مهندسات يصممن «فلتراً» يتخلص من تلوث محركات «الديزل»

العين (الاتحاد) - نجحت ثلاث مهندسات مواطنات، تخرجن حديثاً في كلية الهندسة قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة الإمارات في تصميم فلتر جديد لحجز الدخان الأسود الصادر من محركات الديزل من مواد صديقة للبيئة. وهو مشروع اقترحه الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة الإمارات الدكتور محمد الصغير على طالباته الخريجات، وهن هيا النعيمي، وميثة الظاهري، وعفراء الدرمكي فما كان منهن إلا أن أبدعن بتصميمه وتنفيذه، وأثبتن أن الجيل الجديد من المهندسات المواطنات لديه القدرة على تحقيق أهداف المجتمع بتقليل الملوثات من المحركات التي تعمل بالديزل والتي لا غنى عن استخدامها في كافة مجالات الحياة. الدخان الأسود عن فكرة المشروع، تقول النعيمي «فكرة المشروع تقوم على تصميم وتنفيذ واختبار فلتر جديد يركب في خط العادم لأي مركبة ديزل (مينى باص – باص - شاحنة)، بحيث يقلل بدرجة كبيرة نسبة الدخان الأسود الذي ينبعث من محركات الديزل والتي تلوث البيئة، وتؤثر على صحتنا بشكل كبير». وتضيف «من أهم هذه الملوثات التي تنبعث من مركبات الديزل: الدخان الأسود هو عبارة عن حبيبات الكربون الدقيقة، وأخطرها تلك التي تكون حبيبات صلبة قطرها صغير جدا، حيث إنها تتغلغل داخل الجهاز التنفسي مع الهواء الجوي، ومصدرها الرئيس المركبات التي تعمل بالديزل (المستعملة على الطريق أو خارج الطريق – ثقيلة أو متوسطة أو خفيفة) أو الغبار الموجود في الهواء، وتنتج المركبة التي تعمل بالديزل قرابة 10 جرامات من الدخان الأسود لكل كيلومتر تمشيها المركبة، وتسبب هذه الحبيبات أمراضاً عديدة لها علاقة بالجهاز التنفسي ومنها ما يؤدي إلى الوفاة، وتعتبر أخطر أنواع الملوثات التي يجب على مصنعي المركبات تقليلها، ومعنى ذلك أن جميع المركبات الموجودة تنتج ملايين الأطنان من تلك الحبيبات الخطيرة كل عام، وهذه الكمية من الملوثات تكلف الدول آلاف الملايين من الدراهم سنويا». وتوضح النعيمي «من الملوثات الأخرى أكاسيد النيتروجين- أول وثاني أكسيد النيتروجين ومركبات أخرى، وبعضها سام يقوم بتكوين الأوزون ومصدرها الوحيد هو عوادم المركبات (الديزل والبنزين)، وتؤثر سلبا على صحة الإنسان وجهازه التنفسي وأخطار بيئية أخرى، وتنتج مركبات الديزل نحو ثلاثة جرامات ونصف جرام من أكاسيد النيتروجين لكل كيلومتر تمشيها المركبة، وكذلك أكاسيد الكبريت والتي تسبب التهاب الرئتين ومصدره مركبات الديزل (التي تعمل بوقود ديزل به كبريت)، وهو يؤثر على صحة وأمراض القلب والجهاز التنفسي وارتفاع ضغط الدم وخسائر للطبيعة، ويضاف إلى تلك الملوثات أول وثاني أكسيد الكربون، الهيدروكربونات غير المحترقة أو المحترقة جزئياً، أو المتطايرة من الوقود، ومواد سامة أخرى». حول طبيعة مشروعهن، وتصميم الفلتر، والمواد التي استخدمنها لصنعه، تقول الظاهري «قمنا بتعديل التصميم الحالي المستخدم (في بعض مركبات الديزل وليس كلها)، وتغيير المادة المستخدمة داخل الفلتر والتي تحتجز حبيبات الدخان الأسود، وتستخدم حاليا مادة معدنية دقيقة وغالية الثمن، في حين استخدمنا مواد رخيصة الثمن وصديقة للبيئة، وهي عبارة عن مخلفات طبيعية يتم عادة التخلص منها في القمامة، حيث أثبتنا فاعلية تلك المواد في حجز حبيبات الكربون الصلبة الناتجة في عادم محرك الديزل، كما تم أيضا تعديل تصميم الفلتر المستخدم حاليا والذي يسبب زيادة في الضغط الخلفي للفلتر، ما يضيع جزءا من قدرة المحرك، فقمن بتصميمه بانسيابية تجعل غازات العادم تنساب بطريقة سلسة وسهلة دون زيادة في ضغط الغازات، ما يزيد قدرة محرك الديزل». وتوضح الظاهري أنها استخدمت وزميلاتها في المشروع مبدأ «الهندسة العكسية» للتعرف على التصميم الحالي وتعديل التصميم الخاص بهن، وصمم الفلتر من جسم أسطواني معدني من الاستانلس ستيل، به جزء مخروطي من الأمام والخلف للمحافظة على انسيابية الغازات، وبداخل الفلتر توجد طبقتين من المادة الفعالة لحجز حبيبات الكربون، تم توزيعها لتملأ كافة المساحة الداخلية وموزعة على مرحلتين، ومثبتة بمقدمة ومؤخرة الفلتر ماسورة معدنية لتوصيله بأنبوب خروج غازات العادم من المحرك. من جانبها، تشير الدرمكي إلى أن الفلتر الجديد الذي صنعنه أثبت أنه لا يسبب أي نقص في عزم المحرك أو قدرته (وهذا هو الجزء المهم لمستعمل المركبة)، وبالتالي لا تتغير الكفاءة الحرارية للمحرك، ولا يزيد استهلاك الوقود النوعي. وتحدد الدرمكي كفاءة الفلتر الجديد في حجز الحبيبات بأنها تتراوح ما بين 60% إلى 90% وأحيانا تصل الكفاءة إلى 100% حسب قدرة المحرك التي ينتجها أو سرعته، وذلك يعتمد على نوعية المادة المستخدمة داخل الفلتر، حيث استعملن ثلاثة أنواع مختلفة، فأثبت الفلتر فاعلية كبيرة، حيث أزال نحو عشرة جرامات من الحبيبات السوداء (لمحرك الأبحاث المستخدم - حجم اسطوانته نصف لتر)، والمثير في تصميم الفلتر أنه لم يسبب أي زيادة تذكر في ضغط الغازات خلفه، بل تسبب فقط في زيادة طفيفة نحو واحد من مائتين من الضغط الجوي، وفق الدرمكي. دعم مشكور يأتي اقتراح الفلتر الجديد لمركبات الديزل التي قامت المهندسات بتصميمه بأنفسهن، وتصنيعه في ورش الجامعة وورش الصناعية بالعين، في وقت تهتم فيه الدولة بتقليل الملوثات من كافة مصادر التلوث، وحول تطبيقات هذا الفلتر، يقلن إن «هذا الفلتر يناسب كافة مجالات توليد القدرة من المركبات التي تعمل بالديزل (أو بالغاز الطبيعي) مثل الحافلات، والشاحنات، والمركبات الخفيفة والثقيلة، وكذلك يناسب محطات توليد الطاقة الكهربائية التي تعمل بالديزل أو بالغاز الطبيعي، كما يمكن استخدامه أيضا في المصانع التي تحتاج إلى حرق كميات من وقود الديزل للحصول على الطاقة الحرارية». تمويل المشروع وتتقدم المهندسات النعيمي والظاهري والدرمكي بالشكر الجزيل إلى شركة «أدنوك» لرعايتها لمشروعهن عبر تقديم التمويل اللازم لبنائه بجامعة الإمارات، ما حفزهن على تقديم أفضل ما لديهن من أفكار وتنفيذ طموحهن لبناء هذه الفكرة التي تقلل من التلوث وتحد من التكلفة الباهظة التي قد تتحملها الدولة جراء خروج تلك الملوثات من مركبات الديزل، ويشكرن كذلك جامعة الإمارات وكلية الهندسة وقسم الهندسة الميكانيكية، وإدارة مشاريع التخرج على تقديمهم كافة سبل إنجاح المشروع. ?وكشفت المهندسات المبدعات عن رغبتهن في مواصلة العمل بالمشروع بعد النجاح الذي حققنه، على الرغم من تخرجهن حيث يقمن حاليا بدراسة بدائل للطريقة المثلى لاستعمال الفلتر لأطول فترة ممكنة، حيث يجب تنظيف الفلتر (لإعادة استعماله مرة أخرى) بطريقة معينة تقلل الجهد والتكلفة، وتحافظ على كفاءة الفلتر عالية، مؤكدات أنه في حال استمرار دعم المشروع سيحاولن تقليل التكلفة المطلوبة لبناء الفلتر لمحركات الديزل، حيث تعتمد التكلفة على حجم الفلتر وحجم المحرك، ومن المعروف أن التكلفة ستقل كثيرا في حالة بناء مئات أو آلاف الفلاتر في عملية تصنيع واحدة، كما يطمحن إلى المشاركة بمؤتمر عالمي لعرض فكرة مشروعهن، والاشتراك في مسابقات إبداعية.