتمتة من
مركز التحكم الرئيسي الموجود في كل محطة. ودور الأتمتة في توليد الطاقة
الكهربائية
ونقلها أساسي نتيجة لتعدد محطات التوليد وتنوعها وتباعدها في البلد الواحد
وبين عدة
دول مرتبطة بشبكات من خطوط التوتر العالي جداً. ولهذا تعتمد جميع الدول على
مراكز
تنسيق وترحيل dispactching centers محوسبة وموزعة في مواقع محددة تحقق ما
يلي:
ـ السيطرة على توزّع الأحمال load flow من الناحية الاقتصادية والفنية
بالاعتماد
على تشغيل المحطات الأقل كلفة.
ـ ضمان الاستقرار الديناميّ في حال حدوث عطل في أحد الخطوط أو إِحدى
المحطات.
ـ تنظيم التوتر على قضبان التجمع bass bar في محطات التوليد ومراكز
الاستهلاك عن
طريق التحكم في نسب تحويل المحولات وتوليد الاستطاعة الردّية reactive
power.
الأتمتة في الصناعات الكيمياوية: تتطلب معظم الصناعات الكيمياوية دقة في
المعايرة
والقياس. وأي خطأ يرتكب في المعالجة يكون مكلفاً جداً. ويتطلب بعضها أيضاً
شروطاً
محيطية (من حرارة أو وسائط تفاعل أو مواد وسيطة خطرة أو غيرها) تجعل وجود
الإِنسان
في مكان التفاعل أمراً فيه خطر كبير على سلامته. ولهذا كان من الضروري
أتمته معظم
الصناعات الكيمياوية باستخدام «روبوتات» وحواسيب وأجهزة مناولة مختلفة، كما
في
صناعة الأسمدة وصناعة المتفجرات والصناعات البتروكيمياوية.
وتتألف أي منظومة بتروكيمياوية متقدمة من عدة وحدات للمعالجة بغية إنتاج
أكثر من 20
نوعاً من المنتجات البتروكيمياوية. وتقسم هذه الوحدات إلى مجموعات تخصصية
يُسيّر
كلاً منها حاسوب يراقب سويات الإِنذار وتوصيفها لأكثر من 2000 متغير من
محددات
الإِنتاج مثل التدفق والضغط ودرجة الحرارة والكثافة ومستوى السائل والتركيب
الكيمياوي وغيرها ويتحكم فيها. ويتم ذلك دورياً وفي أزمان قصيرة نسبياً
(بضع ثوان).
ويبين الشكل 3 مخططاً صندوقياً يظهر منظومة بتروكيمياوية نموذجية. ويشرف
على عمل
جميع هذه الحواسيب المتخصصة ومراقبتها حاسوب مركزي تكون الغاية منه جعل
إِنتاجية كل
وحدة كيمياوية أعظمية كماً ونوعاً، ويستطيع إصدار الأوامر إلى جميع
الحواسيب
المتخصصة لتغيير مواصفات المنظومة لمواجهة أي حالة طارئة بإِصدار إِشارات
الإِنذار
لعناصر المراقبة والتنسيق.
الأتمتة في الطيران والفضاء: إن ما يشاهد الآن من تطور كبير في الطيران
وغزو الفضاء
الخارجي هو نتيجة مباشرة لتطبيقات الأتمتة في تصميم المركبات الفضائية
وعملها
ووسائل الاتصال بها من مراكز الاتصال والمراقبة إلى محطات الإِقلاع
والهبوط.
فالتحكم في طائرة بسيطة يتطلب عمليات معقدة من قياس ومراقبة وتغذية خلفيةٍ
وغيرها.
وقد يبلغ عدد هذه المتغيرات عدة آلاف في الصواريخ العابرة للقارات أو
المحطات
الفضائية، ويستحيل في هذه الحال تحقيق أي تحكم يدوي نظراً إلى متطلبات
السرعة
والدقة وضخامة العمليات الحسابية المطلوبة ولم يكن ممكناً برمجة مسار
الطائرات أو
قيادتها آلياً لولا تطور استخدام الحاسوب والأتمتة.
الأتمتة في مجالات أخرى: تستخدم الأتمتة أيضاً في إدارة الأعمال وصناعة
الإِسمنت
ومختلف الصناعات النسيجية والصناعات الإِلكترونية وفي شبكات المرور وفي
القطارات
وقطارات الأنفاق وفي غيرها.
محاذير
الأتمتة
إن للأتمتة مساوئها أيضاً، فهي تتطلب استثماراً كبيراً في التجهيزات يستلزم
مدة
طويلة من الاستعمال المكثف لاسترداد الأموال المستثمرة. وباستثناء البرامج
القابلة
للاختيار، قد يكون هناك عدم مرونة في التصنيع، إِذ تجمد تصاميم الإِنتاج
مدداً
طويلة. وهذا النقص في المرونة في التصنيع قد يكون خطراً في صناعة يكون
التغيير فيها
سريعاً أو غير قابل للتنبؤ به. ولا تستطيع الإِدارة في أثناء ركود الأعمال
أو في
المدد الي ينخفض فيها حجم الإِنتاج، أن توقف خط إِنتاج مؤتمت وتستخدمه
فوراً في عمل
آخر. ويمكن أن يؤدي الأمر إلى خسارات مالية كبيرة. ويميل اعتماد بعض
التجهيزات على
بعضها الآخر اعتماداً متداخلاً إلى جعل المنظومة معتمدة على أضعف عنصر
فيها، ويكون
إخفاق التجهيزات إِخفاقاً تراكمياً، إِذ إِن إِخفاقاً واحداً يمكن أن يوقف
خط
الإِنتاج كله. وتميل تكاليف صيانة الأدوات وتبديلها إلى الارتفاع، لأن
الأدوات كلها
يجب أن تفكك في آن واحد لأغراض معينة في مدد منتظمة سواء أكانت هذه الأدوات
بحاجة
إلى ذلك أم لم تكن (صيانة وقائية).
والسيئة الكبرى التي تسببها عملية إِدخال الأتمتة بسرعة من الناحية
الاجتماعية هي
البطالة، إِذ إِن الأتمتة تحذف أعمالاً عدة وبالتالي يفقد عدد كبير من
العمال
أعمالهم السابقة. وإِلى أن تحدث أعمال جديدة لليد العاملة التي فقدت
أعمالها
السابقة وإِلى أن تطور هذه اليد العاملة مهارتها لتتوافق مع الأعمال
الجديدة، يعاني
العمال الذين فقدوا أعمالهم نتيجة إِدخال الأتمتة معاناة كبيرة. ولذلك لا
ينصح
بإِدخال الأتمتة إِلا تدريجياً وببطء، وعندما يوجد نقص في اليد العاملة
اللازمة.
الاستشعار من
البعد
الاستشعار من البعد والتصوير
الفوتوجرافي
الجوي أو الفضائي مترادفات تعنى التعرف على شيء ما مستعانا بأجهزة تصوير
دون
ملامسته وتعبر عن تقنية واحدة تعتمد على أساس نظرى واحد وهو أن رؤية أي جسم
بعين
الإنسان تعتمد على استقبال العين للأشعة المرئية المنعكسة أو المنبعثة من
سطح الجسم
على شبكية العين مارةً خلال عدسة العين، ولذلك أصبحت كلمة «استشعار من بعد»
تكافىء
«حاسة الرؤية» عند الإنسان، وأصبحت آلة التصوير مكافئة لعين الإنسان، وإن
اختلفت في
بعض تفصيلاتها لتصبح قادرة على استقبال الأشعة المرئية التي تحسها عين
الإنسان
بالإضافة إلى باقي أحزمة الأشعة غير المرئية التي تحسها عين الإنسان
بالإضافة إلى
باقي أحزمة الأشعة غير المرئية لعين الإنسان التي يحتويها حزام أطياف
الموجات
الكهرومغنطيسية (Electromagnetic spectrum) سواء قصيرة الطول الموجى (عالية
التردد)
مثل الأشعة فوق البنفسجية أو طويلة الموجات (منخفضة التردد) مثل الأشعة تحت
الحمراء
والميكروويف وموجات الراديو والرادار.
مع التقدم الكبير في تقنيات التصوير والاتصالات غير السلكية، تطورت آلة
التصوير
ونقل الصورة من الطائرة أو القمر الصناعي إلى محطات استقبال أرضية لتصبح
أمراً
ميسراً.
تطبيقات الاستشعار من البعد: تستخدم تقنية الاستشعار من البعد في تصوير سطح
الكرة
الأرضية من أرض وبحر وجبل وسهل، وزرع وعمران وكثبان ومناطق عسكرية ومواقع
استراتيجية، كما تستخدم في تصوير الغلاف الجوي حول الأرض وحول الكواكب
والتوابع مثل
الزهرة والمريخ والقمر.
وكما أن هذه التقنية قد استخدمت لرصد الظواهر الثابتة وتسجيل التغيرات
الحادثة على
سطح الأرض فقد أصبحت أداة هامة في التنبؤ بشكل سطح الأرض بأرضه وشواطئه
وبحاره
وبحيراته ومصادره الطبيعية الحية والجامدة، وتأثير النشاط الإنساني
والمخاطر
الطبيعية عليه وذلك من خلال حساب معدلات التغير المسجل في سنوات سابقة
وتقدير
نتائجه بعد عشرات السنوات القادمة مع أخذ المتغيرات المتوقعة والمنتظرة في
الحسبان.
لذلك كله اتسعت دائرة تطبيقات الاستشعار من البعد في كل مجالات النشاط
الإنساني
العسكري والمدني والهندسي والعمراني والجيولوجي والزراعي والصناعي والبيئي
والتنموى
بل وتعداها إلى التخطيط الاستراتيجي والحماية من أضرار المخاطر الطبيعية
مثل
البراكين والزلازل والسيول والعواصف وتقدير التغير البيئي المتوقع في البر
والبحر
والجو وفي العمار والقفار على السواء.
أنواع تقنية الاستشعار من البعد: تتعدد تقنيات الاستشعار من البعد إما
بتعدد ترددات
الأطياف الكهرومغنطيسية أو حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد
التعرف عليه
أو حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد التعرف عليه أو حسب أسلوب
التصوير
نفسه. في الحالة الأولى يمكن تصوير سطوح الأجسام في الضوء المرئى أو في أحد
الأطياف
المكونة منه مثل الطيف الأخضر أو الأزرق أو الأحمر، كما يمكن التصوير
بأطياف الأشعة
تحت الحمراء القريبة منها والبعيدة على السواء، وأيضاً يتم التصوير في نطاق
أطياف
أشعة الراديو أو الرادار، ويمكن التحكم في ذلك بوضع مرشحات لموجات ذات تردد
معين
أمام عدسة الكاميرا أو آلة التصوير وأفلام حساسة لهذه الأطياف أما إذا كان
التصنيف
حسب نوع الأشعة المستقبلة من الجسم المراد التعرف عليه فذلك يعنى تحديد نوع
هذه
الأشعة منعكسة كانت أم منبعثة. ففي حالة الأشعة المنعكسة يستلزم أن يكون
هناك مصدر
لهذه الأشعة مثل الشمس، وفي حالة الأشعة المنبعثة من الجسم فلا يحتاج لمصدر
طيفي،
وهذا ما يحدث في التصوير الليلي.
في الحالة الثالثة للتصنيف حسب أسلوب التصوير ذاته، فيعني بها استخدام آلة
تصوير
متعددة العدسات تتيح عدة صور في أطياف مختلفة التردد لنفس الجسم في نفس
اللحظة وهو
ما يطلق عليه آلة التصوير الماسحة متعددة الأطياف (MSS) (Multispectral
ner) أو آلة
التصوير التصنيفي النوعي (TM) (Thematic Mapper) أو آلة التصوير للأشعة
المرتدة
(RBV) (Return Beam Vedicom) .
أيضاً تم تصنيف تقنية الاستشعار من البعد حسب المسافة الفاصلة بين آلة
التصوير
والجسم المراد تصويره كما يلي:
1 ـ الاستشعار من البعد من الأقمار الصناعية «التصوير الفضائي» وتقاس
المسافة بمئات
الكيلومترات. 2 ـ التصوير الجوي من الطائرات وتقاس المسافة بعشرات
الكيلومترات. 3 ـ
التصوير من محطات ثابتة مثل الأبراج وناطحات السحاب وتقاس المسافة بآحاد
الكيلومترات وكسورها.
التكنولوجيا
الملائمة
Appropriate Technology
يقصد بالتكنولوجيا الملائمة «تطبيق
مجتمع
محدد لعلوم الطبيعة بحثاً عن حلول لمشكلات محددة يواجهها، معتمداً على
الإمكانات
المتاحة له مستلهما القيم الحضارية التي يؤمن بها». فكل منتج من منتجات
التكنولوجيا
ظاهرة اجتماعية يحمل في ثناياه طابع المجتمع الذي أفرزه ولذلك فإن فاعليته
تقترن
بتوافر البيئة التي نشأ فيها وتتدهور إذا تخلفت معالم تلك البيئة. لذلك
كانت فاعلية
أي أسلوب في الإنتاج أو الخدمات تتوقف على مدى ملاءمته لظروف المجتمع
المحدد الذي
يطبق فيه. ولا شك في تنوع وتعدد هذه الظروف، ومع ذلك يمكن القول إن
التكنولوجيا
الملائمة هي التي تستجيب لكل من الندرة النسبية لعوامل الإنتاج والبيئة
الطبيعية
والبيئة الحضارية واستراتيجية التنمية.
ومع ذلك، يثير مفهوم التكنولوجيا بعض اللبس. فبعض الكتاب في الدول النامية
يخلطون
بين التكنولوجيا الملائمة وبين التكنولوجيا صغيرة النطاق، منخفضة الإنتاجية
كثيفة
العمل، التي تعمل على استمرار التخلف وتبعية الدول النامية التكنولوجية
للدول
الصناعية المتقدمة ولقد نتج هذا الخلط عن التفسير لمفهوم التكنولوجيا
الملائمة.
فأولئك الذين يربطون التكنولوجيا الملائمة بالوسائل المتخلفة، يخلطون عادة
بين
الطابع المتقدم للتكنولوجيا كبيرة النطاق والأصل الفرعي لها ويجهلون حقيقة
أن تصميم
وتطوير التكنولوجيا الملائمة الجديدة أو تطويع وتحديث التكنولوجيا القائمة
قد يكون
حديثاً ومعقداً شأنه شأن أي اختراع زراعي أو صناعي حديث. ولقد أسهم في حدوث
هذا
اللبس أيضاً وضع عديد من المنظمات والمجموعات التي تبحث في مجال
التكنولوجيا
الملائمة أهمية كبيرة على أنواع التكنولوجيا صغيرة النطاق والوسيطة وكثيفة
العمل،
وكان ذلك نتيجة اتجاه الدول النامية في السنوات الأخيرة لاستيراد
التكنولوجيا كثيفة
رأس المال غير الملائمة من الدول الصناعية المتقدمة.
النمذجة
والمحاكاة
أدخل التطور التقني الكبير في هندسة
الحاسوب
وعلومه في الأعوام الأخيرة مفاهيم جديدة في الأتمتة، منها تخطيط الأتمتة
قبل
إِنجازها إذ أصبحت أتمتة أي عملية أو منظومة تمر بمرحلتين أساسيتين هما
النمذجة
modeling والمحاكاة simulation قبل البدء بتنفيذ تلك المنظومة. والنمذجة هي
المرحلة
التي يتم فيها بناء نموذج رياضي للمنظومة المطلوبة أتمتتها يصف سلوكها
الدينامي
وصفاً كاملاً. ويتم إنجاز ذلك باستخدام عدة طرائق رياضية تعتمد على مبدأ
حفظ مصونية
الطاقة وعلى بنيتها الدينامية وطريقة ترابط العناصر المكونة لها. أما
المحاكاة
فتتضمن بناء منظومة مصغّرة، لها مواصفات المنظومة الأصلية نفسها المطلوبة
أتمتتها
وتحاكيها في السلوك. ويمكن إنجاز ذلك ببناء نموذج إلكتروني مخبري باستخدام
العناصر
الإِلكترونية الفعالة المتوافرة أو باستخدام الحاسوب وكتابة برنامج بإِحدى
لغات
البرمجة المعتمدة، ثم تشغيل هذا النموذج بالشروط المحيطية نفسها المطلوب
تشغيل
المنظومة الأصلية فيها.
والفائدة من إجراء النمذجة والمحاكاة قبل إنجاز الأتمتة هي اختصار مراحل
الإِنجاز،
والتثبت من صحة النتيجة النهائية لعمل المنظومة. ويمكن تصحيح أي خطأ وظيفي
بضبط
النموذج الرياضي المستعمل وبتعديل البرنامج بلا أي كلفة إِضافية، في حين إن
كشف مثل
هذه الطريقة يوجب تغيير بعض أجزاء المنظومة أو طريقة ربطها وهذا مكلف جداً
في
المنظومات المعقدة.
الهندسة
مهنة تهيِّىء المعرفة العلمية
للتطبيق
العملي.
ولقد تطورت معظم المجالات التخصصية في الهندسة منذ حوالي عام 1750م.
وتظهر اليوم باستمرار مجالات هندسية جديدة نتيجة للطفرات العلمية والتقنية.
كهندسة الفضاء الجوي والهندسة الطبية الحيوية والهندسة الكيميائية والهندسة
المدنية
والهندسة الكهربائية والهندسة البيئية والهندسة الصناعية وهندسة المواد
والهندسة
الميكانيكية والهندسة النووية.
المجالات التخصصية الآخرى: تركز بالذات على أكثر من مجالات محددة من
الهندسة أكثر
مما تتيحه الفروع الرئيسية. ويضم هذا الجزء بضعة تخصصات هامة.
هندسة الصوت والهندسة الزراعية وهندسة الحاسوب والهندسة البحرية وهندسة
المحيطات
وهندسة النفط (البترول وهندسة النسيج وهندسة النقل.
الهندسة البحرية
تختص بتصميم وإنشاء وإصلاح السفن
والغواصات.
ويعمل المهندسون البحريون على تطوير تسهيلات الموانىء.
الهندسة البيئية
تختص بالمجهودات التي تمنع تلوث
الهواء
والماء والتربة والتلوث بالضجيج وتتحكم فيها. ويطور المهندسون البيئيون
المعدات
لقياس مستويات التلوث، ويقومون بإجراء التجارب لتقدير تأثيرات أنواع
الملوثات
المختلفة. كما يطورون أيضاً التقنيات لحماية الأرض من التلوث.
الهندسة
الزراعية
تتناول تصميم مباني المزرعة والآلات
الزراعية
وكبح التعرية والري ومشروعات صيانة الأرض. ويختص المهندسون الزراعيون أيضاً
بمعالجة
ونقل وخزن المنتجات الزراعية.
الهندسة
الصناعية
تطبق أساليب التحليل الهندسي في
إنتاج
البضائع والخدمات. ويُقدّر المهندسون الصناعيون أكثر الطرق اقتصاداً وكفاءة
للمنشأة
بالنسبة لاستخدمات الناس والآلات والمواد. وقد يختار المهندس الصناعي موقع
المنشأة
أو المكاتب، ويُقدّر احتياجات الموظفين، ويختار المعدات والآلات، ويخطط
ساحات
العمل، ويخطط مراحل العمليات. كذلك يُطور المهندسون الصناعيون برامج
التدريب وتقويم
الوظيفة ويعدّون مواصفات الأداء، ويساعدون في تقدير الأجور ومنافع
المستخدمين. كما
أنهم يعملون على حل مشاكل مثل التكاليف المرتفعة والإنتاج المنخفض ونوعية
المنتج
الرديئة.
الهندسة
الكهربائية
تختص بتطوير وإنتاج واختبار الأجهزة
والمعدات
الكهربائية والإلكترونية. وتتضمن هذه المعدات؛ المولدات التي تدار بالقوى
المائية
والفحم الحجري والنفط والوقود النووي، وشبكات نقل الكهرباء والمحولات.
وكذلك يطورون
نظم الإشعال المستخدمة في محركات السيارات والطائرات والمحركات الأخرى. كما
يعملون
على تحسين الأجهزة الكهربائية مثل مكيفات الهواء وأجهزة إعداد الأغذاية
والمكانس
الكهربائية.
ويُطلق على المهندسين الكهربائيين الذين يتخصصون في المعدات الإلكترونية
اسم مهندسي
الإلكترونيات. ويؤدي مهندسو الإلكترونيات دوراً أساسياً في إنتاج أقمار
الاتصالات
الصناعية والحواسيب والروبوتات الصناعية والأجهزة الطبية والعلمية ونظم
التحكم في
القذائف والرادار والراديو وأجهزة التلفاز. ويطور بعض المهندسين في مجال
الإلكترونيات الخطط الرئيسية لأجزاء ووصلات الدوائر المدمجة المصغرة جداً
التي تحكم
الإشارات الكهربائية في معظم الأجهزة الإلكترونية. ويقوم كثير من مهندسي
الإلكترونيات بتصميم وبناء وبرمجة أنظمة الحاسوب المعقدة لتؤدي مهامَّ
خاصة. ويعتبر
الاتصال عن بُعد، وإرسال واستقبال الرسائل عبر المسافات الطويلة، تخصصاً
آخر كبيراً
من تخصصات الهندسة الإلكترونية.
الهندسة
الكيميائية
تختص بمعالجة المواد الكيميائية
والمنتجات
الكيميائية بكميات تجارية كبيرة لاستخدامات الصناعة والمستهلك. ويختص
المهندسون
الكيميائيون بالعمليات الكيميائية التي تحول المواد الخام إلى منتجات
نافعة. وهم
يخططون ويصممون ويساعدون في تشييد المصانع والمعدات الكيميائية ويعملون
لتطوير
وسائل إنتاج فَعَّالة واقتصادية. ويعمل المهندسون الكيميائيون أيضاً في
صناعات مثل
صناعة أدوات الزينة والأدوية والمفرقعات والأسمدة والمنتجات الغذائية
والوقود
والبلاستيك والصابون.
الهندسة المدنية
أقدم فروع الهندسية الرئيسية. وتتضمن
التصميم
والإشراف على تنفيذ المشروعات الإنشائية الكبرى مثل الجسور والقنوات
والسدود
والأنفاق ونظم الإمداد بالمياه.
الهندسة
الميكانيكية
تشمل إنتاج القدرة الميكانيكية
ونقلها
واستخدامها. يصمم المهندسون الميكانيكيون كافة أنواع الآلات ويشغلونها
ويختبرونها.
وهم يطورون ويبنون المحركات التي تولد القدرة من البخار والنفط والوقود
النووي
ومصادر أخرى للطاقة. ويطورون ويبنون أيضاً أنواعاً كثيرة من الآلات التي
تستخدم
القدرة، متضمنة معدات التدفئة والتهوية والسيارات وعُدَد الآلات ومعدات
العمليات
الصناعية. ويشترك المهندسون الميكانيكيون في أية مرحلة من مراحل تطوير
الآلات: من
إنشاء النموذج التجريبي، إلى تركيب الآلة تامة الصنع، وتدريب العمال الذين
يستخدمونها.
الهندسة النووية
تختص بإنتاج واستخدام الطاقة النووية
واستخدامات الطاقة الإشعاعية والمواد المشعة. ويصمم معظم المهندسين
النوويين محطات
القدرة النووية التي تولد الكهرباء، ويقومون بتشييدها وتشغيلها. وهم
يتناولون كل
مرحلة من مراحل إنتاج الطاقة النووية: من معالجة الوقود النووي إلى التخلص
من
النفايات المشعة الناتجة عن المفاعلات النووية. ويعملون أيضاً على تحسين
وتطبيق
معايير الأمان، وتطوير أنواع جديدة من نظم الطاقة النووية.
كما يقوم المهندسون النوويون ببناء وتصميم المحركات النووية للسفن
والغواصات
والمركبات الفضائية. ويطورون الاستخدامات الصناعية والطبية والعلمية للطاقة
الإشعاعية والمواد المشعّة. ويتخصص بعض المهندسين النوويين في تصميم وتشييد
مُعجلات
الجُسيمات، تلك الأجهزة التي تستخدم في الدراسات العلمية للذرة وفي إيجاد
عناصر
جديدة. كما يتخصص مهندسون نوويون آخرون في تطوير الأسلحة النووية. ويؤدي
المهندسون
النوويون أيضاً دوراً في تطوير المصادر المشعّة والكاشفات ومعدات حجب
الإشعاع.
وغالباً ما يتداخل عمل المهندسين النوويين مع عمل المهندسين الكهربائيين
والبيئيين
والميكانيكيين ومهندسي المواد.
الهندسة الطبية
الحيوية
تطبق التقنيات الهندسية على المعضلات
المتعلقة بالصحة. ويطور مهندسو الطب الحيوي الوسائل المساعدة للصُّمِّ
والعُمْي.
كما أنهم يتعاونون مع الأطباء والجراحين لتصميم الأطراف والأعضاء
الاصطناعية
والوسائل والآلات الأخرى التي تساعد أو تعوض الأجزاء المريضة أوالتالفة من
الجسم.
كما يساعد مهندسو الطب الحيوي في إنتاج أنواع كثيرة من العُدَد الطبية،
بدءاً من
أجهزة قياس ضغط الدم ومعدل النبض إلى الجراحة بالليزر. ويتخصص بعض مهندسي
الطب
الحيوي في برمجة نظم الحاسوب التي تبين صحة المريض أو تحلل مُعطيات طبية
معقدة. كما
يتعاون غيرهم مع معماريين وأطباء وممرضات وغيرهم من المختصين في تصميم
المستشفيات
والمراكز الصحية الاجتماعية.
وعند اختيار مواد الوسائل المساعدة والأعضاء الاصطناعية، يجب أن يفهم
مهندسو الطب
الحيوي الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد، وكيفية تفاعلها معاً ومع
الجسم
أيضاً. ويتركز أحد المجالات الرئيسية في أبحاث الهندسة الطبية الحيوية، على
تطوير
مواد لا يمكن للجسم أن يطردها وتكون بمثابة أجزاء غريبة.
هندسة النقل
تتضمن المجهودات المبذولة لجعل النقل
أكثر
أماناً وأكثر اقتصاداً وأكثر كفاءة. ويصمم المهندسون في هذا المجال جميع
أنواع
وسائل النقل ويطورون السبل الميسرة المرتبطة للحد من مشاكل المرور.
هندسة الفضاء
الجوي
تتضمن تصميم الطائرات التجارية
والعسكرية
وإنتاجها وصيانتها. ويؤدي مهندسو الفضاء كذلك دوراً أساسياً في إنتاج
وتجميع
القذائف الموجهة وجميع طرز السفن الفضائية. ويساعد مهندسو الفضاء الجوي في
بناء
الأنفاق الهوائية ومعدات الاختبار الأخرى التي يستخدمونها في إجراء التجارب
على
السفن المقترحة، لتقدير أدائها واتزانها وطرق التحكم فيها تحت ظروف الطيران
المختلفة. وتتراوح أبحاث الفضاء الجوي بين المجهودات اللازمة لتصميم طائرة
تجارية
تكون أهدأ وأكثر اقتصاداً في الوقود، والبحث عن مواد جديدة يمكنها تحمل
مستويات
الإشعاع العالية ودرجات الحرارة القصوى للطيران في الفضاء.
هندسة المحيطات
تتناول تصميم وإقامة جميع أنواع
المعدات
المستخدمة في المحيطات. ويشمل نَتاج مهندسي المحيطات تجهيزات الزيت وغيرها
من
المنشآت البعيدة عن الشاطىء ومعدات البحث البحرية، ونظم كواسر الأمواج
المستخدمة في
منع تعرية الشواطىء.
هندسة المواد
تتعامل مع تركيب المواد المختلفة
وإنتاجها
واستخداماتها واستخدامات المواد المختلفة. ويعمل مهندسو المواد بالمواد
الفلزية
وغير الفلزية. ويحاولون تحسين المواد الموجودة ويطورون استخدامات جديدة
لها،
بالإضافة إلى تطوير مواد جديدة لتفي بمتطلبات معينة. وتُعتبر هندسة المناجم
وهندسة
التعدين فرعين رئيسيين من هندسة المواد. ويعمل مهندسو المناجم بالتعاون مع
الجُيُولوجين لتحديد أماكن ترسبات المعادن وتخمين كمياتها. ويقررون كيفية
استخراج
الخام من الأرض ما أمكن بأرخص الطرق وأكثرها كفاءة. ويجب على مهندسي
المناجم أن
يعرفوا أساسيات الهندسة المدنية والميكانيكية والكهربائية وذلك لتصميم
الأنفاق
وتهوية المناجم واختيار الآلات الخاصة بالمناجم. وتعالج هندسة التعدين فصل
الفلزات
من خاماتها وتجهيزها للاستخدام. ويقوم مهندسو التعدين الاستخلاصي بفصل
الفلزات من
خاماتها وتنقيتها. ويطور مهندسو التعدين الفيزيائي طرقاً لتحويل الفلزات
النقية إلى
منتجات نهائية يستفاد بها.
هندسة النسيج
تختص بالآلات والعمليات المستخدمة في
إنتاج
كل من الألياف والأقمشة الطبيعية والاصطناعية. ويعمل مهندسو هذا المجال
أيضاً في
تطوير منسوجات جديدة ومحسنّة.
هندسة الصوت
تختص بالصوت. ويتضمن عمل مهندسي
الصوت تصميم
المباني والغرف لجعلها هادئة، وتهيئة الظروف للاستماع للحديث والموسيقى في
قاعات
الاستماع والصالات، وتطوير التقنيات والمواد الماصة للصوت لتخفيض التلوث
الضجيجي.
تكنولوجيا
الاتصال
الحديثة
N.C.T. New Communication Technology
ليس هناك تعريف محدد لعبارة
«تكنولوجيا
الاتصال الحديثة» رغم ذيوع استخدامها، غير أن مدلولها أصبح ينصب على
الوسائل
الإلكترونية المستخدمة في الإنتاج والتسجيل الكهرومغنطيسي (الكاسيت الصوتي
والفيديو) واسطوانات الليزر، والبث الإذاعي والتلفزيوني، الذي تُوِّج
باستخدام
الشبكات الفضائية، وشبكات الميكروويف المعتمدة على الترددات عالية القدرة
VHF
وفائقة القدرة UHF، والشبكات الأرضية التي تستخدم الألياف الضوئية O.F. ذات
الكفاءة
العالية في حمل العديد من البرامج التفزيونية والإذاعية والمعلومات، هذا
بالإضافة
إلى استخدام الحاسوب (الكومبيوتر) وما يتصل به من تقنيات.
على أن كلمة «حديثة» في تعريف تكنولوجيا الاتصال، تحمل قدرا كبيراً من
النسبية، فهي
تتوقف في الدرجة الأولى على مدى تطور المجتمع وأخذه بالأساليب الحديثة في
الإنتاج.
فما يعتبر من التقنيات التقليدية في المجتمعات المتقدمة، قد يعتبر حديثاً
في
مجتمعات أقل تقدماً. كما أن النسبية تمتد إلى المرحلة الزمنية من مراحل
تطور
المجتمع. فما يعتبر حديثاً اليوم، سوف يصبح تقليديا في مرحلة تاريخية
تالية، كما
يتوقف الأمر كذلك على التقدم الصناعي في انتاج تكنولوجيا الاتصال، وهو تقدم
يسير
بسرعة كبيرة، فقد تتوقف الصناعة في مرحلة معينة بحكم التطور، عن إنتاج بعض
التكنولوجيات الاتصالية التي كانت سائدة في هذه المرحلة، وتقدم بدائلها
الأكثر
تطوراً، وتترك الأولى للزوال، بحكم عدم توفر مستلزمات تشغيلها.
وتتيح التكنولوجيات الاتصالية الحديثة إمكلانات كبيرة لزيادة حجم إنتاج
المواد
الإعلامية والثقافية المرئية والمسموعة والمطبوعة، وتبادلها بين الأقطار
العربية،
ومع الخارج. كما تتيح فرصاً واسعة لاستخدامها للأغراض التعليمية سواء
بالنسبة
للتعليم النظامي أو التعليم خارج المدرسة. على أنه في الجانب الآخر، أدى
استخدام
هذه التكنولوجيا المتقدمة إلى زيادة حجم تدفق المواد الإعلامية والتثقافية
من
الخارج مما يمكن أن يهدد الهوية الثقافية العربية الإسلامية.
هندسة النفط
(البترول)
تختص بإنتاج وخزن ونقل النفط والغاز
الطبيعي.
ويحدد مهندسو النفط مواقع الرواسب الزيتية والغازية ويحاولون تطوير وسائل
تكون أكثر
كفاءة للتنقيب والاستخلاص.
تكرير البترول
يتكون البترول من خليط من عدد من
الهدروكربونات التي تختلف في طبيعتها وفي خواصها. ولا يمكن استخدام البرتول
الخام
بحالته التي يستخرج بها من الأرض، بل يجب فصل مكوناته المختلفة وتنقيتها
لاستخدام
كل منها في غرض من الأغراض، وتعرف هذه العملية بعملية التكرير. ولا يمكن
فصل كل
هدروكربون من مكونات الزيت الخام على حدة؛ لأن درجات غليان هذه
الهدروكربونات
متقاربة إلى حد كبير، ولذلك يتم فصل مكونات البترول على هيئة «قطفات» أو
أجزاء يغلى
كلٌّ منها بين حدّيْن متقاربين من درجات الحرارة، أي بين 100 و150°م مثلاً،
وتعرف
هذه الطريقة باسم «التقطير التجزيئي». وقد كانت المقطرات الوسطى، قبل عام
1900، هي
أهم مقطرات البترول، وكانت تعرف باسم الكيروسين أو البرافين، واستخدمت
أساساً في
الإنارة، أما المقطرات الخفيفة فقد كانت تحير القائمين على عمليات التقطير؛
فلم تكن
هناك حاجة إليها ولم يكونوا يعرفون كيف يتخلصون منها، بل كانوا يعيدونها
إلى باطن
الأرض في بعض الأحيان. وقد تغير الوضع في مستهل القرن العشرين عندما بدأ
استعمال
محركات الاحتراق الداخلي، فزاد الطلب على المقطرات الخفيفة، وقل الاعتماد
على
الكيروسين بعد استخدام الكهرباء.
ويشبه معمل تكرير البترول غابة من الأبراج والخزانات التي تتم فيها عملية
التقطير
التجزيئي بشكل مستمر؛ فيدخل الزيت الخام في بداية خط التكرير وتخرج
المقطرات
المطلوبة من نهايته، وبذلك يمكن تكرير آلاف الأطنان من الزيت الخام في
اليوم. ويتم
أولاً فصل الزيت عن الماء الملح في حقل البترول ثم يفصل ما به من غازات قبل
إدخاله
إلى أجهزة التقطير، وتُضَمّ هذه الغازات إلى غيراها من الغازات
الهدروكربونية
لاستعمالها في أغراض أخرى. ويسخن الزيت الخام أولاً بإمراره في أنابيب
حلزونية في
أفران خاصة حتى ترتفع درجة حرارته إلى 400 ـ 450°م، ثم يدفع خليط السائل
والبخار
الناتج إلى الجزء الأسفل من برج أو عمود التجزئة. وبرج التجزئة عبارة عن
عمود من
الصلب أو أسطوانة طويلة تقف في وضع رأسي، وقد يصل ارتفاعها إلى نحو ثلاثين
متراً.
ويحتوي البرج على عدد من الرفوف المعدنية، ويوجد بكل رف فتحات خاصة تسمح
بمرور
أبخرة المواد المتطايرة خلالها لتصعد إلى الرفوف الأعلى منها، على حين
تتكثف
السوائل الأقل تطايراً على سطوحها وترتد إلى الرفوف الواقعة أسفل منها.
ويسمح هذا
الترتيب لأبخرة المواد المتطايرة بالصعود إلى قمة البرج، بينما تتجمع أبخرة
السوائل
ذات درجات الغليان المتوسطة على الرفوف الواقعة في منتصف البرج، أما
السوائل ذات
درجات الغليان المرتفعة فتتجمع بالقرب من قاعدة البرج، وبذلك يمكن الحصول
على عدة
مقطرات تختلف فيما بينها في درجات غليانها؛ فيفصل الجازولين من قمة البرج،
ويفصل
الكيروسين من الجزء الواقع أسفل قمة البرج، ثم يلي ذلك المنطقة الوسطى التي
تُفصل
منها زيوت الوقود، أما المخلقات الثقيلة فتخرج من الجزء الأسفل للبرج. ويتم
تقطير
هذه الزيوت الثقيلة بعد ذلك تحت ضغط مخلخل حتى لا تتفحم بالحرارة وتفصل
منها زيوت
التشحيم وشمع البرافين. أما المخلفات الثقيلة فتعامل معاملة خاصة وينتج
منها
الأسفلت والبتيومين والكوك.
تنقية مقطرات
البترول
تحتوى مقطرات البترول في أغلب
الأحيان على
بعض الشوائب مثل المركبات غير المشبعة والمركبات الأروماتية وبعض مركبات
الكبريت.
ويجب التخلص من هذه الشوائب قبل استعمال هذه المقطرات لأنها تسبب كثيراً من
الضرر
للآلات والمعدات التي تستخدم فيها هذه المقطرات، فالمواد غير المشبعة إن
تركت في
الجازولين، تعطى عند احتراقه في محركات السيارات، مواد صمغية تسد مسالك
«الكاربوراتير»
وتفسد العمل المنتظم للمحرك. كذلك تتحول مركبات الكبريت عند احتراق الوقود،
إلى
أكاسيد الكبريت التي تتحول مركبات الكبريت عند احتراق الوقود، إلى أكاسيد
الكبريت
التي تتحول بدورها في وجود بخار الماء إلى حمض الكبريتيك الذي يسبب تلف
المحرك
وتآكله. وتتم إزالة المركبات غير المشبعة والمركبات الأرومانية من
الكبروسين ومن
بعض زيوت التشحيم برجِّها مع حمض الكبريتيك بواسطة الهواء المضغوط، أو
برجها من
ثاني أكسيد الكبريت المسال تحت الضغط بطريقة «أديليانو». وتذوب المواد غير
المشبعة
والمواد الأروماتية في طبقة الحمض التي تفصل بعد ذلك، ثم يغسل الزيت
الهدروكربوني
بالماء ويعاد تقطيره. أما شوائب الكبريت فيمكن إزالتها برجَّ المقطرات مع
بعض
المواد الكيميائية، مثل هدروكسيد الصوديوم أو بلمبيت الصوديوم، أو كلوريد
النحاس،
وتعرف هذه العملية باسم «التحلية» «Sweetening» وتُزَال المواد الأسفلتية
من زيوت
التشحيم بواسطة غاز البروبان المسال تحت الضغط، كما تزال منها الشموع
بواسطة مذيبات
أخرى مثل «الفرفورال» أو «مثيل إثيل كيتون». وهناك مواصفات دولية تحدد نسب
هذه
الشوائب في مختلف المقطرات قبل أن تصبح صالحة للاستعمال.
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
على وفدى بشر- لايوجد
عدد الرسائل : 17
العمر : 36
العمل : فنى معمل
تاريخ التسجيل : 06/10/2011
مواضيع مماثلةصلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى