العين (الاتحاد) - لدى الدكتور سعود الدعجة، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة الإمارات، أفكار مبتكرة استقاها من محيطه، واستطاع بجدارة أن يوظف الليزر لحل مشكلة تآكل سكك القطارات الحديدية. درس الدعجة البكالوريوس في جامعة مؤتة في المملكة الأردنية الهاشمية وتخرج منها بامتياز، وأكمل الماجستير والدكتوراة في معهد إلينوي للتكنولوجيا في ولاية شيكاجو الأميركية، وهو يدرس في جامعة الإمارات العربية المتحدة منذ عام 2004.
مشكلة مكلفة
الابتكار الأول لدى الدعجة بدأ مع بحثه لموضوع أطروحته التي يعدها في مرحلة الدكتوراة، فبعد أن أنهى رسالة الماجستير في دراسة خصائص الزيوت المعدنية المستخدمة لتخفيف معامل الاحتكاك في معهد إلينوي للتكنولوجيا في شيكاجو، حصل على منحة من الحكومة الأميركية للعمل في مختبرات آرجون الدولية التابعة لوزارة الطاقة الأميركية منذ عام 2000 ولغاية عام 2004، وأثناء عمله في المختبرات كان يبحث عن موضوع متميز يجعله محور رسالته في الدكتوراة. وعن هذا الموضوع الذي أصبح ليس مجرد رسالة دكتوراة بل ابتكارا عالميا، يقول “تزامن بحثي عن موضوع لرسالة الدكتوراة مع معاناة الولايات المتحدة الأميركية وكندا من مشكلة في القطارات وسيلة النقل التي تستخدمها بشكل رئيس ويومي سواء في نقل الناس أو نقل البضائع، وتكمن المشكلة في أن سكك الحديد التي تمشي عليها هذه القطارات تعرض بعضها للتشققات السطحية نظرا لثقل وزن هذه القطارات وكثرة استخدامها اليومي، ومع مرور الوقت تتضاعف هذه التشققات لتنكسر السكة وينقلب القطار محدثا خسائر بشرية ومادية، وفي كثير من الأحيان يكون هذا القطار محملا بمخلفات تحتوي على مواد كيماوية ونووية وانقلاب القطار بها يعني كارثة بيئية”.
ويضيف “الولايات المتحدة لم تستطع إيجاد أية حلول لمشكلة تشققات سكك الحديد الخاصة بالقطارات إلا أن تقوم بنزعها واستبدالها دوريا ما ينطوي على تكاليف باهظة جدا، وتعطيل حركة المواصلات بشكل كبير لأن التنقل هناك يعتمد على القطارات بشكل يفوق التصور، أما كندا فقد وجدت حلا مؤقتا لكنه غير ناجع ولا عملي يكمن في برد أو حف الطبقة العلوية لسكك الحديد والتي تكمن فيها التشققات للتخلص منها، ما يسبب نقصان سماكة سكة الحديد، ومع تكرار بردها تصبح هشة وقابلة للكسر، ما يعني تكرار عملية استبدالها وما يتبع ذلك من سلبيات”.
ويشير الدعجة إلى أن وزارة الطاقة الأميركية لجأت إلى مختبرات آرجون الدولية لتوجد لها حلا لمشكلتها الجسيمة، ونظرا لعمله فيها أعجب بالموضوع وتبناه مع باحثين أميركيين آخرين كان هو الباحث الرئيس بينهما لأنه يعد من هذه المشكلة رسالته للدكتوراة، وعن الحل الذي أوجده يقول “بعد عدة دراسات وبحوث وجدنا أن أفضل تقنية يمكننا استخدامها لعلاج هذه التشققات تكمن في استخدام أشعة الليزر العالية جدا، بتسليطها على التشققات فينصهر الحديد ويعيد تشكيل نفسه بنفسه بل ويصبح أصلب مما هو عليه، وقبل أن نصل إلى تقنية الليزر فكرنا بالطرق المستخدمة لتحسين خصائص الحديد وقارناها بالليزر، فوجدنا أن استخدام الحرارة لتقوية السطح الخارجي لسكة الحديد المحتوي على التشققات يتطلب منا أفرانا كبيرة جدا تتسع لحجم سكك الحديد مع صعوبة نقل السكك القديمة المثبتة في الأرض إلى تلك الأفران، كما أن تلك الأفران تعمل على إذابة السطح الخارجي للسكك الحديدية دون صهرها وإعادة تشكيلها”.
الحل الأفضل
بالنسبة لتقنية الليزر التي توصل الدعجة إلى أنها الحل الأفضل لعلاج مشكلة تشققات سكك الحديد السطحية؛ فتكمن ميزاتها كما يوضح بأنها ذات قدرة على علاج التشققات غير العميقة لعمق واحد ملم أما التشققات الكبيرة فهي بحاجة إلى نزع واستبدال السكك، بالإضافة إلى أن هذه التقنية تخفف من تآكل سكك الحديد الذي يسبب نقصان سماكتها بمعدل 7 أضعاف فيما لو لم تستخدم تقنية الليزر في علاج التشققات السطحية، وتخفف هذه التقنية من معامل الاحتكاك بنشبة 40% لأن طريقة تسليط أشعة الليزر تكون على جوانب السكة وليس من أعلى، ما يعني حل المشكلة دون أن يتأثر معامل الاحتكاك للسطح العلوي، كما أنها طريقة سهلة الاستخدام ولا تكلف وقتا أو جهدا بل كل المطلوب فيها شراء جهاز الليزر قوته 4 كيلو واط، وتحميله على عربة أو قطار صغير يسير بسرعة بطيئة وثابتة ليتسنى للجهاز عبر أذرعه الروبوتية المتدلية من جانبيه تسليط أشعة الليزر على جوانب سكة الحديد المتشققة، ما يؤدي إلى ذوبانها وإعادة تشكيل نفسها بنفسها، وتحولها بفعل الهواء الخارجي إلى مادة أصلب وأقوى وأكثر مقاومة للتآكل بمعدل 7 أضعاف.
ويلفت الدعجة إلى أن طريقة استخدام الليزر في علاج تشققات سكك الحديد لديها سلبية واحدة تكمن في ارتفاع سعر جهاز الليزر نفسه لكن إذا ما قورن سعره بسعر التكاليف والخسائر التي ستحصل في حالة عدم استخدامه لفاقته بكثير، مؤكدا ضرورة وجود فنيين على وعي ودراية بكيفية تشغيل جهاز الليزر واستخدامه في معالجة المعادن وليس فقط في علاج تشققات سكك الحديد، ويرتدون نظارات واقية تحمي أعينهم من أشعة الليزر العالية التي قد تضر بالعين وتسبب العمى فيما لو لم يتم التمرس في استخدامها.
ويستعد الدعجة لتسجيل فكرته وحفظ حقوق ملكيتها الفكرية لدى المكتب المعني بذلك في الولايات المتحدة، وما تجدر الإشارة إليه أن شركة النخيل للموانئ الجافة بدبي تواصلت معه من أجل الاستفادة من بحثه أو فكرته، حيث إن هذه الشركة تقوم بصيانة سفن الشحن بعد سحبها على سكك حديد خارج البحر، ونظرا لثقل هذه السفن وتكرار هذه العملية تعرضت السكك لتشققات والكثير من الصدأ بسبب ملوحة ماء البحر العالق بأسفل السفن، فأشار عليها بالاستفادة من تقنية الليزر في علاج مشكلتها.
ويذكر الدعجة أنه يمكن الاستفادة من تقنية الليزر ليس فقط في علاج تشققات سكك الحديد، بل يمكن من خلالها تقوية خصائص الحديد المستخدم في الأجهزة والأسلحة العسكرية وكذلك في مجال الطيران والطائرات.
تطوير واقي الرصاص
لدى الدكتور سعود الدعجة أفكار مبتكرة أخرى حيث توصل مع الدكتور يوسف حايك، والدكتور عماد النجار أستاذا الهندسة الميكانيكية في جامعة الإمارات، إلى تقنية حديثة تفيد في إنتاج الأنابيب الكربونية النانوية من عوادم الناقلات التي تعمل بوقود الديزل، وذلك بتركيب جهاز مبتكر في عادم الناقلة يحول العوادم أو الأدخنة المضرة بالبيئة إلى أنابيب كربونية نانوية، وابتكار آخر شاركه به الدكتور يوسف حايك أيضا ويتعلق بتحسين خصائص واقي الرصاص فبدلا من التصاق الرصاصة به عند تصويبها نحوه ترتد عنه بعيدا وهو اختراع غير موجود حول العالم لأن الواقيات الموجودة في الأسواق تعلق الرصاصة بها ولا ترتد عنها. في السياق ذاته، يقول الدعجة “تباحثت وزميلي الدكتور يوسف استخدامات مميزة للأنابيب الكربونية النانوية بعد أن نجحنا في صناعتها، ووجدنا أنه أثبت نظريا أنه من الممكن استخدامها في صناعة واقيات الرصاص، فأعددنا خلطة سرية مكونة من مجموعة مواد من بينها الأنابيب الكربونية النانوية وصنعنا 8 واقيات رصاص، وبعدها تواصلنا مع شركة كاراكال لصناعة الأسلحة في الدولة، وقاموا بإرسال مندوبين وذهبنا إلى نادي الرماية في نادي ضباط أبوظبي لتجربتها باستخدام أقوى أنواع المسدسات وتصويب طلقات على هذه الواقيات على بعد 10 أمتار، فاثنتان من الواقيات نجحت في صد الرصاصة عنه وهذا يحدث للمرة الأولى في العالم”. ويوضح الدعجة “نعمد إلى التواصل مع لجنة أبوظبي لتطوير التكنولوجيا – برنامج تكامل لتساعدنا في الحصول على حقوق ملكية فكرية لواقيات الرصاص، بعد أن شرعت بإجراءات تسجيل حقوق الملكية الفكرية لتقنية الأنابيب الكربونية النانوية المنتجة من عوادم الناقلات التي تعمل بوقود الديزل”.
عدد اليوم
