مراقبة الألياف البصرية هي مفتاح تدوير المخلفات النفطية
يستخدم العلماء تقنيات متقدمة خاصة بالألياف البصرية من أجل زيادة الإنتاجية ومضاعفة شروط السلامة في عملية إعادة تدوير النفايات النفطية عكف فريق علمي سنغافوري على استخدام تقنيات متقدمة خاصة بالألياف البصرية من أجل زيادة الإنتاجية ومضاعفة شروط السلامة في عملية إعادة تدوير النفايات النفطية، حيث تنتج مخلفات زيوت التشحيم الصناعية وغير الصناعية المستعملة عبر العالم، ما يزيد عن 40 مليون طن من المخلفات النفطية سنوياً.
ويجمع أقل من 50% من هذه النفايات من أجل التخلص السليم منها أو لأغراض التدوير، ليشكل الباقي منها خطراً محدقاً يهدد بتلوث الهواء عبر العالم، والموارد المائية إذا ما أُسيء التعامل معها. ورغم أن النفايات النفطية المدوّرة تباع أساساً كوقود للسفن، إلا أن حرقها يلوث البيئة بسبب احتوائها على نسبة عالية من الكبريت. تتحول النفايات النفطية بالتدوير عن طريق المعالجة الحرارية الكيميائية، إلى ماء، وكربون، ووقود محركات. تتم العملية في أماكن مغلقة خالية من الأكسجين حيث تستخدم درجات حرارة تفوق 300°C درجة. ورغم عدم وجود أي انبعاثات في الجو من هذه العملية، إلا أنها مهدرة للكثير من الوقت وتتطلب جهودا مضنية في المراقبة. كما أنها تستلزم بيانات دقيقة وحساسة مثل درجات الحرارة والضغط مما يشكل صعوبة أكثر، لأن استخدام المجسات الكهربائية التقليدية في محيط العملية بصورة ثابتة يثير مخاوف تتعلق بالسلامة.
تطوير مجسات بألياف بصرية: يعمل علماء من جامعة نانيانج التكنولوجية في سنغافورة بالتنسيق مع شركة Trans ResearchPte Ltd المحدودة، وشركة the R&D arm of Trans Petroleum Pte Ltd وشركة SK EnvirotechPte Ltd المحدودة، من أجل تطوير مجسات بألياف بصرية بإمكانها مقاومة درجات الحرارة العالية الضرورية للعملية الحرارية الكيميائية دون أن تؤثر في دقة البيانات وسلامتها. كما طوروا أيضاً تقنيات سوف تقلل من نسبة الكبريت في النفايات النفطية من أجل التقليل من التأثير البيئي عند استخدام المنتج المدور كوقود للسفن أو المحركات. يعمل الفريق على تجهيز نوعين من المجسات ذات الألياف البصرية. أحدهما، يدمج مقياس تداخل الأمواج في ليف معالج بالجرمانيوم بدرجة كبيرة، وقد كشف عن حساسية عالية في مراقبة الحرارة. وإذا استخدم هذا المجس مع نوع تقليدي من أنواع الألياف، فبإمكانه قياس درجة الحرارة والتوتر في آن واحد. أما المجس الثاني الذي طوره الفريق فهو مصنوع من الألياف ذات البلورات الفوتونية (الضوئية) المستخدمة مع تطبيقات استشعارية SERS، التي يمكن أن تكتشف مختلف المركبات في الخليط وتتعرف عليها. يمكن استخدام المجسين معاً من أجل تحقيق دقة أكثر، وقياسات لحظية لدرجات الحرارة والضغط والتردد، والانحناء، والدوران، والتوتر، والرطوبة في أنظمة تدوير النفايات النفطية.
ويجمع أقل من 50% من هذه النفايات من أجل التخلص السليم منها أو لأغراض التدوير، ليشكل الباقي منها خطراً محدقاً يهدد بتلوث الهواء عبر العالم، والموارد المائية إذا ما أُسيء التعامل معها. ورغم أن النفايات النفطية المدوّرة تباع أساساً كوقود للسفن، إلا أن حرقها يلوث البيئة بسبب احتوائها على نسبة عالية من الكبريت. تتحول النفايات النفطية بالتدوير عن طريق المعالجة الحرارية الكيميائية، إلى ماء، وكربون، ووقود محركات. تتم العملية في أماكن مغلقة خالية من الأكسجين حيث تستخدم درجات حرارة تفوق 300°C درجة. ورغم عدم وجود أي انبعاثات في الجو من هذه العملية، إلا أنها مهدرة للكثير من الوقت وتتطلب جهودا مضنية في المراقبة. كما أنها تستلزم بيانات دقيقة وحساسة مثل درجات الحرارة والضغط مما يشكل صعوبة أكثر، لأن استخدام المجسات الكهربائية التقليدية في محيط العملية بصورة ثابتة يثير مخاوف تتعلق بالسلامة.
تطوير مجسات بألياف بصرية: يعمل علماء من جامعة نانيانج التكنولوجية في سنغافورة بالتنسيق مع شركة Trans ResearchPte Ltd المحدودة، وشركة the R&D arm of Trans Petroleum Pte Ltd وشركة SK EnvirotechPte Ltd المحدودة، من أجل تطوير مجسات بألياف بصرية بإمكانها مقاومة درجات الحرارة العالية الضرورية للعملية الحرارية الكيميائية دون أن تؤثر في دقة البيانات وسلامتها. كما طوروا أيضاً تقنيات سوف تقلل من نسبة الكبريت في النفايات النفطية من أجل التقليل من التأثير البيئي عند استخدام المنتج المدور كوقود للسفن أو المحركات. يعمل الفريق على تجهيز نوعين من المجسات ذات الألياف البصرية. أحدهما، يدمج مقياس تداخل الأمواج في ليف معالج بالجرمانيوم بدرجة كبيرة، وقد كشف عن حساسية عالية في مراقبة الحرارة. وإذا استخدم هذا المجس مع نوع تقليدي من أنواع الألياف، فبإمكانه قياس درجة الحرارة والتوتر في آن واحد. أما المجس الثاني الذي طوره الفريق فهو مصنوع من الألياف ذات البلورات الفوتونية (الضوئية) المستخدمة مع تطبيقات استشعارية SERS، التي يمكن أن تكتشف مختلف المركبات في الخليط وتتعرف عليها. يمكن استخدام المجسين معاً من أجل تحقيق دقة أكثر، وقياسات لحظية لدرجات الحرارة والضغط والتردد، والانحناء، والدوران، والتوتر، والرطوبة في أنظمة تدوير النفايات النفطية.
الرابط مصدر المقال
